矽遞科技為荷蘭養(yǎng)豬場打造基于LoRa和LoRaWAN的環(huán)境監(jiān)測方案

集約化養(yǎng)殖已經(jīng)成為了當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)殖人員對其進行集中管理，實施高產(chǎn)量養(yǎng)殖。

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

Semtech LoRa^? 生態(tài)合作伙伴深圳矽遞科技股份有限公司（以下簡稱“矽遞科技”）開發(fā)的工業(yè)級傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)SenseCAP基于LoRaWAN^? 協(xié)議，可實現(xiàn)遠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)豬場部署了SenseCAP環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，對養(yǎng)豬場內(nèi)二氧化碳濃度、氨濃度，以及溫濕度等各種環(huán)境參數(shù)實現(xiàn)了遠程監(jiān)測，并通過在線直播實時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)豬場實時監(jiān)控畫面

監(jiān)測養(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)殖場安裝中央凈化系統(tǒng)對豬舍空氣進行過濾、直接排出，則會對養(yǎng)豬場外的空氣環(huán)境造成污染。因此，大多數(shù)養(yǎng)豬場出于安全和環(huán)境因素考慮，都是封閉式管理，消費者甚至養(yǎng)豬場管理員很難了解到豬群在養(yǎng)豬場內(nèi)如何生活和生長。

針對養(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)豬場構(gòu)建了一個基于LoRaWAN協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了對養(yǎng)豬場不同環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測。

其部署主要包括以下三個步驟：

?         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)豬場的方案架構(gòu)圖

實時監(jiān)測養(yǎng)豬場的溫濕度、二氧化碳濃度以及氨濃度對于生豬的健康繁殖尤為關(guān)鍵。在該項目部署過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)，位于豬場后端的豬舍往往比豬場前端的豬舍更加炎熱和潮濕。因此，他們在養(yǎng)豬場不同的位置部署了12個基于LoRa的無線溫度和濕度傳感器，并在后端的豬舍內(nèi)安裝一個額外的通風機，將空氣循環(huán)到前端的豬舍，從而實現(xiàn)整個豬場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時二氧化碳濃度和氨濃度數(shù)據(jù)，豬場管理人員可以更及時地檢查和調(diào)整通風系統(tǒng)的最低通風量，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。

憑借遠距離、低功耗、廣覆蓋等特點，LoRa技術(shù)成為了養(yǎng)豬場環(huán)境監(jiān)測的不二選擇。

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，且能支持方案實現(xiàn)快速復制和批量化部署，大幅度降低了監(jiān)測方案的搭建成本和運維成本。同時，LoRaWAN設(shè)備所擁有的長距離通信能力和強抗干擾性，支持持續(xù)、穩(wěn)定、可靠地傳輸數(shù)據(jù)，幫助養(yǎng)殖戶遠距離地監(jiān)測與收集豬舍內(nèi)的各項環(huán)境參數(shù)，并在出現(xiàn)異常告警時能及時做出響應(yīng)。

在Semtech團隊的支持下，矽遞科技還將天線引入至SenseCAP環(huán)境監(jiān)測方案中，進一步擴大了養(yǎng)豬場內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆秶?/span>

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)用于精準農(nóng)業(yè)、智慧城市、野生動物保護等場景。

針對國內(nèi)市場，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)場部署了SenseCAP 系列網(wǎng)關(guān)和傳感器，以預(yù)設(shè)的時間間隔檢測和監(jiān)測養(yǎng)殖場的環(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目建設(shè)，實現(xiàn)了環(huán)境數(shù)據(jù)的精確收集，協(xié)助倉庫管理人員對產(chǎn)品質(zhì)量做出準確的評判和預(yù)測，同時可以在檢測到環(huán)境條件異常的情況下，及時將有安全隱患的食品及時下架，避免不良商品流入市場。 

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系列傳感器獲取實時環(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，這些數(shù)據(jù)也會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，也推動了食品安全的透明化和可追溯。我們相信這一案例會給更多養(yǎng)殖戶和其他行業(yè)農(nóng)戶帶來啟發(fā)，推動LoRa技術(shù)在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。”

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)進程正不斷向著集約化、標準化、自動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)測解決方案，在當前畜牧業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型趨勢下具有很好的市場前景。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)實現(xiàn)降本增效，達成可持續(xù)的目標。”