物联网早期森林火灾探测

我们使用传感器和微控制器结合使用的方法使项目更容易。在这个概念提出之前，最常用的森林火灾探测系统是带有传感器、微控制器和处理器的有线系统。

注：最初发表-By NA 

 

组成：

硬件设施：

Arduino UNO  X 1

AD595AQ Temperature Sensor  X 1

OMC 509 pressure port  X 1

MQ9 smoke sensor  X 1

详细信息：

1.导言

当今时代，自然灾害例如雪崩、海啸、飓风或干旱等突然发生，给人类社会以及动植物界带来了巨大的影响。

其中一种灾害是森林火灾，也被称为野火、荒地火灾、乡村火灾或丛林火灾。它们每年排放了全球32%的CO、10%的甲烷和86%以上的烟尘。这是由于火灾释放了大量储存在树木种群和土壤中的碳。但它为地球上超过46%的生态区域提供阳光和雨水，在维持植物和生命方面发挥着至关重要的作用。直到森林大火变得更加凶险，吞噬了森林和物种，它才渐渐引起人们的重视。森林火灾如果没有在初期确定和控制，它会留下一个非常惨痛的疤痕。在地中海地区，每年有70万到100万公顷的土地被大火吞噬。报告称，2019年亚马逊森林大火导致近90.6万公顷土地、230万头动物被烧毁。2019年11月，澳大利亚政府宣布进入紧急状态，原因是前所未有的森林大火导致近12.5亿只动物死亡。统计数据显示，森林火灾主要是由于人为疏忽或纵火造成的。闪电只造成了7%的火灾。无论原因是什么，一旦森林火灾发现的时间过晚，它就会威胁到我们自己的生存。多亏了现代的解决方案，科学为我们提供了物联网。总的来说物联网是指将任何设备连接到互联网和其他连接设备的概念。在这种情况下，描述“30规则”真的很有意义。报告指出，导致森林火灾的3个重要因素是:同一地区温度低于30°C，湿度低于30%，风速值高于30公里每小时。正确使用数据可以帮助确定又可能发生火灾的高频地区，并按顺序利用装置探测火灾和防止损失。在这个实验中，我们尝试利用气压、湿度和物理参数: 火和烟来探测灾难。有害CO气体的测量在空气质量管理中非常重要但在木材燃烧过程中常常被忽略。该装置由传感器和执行器组成，并辅以物联网，用于探测火灾，向森林机构发出警报，并向它们指示位置和强度。

2. 提出系统:

一种带有传感器和变送器的无线系统，用于收集信息，从记录中获取该地区的地理和气候条件，有助于我们在第一线预测森林火灾情况。但这个预测只是一个大概的参考，使用的传感器同时也可以探测到正常的天气状况。因此，根据记录数据，只有当参数跨越安全值，其才可馈送到微控制器，以便表明紧急情况。

本文提出的基于物联网的系统主要由以下几部分组成:传感器、单片机、4G模块、发射机。传感器和微控制器可以被最好地采用在这个系统下面提出。到目前为止，这是市场上现存最好的系统。

 

3.微控制器:

Arduino Uno使用在该系统中，因为它很便宜，非常容易获得，而且功能最好；它是基于atmega328p单片机的；其很容易连接到任何计算机与USB电缆或电源与ac - dc适配器或电池启动；其可以在极低的5V电压下工作；它还有一个32kb的闪存，对于这个项目来说已经足够高了。

4.工作原理：

传感器应预先配置单独的电源，其电池状态应通过移动应用程序进行实时评估。传感器辅助系统应该设置在森林里遥远的位置，在那里可以覆盖整个场地进行检查。物联网支持系统的整个架构以框图的形式呈现(图- 7)。如前所述，30法则在这里发挥着重要作用。传感器将收到指令，仅当其中的参数超过预设值时才会发出通知。图7：拟用物联网系统Arduino的架构，该系统包含ATMEGA 328P微控制器，用于收集数据、处理数据，并通过发射器进行传输。市场上有很多可以远距离传输信号并兼容Arduino Uno的变送器。当采集到所有需要的数据后，发送给变送器，变送器将数据发送到一定的范围，到达森林安全监测站。然后，接收器将数据以数字形式发送到接收器电路中嵌入的附加Arduino Uno的控制器IC，使控制器能够执行编程操作以监控参数。接收器电路的Arduino编程有许多用于以太网屏蔽接口的库函数，这允许我们在本地创建的网络中创建网页。它可以被称为使用路由器的火灾探测系统。Arduino Uno通过已经连接到微控制器的以太网连接到互联网。可以使用以太网屏蔽R3。它基于Wiznet W5100以太网芯片。它提供了同时支持TCP和UDP的网络（IP）松弛。它最多支持四个同时的套接字连接。使用的以太网控制器是W5100，带有内部32K缓冲区，连接速度为10/100Mb。

现在，数据可以通过连接到Arduino Uno的LCD显示。另一个可用于数字显示的选项是通过移动应用程序。可以开发一个移动应用程序来接收来自云数据的数据。由于单片机和以太网模块本身就存在于监控室中，因此可以使用以太网。如果要求完全无线，也可以安装Wi-fi，而不是以太网模块。

5.结论：

   森林火灾的影响和后果在写作之初进行了讨论，引起了人们对早期探测森林火灾重要性的注意。本文提出了一种由不同类型的模块和微控制器辅助的无线系统，讨论了最佳的组件类型以及它们的规格，以便为新版本的传感器进入市场时作参考，帮助在替换旧型号时考虑使用什么规格。阐述了整个系统的工作过程，从传感器的功能到对当局的指示。该系统是一个连续的实时系统，因此，只有当参数越过预设值时，才能观察到现象。下面也提到了很多研究范围来修正这一观点。

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