隨著全球農(nóng)業(yè)、牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)牧業(yè)正加速向數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，通過大規(guī)模部署各類環(huán)境傳感器、智能灌溉設(shè)備和遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)已逐步實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤墑情、氣象變化及作物/牲畜生長(zhǎng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知與調(diào)節(jié)，可大幅提升產(chǎn)量，為我國(guó)農(nóng)牧業(yè)的自給自足和可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)合理的技術(shù)支撐。

而在此進(jìn)程中，LoRaWAN協(xié)議憑借著超遠(yuǎn)傳輸距離、低功耗運(yùn)行和靈活自組網(wǎng)等優(yōu)勢(shì)在眾多LPWAN技術(shù)中脫穎而出，成為了在山林果園、廣域農(nóng)田與高原牧場(chǎng)等場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)資源高效利用、風(fēng)險(xiǎn)主動(dòng)防控及生產(chǎn)智能化的關(guān)鍵技術(shù)之一，為構(gòu)建全天候、大范圍的智慧農(nóng)業(yè)、牧業(yè)監(jiān)測(cè)體系奠定了可靠的通信基礎(chǔ)。

LoRaWAN協(xié)議，為何能與農(nóng)牧業(yè)“合拍”？

LoRaWAN是基于LoRa擴(kuò)頻技術(shù)的一種通信協(xié)議，由LoRa聯(lián)盟制定，并于2021年成為國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）官方認(rèn)可的LPWAN標(biāo)準(zhǔn)。其核心目標(biāo)是解決物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在低功耗與遠(yuǎn)距離通信之間的平衡問題，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供長(zhǎng)距離、低功耗、高安全性的雙向通信支持。

LoRaWAN的核心優(yōu)勢(shì)在于其開放協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和去中心化架構(gòu)，是唯一具有網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)（公共、私有、衛(wèi)星、社區(qū)和混合）的 LPWAN技術(shù)。其允許任何組織或個(gè)人自主搭建私有網(wǎng)絡(luò)，而其他LPWAN技術(shù)通常由單一企業(yè)或運(yùn)營(yíng)商控制。這一特性使其能夠適應(yīng)從城市到偏遠(yuǎn)山區(qū)、從個(gè)人實(shí)驗(yàn)到大型商業(yè)項(xiàng)目的多樣化需求。

LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（圖源：LoRa聯(lián)盟）

資料顯示，LoRaWAN采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)在終端設(shè)備和中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間中繼消息。通過標(biāo)準(zhǔn)IP連接，網(wǎng)關(guān)可將射頻數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包，反之亦然。同時(shí)，由于LoRa物理層所具備的長(zhǎng)距離傳輸特性，使得終端設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間可以實(shí)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(wú)線（FOTA）升級(jí)等任務(wù)期間高效利用頻譜。

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

以LoRaWAN在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用方案為例，農(nóng)場(chǎng)主可在大范圍內(nèi)分布式部署大量環(huán)境傳感器與少量LoRa網(wǎng)關(guān)，無(wú)需鋪設(shè)光纖或依賴蜂窩網(wǎng)絡(luò)，即可完成全農(nóng)場(chǎng)區(qū)域內(nèi)傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，從而實(shí)時(shí)獲取每塊田地的pH值、溫度、濕度與光照強(qiáng)度等多項(xiàng)精準(zhǔn)的作物環(huán)境生長(zhǎng)參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)自動(dòng)化的灌溉與施肥設(shè)施，讓土壤時(shí)刻處于“健康”狀態(tài)，進(jìn)而提升資源利用效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的增產(chǎn)增收。

同理，在牧業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，牧場(chǎng)主可為每頭牲畜配置低功耗的定位耳標(biāo)或項(xiàng)圈，從而實(shí)時(shí)查看牧群在牧場(chǎng)中的活動(dòng)軌跡，并可結(jié)合地理圍欄技術(shù)，設(shè)置虛擬邊界，預(yù)防牲畜走失或越界。此外，牧場(chǎng)主還可為牲畜植入/佩戴生物傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其健康指標(biāo)（體溫、血壓、心率等），實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的早期預(yù)防與控制。

RFM6601，構(gòu)建LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的底層硬件支撐

當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣袤農(nóng)田與牧場(chǎng)時(shí)，終端設(shè)備不僅要滿足極端環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行，更需在功耗控制、信號(hào)穿透性與組網(wǎng)靈活性之間實(shí)現(xiàn)精妙平衡。從田間地頭的智能灌溉到牲畜體征的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，LoRaWAN協(xié)議所展現(xiàn)出的強(qiáng)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(gòu)建LoRa網(wǎng)絡(luò)的低功耗LoRaWAN模塊，其采用了先進(jìn)的數(shù)模混合設(shè)計(jì)，基于獨(dú)創(chuàng)自適應(yīng)速率算法，可高效連接物聯(lián)網(wǎng)，支持LORAWAN節(jié)點(diǎn)，可大幅延長(zhǎng)LoRaWAN設(shè)備的使用壽命，并已通過FCC認(rèn)證。

RFM6601具有低功耗、高靈敏度、遠(yuǎn)距離通信、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠提供豐富的外設(shè)功能，包括多個(gè)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(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，具備多頻段自適應(yīng)能力的通信模塊將成為構(gòu)建彈性物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的核心載體。而華普微，作為一家在無(wú)線通信領(lǐng)域深耕細(xì)作了二十余載的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)服務(wù)品牌廠商，將持續(xù)專注于無(wú)線通信芯片的底層架構(gòu)創(chuàng)新，攜手行業(yè)伙伴推動(dòng)LoRa生態(tài)的茁壯發(fā)展，為傳統(tǒng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供更高效的、自主可控的無(wú)線通信解決方案。