針對我國西南巖溶山區(qū)地質災害監(jiān)測與數(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,提出了一種基于遠距離無線電（Long Range Radio,LoRa）的地質災害分布式實時監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。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,采用星型拓撲結構進行自組網(wǎng)設計,構建了通信距離較遠、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定的監(jiān)測硬件系統(tǒng)。同時加入智能化軟件控制技術,解決了野外設備功耗與實時性的矛盾,實現(xiàn)了對災害體多種監(jiān)測參數(shù)的實時采集和傳輸。通過野外試驗對設備的傳輸穩(wěn)定性和實時性進行分析,試驗結果表明:在4個月的試驗周期中,設備在數(shù)據(jù)傳輸過程中收包率達到92%以上,在監(jiān)測到災害體變化時數(shù)據(jù)采集實時性達到秒級。該系統(tǒng)具有功耗低、不受地貌限制、通信穩(wěn)定等技術特點,可以有效解決復雜山區(qū)地質災害監(jiān)測困難的問題。 

【文章來源】：水文地質工程地質. 2020,47(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

地質災害分布式實時監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

無線網(wǎng)關主節(jié)點負責無線網(wǎng)絡指令的下達、數(shù)據(jù)的接收與上傳、系統(tǒng)的檢測以及管理等功能，主節(jié)點本身也有數(shù)據(jù)采集功能，其硬件結構如圖2所示。主節(jié)點通過LoRa無線網(wǎng)絡接收區(qū)域內(nèi)采集子節(jié)點上傳的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并通過GPRS網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)上傳至地質災害監(jiān)測遠程服務平臺，同時下發(fā)采集與控制命令到LoRa網(wǎng)絡任意采集節(jié)點。3 系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)可實現(xiàn)定時采集、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)測網(wǎng)絡后，主節(jié)點與采集子節(jié)點之間可以立即建立一對多的映射關系，主-子節(jié)點自組網(wǎng)流程見圖3。采集子節(jié)點可以設定唯一的設備號，根據(jù)每個SX1278射頻模塊分配給各個采集節(jié)點獨一無二的設備地址，例如主節(jié)點下發(fā)報文中設備號為0x55AA時，采集子節(jié)點地址為該設備號就需要立刻做出響應。

【參考文獻】：
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本文編號：3106988