天然橡胶、钢铁、煤炭和石油被称为四种工业原料。目前广泛应用于工业、军事、民用等领域。它是国防、航空和基础设施建设的重要原材料。中国是世界上最大的天然橡胶进口国和消费国。根据中国橡胶工业协会的数据，85%以上的天然橡胶依赖进口，比例逐年上升。

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传统的橡胶收集（即橡胶切割生产）高度依赖劳动力。目前，全球天然橡胶行业最大的发展瓶颈是橡胶切割工人的严重短缺。据不完全统计，全球一半以上的橡胶工人短缺极大地限制了橡胶行业的发展。

日夜工作，劳动强度高，工作环境恶劣，工人从事胶工作的意愿下降。随着社会经济的发展，胶工的流失越来越严重，胶工面临着后继无人的困境。受新冠肺炎疫情影响，一些产胶大国近年来也影响了橡胶产量，因为国外劳动力无法流动。

因此，实现天然橡胶生产自动化，用机械切割代替人工切割已成为促进行业可持续发展的唯一途径，相关智能橡胶园解决方案已成为技术需求。Semtech杭州海联物联网技术有限公司（以下简称海联物联网）为农业自动化、消防安全、智能产业等领域提供物联网通信系统解决方案。根据智能胶水园区的市场需求，使用海联物联网Semtech LoRa 器件开发了AsterNet与人工切胶相比，网络方案实现了精密切胶，产能提高了50%以上。

自动橡胶采集系统的技术痛点：

1.橡胶园橡胶树排列密集，通常每3-5米有一棵橡胶树，传输环境为热带雨林环境。因此，需要解决高设备密度通信中的信号碰撞和覆盖距离问题。

2.橡胶树的产量与橡胶切割时间密切相关。橡胶切割指令需要根据环境参数进行调整，因此通信延迟将直接影响橡胶树的橡胶产量，要求方案具有低延迟、高并发性的特点。

3.为减少割胶机的维护，割胶机采用电池供电，要求传输方案功耗低。

基于LoRa自动橡胶采集系统

基于海联物联Semtech LoRa器件开发的AsterNet自组网系统深度结合TDMA和FDMA方案，能够满足割胶机应用中对通信系统低功耗、低延迟、高密度的需求，解决了上述智能橡胶园区部署的痛点。

与此同时，海联物联开发了端到端自动橡胶采集控制系统。该系统包括四个主要模块：设备端（即切胶机）、网关、网络服务器和应用服务器。其中，设备设备和网关的使用LoRa通信网络传输数据，网关通过以太网或4G与服务器通信。该物联网平台具有较强的连接能力，支持本地和云部署模式，横向扩展计算能力，能够无缝接入更多设备。

据海联物联网统计，该系统用于智能切割和精密切割。与人工切割相比，产能提高了50%以上，大大降低了天然橡胶对人工切割的依赖性，解决了严重缺乏人工切割能力、人工缺乏、大量弃割等痛点。目前，海联物联网已协助终端客户在海南、广东、云南、泰国等地的橡胶园区实现批量部署。

凭借LoRa该方案的主要技术特点包括：

● 支持高设备密度：单个网关可以轻松覆盖数万个终端节点，同时切割成千上万的设备，并在短时间内返回，降低部署成本。

● 支持高系统容量：网络协议运行在NS（Network Server），设备管理、网络优化等设计比，设备管理、网络优化等设计相对不受计算能力的限制。

● 低通信延迟：网关使用了LoRa CoreTM SX130x可轻松实现系列基带芯片FDMA，使整个系统支持高设备密度，确保低通信延迟；数万台单网关设备在短时间内返回数据，以满足智能橡胶园区应用程序对低延迟和高并发性的需求。

● 低功耗：同等功耗下，LoRa该设备可以进一步传输信号。与其他通信技术相比，该方案具有更高的时间和能量利用效率。

● 高可靠性：物联网平台采用一机一密模式，确保数据传输安全可靠。

图1 海联物联基于系统框图LoRa橡胶采集控制系统

在具体部署方面，设备端由主控和LoRa基于射频组成LoRa自组网络连接到网关，网关通过以太网或4G连接服务器，在服务器端执行设备管理。物联网平台将数据推送到切胶应用平台XMOS代理集中割胶管理，输出大屏幕显示模块，同时配备APP，方便用户随时随地在手机上查看和操作割胶动作。

图2 智能胶园管理应用界面

图3 海联物联自动橡胶采集系统现场部署1

图4 海联物联自动橡胶收集系统现场部署2

基于海联物联LoRa智能胶园网络系统也将广泛应用于农业滴灌、不同的应用市场或领域提供最合适的网络系统。

徐海，海联物联总经理表示:海联物联基于Semtech LoRa器件的AsterNet网络系统已很好地应用于智能胶园，主要实现单网关下数万台设备的同步控制和数据回传。目前该方案在批量应用中效果显著，真正满足了客户的需求，解决了客户的痛点，产能比人工提高了50%以上。未来，我们将在智能农业、工业、消防等应用领域推出更多LoRa组网系统。”

Semtech中国销售副总裁黄旭东物联网部署可以帮助人们提高生产效率，更好地保护自然资源，在绿色低碳发展时代带来更大的发展机遇。Semtech我们将继续支持海联物联网开发智能胶园方案，解决行业痛点。我们也期待着与更多的生态系统合作伙伴一起开发LoRa创新更多行业产能提升和智慧转型的创新方案。