矽遞科技為荷蘭養(yǎng)豬場(chǎng)打造基于LoRa?和LoRaWAN?的環(huán)境監(jiān)測(cè)方案

集約化養(yǎng)殖已經(jīng)成為了當(dāng)前較為普及的豬群養(yǎng)殖方式，將同一生長周期的生豬集中圈養(yǎng)在室內(nèi)，有助于養(yǎng)殖人員對(duì)其進(jìn)行集中管理，實(shí)施高產(chǎn)量養(yǎng)殖。

而如果將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到日常管理中，養(yǎng)殖人員則能更精準(zhǔn)地掌握豬場(chǎng)的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，為生豬打造一個(gè)更健康的生長環(huán)境。

Semtech LoRa? 生態(tài)合作伙伴深圳矽遞科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“矽遞科技”）開發(fā)的工業(yè)級(jí)傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)SenseCAP基于LoRaWAN? 協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和超低功耗的環(huán)境數(shù)據(jù)采集，已在全世界范圍內(nèi)各類室內(nèi)外應(yīng)用場(chǎng)景中獲得了廣泛應(yīng)用。

近期，矽遞科技攜手物聯(lián)網(wǎng)方案商Stal Data，在位于荷蘭的集約式養(yǎng)豬場(chǎng)部署了SenseCAP環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)二氧化碳濃度、氨濃度，以及溫濕度等各種環(huán)境參數(shù)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，并通過在線直播實(shí)時(shí)展示豬群的生長情況，不僅大幅提升生產(chǎn)效率，也提高了食品安全的透明與可追溯性。

圖1：位于荷蘭的集約式養(yǎng)豬場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面

監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖環(huán)境條件，保證生豬健康

集約化養(yǎng)殖可以顯著提高飼養(yǎng)效率。然而集約化養(yǎng)殖下，豬群密度較大，會(huì)排放出較高濃度的有害氣體、灰塵、甚至病原微生物。若不在養(yǎng)殖場(chǎng)安裝中央凈化系統(tǒng)對(duì)豬舍空氣進(jìn)行過濾、直接排出，則會(huì)對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)外的空氣環(huán)境造成污染。因此，大多數(shù)養(yǎng)豬場(chǎng)出于安全和環(huán)境因素考慮，都是封閉式管理，消費(fèi)者甚至養(yǎng)豬場(chǎng)管理員很難了解到豬群在養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)如何生活和生長。

針對(duì)養(yǎng)殖過程中可能出現(xiàn)的環(huán)境污染以及數(shù)據(jù)采集難等問題，矽遞科技支持Stal Data部署了一系列基于LoRaWAN協(xié)議的SenseCAP傳感器和網(wǎng)關(guān)，在荷蘭養(yǎng)豬場(chǎng)構(gòu)建了一個(gè)基于LoRaWAN協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)養(yǎng)豬場(chǎng)不同環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)。

其部署主要包括以下三個(gè)步驟：

• 部署基于LoRaWAN 協(xié)議的網(wǎng)關(guān)；
• 部署矽遞科技基于LoRaWAN 的SenseCAP S210x系列環(huán)境傳感器，并采集、分析數(shù)據(jù)；
• 在網(wǎng)頁端和矽遞科技SenseCAP Mate App上生成可視化數(shù)據(jù)分析。

圖 2. 荷蘭養(yǎng)豬場(chǎng)的方案架構(gòu)圖

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)養(yǎng)豬場(chǎng)的溫濕度、二氧化碳濃度以及氨濃度對(duì)于生豬的健康繁殖尤為關(guān)鍵。在該項(xiàng)目部署過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)，位于豬場(chǎng)后端的豬舍往往比豬場(chǎng)前端的豬舍更加炎熱和潮濕。因此，他們?cè)陴B(yǎng)豬場(chǎng)不同的位置部署了12個(gè)基于LoRa的無線溫度和濕度傳感器，并在后端的豬舍內(nèi)安裝一個(gè)額外的通風(fēng)機(jī)，將空氣循環(huán)到前端的豬舍，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)豬場(chǎng)前后端豬舍溫度基本一致。

此外，通過這些傳感器采集到的實(shí)時(shí)二氧化碳濃度和氨濃度數(shù)據(jù)，豬場(chǎng)管理人員可以更及時(shí)地檢查和調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的最低通風(fēng)量，確保能在超過理想閾值之前采取干預(yù)措施，保證生豬的健康成長。

憑借遠(yuǎn)距離、低功耗、廣覆蓋等特點(diǎn)，LoRa技術(shù)成為了養(yǎng)豬場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的不二選擇。

基于LoRaWAN協(xié)議的傳感器擁有廣泛的覆蓋能力和極低的功耗，且能支持方案實(shí)現(xiàn)快速復(fù)制和批量化部署，大幅度降低了監(jiān)測(cè)方案的搭建成本和運(yùn)維成本。同時(shí)，LoRaWAN設(shè)備所擁有的長距離通信能力和強(qiáng)抗干擾性，支持持續(xù)、穩(wěn)定、可靠地傳輸數(shù)據(jù)，幫助養(yǎng)殖戶遠(yuǎn)距離地監(jiān)測(cè)與收集豬舍內(nèi)的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，并在出現(xiàn)異常告警時(shí)能及時(shí)做出響應(yīng)。

在Semtech團(tuán)隊(duì)的支持下，矽遞科技還將天線引入至SenseCAP環(huán)境監(jiān)測(cè)方案中，進(jìn)一步擴(kuò)大了養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸的范圍。

圖3.部署在荷蘭某豬舍內(nèi)的LoRaWAN無線CO2、溫度和濕度傳感器

利用SenseCAP構(gòu)建多元的基于LoRa技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)方案

基于Semtech的LoRa技術(shù)，矽遞科技推出了覆蓋從端到云的全面SenseCAP解決方案，支持每個(gè)開發(fā)者構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。目前，矽遞科技發(fā)布了一系列SenseCAP S210x無線環(huán)境傳感器，可廣泛應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧城市、野生動(dòng)物保護(hù)等場(chǎng)景。

針對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)，矽遞科技也在積極開發(fā)和部署相關(guān)方案。例如，在2019年，矽遞科技與某農(nóng)牧公司位于中國河北省的家禽農(nóng)場(chǎng)部署了SenseCAP 系列網(wǎng)關(guān)和傳感器，以預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔檢測(cè)和監(jiān)測(cè)養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境變量，從而在各種可控和不可控的情況下，最佳地保障雛雞的生長和健康。矽遞科技還攜手某綜合性企業(yè)位于深圳的食品冷鏈倉庫，開展了數(shù)字化的食品可追溯項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境數(shù)據(jù)的精確收集，協(xié)助倉庫管理人員對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量做出準(zhǔn)確的評(píng)判和預(yù)測(cè)，同時(shí)可以在檢測(cè)到環(huán)境條件異常的情況下，及時(shí)將有安全隱患的食品及時(shí)下架，避免不良商品流入市場(chǎng)。

矽遞科技物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部總經(jīng)理蔣宇表示：“Stal Data巧妙地采用了矽遞科技SenseCAP系列傳感器獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)，來幫助養(yǎng)殖戶更好地采取措施調(diào)節(jié)豬的生長環(huán)境。同時(shí)，這些數(shù)據(jù)也會(huì)通過直播的方式展現(xiàn)給公眾，讓公眾了解到仔豬得到了很好的照顧。這一創(chuàng)新不僅提高了管理效率，也推動(dòng)了食品安全的透明化和可追溯。我們相信這一案例會(huì)給更多養(yǎng)殖戶和其他行業(yè)農(nóng)戶帶來啟發(fā)，推動(dòng)LoRa技術(shù)在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用?！?/p>

Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東表示：“我國畜牧行業(yè)的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程正不斷向著集約化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和智能化等方面加速發(fā)展。矽遞科技基于LoRa技術(shù)以及LoRaWAN協(xié)議所開發(fā)的環(huán)境監(jiān)測(cè)解決方案，在當(dāng)前畜牧業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)下具有很好的市場(chǎng)前景。未來，Semtech將持續(xù)與LoRa生態(tài)圈伙伴開展深度合作，助力更多行業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效，達(dá)成可持續(xù)的目標(biāo)?！?/p>