Desarrollo e implementación de una red inalámbrica de bajo consumo para la prevención y detección de incendios

Abstract

[CASTELLÀ] Este proyecto se centra en el diseño de un sistema inalámbrico de bajo consumo y bajo coste para la prevención y detección de incendios. Explicamos desde el inicio las graves secuelas posteriores a un incendio forestal. En primer lugar, se realiza un estudio sobre el impacto que conlleva un incendio desde el punto de vista ambiental, social y económico. Se analizan las medidas actuales para la detección y se exponen sus ventajas y desventajas con la finalidad de poder mejorar tanto la detección como la prevención. En todo momento se tiene la colaboración de los Agentes Rurales y Bomberos. A continuación se estudia posibles soluciones a nivel de detección mediante diferentes sensores. Se decide utilizar sensores de temperatura, humedad e infrarrojo. Seguidamente, para poder enviar los datos de los sensores se analizan diferentes tecnologías de comunicación inalámbrica de bajo consumo y finalmente se escoge un módulo de radio XBee. Para lograr una red de bajo consumo se diseña y configura el hardware de manera que se duerme durante un periodo de tiempo estipulado y se despiertan únicamente para enviar los datos y se vuelve a dormir. Además, se modifica el microcontrolador de forma que su consumo disminuye drásticamente. Asimismo se diseña un circuito impreso para mejorar el prototipo del proyecto. Por otro lado, el módulo que recibe los datos, el coordinador, es conectado al PC y mediante Matlab se realiza la adquisición de los datos y su procesado para terminar visualizando de manera gráfica los valores de los sensores. Como resultado se consigue una red inalámbrica de bajo consumo con un coste atractivo para poder ser implementado en zonas criticas y de riesgo elevado ante un incendio.

[ANGLÈS] This project is focusing on the design of a low cost and low power wireless system which aims to prevent and detect wildfire. In the beginning of this work, we explain the serious consequences of a wildfire. Firstly, an analysis has been conducted about the ecological, social, and economic impact of a fire. Current measures for fire detection are analyzed and pro and cons are highlighted aiming to improve both fire detection and prevention. At any time, Firefighters and rural agents were supporting the analysis. Next, several possible fire detection have been evaluated with the use of different sensors and outcome has been the decision to go for temperature, humidity and infrared sensors. Then, to enable the sensors data transfer, different low power wireless communication technologies have been checked to finally choose a XBee radio module. To achieve a low power network, hardware design and configuration has been performed to sleep it during a defined time, to wake it up only for sending data and to sleep it again just after. Furthermore, the microcontroller has been modified so that its consumption decreases drastically. Additionally and in one hand, a printed circuit board has been designed and implemented to enhance the project prototype. On the other hand, the data receiver module, so called the coordinator, has been connected to the PC and with Matlab, data are collected and processed with final graphical visualization of figures. As a result, a low power wireless network has been achieved with an attractive cost to facilitate its implementation in critical areas with high risk of fire.