[发明专利]一种支持多种通讯协议的环境监测报警方法与系统

说明书

本发明属于环境监测报警领域，涉及一种环境监测报警电子系统，特别涉及一种支持多种通讯协议的环境监测报警方法与系统。本发明实现一种可通过多种通讯协议发出环境监测数据的系统，尤其在常规通讯环境缺失或遭受破坏的极端环境情况下，既可以通过支持NFC，蓝牙或WI‑FI通讯的移动终端平台，如智能手机，平板电脑等采集实时数据，又可以通过远距离或动态部署于无人机平台的窄带LoRaWAN通讯设备收集传感信息及发送报警信息。本系统采用最少UART串行数字通讯接口，I2C数字通讯接口和SPI数字通讯接口，最大程度集成多种大气环境测试传感器及数字通讯模块，有效监测大气各项参数，并通过各种通讯方式发送获得的实时数据。

技术领域

本发明属于环境监测报警领域，涉及一种环境监测报警电子系统，特别涉及一种支持多种通讯协议的环境监测报警方法与系统。

背景技术

随着现代通讯技术的快速发展，人们在面对各种自然环境保护，应付自然灾害或恶劣环境情况下的环境监测，具有愈来愈多的手段与解决方案。在各种大气监测，环境监测的过程和环境中，各个监测数据的实时信号，包括实时大气数据，空气质量数据及位置信息等的及时获取，成为整个环境监测及报警过程中至为关键的组成部分。监测报警系统可以通过常规通讯基础设施，如移动通讯网络，WI-FI等平台发出数据信号，第一时间将所能收集到的监测数据和物理位置信息及其他环境信息和必要时的报警信息发送至后端服务平台，以便及时组织必要的环境灾害应对行动和必要的救生救援行动。

然而，在许多特定的情况下，由于监测报警系统所实施的应用场景，即系统所监测的环境往往是具备比较特殊，动态，危险的特点，监测报警系统所监测的环境本身往往充满不确定性，监测报警系统发出监测信号及报警信息的通讯基础设施也会依赖于环境影响，受到通讯环境的极大限制。尤其在类似大规模环境破坏情况下如自然灾害，火灾，水灾等情况下，通讯网络会遭受破坏；另外，在缺失通讯网络覆盖的海洋，沙漠，丛山的极端环境情况下，监测报警信息发出并获得及时的接收的过程将面对极大的挑战。具体而言，发出监测报警信息所受限制主要在于：自然灾害如地震等致使通讯基站被毁，监测系统缺失通讯网络，无法通过通讯运营商网络基站发出重要监测信息；受各种被毁建筑材料隔断，无法连接幸存的无线网络如Wi-Fi网关等无线通讯系统；受限于有限的电源供给，无法持续发出报警信号，等等，都是监测报警系统在非常规环境下，尤其在抢险抢修情况下，在受困于废墟之下，崇山峻岭或茫茫大海之上获取环境参数及报警信息，抢救生命财产所面临的重大挑战。错失重要监测及报警信息，可导致必要的抢险抢修，救生救援行动的迟缓以致失败，导致生命财产的重大损失。

随着LoRa通讯技术的发展，它的特定技术特点为人们越来越广泛的有所认识，极低的能耗，远程的通讯距离，极强的障碍穿透性，是LoRa通讯的显著特点。因此，LoRa通讯被逐步广泛应用于智能传感领域，以高性价比连接传感系统，应用在采集环境信息等系统中。同时，LoRa通讯无需依靠通讯运营商的基站网络，在节点模块和网关模块之间可动态构成通讯网络，进行数据通讯。

本发明提供一种同时支持NFC通讯，蓝牙通讯，WI-FI通讯，及LoRaWAN通讯模式的系统，用以对环境监测数据的实时通讯。对于极端环境情况下，本系统还可以通过LoRaWAN节点（Node）及搭载在无人机平台上动态部署的LoRa网关（Gateway）设备，构建报警通讯渠道，完成在缺失通讯网络覆盖情况下进行抢险抢修的系统。

发明内容