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地質監(jiān)測行業(yè)LoRaWAN無線通訊方案

2020-12-27
來源:ZLG立功科技·致遠電子

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。

 

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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:

l 傳統設備價格昂貴;

l 傳統設備布置比較復雜;

l 傳統設備智能化程度低,人工參與較多;

l 連續(xù)陰雨天使用太陽能供電困難,功耗要求高;

l 特殊位置4G信號受遮擋嚴重;

l 缺少云端系統化管理方案。

 

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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

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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。

 

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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。

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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。

 

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云平臺網關配置界面

方案優(yōu)勢:

l 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;

l 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;

l 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;

l 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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