挑戰(zhàn)
臺灣的翡翠水庫是基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,是該地區(qū)第二大水庫,也是臺北約500萬人的主要飲用水源。這座雙曲混凝土拱壩位于距離城市約30公里處,橫跨北勢溪,坐落于一個偏遠(yuǎn)的山區(qū),周圍是陡峭、茂密的森林斜坡。
暴雨或地震活動引發(fā)的滑坡是一個嚴(yán)重問題,因為它們會在水庫中沉積大量淤泥,縮短大壩的壽命,限制其容量,并對飲用水質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。
之前已對翡翠水庫的大壩安全性和斜坡穩(wěn)定性進(jìn)行了30多年的監(jiān)測,以提供早期預(yù)警信息。除了保護(hù)供水和大壩基礎(chǔ)設(shè)施,這種主動預(yù)警系統(tǒng)還降低了現(xiàn)場工人因山體滑坡而受傷或死亡的風(fēng)險,如果出現(xiàn)不穩(wěn)定跡象,現(xiàn)場工人可撤離危險區(qū)域。
多年來,一些數(shù)據(jù)傳輸方法,包括無線電和低功率無線LoRa網(wǎng)絡(luò), 已被用于監(jiān)測現(xiàn)場,但由于其地形和地貌,使得這些數(shù)據(jù)傳輸方法并不可靠。LoRa系統(tǒng)使用星形拓?fù)?,其中每個節(jié)點都須直接連接到中央網(wǎng)關(guān)接收器。網(wǎng)關(guān)安裝在翡翠水庫的一個建筑上。這是現(xiàn)場可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接,現(xiàn)場的手機(jī)服務(wù)不穩(wěn)定,斷斷續(xù)續(xù)。但是星形拓?fù)錈o法可靠地覆蓋從網(wǎng)關(guān)到4.1公里以外的最遠(yuǎn)傳感器的整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。
解決方案
傳感器類型—Measurand ShapeArrays— 建議用于取代傳統(tǒng)的固定式測斜儀(IPI),以便在 水庫周邊具有高滑坡風(fēng)險的三個位置獲得更好的數(shù)據(jù)質(zhì)量。為了從現(xiàn)場獲得可靠的數(shù)據(jù)流, 監(jiān)測公司DECL選擇了Ackcio:
首先,Ackcio與ShapeArray 集成在一起。 Ackcio的設(shè)計不受傳感器影響,與常規(guī)傳感器品牌和監(jiān)測數(shù)據(jù)呈現(xiàn)軟件配對,提供無縫的端到端解決方案。時間同步可達(dá)毫秒級,幾乎可以實時讀取所有的傳感器。
為防止數(shù)據(jù)丟失,Ackcio的系統(tǒng)具備多種功能,包括后臺數(shù)據(jù)同步。如果網(wǎng)絡(luò)中斷或某個節(jié)點無法加入,它會將數(shù)據(jù)存儲在其板載內(nèi)存中,直到連接重新建立。在網(wǎng)關(guān)處,如果主電源(12V)關(guān)閉,該單元將使用備用電池進(jìn)入低功耗模式。在斷電期間,網(wǎng)關(guān)繼續(xù)接收傳感器數(shù)據(jù),將其本地存儲在其板載閃存中,直到主電源恢復(fù),之后它將推送所有存儲的數(shù)據(jù)。
Ackcio的按需下行功能允許用戶遠(yuǎn)程實時向節(jié)點發(fā)送更新,并調(diào)整讀取頻率。Ackcio的私有邊緣解決方案和AES 128加密算法確保了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的安全。
為了克服現(xiàn)場的傳感器和網(wǎng)關(guān)之間距離相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸挑戰(zhàn),還需要自動化的實時監(jiān)測解決方案。Ackcio的遠(yuǎn)程網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,所有節(jié)點都可以相互“交談”,提供了比以前的星形網(wǎng)絡(luò)大得多的覆蓋范圍。由于現(xiàn)場的拓?fù)浜铜h(huán)境條件,翡翠水庫的可靠數(shù)據(jù)傳輸距離約為兩公里。為了解決這個問題,Ackcio設(shè)計了一個集成了多個中繼器節(jié)點的網(wǎng)絡(luò),以應(yīng)對現(xiàn)場的范圍挑戰(zhàn),重要的是確保可靠的連接,即使是最遠(yuǎn)的傳感器。
主要產(chǎn)品
① ACKCIO網(wǎng)關(guān)(BEAM-GW)
② ACKCIO數(shù)字節(jié)點(BEAM-DG)
③ ACKCIO中繼器節(jié)點(BEAM-RN)
2021年9月,DECL在30m長的套管中安裝了ShapeArrays(SAA),并在道路周圍安裝了數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點。大多數(shù)傳感器站點和節(jié)點均可通過公路到達(dá),僅一個節(jié)點只能乘船到達(dá)。每個傳感器站點都配備了一個由太陽能電池板和電池供電的Ackcio數(shù)字節(jié)點(BEAM-DG)。DECL 還安裝了Ackcio中繼器節(jié)點(BEAM-RN),以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò),從而應(yīng)對挑戰(zhàn)的能力。
這些節(jié)點將讀數(shù)傳輸?shù)?span>Ackcio網(wǎng)關(guān)(BEAM-GW),該網(wǎng)關(guān)安裝在大壩建筑物的頂部,配有WiFi和電源。該系統(tǒng)于10月開始可靠地發(fā)送自動讀數(shù),這是一個為期兩年的試點項目的良好開端,該項目將在翡翠水庫現(xiàn)場測試該系統(tǒng)。
“業(yè)主對此表示滿意,因為替代的解決方案更實惠,并且可以可靠地傳輸數(shù)據(jù)。他們對結(jié)果印象深刻?!盇ckcio遠(yuǎn)比人工系統(tǒng)劃算?!叭斯ぷx數(shù)無法做到實時,所以這是一個問題,”與其他無線解決方案相比,Ackcio的遠(yuǎn)程網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)具備優(yōu)勢,它允許添加更多節(jié)點來可靠地擴(kuò)展傳輸覆蓋范圍。
優(yōu)勢:
遠(yuǎn)程Ackcio Mesh在復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中提供可擴(kuò)展的范圍
具有多條冗余路徑的可靠通信
易于安裝和使用
無需手動收集數(shù)據(jù)
低功耗
關(guān)于ACKCIO
ACKCIO為工業(yè)監(jiān)測應(yīng)用構(gòu)建可靠的無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該公司實現(xiàn)了監(jiān)測流程自動化,并提供遠(yuǎn)程智能數(shù)據(jù),幫助提高任務(wù)關(guān)鍵型行業(yè)( 包括建筑、基礎(chǔ)設(shè)施、采礦和鐵路)的安全性和風(fēng)險管理效率。ACKCIO的旗艦解決方案ACKCIO BEAM是一個工業(yè)數(shù)據(jù)采集平臺,它使用長距離無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)確可靠地監(jiān)測地上和地下環(huán)境中的傳感器。ACKCIO總部設(shè)在新加坡,為世界各地的客戶提供服務(wù)。了解更多,歡迎垂詢歐美大地!