Avnet Silica samarbeider med oppstartsselskap for å hindre skogsbranner

Distributøren har inngått et samarbeid med Dryad, et Berlin-basert selskap som har tatt tak i problemet med skogbranner ved å utvikle avanserte sensornoder og nettverksteknologi.

Utgangspunktet er potensielt store skogområder uten infrastruktur. Her er utfordringen enorm når det gjelder å oppdage de tidligste stadiene av en skogbrann.

Prosjektet går under navnet «Internet of Trees» og løsningen er designet for å takle begrensninger som mangel på strøm og tilkobling i skoger. Løsningen, med navnet Silvanet, består av tre deler maskinvare; proprietært RF-nettverk som utvider rekkevidden til LoRaWAN-kommunikasjonsprotokollen med lav effekt og lav datahastighet; og en skyanalyseplattform.

Det første elementet er den solcelledrevne Silvanet Wildfire Sensor-noden, som måler standard miljøforhold inkludert konsentrasjoner av ulike gasser. Den bruker en laveffekts mikrokontroller som integrerer LoRaWAN-støtte og databehandling gjennom maskinlæring. Disse enhetene kobles til solcelledrevne Silvanet Mesh Gateways. Viktigere, Dryad har utvidet det typiske LoRaWAN-nettverket via proprietær teknologi for å koble sammen gatewayene og danne et nett av stjernenettverk, som sammen kan nå dypt og langt inn i en skog.

Disse to elementene skaper et «Internet of Trees» som når internett via Silvanet Border Gateway, som kan plasseres i utkanten av skog og fungerer som en LoRa-gateway og implementerer 4G, eventuelt en 2G/ GPRS-tilkobling. Det siste elementet er Silvanet Cloud Platform, som gir en komplett løsning for skogbranndeteksjon og overvåking. Plattformen kan gruppere sensorenheter og gatewayer enten etter geografisk område eller etter egenskaper.

Skogmiljøet byr på en enorm utfordring for gjennomføringen. For eksempel må systemet bruke superkondensatorer for å drive sensorene i stedet for å bruke potensielt giftige og brennbare oppladbare batterier. Og i tillegg til maskinvaren, som må produseres til lavest mulig kostnad for å muliggjøre bred distribusjon, samtidig som den er robust nok til å sikre lang driftslevetid, er det også nødvendig med fastvareutvikling for energibegrenset dataanalyse, over-the-air oppdateringsstøtte, IoT-sikkerhet og LoRaWAN-standarder. Alt dette må oppnås med utstyr som jobber med lav effekt med solcellepaneler som ofte står i skygge. I tillegg er RF-kommunikasjon en utfordring ettersom hvert tre er en hindring som absorberer radiobølger.

Dryad jobbet tett med Avnet Silica for å utforske alternativene for komponenter som kan møte disse tøffe utfordringene. – Avnet Silica har vært en nær alliert i utviklingen av Silvanet-løsningen, sier Carsten Brinkschulte, administrerende direktør i Dryad. – De har hjulpet oss med å velge de riktige komponentene med ultralav effekt, for eksempel en mikrokontrollerbasert sensornode som integrerer LoRa-radio, men som også har nok prosesseringsevne til å analysere sensordata med nok funksjoner til å oppdage skogbranner tidlig. I tillegg har Avnet hjulpet oss med å forstå forsyningsbegrensninger for de ulike komponenten, forårsaket av forsyningskjedeproblemer som spenner fra pandemien til fabrikkbranner, og sikret at vi valgte komponenter tilgjengelig i tilstrekkelig volum til utrulling av sensorer og gatewayer i betydelig volum.

– Når du går på markedet og ruller ut nettverket ditt med økende volum, blir det helt avgjørende å få alle mikrokontrollere og andre komponeneter levert i tide, forklarer Ingo Seehagen, senior feltapplikasjonsingeniør i Avnet Silica. – Vi jobber nå med Dryad og ser på potensielle optimaliseringer av designene med komponenter med enda lavere effekt og lavere kostnader.

Dryad mener også at skogbranndeteksjon bare er den første anvendelsen av sin IoT-teknologi. Når en Silvanet-infrastruktur er på plass, kan den overvåke andre aspekter ved skogbruk som jordfuktighet, trevekst, kvaeflyt og til og med ulovlig hogst, samt muliggjøre overvåking av luft- og vannkvalitet over store områder.