高產(chǎn)牲畜和高產(chǎn)果蔬的秘訣竟然是——LoRaWAN協(xié)議

隨著全球農業(yè)、牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)農牧業(yè)正加速向數(shù)字化和智能化轉型，通過大規(guī)模部署各類環(huán)境傳感器、智能灌溉設備和遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)，農牧業(yè)生產(chǎn)已逐步實現(xiàn)了對土壤墑情、氣象變化及作物/牲畜生長狀態(tài)的實時感知與調節(jié)，可大幅提升產(chǎn)量，為我國農牧業(yè)的自給自足和可持續(xù)發(fā)展提供科學合理的技術支撐。

而在此進程中，LoRaWAN協(xié)議憑借著超遠傳輸距離、低功耗運行和靈活自組網(wǎng)等優(yōu)勢在眾多LPWAN技術中脫穎而出，成為了在山林果園、廣域農田與高原牧場等場景中實現(xiàn)資源高效利用、風險主動防控及生產(chǎn)智能化的關鍵技術之一，為構建全天候、大范圍的智慧農業(yè)、牧業(yè)監(jiān)測體系奠定了可靠的通信基礎。

LoRaWAN協(xié)議，為何能與農牧業(yè)“合拍”？

LoRaWAN是基于LoRa擴頻技術的一種通信協(xié)議，由LoRa聯(lián)盟制定，并于2021年成為國際電信聯(lián)盟（ITU）官方認可的LPWAN標準。其核心目標是解決物聯(lián)網(wǎng)設備在低功耗與遠距離通信之間的平衡問題，為物聯(lián)網(wǎng)設備提供長距離、低功耗、高安全性的雙向通信支持。

LoRaWAN的核心優(yōu)勢在于其開放協(xié)議標準和去中心化架構，是唯一具有網(wǎng)絡選項（公共、私有、衛(wèi)星、社區(qū)和混合）的 LPWAN技術。其允許任何組織或個人自主搭建私有網(wǎng)絡，而其他LPWAN技術通常由單一企業(yè)或運營商控制。這一特性使其能夠適應從城市到偏遠山區(qū)、從個人實驗到大型商業(yè)項目的多樣化需求。

LoRaWAN網(wǎng)絡結構（圖源：LoRa聯(lián)盟）

資料顯示，LoRaWAN采用星型拓撲結構，其中，網(wǎng)關負責在終端設備和中央網(wǎng)絡服務器之間中繼消息。通過標準IP連接，網(wǎng)關可將射頻數(shù)據(jù)包轉換為IP數(shù)據(jù)包，反之亦然。同時，由于LoRa物理層所具備的長距離傳輸特性，使得終端設備和網(wǎng)關之間可以實現(xiàn)單跳鏈路。此外，LoRaWAN還支持雙向通信和組播尋址，可在固件無線（FOTA）升級等任務期間高效利用頻譜。

LoRaWAN在農業(yè)、牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應用方案（圖源：LoRa聯(lián)盟）

以LoRaWAN在農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應用方案為例，農場主可在大范圍內分布式部署大量環(huán)境傳感器與少量LoRa網(wǎng)關，無需鋪設光纖或依賴蜂窩網(wǎng)絡，即可完成全農場區(qū)域內傳感器網(wǎng)絡的構建，從而實時獲取每塊田地的pH值、溫度、濕度與光照強度等多項精準的作物環(huán)境生長參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)實時調節(jié)自動化的灌溉與施肥設施，讓土壤時刻處于“健康”狀態(tài)，進而提升資源利用效率，實現(xiàn)農作物的增產(chǎn)增收。

同理，在牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，牧場主可為每頭牲畜配置低功耗的定位耳標或項圈，從而實時查看牧群在牧場中的活動軌跡，并可結合地理圍欄技術，設置虛擬邊界，預防牲畜走失或越界。此外，牧場主還可為牲畜植入/佩戴生物傳感器實時監(jiān)測其健康指標（體溫、血壓、心率等），實現(xiàn)對疾病的早期預防與控制。

RFM6601，構建LoRaWAN網(wǎng)絡的底層硬件支撐

當傳感器網(wǎng)絡覆蓋廣袤農田與牧場時，終端設備不僅要滿足極端環(huán)境下的穩(wěn)定運行，更需在功耗控制、信號穿透性與組網(wǎng)靈活性之間實現(xiàn)精妙平衡。從田間地頭的智能灌溉到牲畜體征的精準監(jiān)測，LoRaWAN協(xié)議所展現(xiàn)出的強大連接能力，離不開的是底層硬件模塊的可靠支撐。

例如，RFM6601就是一款用于構建LoRa網(wǎng)絡的低功耗LoRaWAN模塊，其采用了先進的數(shù)?；旌显O計，基于獨創(chuàng)自適應速率算法，可高效連接物聯(lián)網(wǎng)，支持LORAWAN節(jié)點，可大幅延長LoRaWAN設備的使用壽命，并已通過FCC認證。

RFM6601具有低功耗、高靈敏度、遠距離通信、高性價比等優(yōu)點，同時能夠提供豐富的外設功能，包括多個通用GPIO，32.768KHz外部晶體振蕩器，信道偵聽，高精度RSSI，以及12位高速ADC及DAC等。

展望未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的持續(xù)進步，具備多頻段自適應能力的通信模塊將成為構建彈性物聯(lián)網(wǎng)絡的核心載體。而華普微，作為一家在無線通信領域深耕細作了二十余載的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)級服務品牌廠商，將持續(xù)專注于無線通信芯片的底層架構創(chuàng)新，攜手行業(yè)伙伴推動LoRa生態(tài)的茁壯發(fā)展，為傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉型提供更高效的、自主可控的無線通信解決方案。