地質(zhì)監測行業(yè)LoRaWAN無(wú)線(xiàn)通訊方案

2020年前三季度全國共發(fā)生地質(zhì)災害7711起，共造成116人死亡、22人失蹤、55人受傷，直接經(jīng)濟損失48.54億元。對于滑坡、崩塌、泥石流等山體相關(guān)災害，如果能夠提前布設好地質(zhì)監測設備，將會(huì )大幅減少災害帶來(lái)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)區的高危隱患點(diǎn)，設立專(zhuān)業(yè)的檢測儀器監測山體狀態(tài)，是減災防災的重要方式之一。在傳統應用中無(wú)人監測一般采用專(zhuān)業(yè)的地質(zhì)監測設備進(jìn)行信號采集和傳輸，但隨著(zhù)行業(yè)的發(fā)展，傳統方案的痛點(diǎn)已漸漸暴露出來(lái)：

●   傳統設備價(jià)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；

●   連續陰雨天使用太陽(yáng)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(zhì)監測系統整體系統框圖如下圖所示：

地質(zhì)監測設備使用框圖

致遠電子可為用戶(hù)提供基于LoRaWAN通訊技術(shù)的整套通訊方案，包含：LoRaWAN節點(diǎn)、LoRaWAN網(wǎng)關(guān)、云平臺的整套服務(wù)：

1. LoRaWAN節點(diǎn)

LoRaWAN節點(diǎn)可選用我司LM400TU方案，此模塊技術(shù)成熟，射頻參數滿(mǎn)足山體間的通信需求。支持LoRaWAN協(xié)議，無(wú)需二次開(kāi)發(fā)，AT即可實(shí)現所有操作。我司模塊與網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品配合度好，方案可打包。

LoRaWAN模組

2. LoRaWAN網(wǎng)關(guān)

致遠電子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(hù)外使用無(wú)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(guò)4km。同時(shí)，地質(zhì)監測應用普遍采用太陽(yáng)能板+電池的供電模式，在長(cháng)期陰天的情況下很可能很長(cháng)一段時(shí)間都未必能得到補給，因此低功耗十分重要。致遠電子LoRaWAN網(wǎng)關(guān)平均功耗在1.5W~4W，可以滿(mǎn)足太陽(yáng)能+電池供電的低功耗需求。

在后期運營(yíng)維護方面，致遠電子網(wǎng)關(guān)和節點(diǎn)均已支持遠程升級，對于布設地點(diǎn)偏遠的地質(zhì)監測應用，遠程升級功能也十分重要。

LoRaWAN網(wǎng)關(guān)

云平臺服務(wù)

云端主要功能包含兩方面：

一方面，云中臺的功能是節點(diǎn)數據上下行透傳通道，把節點(diǎn)的數據基于ZWS透傳到客戶(hù)的業(yè)務(wù)服務(wù)器，把業(yè)務(wù)服務(wù)器的控制命令透傳下發(fā)給設備節點(diǎn)，并提供大量的Restful API接口供客戶(hù)的業(yè)務(wù)系統進(jìn)行協(xié)同調用。

另一方面，會(huì )配套功能強大的控制臺界面系統，對節點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)本身的物理屬性，進(jìn)行狀態(tài)監控和告警，進(jìn)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(wǎng)關(guān)配置界面

方案優(yōu)勢：

●   整套系統

可為客戶(hù)提供包括：節點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)和云平臺的整套方案。免去客戶(hù)使用不同廠(chǎng)家產(chǎn)品聯(lián)調困難的問(wèn)題；

●   成熟的云平臺服務(wù)

穩定的數據通道，可在云端對節點(diǎn)進(jìn)行控制、管理。也可進(jìn)行固件的維護和升級；

●   功耗較低

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

●   價(jià)格優(yōu)勢

相較于完全使用4G節點(diǎn)進(jìn)行通信的傳統地質(zhì)設備，LoRaWAN網(wǎng)關(guān)及節點(diǎn)的價(jià)格相對低廉。