海聯(lián)物聯(lián)基于Semtech LoRa打造智慧膠園方案,將橡膠產(chǎn)能提升50%以上
天然橡膠與鋼鐵、煤炭和石油并稱為四大工業(yè)原料,目前被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、軍事和民用等各個領(lǐng)域,是國防、航空及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要原料。中國是全球最大的天然橡膠進口國和消費國,據(jù)中國橡膠工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,我國有85%以上的天然橡膠依賴進口,且該比例呈現(xiàn)逐年攀升的態(tài)勢。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202205/434193.htm傳統(tǒng)橡膠采集(即割膠生產(chǎn))高度依賴人工。當前,全球天然橡膠產(chǎn)業(yè)遇到的最大發(fā)展瓶頸是割膠工嚴重短缺。據(jù)不完全統(tǒng)計,全球膠工缺失過半,極大制約了橡膠行業(yè)的發(fā)展。
割膠工作晝伏夜出,勞動強度高,工作環(huán)境惡劣,工人從事割膠工作的意愿下降。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展,膠工流失日趨嚴重,膠工隊伍面臨著后繼無人的困境。受新冠肺炎疫情影響,一些產(chǎn)膠大國由于國外勞動力無法流動,大量膠樹無人割膠,也影響了近年來的橡膠產(chǎn)量。
因此,實現(xiàn)天然橡膠生產(chǎn)自動化,用機器割膠替代人工割膠,已經(jīng)成為促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,相關(guān)智慧膠園解決方案也成為技術(shù)剛需。Semtech合作伙伴杭州海聯(lián)物聯(lián)科技有限公司(以下簡稱“海聯(lián)物聯(lián)”)為農(nóng)業(yè)自動化、消防安全、智慧工業(yè)等領(lǐng)域提供物聯(lián)網(wǎng)通訊系統(tǒng)方案。針對智慧膠園的市場需求,海聯(lián)物聯(lián)使用Semtech LoRa? 器件開發(fā)了AsterNet組網(wǎng)方案,實現(xiàn)了精準割膠,相比人工割膠,產(chǎn)能提升50%以上。
自動化橡膠采集系統(tǒng)的技術(shù)痛點:
1.橡膠園橡膠樹排布密集,往往每3-5米就有一棵橡膠樹,且傳輸環(huán)境為熱帶雨林環(huán)境,因此需要傳輸方案解決高設(shè)備密度通訊時的信號碰撞問題和覆蓋距離問題。
2.橡膠樹的產(chǎn)量與割膠時機有非常大的關(guān)系,割膠指令需要根據(jù)環(huán)境參數(shù)調(diào)整后下發(fā),因此通訊延遲將直接影響橡膠樹的膠水產(chǎn)量,要求方案具有低延遲、高并發(fā)的特點。
3.為了減少割膠機維護工作,割膠機采用電池供電,要求傳輸方案具有較低的功耗。
基于LoRa的自動化橡膠采集系統(tǒng)
海聯(lián)物聯(lián)基于Semtech LoRa器件開發(fā)的AsterNet自組網(wǎng)系統(tǒng),深度結(jié)合TDMA和FDMA方案,能夠針對性地滿足割膠機應(yīng)用中對通訊系統(tǒng)低功耗、低延遲、高密度等需求,很好地解決了上述智慧橡膠園部署的痛點。
同時,海聯(lián)物聯(lián)開發(fā)了端到端的自動化橡膠采集控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含設(shè)備端(即割膠機)、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器四大主要模塊。其中,設(shè)備、網(wǎng)關(guān)之間用基于LoRa的通信網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸,網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)或4G和服務(wù)器通信。該套物聯(lián)網(wǎng)平臺具有強大的連接能力,支持本地和云端部署模式、橫向拓展計算能力,能夠無縫接入更多的設(shè)備。
根據(jù)海聯(lián)物聯(lián)的統(tǒng)計,使用該系統(tǒng)進行智能割膠和精準割膠,相比人工割膠提升了50%以上的產(chǎn)能,大大減少了天然橡膠對人工割膠的依賴,解決了目前人工割膠產(chǎn)能嚴重不足、人工缺失、大量棄割等痛點。目前,海聯(lián)物聯(lián)已經(jīng)協(xié)助終端客戶在海南、廣東、云南、泰國等地的橡膠園實現(xiàn)了批量部署。
憑借LoRa遠距離、低功耗、易部署的技術(shù)特點,以及“自組、安全、可控”的應(yīng)用優(yōu)勢,該方案的主要技術(shù)特點包括:
● 支持高設(shè)備密度:單個網(wǎng)關(guān)即可輕松覆蓋上萬個終端節(jié)點,實現(xiàn)數(shù)萬個設(shè)備同時割膠及短時間回傳,降低了部署成本。
● 支持高系統(tǒng)容量:組網(wǎng)協(xié)議運行在NS(Network Server),設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等設(shè)計與運行在網(wǎng)關(guān)的自主網(wǎng)相比,相對不受算力限制。
● 低通訊延遲:網(wǎng)關(guān)使用了LoRa CoreTM SX130x系列基帶芯片,可以輕松實現(xiàn)FDMA,使整個系統(tǒng)支持高設(shè)備密度的同時保證通訊低延遲;單網(wǎng)關(guān)下上萬個設(shè)備于短時間內(nèi)數(shù)據(jù)回傳,滿足智慧膠園應(yīng)用對低延遲、高并發(fā)的需求。
● 低功耗:同等功耗下,LoRa器件可以將信號傳輸?shù)酶h。相比其他通訊技術(shù),該方案具有更高的時間與能量利用效率。
● 高可靠性:物聯(lián)網(wǎng)平臺采取一機一密的模式,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?/p>
圖1 系統(tǒng)框圖——海聯(lián)物聯(lián)基于LoRa的橡膠采集控制系統(tǒng)
在具體的部署方面,如圖1的系統(tǒng)框圖所示,設(shè)備端由主控和LoRa射頻組成,通過基于LoRa的自組網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)關(guān),網(wǎng)關(guān)則通過以太網(wǎng)或4G連接服務(wù)器,設(shè)備管理在服務(wù)器端執(zhí)行。物聯(lián)網(wǎng)平臺將數(shù)據(jù)推送給割膠應(yīng)用平臺,在應(yīng)用端進行集中化割膠管理,輸出大屏顯示模塊,同時配備APP,方便用戶在手機端隨時隨地查看、操作割膠動作。
圖2 智慧膠園管理應(yīng)用界面
圖3 海聯(lián)物聯(lián)自動化橡膠采集系統(tǒng)現(xiàn)場部署1
圖4 海聯(lián)物聯(lián)自動化橡膠采集系統(tǒng)現(xiàn)場部署2
海聯(lián)物聯(lián)基于LoRa的智慧膠園組網(wǎng)系統(tǒng)也將在農(nóng)業(yè)滴灌、工業(yè)控制等市場領(lǐng)域大幅度應(yīng)用,目前海聯(lián)物聯(lián)正在規(guī)劃多套組網(wǎng)系統(tǒng),為不同的應(yīng)用市場或領(lǐng)域提供最合適的組網(wǎng)系統(tǒng)。
海聯(lián)物聯(lián)總經(jīng)理徐海表示:“海聯(lián)物聯(lián)所推出的基于Semtech LoRa器件的AsterNet組網(wǎng)系統(tǒng),已經(jīng)很好地應(yīng)用于智慧膠園,主要實現(xiàn)同步控制及單網(wǎng)關(guān)下上萬個設(shè)備于短時間內(nèi)數(shù)據(jù)回傳。目前該方案在批量應(yīng)用中效果顯著,真正滿足了客戶的需求,解決了客戶的痛點,并且相比人工提升了50%以上的產(chǎn)能。未來,我們將在智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)、消防等應(yīng)用領(lǐng)域推出更多基于LoRa的組網(wǎng)系統(tǒng)?!?/p>
Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東表示:“物聯(lián)網(wǎng)部署能夠幫助人們提高生產(chǎn)效率,并且更好地保護自然資源,在綠色低碳發(fā)展時代將迎來更大的發(fā)展機遇。Semtech將持續(xù)支持海聯(lián)物聯(lián)開發(fā)智慧膠園方案,解決行業(yè)痛點。我們也期待與更多生態(tài)圈伙伴一起,開發(fā)基于LoRa的創(chuàng)新方案,推動更多行業(yè)的產(chǎn)能提升和智慧轉(zhuǎn)型。”
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