摘要：由于缺乏通过烟雾或气体感测的早期火灾探测，许多火灾情况代表了生命和物质损失，这可能变得复杂和严重。同时，世界各地的工程师开发和测试多种烟雾和气体检测系统，通常基于传感器网络、数字图像处理或计算机视觉。此外，探测系统必须充分利用警报和警告来工作，根据可靠的数据网络拓扑结构，及时疏散周围的人群，充分部署设备，让我们知道火灾爆发的时刻。提出了一种基于传感器和低功耗广域网(LPWAN)的低成本物联网(IoT)室外火灾探测原型，重点研究了火灾发生时温度和气体测量的准确性。为了实现这一目标，我们集成了无线组件、开发板和电子设备，并根据从传感器收集的数据，通过数据库模式管理警报设置的信息更新。

1. 介绍

野火会燃烧并迅速吞噬一切，滚滚火焰高达14英里每小时，相当于四分钟一英里的速度[1]，影响了植物、动物和人类居住的土地，这代表了社会和环境观点的问题[2]。它们来自自然现象以及人类活动，如耕作、伐木或民用建筑，导致森林毁坏及其后果。

在美国，野火造成的破坏在过去二十年中有所增加，自2000年以来，平均每年有72，400起野火清理了平均近700万英亩的土地，是20世纪90年代野火烧焦的英亩数的两倍[1]。同样，亚马逊地区近年来经历了火灾的增加。根据巴西空间研究所卫星数据报告支持的信息，2019年1月至8月期间登记了74，000多起火灾。作为世界上最大的雨林，这个地区是减缓气候变化速度的重要碳库[3]。此外，大多数拉丁美洲国家缺乏足够的空中火力压制能力，主要使用地面压制技术。此外，许多这些国家没有专业地勤人员消防员，包括来自当地社区的志愿消防队，他们接受了消防员培训。

由于后勤部署，误报的野火警报代价高昂。它们可能会变成消防部门的对立面，因为在骚乱中造成的束缚可能会导致恐慌[4]，特别是如果它们是产生灰尘、花粉、雾或烟的人类活动的结果[5]。因此，可靠的火灾探测系统对于室内和室外的消防都是至关重要的。

基于卫星的监测已成为野火探测的一种流行方法，但由于扫描周期长和分辨率低，其有效性受到限制。例如，AVHRR和MODIS等卫星被部署用于森林火灾探测。不幸的是，它们断断续续地提供地球图像，并且易受天气条件的影响，从而影响给定的图像质量[6]。

无线传感器网络(WSN)等其他无线技术的进步推动了面向多个行业的物联网解决方案的发展。条形码、智能手机、社交网络、IPv6、移动通信、射频识别(RFID)、WiFi、WiMax和云通信等其他技术和设备放置支持物联网应用[7]。此外，WSN通常部署大量自主且资源有限的节点，这些节点合作执行特定区域的感知任务。传感器的功能包括传感、处理和向中心站传输数据[8]。使用基于WSN的应用程序的一个建议是，它们对于监视、测量和控制实时情况(包括预测功能)越来越有吸引力。此外，自组织传感器可以有效地实现算法，与其他旨在保护野生动物、人类生命和财产的技术相结合[6]。

图1，无线技术比较

出现的一个术语是LPWAN，它涵盖了几种面向连接低功耗设备的技术，这些设备集成了物联网场景中的传感器和控制器。物联网通信要求WSN能够满足诸如长距离、长电池寿命和低端成本等要求[9] [10]。