矽遞科技為荷蘭養豬場(chǎng)打造基于LoRa和LoRaWAN的環(huán)境監測方案

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

而如果將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融入到日常管理中，養殖人員則能更精準地掌握豬場(chǎng)的各項環(huán)境參數，為生豬打造一個(gè)更健康的生長(cháng)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(chēng)“矽遞科技”）開(kāi)發(fā)的工業(yè)級傳感網(wǎng)絡(luò )系統SenseCAP基于LoRaWAN^? 協(xié)議，可實(shí)現遠距離和超低功耗的環(huán)境數據采集，已在全世界范圍內各類(lèi)室內外應用場(chǎng)景中獲得了廣泛應用。

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豬場(chǎng)部署了SenseCAP環(huán)境監測設備，對養豬場(chǎng)內二氧化碳濃度、氨濃度，以及溫濕度等各種環(huán)境參數實(shí)現了遠程監測，并通過(guò)在線(xiàn)直播實(shí)時(shí)展示豬群的生長(cháng)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豬場(chǎng)實(shí)時(shí)監控畫(huà)面

監測養殖環(huán)境條件，保證生豬健康

集約化養殖可以顯著(zhù)提高飼養效率。然而集約化養殖下，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。若不在養殖場(chǎng)安裝中央凈化系統對豬舍空氣進(jìn)行過(guò)濾、直接排出，則會(huì )對養豬場(chǎng)外的空氣環(huán)境造成污染。因此，大多數養豬場(chǎng)出于安全和環(huán)境因素考慮，都是封閉式管理，消費者甚至養豬場(chǎng)管理員很難了解到豬群在養豬場(chǎng)內如何生活和生長(cháng)。

針對養殖過(guò)程中可能出現的環(huán)境污染以及數據采集難等問(wèn)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)，在荷蘭養豬場(chǎng)構建了一個(gè)基于LoRaWAN協(xié)議的網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現了對養豬場(chǎng)不同環(huán)境參數的監測。

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、分析數據；

?         在網(wǎng)頁(yè)端和矽遞科技SenseCAP Mate App上生成可視化數據分析。

圖 2. 荷蘭養豬場(chǎng)的方案架構圖

實(shí)時(shí)監測養豬場(chǎng)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(guò)程中，工作人員發(fā)現，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，他們在養豬場(chǎng)不同的位置部署了12個(gè)基于LoRa的無(wú)線(xiàn)溫度和濕度傳感器，并在后端的豬舍內安裝一個(gè)額外的通風(fēng)機，將空氣循環(huán)到前端的豬舍，從而實(shí)現整個(gè)豬場(chǎng)前后端豬舍溫度基本一致。

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

憑借遠距離、低功耗、廣覆蓋等特點(diǎn)，LoRa技術(shù)成為了養豬場(chǎng)環(huán)境監測的不二選擇。

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(shí)現快速復制和批量化部署，大幅度降低了監測方案的搭建成本和運維成本。同時(shí)，LoRaWAN設備所擁有的長(cháng)距離通信能力和強抗干擾性，支持持續、穩定、可靠地傳輸數據，幫助養殖戶(hù)遠距離地監測與收集豬舍內的各項環(huán)境參數，并在出現異常告警時(shí)能及時(shí)做出響應。

在Semtech團隊的支持下，矽遞科技還將天線(xiàn)引入至SenseCAP環(huán)境監測方案中，進(jìn)一步擴大了養豬場(chǎng)內數據傳輸的范圍。

圖3.部署在荷蘭某豬舍內的LoRaWAN無(wú)線(xiàn)CO²、溫度和濕度傳感器

利用SenseCAP構建多元的基于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(kāi)發(fā)者構建物聯(lián)網(wǎng)應用。目前，矽遞科技發(fā)布了一系列SenseCAP S210x無(wú)線(xiàn)環(huán)境傳感器，可廣泛應用于精準農業(yè)、智慧城市、野生動(dòng)物保護等場(chǎng)景。

針對國內市場(chǎng)，矽遞科技也在積極開(kāi)發(fā)和部署相關(guān)方案。例如，在2019年，矽遞科技與某農牧公司位于中國河北省的家禽農場(chǎng)部署了SenseCAP 系列網(wǎng)關(guān)和傳感器，以預設的時(shí)間間隔檢測和監測養殖場(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(cháng)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(kāi)展了數字化的食品可追溯項目建設，實(shí)現了環(huán)境數據的精確收集，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測，同時(shí)可以在檢測到環(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)境數據，來(lái)幫助養殖戶(hù)更好地采取措施調節豬的生長(cháng)環(huán)境。同時(shí)，這些數據也會(huì )通過(guò)直播的方式展現給公眾，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 )給更多養殖戶(hù)和其他行業(yè)農戶(hù)帶來(lái)啟發(fā)，推動(dòng)LoRa技術(shù)在更多領(lǐng)域的廣泛應用。”

Semtech中國區銷(xiāo)售副總裁黃旭東表示：“我國畜牧行業(yè)的現代化建設進(jìn)程正不斷向著(zhù)集約化、標準化、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(kāi)發(fā)的環(huán)境監測解決方案，在當前畜牧業(yè)數字化轉型趨勢下具有很好的市場(chǎng)前景。未來(lái)，Semtech將持續與LoRa生態(tài)圈伙伴開(kāi)展深度合作，助力更多行業(yè)實(shí)現降本增效，達成可持續的目標。”