近年來地質災害頻發(fā)，對人民生命安全、財產造成巨大危害，如何治理與防治成為刻不容緩的主題。國家對于地質災害的監(jiān)測設備投入也日漸增多，如何通過物聯(lián)網技術，幫助監(jiān)管部門在山體間更好地部署設備？

2020年前三季度全國共發(fā)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(jiān)測設備，將會大幅減少災害帶來的損失。

對川東、渝南、湘西、云貴高原等山體滑坡災害易發(fā)區(qū)的高危隱患點，設立專業(yè)的檢測儀器監(jiān)測山體狀態(tài)，是減災防災的重要方式之一。在傳統(tǒng)應用中無人監(jiān)測一般采用專業(yè)的地質監(jiān)測設備進行信號采集和傳輸，但隨著行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)方案的痛點已漸漸暴露出來：

傳統(tǒng)設備價格昂貴；

傳統(tǒng)設備布置比較復雜；

傳統(tǒng)設備智能化程度低，人工參與較多；

連續(xù)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(tǒng)化管理方案。

通常情況，地質監(jiān)測系統(tǒng)整體系統(tǒng)框圖如下圖所示：

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(jié)點、LoRaWAN網關、云平臺的整套服務：

?LoRaWAN節(jié)點

LoRaWAN節(jié)點可選用我司LM400TU方案，此模塊技術成熟，射頻參數(shù)滿足山體間的通信需求。支持LoRaWAN協(xié)議，無需二次開發(fā)，AT即可實現(xiàn)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

?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(fā)射功率為25dBm，在野外平均覆蓋范圍超過4km。同時，地質監(jiān)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(jié)點均已支持遠程升級，對于布設地點偏遠的地質監(jiān)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(jié)點數(shù)據(jù)上下行透傳通道，把節(jié)點的數(shù)據(jù)基于ZWS透傳到客戶的業(yè)務服務器，把業(yè)務服務器的控制命令透傳下發(fā)給設備節(jié)點，并提供大量的Restful API接口供客戶的業(yè)務系統(tǒng)進行協(xié)同調用。

另一方面，會配套功能強大的控制臺界面系統(tǒng)，對節(jié)點和網關本身的物理屬性，進行狀態(tài)監(jiān)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(yōu)勢

?整套系統(tǒng)

可為客戶提供包括：節(jié)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(lián)調困難的問題；

?成熟的云平臺服務

穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通道，可在云端對節(jié)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(yōu)勢

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

環(huán)境監(jiān)測RTU簡介

RTU被稱為遠程終端單元（Remote Terminal Unit），是一種針對通信距離較長和工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣而設計的有模塊化的結構的、特殊的計算機測控單元，它將末端的監(jiān)測儀表和執(zhí)行機構與遠程調控中心的主計算機連接起來，具有遠程數(shù)據(jù)采集、控制和通信功能，能接收主機計算機的操作指令，控制末端的執(zhí)行機構動作。

圖1 環(huán)境監(jiān)測RTU網絡架構

當前RTU廣泛應用于城市供水自動化控制系統(tǒng)、城市廢水處理系統(tǒng)、城市煤氣管網綜合調度系統(tǒng)、天然氣、石油行業(yè)自動化系統(tǒng)、電力遠程數(shù)據(jù)疾控系統(tǒng)、熱網管道自動化控制、大氣、水質等環(huán)境監(jiān)測、水情水文測報系統(tǒng)、江河航運、港口、礦山調度系統(tǒng)等等。

致遠DTU設備如何應用于環(huán)境監(jiān)測RTU

致遠電子推出的ZWG－40COM系列Cat．1 DTU設備，能夠快速上手配置使用，并為用戶提供二次開發(fā)功能，用戶可根據(jù)自己的應用需要快速開發(fā)出滿足自己要求的RTU產品。

1、使用簡單

ZWG－40COM系列數(shù)據(jù)傳輸終端能夠快速上手，進行簡單的配置即可與后臺服務器／云平臺完成對接、數(shù)據(jù)透傳，方便集成到用戶RTU系統(tǒng)中，實現(xiàn)第一步－打通數(shù)據(jù)。

2、接口豐富

環(huán)境監(jiān)測RTU需要外接各類傳感器設備，使用IO口對傳感器進行控制、使用ADC采集傳感器數(shù)據(jù)，ZWG－40COM對外提供2路GPIO 、1路485、2路232可供使用。

如果使用不帶外殼的裸板型號ZWG－40DP，將提供8路IO、2路ADC、2路PWM、6路UART、2路以太網、2路SPI、2路IIC接口。

3、二次開發(fā)

ZWG－40COM系列內部搭載全網通的Cat．1通信模組，使用Cortex－M7平臺的RT1062作為主控處理器，具有8MB的Flash和1MB的RAM，集成了豐富的驅動以及物聯(lián)網協(xié)議，并且搭載實時操作系統(tǒng)AWorks支持用戶進行二次開發(fā)，幫助用戶快速的開發(fā)出產品。

而對于想要集成進RTU產品內部的用戶，我司可以提供開板式ZWG－40DP的底板參考設計，既可以當做透傳的Cat．1模塊來使用，也可以基于豐富的接口資源進行二次開發(fā)增加功能，快速實現(xiàn)產品化。

圖2 ZWG－40COM Cat．1 DTU產品

4、隔離防護

環(huán)境監(jiān)測設備常常會放置在工廠、戶外等環(huán)境惡劣的場所，對產品的隔離防護有一定要求。ZWG－40COM產品通過了一系列ESD、EFT、雷擊浪涌等可靠性測試。

表1 ZWG－40COM ESD測試結果

系統(tǒng)化方案

在透傳模式下使用ZWG－40COM系列產品的用戶，我司能夠提供系統(tǒng)化的解決方案，通過簡單配置直接接入ZWS－PaaS云平臺，快速打通終端節(jié)點到云平臺的數(shù)據(jù)鏈路。

在ZWS－PaaS云平臺可以實現(xiàn)設備的數(shù)據(jù)管理、狀態(tài)管理等一系列功能，也支持對設備進行OTA升級，極大的降低了用戶設備的維護成本。

ZWS云平臺監(jiān)控大屏

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