Par Claire Swedberg
13 février 2012 — dans la forêt de Qingyuan, située dans la province du Guangdong de la Chine du sud, un
senseur basé sur ZigBee sans fil système-avec des noeuds installé sur des poteaux et monté dessus cime d'arbre-peut détecter les changements environnementaux de l'air et des fonctionnaires vigilants de parc en cas d'un feu de forêt. La solution est un pilote du système de réseau sans fil de sonde de détection et de prévision du feu de forêt de partie, si par
Insight Robotics Ltd., une compagnie de démarrage de Hong Kong fondée par des chercheurs à l'
université de Hong Kong. La robotique d'analyse a développé le système en coopération avec la sylviculture de Qingyuan et l'académie de Guangdong de la sylviculture. Le système inclut également un appareil-photo de formation d'images thermiques pour chercher des preuves visuelles des flammes.
La robotique d'analyse, autrefois connue sous le nom d'innovation et Technology Ltd. d'analyse, a été fondée en 2009 par un groupe de Software Engineers mécaniques, électriques et de l'université de Hong Kong. Les premiers travaux de la société se sont concentrés sur l'utilisation de la technologie robotique non seulement de détecter des flammes, mais de les faciliter également la délivrance des personnes des feux utilisant les unités robotiques téléguidées.
« Nous avons eu un foyer sur employer la robotique pour des buts humanitaires, » dit Albert Ko, un assistant honorifique de l'ingénierie à l'université de Hong Kong et un des Co-fondateurs des robotique d'analyse. Le groupe développe la robotique de recherche-et-délivrance pour localiser et aider les personnes qui peuvent être emprisonnées par un feu. Dans le même temps, cependant, la société a commencé à considérer les réseaux sans fil de sonde qui transmettraient des données laissant la gestion de sylviculture savent ce qui se produit dans la forêt, en temps réel, avant que n'importe quelle réponse robotique ait été exigée. En 2009, le groupe a commencé à travailler par la sylviculture de Qingyuan, qui fait la moyenne au moins de l'un feu de forêt annuellement, avec plusieurs tels feux brûlant beaucoup de milles carrés de forestland. Pendant une année typique, en fait, les feux brûlent un secteur des forêts chinoises 25 fois la taille de Hong Kong.
En décembre dernier, le personnel de sylviculture, travaillant avec la robotique d'analyse, a installé un réseau de 20 à 30 sondes sans fil à piles à travers des 24 secteurs du place-kilomètre (9.3-square-mile) de forêt. Le désaccouplement le plus ultérieur entre les noeuds était de 5 kilomètres (3,1 milles), alors que d'autres étaient moins de 1 kilomètre (0,6 milles) à part. (Les étiquettes de sonde font
lire un maximum la
gamme de 5 kilomètres, selon la façon dont clair leur champ de vision demeure les uns avec les autres.) L'équipe a également installé un appareil-photo de thermique-représentation qui recherche des anomalies dans la forêt, telle que le rayonnement infrarouge émis par des flammes. Les étiquettes, qui sont conformes aux normes de ZigBee et d'
OIN 802.15.4, créent un réseau maillé, transmettant de nouveau à un serveur situé sur place dans la forêt, près de l'appareil-photo de formation d'images thermiques. Les noeuds ont été développés et établis sur place par la robotique d'analyse, Ko dit, et était manufacturé utilisant des antennes fournies par
sens de groupe.
Chaque
étiquette sans fil transmet des données de sonde toutes les cinq minutes, avec son propre
identifiant unique, au noeud adjacent le plus proche, et finalement de nouveau au serveur, sur lequel le logiciel de robotique d'analyse réside. Si un des noeuds est détruit par l'incendie, les autres étiquettes transmettront autour de celui le noeud perdu. Chaque étiquette est actionnée par une batterie chargée par un panneau solaire monté à chaque noeud. La température intégrée, l'humidité, le gaz et les sondes infrarouges prennent des mesures régulièrement. Les données d'humidité, stockées par le logiciel des robotique d'analyse, peuvent être employées pour juger le niveau du présent de risque d'incendie à un moment donné. Par exemple, un niveau de humidité très élevé indiquerait un à faible risque pour le feu. Si la température étaient de s'élever soudainement, cependant, que la lecture indiquerait la présence de la flamme, et du logiciel montrerait une alerte que les employés de centre de commande pourraient regarder, leur permettant de déterminer où répondre. La sonde de gaz mesure des changements des niveaux spécifiques du gaz de l'air, et le senseur infrarouge peut détecter la variation du niveau infrarouge qui pourrait potentiellement résulter d'un feu. Le système peut identifier l'emplacement d'un feu dans environ 5 mètres (16,4 pieds), Ko dit, basés sur l'étiquette spécifique indiquant une hausse de la température, aussi bien que des données de l'appareil-photo de thermique-représentation.
Pour examiner le système, le personnel de sylviculture a mis un feu dans un grand seau, situé de près d'un des noeuds dans le secteur de couverture du maille-réseau de la forêt.
L'étiquette a fourni une alerte du feu de forêt au feu Control Center de Qingyuan dans un délai de trois minutes, permettant de ce fait à l'opérateur d'indiquer exactement l'emplacement du feu et de libérer un véhicule aérien téléguidé à ce site. Le véhicule aérien a pu alors prendre les images infrarouges et les envoyer au serveur principal en temps réel, afin d'aider l'opérateur en décidant de la prochaine action.
En mars, les fonctionnaires de parc prévoient de retourner au site pour être témoin d'un autre essai du système avec les feux mis à feu, et pour déterminer si faire au système un déploiement permanent pour le parc entier. Jusqu'à présent, Ko dit, la solution a fonctionné bien, bien qu'il y ait eu plusieurs défis en établissant le réseau.
«
ZigBee a besoin d'un certain champ de vision, » Ko explique, et quelques sections de la forêt étaient très épaisses, imposant la nécessité pour installer plusieurs noeuds sur les dessus des arbres. Les panneaux solaires ont été installés pour recharger les batteries lithium-ion, mais la robotique d'analyse a dû concevoir la batterie pour résister aux conditions de la forêt. Quand le soleil est brillant, il note, les températures peuvent atteindre 40 degrés Celsius (104 degrés de Fahrenheit) ou de plus hauts, et les batteries traditionnelles parfois faites de la chaleur inopérables. D'autre part, il ajoute, pluie et le vent ne se sont pas avérés préjudiciable aux étiquettes de
sonde.
En outre, Ko rapporte, la robotique d'analyse est actuellement dans les discussions avec des représentants d'autres parcs dans l'ensemble de la Chine et de Hong Kong, aussi bien qu'un parc en Malaisie. À l'avenir, il dit, le système enverra des données à un site éloigné utilisant une connexion cellulaire, éliminant de ce fait la nécessité d'avoir un PC ou un ordinateur portable à proximité.
