利用低成本Wi-Fi系統改善火災偵測

作者 : UNSW Sydney

澳洲新南威爾斯大學(UNSW Sydney)的研究人員開發一種新的火災偵測系統,可以透過監測Wi-Fi訊號的變化來協助挽救生命

澳洲新南威爾斯大學(UNSW Sydney)的研究人員開發一種新的火災偵測系統,可以透過監測Wi-Fi訊號的變化來協助挽救生命。澳洲Sydney Harbour Tunnel Company針對對一輛汽車進行受控爆炸試驗,更進一步證實該技術的有效性。

UNSW Sydney教授Aruna Seneviratne、Deepak Mishra和電氣工程與電信學院的一支研究團隊設計並建構了一個系統,可以在Wi-Fi訊號通過空氣時對其進行監控,並分析由於這些因素導致的環境變化作為溫度和煙霧。

研究人員已經確定了火災事件期間無線電訊號資料中的獨特模式,可使用軟體中的人工智慧即時分析環境。該系統能夠更準確地確定任何大氣變化是否是由真正的火災引起的,如果是,則系統發出警報或觸發自動噴水滅火系統。

主要基於熱成像的現行檢測系統通常透過檢測不危險或由實際火災引起的煙霧水平或溫度變化來產生誤報讀數­——可能由於車輛排氣管故障或熱散熱器。但是,Seneviratne及其團隊能夠在半夜雪棃海港隧道內的受控測試中展示他們的新技術。

研究人員與隧道關鍵任務系統供應商Trantek MST、隧道所有者/營運商Sydney Harbour Tunnel Company合作,設置了一系列發射器和接收器來監測環境,作為準備迎接海港隧道的測試車。在預定的應急響應訓練演習中,目的被引爆並著火。

Seneviratne說:「它基本上是相對簡單的高中物理。透過一個發射器和一個接收器,我們可以在無線電訊號在空氣中傳播時對其進行監測。」

「隨著氣溫的變化,它的密度也會發生變化,當我們接收到訊號時,這會改變讀數的特徵。事實上,我們已經通過實驗證明,這些變化與環境溫度的上升或下降密切相關。」

「煙霧和不同的氣體,例如在火災情況下可能產生的一氧化碳,也會影響空氣的密度,並將在讀數上給出獨特的特徵。具體來說,這些特徵是以無線通道資訊的形式捕獲的。」

「我們並為系統添加AI來分析所有數據並與基線讀數進行比較,以幫助確定是否發生真正的火災。」

新南威爾斯大學開發的新系統利用了Wi-Fi波具有各種傳輸頻率(稱為子載波)這一事實。正如不同波長的光會受到不同物體的獨特影響一樣,不同頻率的Wi-Fi也會以多種方式受到影響。因此,Wi-Fi感測系統融合了環境現象對所有Wi-Fi子載波頻率的影響,並應用數據處理來找到有助於分析的最敏感頻率。

Seneviratne說,這項新技術每秒可處理和分析多達1,300個數據封包,對於提高自動火災偵測系統的信心非常重要,這些系統目前有時甚至難以區分火災和閃爍的明亮霓虹燈。新南威爾斯大學團隊相信他們的系統可以應用在廣泛的環境中,包括工業場所、商業高層建築甚至家庭。

Wi-Fi fire detector

針對雪棃海港隧道測試,新南威爾斯大學的研究人員在道路沿線放置了一系列低成本的Wi-Fi發射器和接收器,它們在Raspberry Pi上運行並安裝在防水外殼中,以檢測由火災和煙霧引起的訊號變化。 (來源:Aruna Seneviratne)

除了改善的感測功能外,Wi-Fi系統還可能比現有的熱像儀技術更便宜得多,而且更易於維護。

本文原刊登於EDN China網站,夏菲編譯

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