[发明专利]一种基于LoRa双频段网关与节点的数据采集系统及方法

说明书

本申请涉及一种基于LoRa双频段网关与节点的数据采集系统及方法，其包括：多个探测组，待测地域划分为多个片区，每个片区分别安装有一个探测组，探测组包括有一个控制器和安装于片区内的传感器组，传感器组包含多个用于检测单一地质信息的地质传感器，控制器用于对地质传感器进行通讯和供电，探测组的各个地质传感器在片区中分散设置以检测片区的整体地质信息，并生成搭载有整体地质信息的检测信号，控制器接收和处理检测信号并发射搭载有整体地质信息的无线信号；局域网关，无线连接于探测组，接收各个探测组的无线信号并生成搭载有地质信息的用于上传服务器的上传信号。本申请具有减少地质信息数据采集系统的布线并提高系统的稳定性的技术效果。

技术领域

本申请涉及地质灾害监测数据采集传输领域，尤其是涉及一种基于LoRa双频段网关与节点的数据采集系统及方法。

背景技术

我国地质环境复杂，地质活动频繁，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害频发，受其影响和威胁的人口众多。为最大限度的保障人民群众生命财产安全，提供完善的地质灾害监测（地灾监测）预警系统至关重要。地灾监测系统中，需要传感器对地质状态进行实时监测，数据采集（DAQ）系统对传感器测量信息进行采集与回传，通过数据实时分析及时发现地质状态的异常变化，实现地灾监测。地质监测具有多种方式，包括无人机、传感器以及卫星监测等方式。其中传感器数据采集系统具有全时监测、低成本以及高效传输的等优势。

DAQ系统应用广泛，针对不同应用需求，可以针对性的设计相应的DAQ系统。对于需求简单，环境友好的单一应用场景，DAQ系统设计简单而易于实现，并可以实现极为稳定的性能。然而，地质灾害监测，主要监测边坡的内部受力变形、表面位移裂缝以及水位雨量等环境因素，传感器布置的位置会比较复杂多变，如土体内部、土体表面、山脚、山顶等，同时山体高低起伏地形复杂，测点分布范围广且离散，因此有线组网方式存在监测传感器布线困难，线路保护困难等问题。

发明内容

为了减少地质信息数据采集系统的布线并提高系统的稳定性，本申请提供一种基于LoRa双频段网关与节点的数据采集系统及方法。

第一方面，本申请提供一种基于LoRa双频段网关与节点的数据采集系统，采用如下的技术方案：

一种基于LoRa双频段网关与节点的数据采集系统，包括：

多个探测组，待测地域划分为多个片区，每个片区分别安装有一个所述探测组，探测组包括有一个控制器和安装于片区内的传感器组，传感器组包含多个用于检测单一地质信息的地质传感器，控制器用于对地质传感器进行通讯和供电，所述探测组的各个地质传感器在片区中分散设置以检测片区的整体地质信息，并生成搭载有整体地质信息的检测信号，所述控制器接收和处理检测信号并发射搭载有整体地质信息的无线信号；

局域网关，无线连接于探测组，接收各个探测组的无线信号并生成搭载有地质信息的用于上传服务器的上传信号。

通过采用上述技术方案，由于待测区域的面积通常十分宽广，如果如常规的有线组网方式，将各个地质传感器安装在待测区域的各处并利用电线进行连接以进行统一通讯和供电，则将会导致电线过长，不仅影响信号传输效率和电能传输效率，不方便埋布，同时过长且错综复杂的电线埋布容易发生损坏，导致地质传感器失灵。在本申请中，人为将待测地域划分为多个片区，各个片区内的地质数据均由一个探测组进行探测。探测组中的传感器组包括多种类型的地质传感器，比如湿度传感器、温度传感器、压力传感器等，用于检测各种不同的地质状况，需要设置于片区中各处不同的位置，其采集频率也各不相同，在不工作时则处于休眠状态，比如在采集频率很低时，相邻两次地质信息采集之间地质传感器处于休眠状态，有利于节约电力。

由于使用一个控制器对片区中各地质传感器进行通讯和供电，布线量将会显著地降低。基于现实考虑，片区的面积通常较大，布置于片区中的地质传感器数量很多，但是地质传感器的采集频率低，平均到每个时间间隔中而言，大部分的地址传感器处于休眠状态，仅有少部分在工作，因此耗电功率较低，一个控制器足以对传感器组进行供电而无需额外的电线对地质传感器进行专门供电。