地質監(jiān)測行業(yè)LoRaWAN無線通訊方案
摘要：近年來地質災害頻發(fā)，對人民生命安全、財產造成巨大危害，如何治理與防治成為刻不容緩的主題。國家對于地質災害的監(jiān)測設備投入也日漸增多，如何通過物聯網技術，幫助監(jiān)管部門在山體間更好地部署設備?
2020年前三季度全國共發(fā)生地質災害7711起，共造成116人死亡、22人失蹤、55人受傷，直接經濟損失48.54億元。對于滑坡、崩塌、泥石流等山體相關災害，如果能夠提前布設好地質監(jiān)測設備，將會大幅減少災害帶來的損失。
圖 1山體滑坡
對川東、渝南、湘西、云貴高原等山體滑坡災害易發(fā)區(qū)的高危隱患點，設立專業(yè)的檢測儀器監(jiān)測山體狀態(tài)，是減災防災的重要方式之一。在傳統應用中無人監(jiān)測一般采用專業(yè)的地質監(jiān)測設備進行信號采集和傳輸，但隨著行業(yè)的發(fā)展，傳統方案的痛點已漸漸暴露出來：
· 傳統設備價格昂貴;
· 傳統設備布置比較復雜;
· 傳統設備智能化程度低，人工參與較多;
· 連續(xù)陰雨天使用太陽能供電困難，功耗要求高;
· 特殊位置4G信號受遮擋嚴重;
· 缺少云端系統化管理方案。
通常情況，地質監(jiān)測系統整體系統框圖如下圖所示：
地質監(jiān)測設備使用框圖
致遠電子可為用戶提供基于LoRaWAN通訊技術的整套通訊方案，包含：LoRaWAN節(jié)點、LoRaWAN網關、云平臺的整套服務：
1. LoRaWAN節(jié)點
LoRaWAN節(jié)點可選用我司LM400TU方案，此模塊技術成熟，射頻參數滿足山體間的通信需求。支持LoRaWAN協議，無需二次開發(fā)，AT即可實現所有操作。我司模塊與網關產品配合度好，方案可打包。
LoRaWAN模組
2. LoRaWAN網關
致遠電子LoRaWAN網關采用IP67防水外殼，各個接口均做了防水處理，在戶外使用無需擔心。
在功率方面，發(fā)射功率為25dBm，在野外平均覆蓋范圍超過4km。同時，地質監(jiān)測應用普遍采用太陽能板+電池的供電模式，在長期陰天的情況下很可能很長一段時間都未必能得到補給，因此低功耗十分重要。致遠電子LoRaWAN網關平均功耗在1.5W~4W，可以滿足太陽能+電池供電的低功耗需求。
在后期運營維護方面，致遠電子網關和節(jié)點均已支持遠程升級，對于布設地點偏遠的地質監(jiān)測應用，遠程升級功能也十分重要。
LoRaWAN網關
云平臺服務
云端主要功能包含兩方面：
一方面，云中臺的功能是節(jié)點數據上下行透傳通道，把節(jié)點的數據基于ZWS透傳到客戶的業(yè)務服務器，把業(yè)務服務器的控制命令透傳下發(fā)給設備節(jié)點，并提供大量的Restful API接口供客戶的業(yè)務系統進行協同調用。
另一方面，會配套功能強大的控制臺界面系統，對節(jié)點和網關本身的物理屬性，進行狀態(tài)監(jiān)控和告警，進行遠程配置，以及信號強度的管理和分析，以及固件維護和升級等。
云平臺網關配置界面
方案優(yōu)勢：
· 整套系統
可為客戶提供包括：節(jié)點、網關和云平臺的整套方案。免去客戶使用不同廠家產品聯調困難的問題;
· 成熟的云平臺服務
穩(wěn)定的數據通道，可在云端對節(jié)點進行控制、管理。也可進行固件的維護和升級;
· 功耗較低
網關產品平均功耗1.5~4W，能夠滿足太陽能+電池供電的低功耗需求;
· 價格優(yōu)勢
相較于完全使用4G節(jié)點進行通信的傳統地質設備，LoRaWAN網關及節(jié)點的價格相對低廉。
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