Системы мониторинга устойчивости склонов с помощью LoRaWAN
Вступление
География Тайваня, как острова, уникальна тем, что дорожная сеть часто пересекает разнообразные рельефы, включая участки с крутыми склонами. Однако эти склоны также представляют собой ряд потенциальных рисков и проблем. Под воздействием стихийных бедствий, оползней или землетрясений склоны могут стать неустойчивыми или скользкими, что, в свою очередь, может представлять угрозу для безопасности общественного транспорта и пассажиров. Для защиты жизни и имущества населения важно создать надежную систему мониторинга склонов. Такая система сможет обнаружить потенциальную опасность на ранней стадии и обеспечить раннее предупреждение и прогнозирование, чтобы соответствующие органы могли принять соответствующие меры до того, как произойдет инцидент.
Системные требования
- Проект охватывает более 10 регионов, в каждом из которых первоначально было создано 30-40 точек мониторинга, а к настоящему времени завершено около 500 точек.
- В каждом районе основное оборудование для мониторинга включает в себя наклономер высокого разрешения с низкотемпературным эффектом и измеритель влажности почвы.
- По умолчанию система собирает данные каждые 15 минут. Однако частота измерений может быть скорректирована в случае неблагоприятных условий (тайфуны, землетрясения, ливни и т. д.).
- Каждый комплект устройств мониторинга должен быть автономным решением, поэтому для него требуются аккумуляторные батареи и солнечные панели.
- Облачная платформа системы мониторинга IoT служит платформой управления системой мониторинга склонов.
Оборудование для мониторинга на каждом участке включает в себя инклинометры высокого разрешения с низким температурным эффектом и измерители влажности почвы, и уже завершена установка около 500 точек измерения.
Реализация проекта
- WISE-4610P: усовершенствованный промышленный модуль беспроводного ввода/вывода LoRa/LoRaWAN
- WISE-S617: Беспроводной модульный модуль ввода/вывода 2AI/2DI/1DO с разъемами 1RS-485 и M12
- WISE-6610-A100C: промышленный шлюз LoRaWAN
- Облачная система мониторинга GeoSupply IoT
Описание системы
Большинство железнодорожных склонов Тайваня имеют риск сползания на небольшую глубину. Поэтому установка столбов мониторинга на склонах может использоваться для контроля и оценки устойчивости склонов в долгосрочной перспективе. Система наружного мониторинга крайне неудобна для прокладки трубопроводов, а некоторые склоны часто подвергаются мотыжным работам, что может повредить трубопроводы. Исходя из вышеизложенных соображений, решение для мониторинга с беспроводной передачей данных является более простым, а затраты на установку и обслуживание значительно сократятся.
В связи с удобством установки каждое устройство мониторинга должно быть автономным, иметь энергосберегающую конструкцию и низкое энергопотребление, обладать высокой водо- и пылезащищенностью, обеспечивая высокую стабильность и надежность.
Решение, предлагаемое компанией Advantech, заключается в развертывании около 500 комплектов передовых беспроводных модулей ввода/вывода LoRaWAN WISE-4610P, подключенных по беспроводной сети к десяткам промышленных шлюзов LoRaWAN WISE-6610. Каждый модуль WISE-4610P будет также оснащен измерителем наклона с высоким разрешением и низким температурным эффектом, измерителем влажности почвы и солнечными панелями.
Преимущества решения заключаются в том, что WISE-4610P имеет встроенную аккумуляторную батарею, которая постоянно заряжается от солнечной панели, а также широкий спектр промышленных комбинированных входов/выходов для подключения к широкому спектру датчиков. Кроме того, класс защиты WISE-4610P от воды и пыли IP65 и промышленный температурный режим обеспечивают высокую надежность работы устройства в уличных условиях.
Еще одно преимущество WISE-4610P - низкое энергопотребление. Это означает, что потребности WISE-4610P и подключенных к нему датчиков в электроэнергии полностью удовлетворяются за счет встроенных батарей и солнечных панелей, поэтому нет необходимости устанавливать отдельные батареи или источники питания для датчиков. Когда датчики не используются, они выключены; когда требуется провести измерение, WISE-4610P посылает сигнал на их включение.
Кроме того, используемый в решении сетевой протокол LoRaWAN обладает рядом ключевых преимуществ, включая большой радиус действия, низкое энергопотребление, высокую масштабируемость и гибкость. Это делает его идеальным для проектов мониторинга устойчивости склонов.
Используя около 500 комплектов датчиков (узлов), GeoSupply в режиме реального времени импортирует данные на облачные серверы и в онлайн-базы данных, а затем переносит их в GIS для улучшения визуализации рабочего интерфейса и повышения эффективности управления. GeoSupply также подключается к информации OpenData Центрального метеорологического бюро, такой как карты трассы тайфуна и карты трассы тайфуна с суммарным количеством осадков в радарном эхосигнале, чтобы помочь определить распределение и развитие осадков, и рассчитывает использовать их в сочетании с искусственным интеллектом в качестве средства оценки устойчивости склонов.
Системная диаграма
Почему Advantech
- WISE-4610P оснащен перезаряжаемым внутренним аккумулятором, имеет низкое энергопотребление и может питать подключенные к нему датчики. Устройство имеет надежную защиту от попадания воды и пыли и может работать в широком диапазоне рабочих температур, что делает его идеальным для применения вне помещений.
- В WISE-4610P и WISE-6610 используется сетевой протокол LoRaWAN, который отличается большой дальностью действия, низким энергопотреблением и хорошей масштабируемостью, что опять же делает его идеальным для проектов на открытом воздухе, где источники питания ограничены или недоступны.
- Решение, реализованное компанией Advantech, поддерживает различные решения ввода/вывода в одном продукте и имеет выходные каналы питания, которые могут подавать питание непосредственно на датчик, что устраняет необходимость в подготовке отдельных источников питания для датчиков. Это строгое, экономичное и эффективное решение для мониторинга склонов и раннего обнаружения потенциальных катастроф.
Почему GeoSupply
- Профессиональная команда имеет более чем 20-летний богатый опыт и знания в области мониторинга в стране и за рубежом и стремится предоставлять качественные инженерные решения для мониторинга Интернета вещей (IoT).
- Принятие авторитетной облачной платформы GCP и выбор высокостабильной онлайн-базы данных MongoDB для поддержки системы мониторинга GeoSupply. Данные будут храниться в безопасной и надежной облачной среде. Кроме того, облачные серверы и базы данных являются масштабируемыми и могут гибко расширяться и модернизироваться в соответствии с потребностями заказчика, чтобы обеспечить производительность и эффективность системы.
- Превосходная платформа мониторинга с импортом GIS, информацией OpenData из Центрального бюро погоды и помощью искусственного интеллекта поможет клиентам создать идеальную облачную платформу для мониторинга и управления склонами.