挑戰
臺灣的翡翠水庫是基礎設施的重要組成部分,是該地區第二大水庫,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,坐落于一個偏遠的山區,周圍是陡峭、茂密的森林斜坡。
暴雨或地震活動引發的滑坡是一個嚴重問題,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,并對飲用水質量產生負面影響。
之前已對翡翠水庫的大壩安全性和斜坡穩定性進行了30多年的監測,以提供早期預警信息。除了保護供水和大壩基礎設施,這種主動預警系統還降低了現場工人因山體滑坡而受傷或死亡的風險,如果出現不穩定跡象,現場工人可撤離危險區域。
多年來,一些數據傳輸方法,包括無線電和低功率無線LoRa網絡, 已被用于監測現場,但由于其地形和地貌,使得這些數據傳輸方法并不可靠。LoRa系統使用星形拓撲,其中每個節點都須直接連接到中央網關接收器。網關安裝在翡翠水庫的一個建筑上。這是現場可靠的互聯網連接,現場的手機服務不穩定,斷斷續續。但是星形拓撲無法可靠地覆蓋從網關到4.1公里以外的最遠傳感器的整個監測網絡。
解決方案
傳感器類型—Measurand ShapeArrays— 建議用于取代傳統的固定式測斜儀(IPI),以便在 水庫周邊具有高滑坡風險的三個位置獲得更好的數據質量。為了從現場獲得可靠的數據流, 監測公司DECL選擇了Ackcio:
首先,Ackcio與ShapeArray 集成在一起。 Ackcio的設計不受傳感器影響,與常規傳感器品牌和監測數據呈現軟件配對,提供無縫的端到端解決方案。時間同步可達毫秒級,幾乎可以實時讀取所有的傳感器。
為防止數據丟失,Ackcio的系統具備多種功能,包括后臺數據同步。如果網絡中斷或某個節點無法加入,它會將數據存儲在其板載內存中,直到連接重新建立。在網關處,如果主電源(12V)關閉,該單元將使用備用電池進入低功耗模式。在斷電期間,網關繼續接收傳感器數據,將其本地存儲在其板載閃存中,直到主電源恢復,之后它將推送所有存儲的數據。
Ackcio的按需下行功能允許用戶遠程實時向節點發送更新,并調整讀取頻率。Ackcio的私有邊緣解決方案和AES 128加密算法確保了網狀網絡和數據的安全。
為了克服現場的傳感器和網關之間距離相關數據的傳輸挑戰,還需要自動化的實時監測解決方案。Ackcio的遠程網狀拓撲結構中,所有節點都可以相互“交談”,提供了比以前的星形網絡大得多的覆蓋范圍。由于現場的拓撲和環境條件,翡翠水庫的可靠數據傳輸距離約為兩公里。為了解決這個問題,Ackcio設計了一個集成了多個中繼器節點的網絡,以應對現場的范圍挑戰,重要的是確保可靠的連接,即使是最遠的傳感器。
主要產品
① ACKCIO網關(BEAM-GW)
② ACKCIO數字節點(BEAM-DG)
③ ACKCIO中繼器節點(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據傳輸節點。大多數傳感器站點和節點均可通過公路到達,僅一個節點只能乘船到達。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數字節點(BEAM-DG)。DECL 還安裝了Ackcio中繼器節點(BEAM-RN),以增強網絡,從而應對挑戰的能力。
這些節點將讀數傳輸到Ackcio網關(BEAM-GW),該網關安裝在大壩建筑物的頂部,配有WiFi和電源。該系統于10月開始可靠地發送自動讀數,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場測試該系統。
“業主對此表示滿意,因為替代的解決方案更實惠,并且可以可靠地傳輸數據。他們對結果印象深刻。”Ackcio遠比人工系統劃算。“人工讀數無法做到實時,所以這是一個問題,”與其他無線解決方案相比,Ackcio的遠程網狀網絡具備優勢,它允許添加更多節點來可靠地擴展傳輸覆蓋范圍。
優勢:
遠程Ackcio Mesh在復雜的拓撲結構中提供可擴展的范圍
具有多條冗余路徑的可靠通信
易于安裝和使用
無需手動收集數據
低功耗
關于ACKCIO
ACKCIO為工業監測應用構建可靠的無線數據采集系統。該公司實現了監測流程自動化,并提供遠程智能數據,幫助提高任務關鍵型行業( 包括建筑、基礎設施、采礦和鐵路)的安全性和風險管理效率。ACKCIO的旗艦解決方案ACKCIO BEAM是一個工業數據采集平臺,它使用長距離無線網狀網絡準確可靠地監測地上和地下環境中的傳感器。ACKCIO總部設在新加坡,為世界各地的客戶提供服務。了解更多,歡迎垂詢歐美大地!
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