基于LoRa双频段网关节点的数据采集系统设计

刘懿俊，梁 军，张 强

（深圳市地质局，广东 深圳 518023）

0 引 言

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[1]。为最大限度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[2]。地质监测具有多种方式，包括无人机[3]、传感器以及卫星监测等[4]。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等优势。

DAQ系统应用广泛，针对不同应用需求，可以有针对性的设计相应DAQ系统[5-6]。对于需求简单、环境友好的单一应用场景，DAQ系统设计易于实现，并具有极为稳定的性能。然而，地灾监测系统安装地点环境复杂，其对DAQ系统要求较高，如超长距离传输、低功耗运行、多频段运行等，因此系统的设计难度较大。

2013年8月，Semtech公司发布了基于1 GHz以下的超长距、低功耗新型数据传输技术Long Range Radio（LoRa），其接收灵敏度可达-148 dBm，确保了网络连接的可靠性。LoRa网络主要由内置LoRa模块终端、基站和服务器等组成，应用数据可双向传输[7]。LoRa在极大改善数据接收灵敏度的同时，降低了功耗。其支持多信道多数据并行处理，系统容量大，支持测距和定位。LoRa技术已经被广泛应用于海上救援系统[8]、地下矿井监测[9]以及实验室设备监测[10]等领域的数据采集与监测。……