地質監測行業LoRaWAN無線通訊方案

2020年前三季度全國共發生地質災害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區的高危隱患點，設立專業的檢測儀器監測山體狀態，是減災防災的重要方式之一。在傳統應用中無人監測一般采用專業的地質監測設備進行信號采集和傳輸，但隨著行業的發展，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，地質監測系統整體系統框圖如下圖所示：

地質監測設備使用框圖

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節點、LoRaWAN網關、云平臺的整套服務：

1. LoRaWAN節點

LoRaWAN節點可選用我司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，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，發射功率為25dBm，在野外平均覆蓋范圍超過4km。同時，地質監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，致遠電子網關和節點均已支持遠程升級，對于布設地點偏遠的地質監測應用，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，云中臺的功能是節點數據上下行透傳通道，把節點的數據基于ZWS透傳到客戶的業務服務器，把業務服務器的控制命令透傳下發給設備節點，并提供大量的Restful API接口供客戶的業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，對節點和網關本身的物理屬性，進行狀態監控和告警，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

方案優勢：

●   整套系統

可為客戶提供包括：節點、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

穩定的數據通道，可在云端對節點進行控制、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；

●   價格優勢

相較于完全使用4G節點進行通信的傳統地質設備，LoRaWAN網關及節點的價格相對低廉。