فصلنامه مدیریت محیط زیست شهری

کاربرد شبکه‌های سنسوری بی‌سیم در پایش و حفاظت از مراتع و اراضی منابع طبیعی: رویکردی پیشگیرانه برای مدیریت مخاطرات طبیعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر - دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

2 دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

چکیده
پایش و حفاظت از مراتع و اراضی منابع طبیعی در برابر مخاطرات طبیعی مانند آتش‌سوزی و سیل از اهمیت بالایی برخوردار است. شبکه‌های سنسوری بی‌سیم به‌عنوان فناوری‌های نوین، امکان مدیریت بلادرنگ این مخاطرات را فراهم می‌کنند. در این پژوهش، یک سیستم پایش مبتنی بر فناوری LoRaWAN برای نظارت بر مراتع در مناطق صعب‌العبور ایران طراحی و ارزیابی شده است. LoRaWAN به‌دلیل برد ارتباطی طولانی، مصرف انرژی بسیار کم و قابلیت ایجاد شبکه‌های اختصاصی بدون نیاز به زیرساخت‌های پیچیده، به‌عنوان گزینه‌ای مناسب انتخاب شد. سیستم پیشنهادی از حسگرهای دما، رطوبت و دود تشکیل شده است که داده‌های جمع‌آوری‌شده را به درگاه مرکزی ارسال می‌کنند. این داده‌ها سپس از طریق ماژول‌های LoRa به سرور ابری منتقل می‌شوند. یکی از چالش‌های اساسی، مدیریت بهینه انرژی برای افزایش طول عمر باتری‌های حسگرها بود. برای حل این مسئله، الگوریتم‌های هوشمندی جهت تنظیم فواصل زمانی ارسال داده‌ها بر اساس شرایط محیطی و فصلی به‌کار گرفته شد؛ مثلا، در فصول گرم و روزهایی با احتمال بیشتر آتش‌سوزی، فواصل ارسال داده‌ها کوتاه‌تر و در شرایط پایدار، فواصل طولانی‌تر تنظیم شدند. نتایج آزمون‌های میدانی نشان داد که سیستم پیشنهادی قادر است در فواصل طولانی ارتباط پایداری برقرار کرده و با مصرف انرژی بهینه، داده‌ها را به‌طور مطمئن ارسال نماید. همچنین، امکان ارسال بلادرنگ داده‌ها به فضای ابری فراهم شد که به تحلیل‌های پیشرفته و تصمیم‌گیری‌های به‌موقع کمک می‌کند. این پژوهش نشان می‌دهد که فناوری LoRaWAN، با دسترسی آسان به تجهیزات و پایداری در شرایط سخت محیطی، راهکاری مؤثر برای حفاظت از مراتع و اراضی منابع طبیعی در ایران است.

کلیدواژه‌ها


  • تاریخ دریافت 27 مهر 1403
  • تاریخ بازنگری 15 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش 16 آذر 1403
  • تاریخ اولین انتشار 17 آذر 1403
  • تاریخ انتشار 01 دی 1403