FireLess2
Systemkomponenten
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Gateway: Sammelt die Signale der Sensoren und übermittelt sie mittels Mobilfunk an die Zentrale. Solarbetrieb.
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Sensoren: Ermitteln Temperatur und Feuchtigkeit der Streu sowie die Feuchtigkeit im Humus. Akkubetrieb.
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Optional: Meteostation, die mit Gateway kombiniert werden kann. Sie misst Lufttemperatur- und feuchtigkeit, Windrichtung und -geschwindgkeit sowie Niederschlag (mm/h)
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Funktionsschema von FireLess2
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On Site Erkennung von Waldbrandgefahr
Waldbrandgefahr wird heutzutage meistens mittels
indirekter Ermittlung der Trockenheit auf der Basis von meteorologischen
Daten geschätzt. Mit Fireless2 ist es nun möglich, mittels Sensoren
direkt und online die Feuchtigkeit des Brandgutes, also der der Streu
und der Humusschicht, zu messen. Dadurch ist eine viel genauere
Schätzung der Auslösungs- und Verbreitungsgefahr von Waldbränden
möglich. Fireless2 besteht aus Sensoren, die laufend
Feuchtigkeitsdaten an eine vor Ort installierte Empfangsstation, einem
sogenannten Gateway, übermitteln. Dieser schickt die Daten per Mobilfunk
an einen Computer, wo sie auf Konsistenz geprüft, gespeichert und
visualisiert werden. Der Gateway ist solarbetrieben und wird durch ein
Vogelhaus geschützt.
Um ein vollständiges Bild der Lage zu
erhalten ist es wichtig, dass die Daten in unterschiedlicher Bodentiefe
gemessen werden. Hohe Trockenheitsgrade in der Streuschicht alleine
geben nämlich nur Auskunft über die Gefahr der Entstehung eines
Waldbrandes, sagen aber wenig aus über dessen
Ausbreitungsgeschwindigkeit und mögliche Intensität. Viel relevanter
sind für diesen Zweck die Daten aus der Humusschicht. Diese Schicht ist
der Nährboden für ein Feuer. Ist sie besonders trocken, braucht ein
Feuer nur wenig Energie um rasch an Intensität zu gewinnen und dank
schneller Ausbreitung grosse Flächen zu erfassen. Ist die Trockenheit
hingegen auf die Streuschicht begrenzt, ist zwar ein Waldbrand möglich,
kann aber im Normalfall rasch unter Kontrolle gebracht werden, da das
Feuer viel Energie für die Ausbreitung in die Humusschicht benötigt.
Die
Pilotphase hat aufgezeigt, dass die ermittelten Brandgutfeuchtigkeiten
sehr gut mit der effektiven Brandgutfeuchte (z.T. r2 > 0.7) und somit
mit dem Waldbrandgeschehen im Tessin übereinstimmen. Das System hat
sich zudem sehr stabil betreffend Witterungsbeständigkeit, Energiekonsum
und Datentransfer erwiesen. Erste Aufträge sind schon in Aussicht
(Aostatal, BAFU, Kanton Tessin)
Technische Details
Kommunikation: 433 MHz für die Verbindung der Sensoren mit dem Gateway und GSM für die Kommunikation zwischen Gateway und Zentrale. Es wird ein Collision Detect Algorithmus verwendet, um Übertragungsfehler zu erkennen und behandeln.
Stromversorgung: Die interne Batterie wird durch ein Solarpanel geladen. Es können die Daten von bis zu 30 Tagen gespeichert werden. Eine zweite Batterie dient als Reserve in kritischen Situationen. Die Sensoren haben je eine Batterie und sind für einen minimalen Stromverbrauch optimiert - sie bleiben damit bis zu fünf Jahre lang autonom.
Sicherheit: Das gesamte System ist Wasser- und Windfest. Die Datenverbindungen sind verschlüsselt.
- Gateway (Abschnitt "Sensors on Board" betrifft optionale Meteostation)
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