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Prevenire gli incendi boschivi con l’IoT: il progetto innovativo di Dryad e Avnet Silica

Pubblicato il 4 febbraio 2022

Avnet Silica ha avviato una collaborazione con una start-up innovativa che utilizza le reti IoT avanzate per prevenire la diffusione degli incendi boschivi in tutto il mondo. Data la potenziale dimensione di una foresta e la mancanza di infrastrutture al suo interno, percepire le prime fasi di un incendio rappresenta una sfida enorme.

Dryad è una società con sede a Berlino che ha affrontato il problema sviluppando nodi di rilevamento avanzati e utilizzando una tecnologia di rete altamente distribuita. Progettata per superare una serie di vincoli tipici degli ambienti forestali, come la mancanza di alimentazione e di connettività, la soluzione Silvanet di Dryad è costituita da tre componenti hardware, da una rete RF proprietaria che estende la portata del protocollo di comunicazione LoRaWAN a bassa potenza e bassa velocità di trasmissione dati e da una piattaforma di analisi cloud.

Il primo elemento è il nodo Silvanet Wildfire Sensor a energia solare, che misura le condizioni ambientali standard e le concentrazioni di vari gas. Esso utilizza un microcontrollore a bassa potenza che integra supporto LoRaWAN e funzioni di elaborazione ad apprendimento automatico. Questi dispositivi si collegano ai gateway Silvanet Mesh alimentati a energia solare. È importante sottolineare che Dryad ha esteso la tipica rete LoRaWAN tramite una tecnologia proprietaria che permette di collegare i gateway per formare una rete di reti a stella, che insieme possono coprire anche le foreste più profonde.

Questi due elementi creano una struttura “Internet of Trees” (Internet degli alberi) che raggiunge il web tramite il gateway Silvanet Border. Quest’ultimo può essere posizionato ai margini della foresta, fungendo da gateway LoRa e implementando la connettività 4G o 2G/GPRS, laddove necessario. L’elemento finale è la piattaforma cloud Silvanet, che fornisce una soluzione completa per il rilevamento e il monitoraggio degli incendi boschivi. La piattaforma può raggruppare sensori e gateway sia per area geografica che per caratteristiche.

L’ambiente forestale rappresenta una sfida enorme a livello di implementazione. Ad esempio, per alimentare i sensori, il sistema deve utilizzare supercondensatori anziché le classiche batterie ricaricabili, potenzialmente tossiche e infiammabili. All’hardware (che deve essere prodotto al minor costo possibile per consentire un’ampia diffusione degli elementi e allo stesso tempo garantire una robustezza sufficiente per offrire una lunga vita operativa) si affianca un ambiente firmware di analisi dei dati caratterizzato da vincoli di alimentazione, aggiornabile over-the-air e conforme agli standard che riguardano LoRaWAN e la sicurezza IoT. Il tutto deve essere ottenuto con apparecchiature funzionanti a bassa potenza, alimentate da pannelli solari spesso in ombra. Oltre a questo, anche le comunicazioni RF rappresentano una sfida poiché ogni albero è un ostacolo che assorbe potenzialmente le onde radio.

Dryad ha lavorato a stretto contatto con Avnet Silica per esplorare le opzioni in grado di affrontare queste difficili condizioni. “Avnet Silica è stato un prezioso alleato nello sviluppo della soluzione Silvanet”, ha affermato Carsten Brinkschulte, CEO di Dryad. “Ci ha aiutato a selezionare i giusti componenti a bassissima potenza. Tra questi, l’MCU del nodo di rilevamento, che oltre a integrare la radio LoRa, dispone anche di capacità di elaborazione adeguate per analizzare i dati del sensore con un livello di sofisticazione sufficiente per individuare tempestivamente gli incendi. Inoltre, Avnet ci ha aiutato a comprendere i vincoli di approvvigionamento delle varie parti, legati a eventi che possono spaziare dalla pandemia agli incendi delle fabbriche, assicurandoci la possibilità di scegliere dei componenti disponibili in volumi sufficienti per l’implementazione di sensori e gateway in lotti significativi”.

“Quando si va sul mercato e si implementa una rete con la prospettiva di aumentare le quantità, è assolutamente fondamentale che tutti i microcontrollori e le altre parti vengano consegnati rispettando i tempi”, ha affermato Ingo Seehagen, field application senior di Avnet Silica. “Attualmente, stiamo lavorando con Dryad per cercare potenziali ottimizzazioni dei progetti grazie a dispositivi con potenze e costi ancora inferiori”.

Dryad ritiene che il rilevamento degli incendi sia solo la prima applicazione della sua innovativa tecnologia IoT. Una volta che un’infrastruttura Silvanet viene implementata, può monitorare altri aspetti della silvicoltura, come l’umidità del suolo, la crescita degli alberi, il flusso di linfa e persino le attività illegali di disboscamento, oltre a consentire il monitoraggio della qualità dell’aria e dell’acqua su vaste aree.

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