LoRa技术在地质灾害预警上的应用

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LoRa扩频技术具有超远距离通信,功率密度集中,抗干扰能力强的优势。成都亿佰特电子科技有限公司推出了几款适用于监测应用的DTU E90-DTU系列,E800-DTU系列,E32-DTU系列等。该系列相比同类进口的数传电台,具有功能先进、体积小、价格最优等特点。电台功率、频率、空速等等参数均可以设置,解决了不同应用场景的项目要求。电台内部采用温度补偿晶振,并在-40℃~+85℃极限温度下进行老化通信测试,保证了产品在不同环境下的工作稳定性。电源电路搭载了防反接保护,防浪涌保护,防雷击静电以及防过压保护等等保护措施,避免各种不稳定因素造成电台损坏,同时产品在无数据传输时便会进入接收状态,接收电流仅为20mA左右,用时还支持休眠模式,唤醒模式等等模式选择。非常适合于复杂环境监测应用中。

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地质灾害是由自然或人为作用造成了地质环境不可恢复性破坏造成的,常见的自然灾害主要分为:滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂缝五种类型。地质环境存在着隐患多、突发性、分布广和破坏性强的问题,严重威胁了生命财产安全。一般这种地质灾害多发于气象条件和地理环境相对比较恶劣的环境中,使用一般的监测设备无法达到远距离监测,而且网络覆盖情况也比较不理想。如果将LoRa扩频技术引入到传统的地质灾害监测系统中,将极大的改善地质灾害监测的准确性和实时性。

应用方案

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地质灾害监测系统由现场采集层、无线传输网络层、预警信息传输层三部分组成。现场采集层是整个系统框架的基础,用于采集各个监测站点的数据,采集点使用采集传感器于无线模块结合的方式,将采集到的数据以无线的形式传输出去。

第二层无线传输网络层采用LoRa无线模块(如:成都亿佰特的E32系列),该层主要将采集层采集到的数据传输给预警信息传输层进行判断预警。该层也是整个系统中的重要一环,首先,地质监测时需要一年内全天24小时不间断稳定工作,所以该层需要保证在复杂的环境下能够远距离稳定可靠的工作。其次,地质检测时一年四季温度和气候都在变化,所以该层也需要保证在苛刻的环境下依旧可以正常工作。最后,因为安装位置的比较扩散,所以一般采集节点都采用电池供电,这就需要无线传输设备必须具备低功耗。预警信息层主要时将无线传输层传输过来的数据进行预判断做相应的处理。

LoRa技术应用于地质灾害预警中,可以保证数据传输的可靠性,提高数据畅通率。而且LoRa技术融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术,可以确保预警信息层正确的获取采集节点采集的数据、读取任意时段数据和监测节点的工作状态等信息。相比较GPRS数据传输,LoRa数据传输不需要额外的传输成本,可以降低项目后期的运营成本。