无线室外火灾探测系统是一个由电池供电的无线传感器网络，用于大范围开放区域中检测火灾事故。无线网络将监控风速，风向，温度和湿度。要使每个传感器在其有效的范围内预防有火警发生，则各个传感器需要放置在适当的监视地点。在设定的时间间隔内，传感器将传输其位置和捕获的数据。每个传感器均设计成一个较大的网络中独立运行，并且能够进行低功率中继长距离传输。从传感器获得的信息将发送到专用接收器，以便用于数据访问。
1、项目说明
该项目将为寻求监控较小范围火灾防护人员提供的解决方案。它是一种崭新开发的和优化的无线传感器网络，以用于专门检测火灾的几个关键指标。火灾最明显的特征包括：烟雾（以及其他气体），温度和湿度。有了这些信息，传感器网络能够确定附近任何一个火源的存在。通过传感器提供的信息，并显示触发火灾传感器的位置。一旦触发，传感器便可以拾取包含和分散火势的有用数据，例如风速和风向。这些传感器中的每一个将直接与设置的接收者进行通信，该接收者将通知财产所有人，并且可以及时的响应火警联系，表明已检测到火情并正在对其进行监视。接收设备接收到每个有源传感器中的位置以及当前的风向活动将产生有效的安全措施并告诉需要响应的时间。这将帮助人们摆脱伤害，减少与火灾相关的损失。该项目的主要目标将帮助人们保护自身，财产和减少因野火逃逸而导致的损失。其解决方案的目的是围绕应用物联网、5G的连接技术，通过中继或者5G进行长距离的无线传输技术进行相互融合，提供了先进、实时性的服务。
2、目标市场分析
通常，用户将是想要监视的个人，企业或团体。应用在比较小的监控火灾范围内。他们需要一个负担得起的系统，可以确保他们的投资（建筑物或其他财产）尽可能避免火灾蔓延到其财产上。更具体地说，主要的用户是：
a、使用大块土地的农业/资源企业
b、农场
c、葡萄园
d、森林工作者
e、市政/小型，地方消防部门
f、大型私人住宅的所有者
g、露营地或其他政府土地
h、特别是在焚烧禁令期间
3、系统主要目标
a、及早发现火灾。
b、减少检测时间和响应时间，从而增加响应者限制潜在损害的能力。
c、在发现火灾之前监视天气状况。
d、监测到火灾后的天气状况。
e、为用户提供监视火灾行为并评估危害能力对其财产构成的威胁。
4、主要特征
为了解决这些问题并实现这些目标，系统将检测到火灾的存在，监视火势，并将信息传输到专用接收器供用户使用。此外系统还必须是低功耗，可充电的并且使用可更换电池。系统也将是低成本的。
4.1.使用几种不同的方法来检测火灾的存在：
a、烟雾感测
b、其他有助于将其区分为烟雾的气体感应
c、温度感应
d、红外感应可实现更长的视线感应
4.2.监视有用的信息以跟踪火势：
a、位置
b、风速
c、风向
d、湿度
4.3.传输来自传感器的测量数据：
a、由专用接收器接收以接到Internet
b、多种自适应中继长距离传输，留有接口进行5G的全球通信传输能力
c、高比特率应用场景(连接摄像机时采用)
5、附加的功能
a、将传感器捕获的数据传输到互联网的模块。
b、显示火灾监控信息的网站
c、电池充电电路
d、太阳能电池充电
6.项目约束
6.1、低功耗
a、产品可以使用足够长的时间，以使电池在使用时不会失效
6.2、近程传输
a、约100-300m距离
6.3、低成本
a、为小型企业，农场和房主提供合理的价格
b、负担得起的替代品，用于丢失或损坏的传感器
6.4、易于使用
a、用户需要能够有效使用它
b、简单的网站（取决于其他功能）
c、易于设置
d、简单的传感器位置输入
e、简单的接收器连接到互联网（取决于其他功能）
f、低维护
6.5、可制造性
a、可以制造足够的数量
b、对环境安全
7、项目影响和责任
野火可能对附近的企业，房地产和财产造成灾难性影响。根据美国保险业服务财产索偿服务部门的汇总数据，例如美国国家机构间消防中心的数据来源称，在2019年9月上旬损失了3500多处建筑物，并造成至少23人死亡的消息。并且后续会有更多惊人的成长数字，并指出“有450万套美国房屋被确定为高或极端发生山火的风险，仅加利福尼亚州就有超过200万。”在过去的10年中，野火总计达到51亿美元的损失。没有什么可以消除野火的威胁，因为它们是自然发生的过程，但这不意味着人们必须接受由于火灾（例如最近的加利福尼亚火灾）而经常发生的损失。当前室外火灾的监视和检测很少。国家森林部门负责监视广阔国土但仍然经常依靠有人看守检测森林大火，该解决方案是过时的，对于本地或大型私人企业而言并不合理。由于火灾会造成财产损失和生命损失，因此我们的系统将对减轻损失产生重大影响。潜在的损失会严重危害客户可能遭受的苦难，这意味着我们有责任对我们的系统进行研究并旨在投入实际的应用。这将需要非常彻底的进行系统设计和测试，案例将验证我们的系统执行其所需功能的能力。我们还需要非常清楚我们系统的局限性，能否承担这些严格的责任。
好处
a、尽早发现可减轻潜在损害。
b、系统将有助于更好地部署资源以消除威胁。
c、发现火灾后的监视条件将提供有价值的信息关于火势如何移动。
d、在发现火灾之前的监视条件将会在火灾危险最高时提供更清晰的态势图像。
8、现有产品
目前大型空旷地区的火灾探测主要类型是采用视频图像烟雾探测设备。即传感器是使用视频处理软件确定是否存在火或烟。以下是使用视频图像烟雾探测方法找到的产品之一。
图示 PKI 5675
○可通过网络控制
○红外和CCD相机
○可监控10公里范围
视频图像烟雾探测PKI 5675为火灾探测提供了不错的覆盖范围，但纯粹基于机器视觉，并且通常受到网线和电线连接时的位置限制。而且系统完全基于机器视觉意味着设备将严重受限于有较大障碍物的区域，例如作为工作中的森林和林场。我们的项目将融合类似技术以实现更长的使用寿命，同时还提供烟雾和温度检测以实现近距离而非机器视觉检测技术。除此之外还创建网格化的传感器组网应用，同时提供主要野火发生事实背后的研究成因以及用于感知和检测的产品。
1、项目说明
该项目将为寻求监控较小范围火灾防护人员提供的解决方案。它是一种崭新开发的和优化的无线传感器网络，以用于专门检测火灾的几个关键指标。火灾最明显的特征包括：烟雾（以及其他气体），温度和湿度。有了这些信息，传感器网络能够确定附近任何一个火源的存在。通过传感器提供的信息，并显示触发火灾传感器的位置。一旦触发，传感器便可以拾取包含和分散火势的有用数据，例如风速和风向。这些传感器中的每一个将直接与设置的接收者进行通信，该接收者将通知财产所有人，并且可以及时的响应火警联系，表明已检测到火情并正在对其进行监视。接收设备接收到每个有源传感器中的位置以及当前的风向活动将产生有效的安全措施并告诉需要响应的时间。这将帮助人们摆脱伤害，减少与火灾相关的损失。该项目的主要目标将帮助人们保护自身，财产和减少因野火逃逸而导致的损失。其解决方案的目的是围绕应用物联网、5G的连接技术，通过中继或者5G进行长距离的无线传输技术进行相互融合，提供了先进、实时性的服务。
2、目标市场分析
通常，用户将是想要监视的个人，企业或团体。应用在比较小的监控火灾范围内。他们需要一个负担得起的系统，可以确保他们的投资（建筑物或其他财产）尽可能避免火灾蔓延到其财产上。更具体地说，主要的用户是：
a、使用大块土地的农业/资源企业
b、农场
c、葡萄园
d、森林工作者
e、市政/小型，地方消防部门
f、大型私人住宅的所有者
g、露营地或其他政府土地
h、特别是在焚烧禁令期间
3、系统主要目标
a、及早发现火灾。
b、减少检测时间和响应时间，从而增加响应者限制潜在损害的能力。
c、在发现火灾之前监视天气状况。
d、监测到火灾后的天气状况。
e、为用户提供监视火灾行为并评估危害能力对其财产构成的威胁。
4、主要特征
为了解决这些问题并实现这些目标，系统将检测到火灾的存在，监视火势，并将信息传输到专用接收器供用户使用。此外系统还必须是低功耗，可充电的并且使用可更换电池。系统也将是低成本的。
4.1.使用几种不同的方法来检测火灾的存在：
a、烟雾感测
b、其他有助于将其区分为烟雾的气体感应
c、温度感应
d、红外感应可实现更长的视线感应
4.2.监视有用的信息以跟踪火势：
a、位置
b、风速
c、风向
d、湿度
4.3.传输来自传感器的测量数据：
a、由专用接收器接收以接到Internet
b、多种自适应中继长距离传输，留有接口进行5G的全球通信传输能力
c、高比特率应用场景(连接摄像机时采用)
5、附加的功能
a、将传感器捕获的数据传输到互联网的模块。
b、显示火灾监控信息的网站
c、电池充电电路
d、太阳能电池充电
6.项目约束
6.1、低功耗
a、产品可以使用足够长的时间，以使电池在使用时不会失效
6.2、近程传输
a、约100-300m距离
6.3、低成本
a、为小型企业，农场和房主提供合理的价格
b、负担得起的替代品，用于丢失或损坏的传感器
6.4、易于使用
a、用户需要能够有效使用它
b、简单的网站（取决于其他功能）
c、易于设置
d、简单的传感器位置输入
e、简单的接收器连接到互联网（取决于其他功能）
f、低维护
6.5、可制造性
a、可以制造足够的数量
b、对环境安全
7、项目影响和责任
野火可能对附近的企业，房地产和财产造成灾难性影响。根据美国保险业服务财产索偿服务部门的汇总数据，例如美国国家机构间消防中心的数据来源称，在2019年9月上旬损失了3500多处建筑物，并造成至少23人死亡的消息。并且后续会有更多惊人的成长数字，并指出“有450万套美国房屋被确定为高或极端发生山火的风险，仅加利福尼亚州就有超过200万。”在过去的10年中，野火总计达到51亿美元的损失。没有什么可以消除野火的威胁，因为它们是自然发生的过程，但这不意味着人们必须接受由于火灾（例如最近的加利福尼亚火灾）而经常发生的损失。当前室外火灾的监视和检测很少。国家森林部门负责监视广阔国土但仍然经常依靠有人看守检测森林大火，该解决方案是过时的，对于本地或大型私人企业而言并不合理。由于火灾会造成财产损失和生命损失，因此我们的系统将对减轻损失产生重大影响。潜在的损失会严重危害客户可能遭受的苦难，这意味着我们有责任对我们的系统进行研究并旨在投入实际的应用。这将需要非常彻底的进行系统设计和测试，案例将验证我们的系统执行其所需功能的能力。我们还需要非常清楚我们系统的局限性，能否承担这些严格的责任。
好处
a、尽早发现可减轻潜在损害。
b、系统将有助于更好地部署资源以消除威胁。
c、发现火灾后的监视条件将提供有价值的信息关于火势如何移动。
d、在发现火灾之前的监视条件将会在火灾危险最高时提供更清晰的态势图像。
8、现有产品
目前大型空旷地区的火灾探测主要类型是采用视频图像烟雾探测设备。即传感器是使用视频处理软件确定是否存在火或烟。以下是使用视频图像烟雾探测方法找到的产品之一。
图示 PKI 5675
○红外和CCD相机
○可监控10公里范围
视频图像烟雾探测PKI 5675为火灾探测提供了不错的覆盖范围，但纯粹基于机器视觉，并且通常受到网线和电线连接时的位置限制。而且系统完全基于机器视觉意味着设备将严重受限于有较大障碍物的区域，例如作为工作中的森林和林场。我们的项目将融合类似技术以实现更长的使用寿命，同时还提供烟雾和温度检测以实现近距离而非机器视觉检测技术。除此之外还创建网格化的传感器组网应用，同时提供主要野火发生事实背后的研究成因以及用于感知和检测的产品。
9、其他系统
目前主流安装在无人机系统上的传感器，如大疆无人植保等机器，但是大多数无人机传感器系统都是新颖的且需要专业人员进行大量的深度学习方可正确使用的，因此就目前来说普及还有很长的路要走。
10、RTL8711AF资源介绍（变形虫系列,物联网低能SOC）
一般的描述
瑞昱RTL8711AM是高度集成单片机的功耗机制适合物联网(物联网)应用程序。 它结合了一个ARM®Cortex™m3单片机,无线局域网MAC, 1 t1r WLAN基带/射频和NFC能力在一个芯片上。 它还提供了可配置的GPIOs数字外设,可以作为各种产品应用和控制使用。RTL8711AF整合内部记忆和flash最小化物联网最终产品尺寸和降低开发成本。 嵌入式内存配置使更简单和更快的应用程序开发。
特性
CPU
- ARM®Cortex™m3(高达166 mhz)
内存
- 1 mb嵌入式RAM
- 512 kb嵌入式ROM
- 1 mb嵌入式Flash
无线网络
- 2.4 ghz 1T1R 802.11 b / g / n 150 mbps; 20 mhz and 40 mhz
安全
- wi - fi WEP、WPA WPA2 WPS
- 用户安全引擎:MD5、sha - 1、sha2 - 256, DES、3 DES、AES
外围接口
- SDIO
- NFC标签(读/写)
- UART x 3 (HS-UART x 2,UART x 1)
- SPI接口x 2
- i2接口* 1
- I2C接口x 3
- PWM x 4
- 最大21 GPIOs
包
- 类型:QFN-48
- 大小:6 x 6mm
https://github.com/xiaokunge/RTL8711AF
11、LTE module资源
https://www.telit.com/m2m-iot-products/cellular-modules/
https://www.sierrawireless.com/products-and-solutions/embedded-solutions/
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