針對(duì)我國西南巖溶山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸困難的問題,利用微電子、無線通信及控制策略優(yōu)化技術(shù),提出了一種基于遠(yuǎn)距離無線電（Long Range Radio,LoRa）的地質(zhì)災(zāi)害分布式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該方案以低功耗嵌入式微控制器STM32L071和基于LoRa的SX1278無線通信模塊為核心,采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行自組網(wǎng)設(shè)計(jì),構(gòu)建了通信距離較遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)硬件系統(tǒng)。同時(shí)加入智能化軟件控制技術(shù),解決了野外設(shè)備功耗與實(shí)時(shí)性的矛盾,實(shí)現(xiàn)了對(duì)災(zāi)害體多種監(jiān)測(cè)參數(shù)的實(shí)時(shí)采集和傳輸。通過野外試驗(yàn)對(duì)設(shè)備的傳輸穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性進(jìn)行分析,試驗(yàn)結(jié)果表明:在4個(gè)月的試驗(yàn)周期中,設(shè)備在數(shù)據(jù)傳輸過程中收包率達(dá)到92%以上,在監(jiān)測(cè)到災(zāi)害體變化時(shí)數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)性達(dá)到秒級(jí)。該系統(tǒng)具有功耗低、不受地貌限制、通信穩(wěn)定等技術(shù)特點(diǎn),可以有效解決復(fù)雜山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)困難的問題。 

【文章來源】：水文地質(zhì)工程地質(zhì). 2020,47(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

地質(zhì)災(zāi)害分布式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖

無線網(wǎng)關(guān)主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)指令的下達(dá)、數(shù)據(jù)的接收與上傳、系統(tǒng)的檢測(cè)以及管理等功能，主節(jié)點(diǎn)本身也有數(shù)據(jù)采集功能，其硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。主節(jié)點(diǎn)通過LoRa無線網(wǎng)絡(luò)接收區(qū)域內(nèi)采集子節(jié)點(diǎn)上傳的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)上傳至地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程服務(wù)平臺(tái)，同時(shí)下發(fā)采集與控制命令到LoRa網(wǎng)絡(luò)任意采集節(jié)點(diǎn)。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)定時(shí)采集、廣播采集、閾值觸發(fā)采集3種數(shù)據(jù)采集模式。搭建好監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)后，主節(jié)點(diǎn)與采集子節(jié)點(diǎn)之間可以立即建立一對(duì)多的映射關(guān)系，主-子節(jié)點(diǎn)自組網(wǎng)流程見圖3。采集子節(jié)點(diǎn)可以設(shè)定唯一的設(shè)備號(hào)，根據(jù)每個(gè)SX1278射頻模塊分配給各個(gè)采集節(jié)點(diǎn)獨(dú)一無二的設(shè)備地址，例如主節(jié)點(diǎn)下發(fā)報(bào)文中設(shè)備號(hào)為0x55AA時(shí)，采集子節(jié)點(diǎn)地址為該設(shè)備號(hào)就需要立刻做出響應(yīng)。

【參考文獻(xiàn)】：
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