利用物联网实现山火早期检测与预防

由Dryad Networks等初创公司提供的新型基于物联网的山火早期预警系统正涌现市场。在山火日益频发的世界，这些技术能否产生可衡量的差异？

火焰在闪烁于地平线，不可控制地蔓延至下方山谷。大火夷平一组附属建筑，继而吞噬一群家庭住宅，留下冒烟房屋、焦黑财物、破碎生活。

2021年夏季，这一场景在美国西部变得司空见惯。随之而来的烟雾飘至芝加哥和纽约，造成严重空气质量问题。虽彻底防火可能超出技术能力，但减轻其严重性可行。越来越多物联网公司正证明这一点。

猛烈山火不限于美国；亚马逊和澳大利亚近年也遭受毁灭性大火。

关于激增成因的争论范围从气候变化到局部因素，如科罗拉多5G基站火灾或内华达靶场射击事件。

无论成因，山火影响灾难性且频率攀升。国家跨机构消防中心报告，截至7月20日，美国发生83起大型山火，烧毁超2,585,492英亩。专家估计山火贡献全球年度CO₂排放约20%。

Bootleg大火是目前美国最大野外火灾，在俄勒冈州烧毁超40万英亩。同时，加州Dixie大火跨三县烧毁超19.7万英亩，截至7月26日仅控制22%。

Climate Central报告，过去四十年平均山火烧毁面积翻倍。

那么如何预防山火？

早期检测是关键。火灾识别越早，越易阻止蔓延。飞机和卫星监测前，易火区依赖天气报告、季节瞭望塔和纯运气。

Dryad Networks、LADsensors、Seidor等初创公司正开发无线传感器网络，提供山火活动实时早期预警。

EE Times采访了Dryad Networks联合创始人兼CEO Carsten Brinkschulte，了解其基于太阳能供电LoRaWAN的传感器系统。“我们的创新给LoRaWAN增加了网状网络，让基站相互中继消息直到抵达联网网关，”Brinkschulte解释。“此架构让我们覆盖数千平方公里，无需每个基站直连互联网。”

传感器连接边界网关，通过LTE-M、以太网或Starlink卫星天线传输数据。所有网关支持群组协作数据共享。

免电池传感器设计为仅挂在树上，无需维护。Dryad甚至在营销中推广“树木互联网”概念。

每个传感器集成Bosch BME688气体传感芯片，监测氢气、二氧化碳、一氧化碳。利用边缘处理和机器学习算法，传感器识别早期火灾特征气体特征，实现高准确率和低误报率。

Dryad瞄准亚小时级山火活动检测。“火灾捕捉越早——理想为阴燃阶段——响应越有效，”Brinkschulte说。此能力让消防部门在火势升级前干预。

在兼具道路和森林的野地-城市交界区，覆盖10平方英里需约500个传感器。密林中密度降至约每10平方英里250传感器。

传感器基础价目前约50美元，10平方英里接口安装成本约2.5万美元。预期量价折扣，Brinkschulte预测量产后单价可降至20美元。

除硬件外，公司收取年订阅费，占硬件成本10-15%。方案面向政府、公用事业、大型林业企业而非个人消费者。

Dryad还计划集成其他传感器类型——如土壤湿度和树木生长监测器——到其网络，对伐木公司尤具价值。

这些基于物联网的早期预警系统仍处早期阶段，未经活跃火灾全面现场试验。尽管如此，它们代表有前景的新保护层，补充卫星和摄像头监测。

虽非万能药，Brinkschulte称该技术提供关键的超早期检测能力，完美融入更广泛山火管理工具箱。

>> 本文最初发表于我们的姊妹网站EE Times。