FireNose – Waldbrandfrüherkennung mit LoRaMesh

Projektübersicht

Durch den Klimawandel steigt die Waldbrandgefahr erheblich aufgrund längerer Trockenperioden, höherer Temperaturen und häufigerer „Feuerwetter“-Lagen (Hitze, geringe Luftfeuchtigkeit, Wind). Obwohl menschliche Aktivitäten wie Lagerfeuer oder Brandstiftung als Hauptursachen gelten, bleiben über 50% der Waldbrandursachen in Deutschland unbekannt. Kritische Faktoren wie Bodenfeuchte-Variabilität und Schadstoffemissionen (VOC, CO) in Bodennähe wurden bislang kaum systematisch erfasst.

FireNose integriert erstmalig Modelle für Feuerwinde, thermische Bodentemperaturen und Echtzeit-Gas-Messungen. Die Daten werden lokal vor Ort gesammelt, ausgewertet und per energieeffizientem LoRaMesh-Funknetz übertragen. So ist eine Früherkennung von Waldbränden schon wenige Minuten nach Ausbruch möglich – selbst in schwer zugänglichen Waldgebieten.

Herausforderungen und Lösungsansatz

• Direkte Funkübertragung in dichtbewachsenen Wäldern ist technisch sowie energetisch anspruchsvoll.
• Energieversorgung erfolgt über PV-Module und Ladezellen mit eingeschränkten Möglichkeiten.
• Das Meshnetzwerk verwendet synchrone Zeitslots für Redundanz und Übertragungssicherheit.
• Prognosemodelle basieren auf KI-Algorithmen für Gasdetektion und Brandvorhersage.
• Der Energieverbrauch ist so gering, dass ein Betrieb mit einer Langzeitbatterie bis zu 10 Jahre wartungsfrei möglich ist.

Verzeichnisstruktur

• assets/
  Unterstützende Dateien wie Bilder oder Grafiken.

• docs/
  Umfassende Projektdokumentation, Benutzer- und Entwickleranleitungen.

• firmware/
  Quellcode und Firmware für Sensorik und Mesh-Netzwerk. Lizenz: Apache 2.0.

• hardware/
  Hardware-Designs, Schaltpläne und Leiterplattenlayouts. Lizenz: CERN-OHL-P.

• mechanical/
  Mechanische Konstruktionen und CAD-Modelle für Gehäuse und Halterungen.

• .editorconfig
  Editor-Konfiguration für Formatierungsrichtlinien.

• .gitattributes
  Git-Attribute für Zeilenenden und Merge-Verhalten.

• .gitignore
  Dateien und Ordner, die von Git ignoriert werden.

• CODE_OF_CONDUCT.md
  Verhaltenskodex für respektvolle Zusammenarbeit.

• CONTRIBUTING.md
  Leitfaden für Beiträge und Mitarbeit im Projekt.

• Info.md
  Projektbezogene Zusatzinformationen.

• LICENSE-HARDWARE.md
  Ausführliche Lizenzinformationen zur Hardware (CERN-OHL-P).

• LICENSE.md
  Gesamtprojektlizenz, Firmware unter Apache 2.0, Dokumentation in der Regel CC BY-SA.

• readme.md
  Diese Projektübersicht.

• RELEASE_NOTES.md
  Changelog und Infos zu Versionen und Updates.

• SECURITY.md
  Vorgehensweise zur Meldung und Handhabung von Sicherheitsproblemen.

Lizenz

• Firmware: Apache License 2.0
• Hardware: CERN Open Hardware Licence Version 2 – Permissive (CERN-OHL-P)
• Dokumentation & sonstige Inhalte: Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 (CC BY-SA 4.0)

Bitte beachten Sie die einzelnen Lizenztexte in den jeweiligen LICENSE-Dateien für Details.

Weiterführende Links

• Git-Repository: https://gitea.iotxs.de/RainerWieland/FireNose
• Lizenztext CERN-OHL-P: https://www.ohwr.org/project/cernohl/wikis/Documents/Approved-CERN-OHL-v2-permissive