基于LoRa的地质灾害分布式实时监测系统设计

发布时间：2021-03-29 05:25

　　针对我国西南岩溶山区地质灾害监测与数据传输困难的问题,利用微电子、无线通信及控制策略优化技术,提出了一种基于远距离无线电（Long Range Radio,LoRa）的地质灾害分布式实时监测系统的设计方案。该方案以低功耗嵌入式微控制器STM32L071和基于LoRa的SX1278无线通信模块为核心,采用星型拓扑结构进行自组网设计,构建了通信距离较远、数据传输稳定的监测硬件系统。同时加入智能化软件控制技术,解决了野外设备功耗与实时性的矛盾,实现了对灾害体多种监测参数的实时采集和传输。通过野外试验对设备的传输稳定性和实时性进行分析,试验结果表明:在4个月的试验周期中,设备在数据传输过程中收包率达到92%以上,在监测到灾害体变化时数据采集实时性达到秒级。该系统具有功耗低、不受地貌限制、通信稳定等技术特点,可以有效解决复杂山区地质灾害监测困难的问题。 

【文章来源】：水文地质工程地质. 2020,47(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

地质灾害分布式实时监测系统示意图

无线网关主节点负责无线网络指令的下达、数据的接收与上传、系统的检测以及管理等功能，主节点本身也有数据采集功能，其硬件结构如图2所示。主节点通过LoRa无线网络接收区域内采集子节点上传的现场数据，并通过GPRS网络，将数据上传至地质灾害监测远程服务平台，同时下发采集与控制命令到LoRa网络任意采集节点。3 系统软件设计

系统可实现定时采集、广播采集、阈值触发采集3种数据采集模式。搭建好监测网络后，主节点与采集子节点之间可以立即建立一对多的映射关系，主-子节点自组网流程见图3。采集子节点可以设定唯一的设备号，根据每个SX1278射频模块分配给各个采集节点独一无二的设备地址，例如主节点下发报文中设备号为0x55AA时，采集子节点地址为该设备号就需要立刻做出响应。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3106988