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基于海聯物聯Semtech LoRa打造智能膠園方案，提高橡膠產能50%以上

（2024年11月27日更新）

天然橡膠、鋼鐵、煤炭和石油被稱為四種工業原料。目前廣泛應用于工業、軍事、民用等領域。它是國防、航空和基礎設施建設的重要原材料。中國是世界上最大的天然橡膠進口國和消費國。根據中國橡膠工業協會的數據，85%以上的天然橡膠依賴進口，比例逐年上升。

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傳統的橡膠收集（即橡膠切割生產）高度依賴勞動力。目前，全球天然橡膠行業最大的發展瓶頸是橡膠切割工人的嚴重短缺。據不完全統計，全球一半以上的橡膠工人短缺極大地限制了橡膠行業的發展。

日夜工作，勞動強度高，工作環境惡劣，工人從事膠工作的意愿下降。隨著社會經濟的發展，膠工的流失越來越嚴重，膠工面臨著后繼無人的困境。受新冠肺炎疫情影響，一些產膠大國近年來也影響了橡膠產量，因為國外勞動力無法流動。

因此，實現天然橡膠生產自動化，用機械切割代替人工切割已成為促進行業可持續發展的唯一途徑，相關智能橡膠園解決方案已成為技術需求。Semtech杭州海聯物聯網技術有限公司（以下簡稱海聯物聯網）為農業自動化、消防安全、智能產業等領域提供物聯網通信系統解決方案。根據智能膠水園區的市場需求，使用海聯物聯網Semtech LoRa 器件開發了AsterNet與人工切膠相比，網絡方案實現了精密切膠，產能提高了50%以上。

自動橡膠采集系統的技術痛點：

1.橡膠園橡膠樹排列密集，通常每3-5米有一棵橡膠樹，傳輸環境為熱帶雨林環境。因此，需要解決高設備密度通信中的信號碰撞和覆蓋距離問題。

2.橡膠樹的產量與橡膠切割時間密切相關。橡膠切割指令需要根據環境參數進行調整，因此通信延遲將直接影響橡膠樹的橡膠產量，要求方案具有低延遲、高并發性的特點。

3.為減少割膠機的維護，割膠機采用電池供電，要求傳輸方案功耗低。

基于LoRa自動橡膠采集系統

基于海聯物聯Semtech LoRa器件開發的AsterNet自組網系統深度結合TDMA和FDMA方案，能夠滿足割膠機應用中對通信系統低功耗、低延遲、高密度的需求，解決了上述智能橡膠園區部署的痛點。

與此同時，海聯物聯開發了端到端自動橡膠采集控制系統。該系統包括四個主要模塊：設備端（即切膠機）、網關、網絡服務器和應用服務器。其中，設備設備和網關的使用LoRa通信網絡傳輸數據，網關通過以太網或4G與服務器通信。該物聯網平臺具有較強的連接能力，支持本地和云部署模式，橫向擴展計算能力，能夠無縫接入更多設備。

據海聯物聯網統計，該系統用于智能切割和精密切割。與人工切割相比，產能提高了50%以上，大大降低了天然橡膠對人工切割的依賴性，解決了嚴重缺乏人工切割能力、人工缺乏、大量棄割等痛點。目前，海聯物聯網已協助終端客戶在海南、廣東、云南、泰國等地的橡膠園區實現批量部署。

憑借LoRa該方案的主要技術特點包括：

● 支持高設備密度：單個網關可以輕松覆蓋數萬個終端節點，同時切割成千上萬的設備，并在短時間內返回，降低部署成本。

● 支持高系統容量：網絡協議運行在NS（Network Server），設備管理、網絡優化等設計比，設備管理、網絡優化等設計相對不受計算能力的限制。

● 低通信延遲：網關使用了LoRa CoreTM SX130x可輕松實現系列基帶芯片FDMA，使整個系統支持高設備密度，確保低通信延遲；數萬臺單網關設備在短時間內返回數據，以滿足智能橡膠園區應用程序對低延遲和高并發性的需求。

● 低功耗：同等功耗下，LoRa該設備可以進一步傳輸信號。與其他通信技術相比，該方案具有更高的時間和能量利用效率。

● 高可靠性：物聯網平臺采用一機一密模式，確保數據傳輸安全可靠。

圖1 海聯物聯基于系統框圖LoRa橡膠采集控制系統

在具體部署方面，設備端由主控和LoRa基于射頻組成LoRa自組網絡連接到網關，網關通過以太網或4G連接服務器，在服務器端執行設備管理。物聯網平臺將數據推送到切膠應用平臺XMOS代理集中割膠管理，輸出大屏幕顯示模塊，同時配備APP，方便用戶隨時隨地在手機上查看和操作割膠動作。

圖2 智能膠園管理應用界面

圖3 海聯物聯自動橡膠采集系統現場部署1

圖4 海聯物聯自動橡膠收集系統現場部署2

基于海聯物聯LoRa智能膠園網絡系統也將廣泛應用于農業滴灌、不同的應用市場或領域提供最合適的網絡系統。

徐海，海聯物聯總經理表示:海聯物聯基于Semtech LoRa器件的AsterNet網絡系統已很好地應用于智能膠園，主要實現單網關下數萬臺設備的同步控制和數據回傳。目前該方案在批量應用中效果顯著，真正滿足了客戶的需求，解決了客戶的痛點，產能比人工提高了50%以上。未來，我們將在智能農業、工業、消防等應用領域推出更多LoRa組網系統。”

Semtech中國銷售副總裁黃旭東物聯網部署可以幫助人們提高生產效率，更好地保護自然資源，在綠色低碳發展時代帶來更大的發展機遇。Semtech我們將繼續支持海聯物聯網開發智能膠園方案，解決行業痛點。我們也期待著與更多的生態系統合作伙伴一起開發LoRa創新更多行業產能提升和智慧轉型的創新方案。