用ZigBee/IEEE 802.15.4預防和控制森林火災(08-100)

　　協(xié)調(diào)員節(jié)點通過兼容ZigBee的無線網(wǎng)絡，從鄰近傳感器節(jié)點收集信息和處理數(shù)據(jù)，如果監(jiān)測到煙霧，就使用大型無線網(wǎng)絡(例如3G或GPRS)發(fā)出警報。這種警報可以直接發(fā)送到消防站，警報不僅包括火災位置信息，而且包括監(jiān)測時間。類似解決方案已經(jīng)在意大利實施，取得了巨大成功。

　　要確定每個節(jié)點的放置位置，以達到最佳覆蓋，必須進行可行性研究。由于 ZigBee/IEEE 802.15.4協(xié)議定義了每個節(jié)點的MAC地址，因此可以關聯(lián)到固定GPS點，以確定受影響區(qū)域的位置。采用 ZigBee協(xié)議的一個最大優(yōu)勢是可以實施網(wǎng)狀網(wǎng)絡，擴大網(wǎng)絡范圍，用路由器而非協(xié)調(diào)員。

　　電池壽命不再是一個問題，因為一塊電池可以使ZigBee器件運行長達20年時間。如果外置組件(例如電力放大器、煙霧傳感器或緊急照明燈)需要額外電源，那么可以實施帶太陽能電池的電池充電器。

　　使用低功耗IEEE 802.15.4片上系統(tǒng)解決方案(如 MC1322X，見圖 3)，可以很輕松地實施無線網(wǎng)絡。它包含一個 ARM7內(nèi)核，發(fā)射和接收過程只消耗約 20mA的電流。

　　封裝 MC1322X ZigBee Platform in Package(PiP)包括一個雙 8信道、 12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以連接幾個傳感器，以收集不同數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡系統(tǒng)只需再增加一個 24MHz晶體和天線，因為其它組件(如不平衡變壓器和交換器)已經(jīng)包括在封裝中。高度集成的 MC1322X PiP的多功能性還為 “forest watch(森林監(jiān)察) ”節(jié)點提供一些其它功能，通過收集氣象信息(例如濕度、溫度和降水)，協(xié)助消防員的工作。作為一種額外優(yōu)勢，當有人在叢林中迷路時， forest watch節(jié)點甚至可以用作應急站。

　　根據(jù)論文 “美國火災產(chǎn)生的二氧化碳估計：碳管理的意義 ”，美國火災每年產(chǎn)生約 2.9億公噸的二氧化碳，相當于全國礦物燃料燃燒所排放的二氧化碳總量的4~6%。使用簡單的無線傳感器網(wǎng)絡，這些二氧化碳的大部分都可以避免，例如本文的描述。