Orman Yangınlarını Algılamada IoT Tabanlı LoRa Cihazları ve LoRaWAN Protokolü

Dünya çapında her yıl milyonlarca hektar orman yangınlardan etkilenmekte, yangın sebepleri arasında iklim değişikliği, yıldırım düşmesi, yanardağ patlaması gibi doğal sebeplerin yanında insani sebepler de gösterilmektedir. Bu yangınlar önlenemez ve kontrol altına alınamazlarsa can ve mal kaybına, ciddi doğa tahribatına yol açmaktadır. Korunamayan ve iletişim sistemlerinin bulunmadığı ormanlarda bu durum neredeyse kaçınılmazdır. Bu sebeple, son zamanlarda gerçek zamanlı olarak orman yangınlarının tespiti için Nesnelerin İnterneti (IoT “Internet of Things”) tabanlı cihazlar kullanılan sistemler geliştirilmiştir. Bu yazımızda özellikle korunamayan ve iletişim sistemlerinin bulunmadığı orman yangınlarını uzun mesafelerde hızlı bir şekilde tespit edebilen bir sistem olan LoRaWAN (Long Range Wide Area Network – Uzun Menzilli Geniş Alan Ağı) teknolojisi kullanılan bir çözüm tanıtılmıştır.

LPWAN (Low Power Wide Area Network – Düşük Güç Geniş Alan Ağı) teknolojilerindeki en popüler ve başarılı teknolojilerden biri olan LoRaWAN, Semtech firması tarafından geliştirilen ve LoRa Allience tarafından desteklenen patentli geniş spektrum tekniği kullanılan düşük güçlü bir fiziksel katman radyo teknolojisidir. 433 / 868 / 915 MHz lisanssız ISM (Industrial, Scientific and Medical) bandlarında çalışır. LoRaWAN, kullanılacak olan ağ için iletişim protokolünü, sistem mimarisini tanımlarken, LoRa fiziksel katmanı uzun mesafeli iletişim bağlantısını sağlar. Çoğunlukla yıldız topoloji ağ yapısına sahiptir. Bu IoT uygulaması uzun mesafeli iletişim, düşük veri iletim hızı, düşük enerji tüketimi ve düşük maliyet gibi temel gereksinimleri karşılamayı hedef alan bir teknoloji olarak karşımıza çıkmaktadır.


 

Tablo 1: LoRAWAN Teknolojisi Özellikleri


► İlginizi Çekebilir: Enerji Yönetimi ve Sayaç Otomasyonu Aktif Group Çözümleri

Günümüzde hayata geçirilen çok sayıda IoT uygulmalarından biri olan LoRaWAN protokolü ile LoRa cihazları dünyada insanların iyi bir yaşam sürmesine katkıda bulunuyor. Bu teknoloji kullanılarak dünyada akıllı bir bağlantı kurulması amaçlanıyor. LoRa uygulamaları bugün akıllı şehirler ve çevre, sağlık, tarım, akıllı evler ve binalar, endüstri ve endüstriyel kontrol, akıllı ölçüm, tedarik zinciri ve lojistik gibi hayatımızın her alanında yer almış durumda. Bu yazımızda orman yangını algılamada LoRa teknolojisi kullanılan bir sistem tanıtılmıştır.

Geleneksel orman yangını algılama ve önleme yöntemleri olarak uydu görüntüleri aracılığıyla gözlem, çalışanlar tarafından görsel gözlem, hava yolu ile gözlem, yüksek mesafeden video ile gözlem gibi manuel algılama yöntemlerinin kullanılması çoğu zaman bir yangını fark ettiğimizde artık çok geç olduğu gerçeği ile karşı karşıya kalmamıza sebep olur. Biz fark ettiğimizde yangın çoktan yayılmıştır.

Yangınların yayılmadan önüne geçmek için, CO² (karbondioksit) izleme ile orman yangını algılama sistemi tam bir sistem çözümü sunmaktadır. Bunun yanında sıcaklık, nem, rüzgar hızı ve yönü, yağmur yağışı gibi belirli çevre değişkenlerinin izlenmesi de orman yangınlarının önlenmesi, tespiti ve bununla mücadeleyi daha verimli hale getirecektir.


 

Resim 1: EM500-CO2 Karbondioksit Seviyesi LoRaWAN Sensörü Yerleştirilmiş Alan
 

Orman yangını tespiti için sensörleri en uygun yerlere yerleştirmek çok önemlidir. Bir yangının başladığını algılamak için bir ormanın farklı alanlarına EM500-CO2 sensörleri yerleştirilir. Cihaz CO² (karbondioksit) izlemesinin dışında orman yangınının neden olduğu sıcaklık, nem ve barometrik basınçtaki değişiklikleri de ölçmektedir.

Orman yangınlarında itfaiye ekiplerinin hızlı tepki vermesi için erken teşhis önemlidir ve kurulan uzaktan izleme merkezleri bir yangının ne zaman başladığını, nasıl yayıldığını bizlere bildirecektir.

Resim 2: EM500-CO2 Karbondioksit Seviyesi LoRaWAN Sensörü

Çözümün sistem bileşenleri;

► EM500-CO2 karbondioksit seviyesi LoRaWAN Sensörü
► Milesight ağ geçidi (gateway)
► Milesight bulut (cloud) izleme sistemi

EM500-CO2, CO2 (karbondioksit) emisyonlarının gerçek zamanlı izlenmesini sağlar. Bu sensör karbondioksit konsantrasyonundaki değişikliği ölçer ve orman içerisindeki en uygun yerlere yerleştirilerek (100m’de 1 sensör kullanımı önerilir) CO2 (karbondioksit) oranının hesaplanmasında kullanılır. Cihaz gelişmiş LoRa teknolojisi ve 19000mAh pil ile birleşerek, yıllarca kullanım ömrü ile düşük güç tüketimli bir ürünü sizlere sunar. Dış mekan çevresel izleme uygulamalarına uygun CO2 (karbondioksit), barometrik basınç, sıcaklık ve nem sensörlerini tek bir cihazda birleştirmiştir.
 

 

Şekil 1: LoRa Sistem Mimarisi– Orman Yangını Çözümü

Sistem çözümünün faydaları;

► 4 ölçümün bir arada bulunduğu sensörün (CO², sıcaklık, nem, barometrik basınç) zengin işlevleri

EM500-CO2 sensörü, CO² (karbondioksit) seviyesini aşırı CO² (karbondioksit) oranını tespit etmek için izler ve ayrıca atmosferdeki sıcaklık, nem ve barometrik basınç değerlerini de gösterir.

► Garantili veri doğruluğu

Sensörün yüksek performansı, okumaların doğru olmasını sağlar ve veri iletimi oldukça güvenilirdir.

► Yerinde operasyonun azaltılması

Sensörler bir kez yerleştirildiğinde, verileri etkin bir şekilde yakalar ve iletirler, yerel yöneticiler bu verilere gerçek zamanlı ulaşabilirler.

► Kullanıcı dostu tasarım

Modern ve temiz görünüm tasarımının yanı sıra duyarlı ve kullanıcı dostu arayüz tasarımı ile sunulur.


Sonuç

Son yıllarda IoT teknolojilerinin gelişmesiyle birlikte, çok az enerji harcayarak uzaktan iletişim kurulabilen cihazların önemi giderek artmıştır. Günümüzde bu ihtiyaç LPWAN teknolojilerinden biri olan LoRaWAN ile çok sayıda uygulama ile hayata geçirilmiştir. İklim değişikliği, yıldırım düşmesi, yanardağ patlaması gibi doğal afetlerin yanı sıra insan kaynaklı sebeplerle de ortaya çıkan yangınları önlemek, ormanlarımızın ve birçok canlının yok olmasının önüne geçecektir.

Aktif firması olarak bu konuda farkındalık oluşturmak için yazmış olduğumuz bu makalede, orman yangınlarını algılamada kullanılan Milesight marka LoRa cihazlarının Türkiye distribütörü olduğumuzu bildirmek isteriz.

Milesight ürünleri ile ilgili detaylı bilgi almak ve lansmana özel fiyatlarımızdan faydalanmak için info@aktif.net, acelya.peker@aktif.net e-mail adresleriyle iletişime geçebilir, www.aktif.com.tr websitesini ziyaret edebilirsiniz.

Afetlere karşı hazırlıklı olalım, önlem alalım, hep birlikte engel olalım.

Kaynak: