Дефиниција на проблемот

Загадувањето на воздухот од зимските магли, чадот од катастрофалните летни шумски пожари и силните метеоролошки бури не ги препознаваат државните граници на Балканот. Во исто време, високите гранични планински венци (Шар Планина, Кораб, Беласица, Осогово) нудат непречена оптичка видливост со дострел од 80 до над 140 километри преку границите. Сепак, официјалниот еколошки мониторинг е расцепкан меѓу бавни државни институции, а комерцијалниот пренос е закочен од скап мобилен интернет и роаминг тарифи. Овој никулец гради автономна прекугранична сензорска мрежа базирана на отворен хардвер и слободниот LoRa/Meshtastic протокол на 868 MHz за бесплатен пренос на критични еколошки податоци.

Отворена спецификација на материјали (BOM Hints)

  • Радио јазол и репетитор: Semtech SX1262 LoRa трансивер на 868 MHz (+22 dBm излезна моќност) спарен со омнидирекционална 5.8 dBi антена од фиберглас; штедлив контролер RAK Wireless WisBlock (nRF52840) или Heltec Wireless Tracker.
  • Енергетски систем за екстремен мраз: 30W монокристален фотоволтаичен панел; 12.8V 15Ah LiFePO4 батериски пакет со специјален BMS што има хардверска блокада на полнење под 0°C и автоматски силиконски грејач што се напојува исклучиво од вишокот соларна струја при екстремни зими (до -25°C).
  • Индустриско заштитно куќиште: Водоотпорно куќиште од поликарбонат со UV заштита (IP67) опремено со Gore-Tex мембрански вентил за изедначување на притисокот без навлегување на кондензација и влага; нерѓосувачки стеги за монтажа на јарбол.
  • Сензорски сет: Ласерски оптички сензор Sensirion SPS30 за честички (PM1.0, PM2.5, PM4, PM10); Bosch BME280 за температура, влажност и воздушен притисок; Figaro TGS2600 / Sensirion SGP41 сензор за чад, CO и испарливи гасови од пожари.

Шеми и белешки од експериментите

  1. Планинско ширење на LoRa сигналот (Line-of-Sight): Поставени на надморска височина од 1800 до 2200 метри, јазлите имаат директна оптичка видливост преку границите со Косово, Србија, Бугарија и Грција. Со Spreading Factor 11 (SF11) и ширина на појас од 125 kHz, буџетот на радио врската достигнува 148 dB, што овозможува сигурен пренос на растојанија над 100 km без потреба од GSM мрежа.
  2. Алгоритам за рана детекција на шумски пожари: Контролерот пресметува динамички индекс на чад ($S_{\text{fire}} = k_1 \frac{d(\text{PM2.5})}{dt} + k_2 \frac{d(\text{VOC})}{dt} - k_3 \cdot RH$). При нагло покачување на честичките и VOC гасовите проследено со сув воздух, јазолот веднаш преминува во алармен режим и емитува итни LoRa пакети што се ретранслираат низ сите околни јазли.
  3. Нулта трошоци за комуникација: Податоците патуваат директно преку слободниот радио-спектар без SIM картички, без роаминг и без зависност од телекомуникациски оператори.

Покана за придонес (Како да се вклучите)

  • Планинари и алпинисти: Помогнете ни со транспорт и монтирање на соларните репетитори на планински домови, засолништа и врвови долж граничните сртови.
  • Програмери и веб аналитичари: Приклучете се кон изработката на отворена регионална веб мапа што во реално време ќе ги прикажува податоците за квалитет на воздух и ризик од пожари за целиот регион.
  • Фирмвер оптимизатори: Помогнете во фино подесување на алгоритамите за штедење енергија за време на повеќенеделни зимски снежни бури без сонце.