108年度「建置坡地與土石流防災監測系統低功耗廣域網路之可行性研究」

• 委託單位：行政院農業委員會水土保持局
• 計畫主持人：郭治平
• 研究助理：吳晉維
• 研究人員：沈柏年、鄒尚辰、張凱翔、賴東樟、林恒益、蔡炳寬
• 摘要：

      坡坡地災害發生前、中、後期，監測系統能否有效將待測之訊號有效傳遞到後台伺服器並順利即時上傳至雲端，一直是防災技術中關鍵的課題。訊號無法有效傳出的原因可能為：電力中斷、基地台毀損、發訊器被淹沒等；而無法有效被接收的原因可能為地形障礙、其他電磁波訊號干擾、雨遮效應等。另一方面雖然目前廣用之4G通訊相對穩定，但受制於基地台之密集度，在訊號較差處縱使能通訊，卻須以更多功號維持通訊品質，其附加之電力與維護成本遂隨之提高。長距離低功耗廣域網路為近年發展之通訊技術，在都會區之應用已經日趨成熟與廣泛；然而在坡地，受制於幅員遼闊、電力供應與基地台架設限制，長距離低功耗廣域網路之功能更為重要且須受到驗證。LoRa與NB-IOT為長距離低功耗廣域網路中，較為成熟之技術之一且其耗電量目前為最低者。過去研究結果顯示，LoRa在坡地無法通視狀態下可順利通訊，然而某些情況下漏失率會偏高。本108年度執行針對上述問題，進行一系列探討通訊品質與地形、天線功率、植被、天候之關係，並開發中繼站橋接通訊不良處，成功降低漏失率。另外NB-IoT一併進行評估，除遭遇基地台開台量與覆蓋率不足外，同樣有漏失問題。本年度主要成果為可利用中繼(P2P)方式克服地形與天候干擾，提高原本廣播(LoRaWAN)方式之接收成功率，然而如何讓中繼站同時以廣播(LoRaWAN)方式接收多處感測節點端(Node)之資料並同時具備中繼(P2P)方式橋接，尚在研發階段，預計於次年度完成並進行驗證。