《電子技術(shù)應(yīng)用》
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地質(zhì)監(jiān)測(cè)行業(yè)LoRaWAN無線通訊方案

2020-12-27
來源:ZLG立功科技·致遠(yuǎn)電子

近年來地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),對(duì)人民生命安全,、財(cái)產(chǎn)造成巨大危害,,如何治理與防治成為刻不容緩的主題。國(guó)家對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)設(shè)備投入也日漸增多,,如何通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),幫助監(jiān)管部門在山體間更好地部署設(shè)備,?

2020年前三季度全國(guó)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害7711起,,共造成116人死亡、22人失蹤,、55人受傷,,直接經(jīng)濟(jì)損失48.54億元。對(duì)于滑坡,、崩塌,、泥石流等山體相關(guān)災(zāi)害,如果能夠提前布設(shè)好地質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備,,將會(huì)大幅減少災(zāi)害帶來的損失,。

 

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圖 1山體滑坡

對(duì)川東、渝南,、湘西,、云貴高原等山體滑坡災(zāi)害易發(fā)區(qū)的高危隱患點(diǎn),設(shè)立專業(yè)的檢測(cè)儀器監(jiān)測(cè)山體狀態(tài),,是減災(zāi)防災(zāi)的重要方式之一,。在傳統(tǒng)應(yīng)用中無人監(jiān)測(cè)一般采用專業(yè)的地質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集和傳輸,但隨著行業(yè)的發(fā)展,,傳統(tǒng)方案的痛點(diǎn)已漸漸暴露出來:

l 傳統(tǒng)設(shè)備價(jià)格昂貴,;

l 傳統(tǒng)設(shè)備布置比較復(fù)雜;

l 傳統(tǒng)設(shè)備智能化程度低,,人工參與較多,;

l 連續(xù)陰雨天使用太陽(yáng)能供電困難,,功耗要求高;

l 特殊位置4G信號(hào)受遮擋嚴(yán)重,;

l 缺少云端系統(tǒng)化管理方案,。

 

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通常情況,地質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體系統(tǒng)框圖如下圖所示:


地質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備使用框圖

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致遠(yuǎn)電子可為用戶提供基于LoRaWAN通訊技術(shù)的整套通訊方案,,包含:LoRaWAN節(jié)點(diǎn),、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)、云平臺(tái)的整套服務(wù):

1. LoRaWAN節(jié)點(diǎn)

LoRaWAN節(jié)點(diǎn)可選用我司LM400TU方案,,此模塊技術(shù)成熟,,射頻參數(shù)滿足山體間的通信需求。支持LoRaWAN協(xié)議,,無需二次開發(fā),,AT即可實(shí)現(xiàn)所有操作。我司模塊與網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品配合度好,,方案可打包,。

 

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LoRaWAN模組

2. LoRaWAN網(wǎng)關(guān)

致遠(yuǎn)電子LoRaWAN網(wǎng)關(guān)采用IP67防水外殼,各個(gè)接口均做了防水處理,,在戶外使用無需擔(dān)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(shí),地質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)用普遍采用太陽(yáng)能板+電池的供電模式,,在長(zhǎng)期陰天的情況下很可能很長(zhǎng)一段時(shí)間都未必能得到補(bǔ)給,,因此低功耗十分重要。致遠(yuǎn)電子LoRaWAN網(wǎng)關(guān)平均功耗在1.5W~4W,,可以滿足太陽(yáng)能+電池供電的低功耗需求,。

在后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面,致遠(yuǎn)電子網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)均已支持遠(yuǎn)程升級(jí),,對(duì)于布設(shè)地點(diǎn)偏遠(yuǎn)的地質(zhì)監(jiān)測(cè)應(yīng)用,,遠(yuǎn)程升級(jí)功能也十分重要。

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LoRaWAN網(wǎng)關(guān)

云平臺(tái)服務(wù)

云端主要功能包含兩方面:

一方面,,云中臺(tái)的功能是節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)上下行透?jìng)魍ǖ?,把?jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)基于ZWS透?jìng)鞯娇蛻舻臉I(yè)務(wù)服務(wù)器,把業(yè)務(wù)服務(wù)器的控制命令透?jìng)飨掳l(fā)給設(shè)備節(jié)點(diǎn),,并提供大量的Restful API接口供客戶的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同調(diào)用,。

另一方面,會(huì)配套功能強(qiáng)大的控制臺(tái)界面系統(tǒng),對(duì)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)本身的物理屬性,,進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和告警,,進(jìn)行遠(yuǎn)程配置,以及信號(hào)強(qiáng)度的管理和分析,,以及固件維護(hù)和升級(jí)等,。

 

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云平臺(tái)網(wǎng)關(guān)配置界面

方案優(yōu)勢(shì):

l 整套系統(tǒng)

可為客戶提供包括:節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和云平臺(tái)的整套方案,。免去客戶使用不同廠家產(chǎn)品聯(lián)調(diào)困難的問題,;

l 成熟的云平臺(tái)服務(wù)

穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通道,可在云端對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制,、管理,。也可進(jìn)行固件的維護(hù)和升級(jí);

l 功耗較低

網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品平均功耗1.5~4W,,能夠滿足太陽(yáng)能+電池供電的低功耗需求,;

l 價(jià)格優(yōu)勢(shì)

相較于完全使用4G節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的傳統(tǒng)地質(zhì)設(shè)備,LoRaWAN網(wǎng)關(guān)及節(jié)點(diǎn)的價(jià)格相對(duì)低廉,。


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