鼎昆科技利用Semtech的LoRa器件為文物古建打造白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

中國(guó)文物古建筑數(shù)量繁多，各具獨(dú)特的建筑風(fēng)格與結(jié)構(gòu)，是重要的文化遺產(chǎn)。近年來(lái)，我國(guó)出臺(tái)了多項(xiàng)政策來(lái)加強(qiáng)對(duì)文物古建的保護(hù)。由于文物古建筑多以木材為主要建筑材料，白蟻侵害成為其保護(hù)工作中的一大挑戰(zhàn)。基于LoRa^?的白蟻監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)防治方法在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確率和耐久性等方面的限制，大幅提高了蟻害防治效率。

Semtech LoRa 生態(tài)圈合作伙伴浙江鼎昆環(huán)境科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“鼎昆科技”）長(zhǎng)期致力于白蟻預(yù)防的非藥物措施的研發(fā)及推廣。鼎昆科技的DEKAN文物古建白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)磁通量的變化來(lái)判斷白蟻是否入侵，并使用基于LoRa的網(wǎng)關(guān)采集傳感器數(shù)據(jù)并傳輸至網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)站，成功將白蟻報(bào)警的準(zhǔn)確率提升至95%。 

在LoRa技術(shù)的支持下，該系統(tǒng)能夠以超低功耗實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的預(yù)警信號(hào)傳輸，在白蟻入侵的第一時(shí)間自動(dòng)報(bào)警，啟動(dòng)即時(shí)干預(yù)，已經(jīng)成功幫助了寧波天一閣博物館、南京朝天宮博物館、孔氏南宗家廟以及杭州西泠印社等多個(gè)文物古建抵御了白蟻侵害。

圖1 基于LoRa通訊技術(shù)的DEKAN文物古建白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 

白蟻入侵實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保障古建免受蟻害 

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大部分園林景區(qū)和古建單位主要通過(guò)藥液噴灑以及挖巢驅(qū)蟲的方式來(lái)阻止白蟻的入侵。然而，藥物屏障易降解且失效快，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期有效的防治。而大規(guī)模挖巢驅(qū)蟲不僅需要花費(fèi)大量的人力、物力，還有可能會(huì)影響建筑的地基和安全。

針對(duì)文物古建白蟻防治在持久性和施工方面的限制，鼎昆科技基于“電磁感應(yīng)非環(huán)路技術(shù)”（DEMINL）和Semtech LoRa技術(shù)，搭建了白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、基于LoRa的網(wǎng)關(guān)、PC端和手機(jī)APP管理軟件等部分組成，能夠及時(shí)檢查并發(fā)現(xiàn)白蟻活體，用蟻藥通過(guò)白蟻活體相互感染將區(qū)域內(nèi)白蟻種群消滅。

圖2 白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)運(yùn)行示意

部分文物古建地處偏僻，區(qū)域信號(hào)較差，設(shè)備容易出現(xiàn)離線、受干擾問(wèn)題，且現(xiàn)場(chǎng)部署考察和施工難度較大。憑借遠(yuǎn)距離、超低功耗、穿透性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，LoRa成為了鼎昆科技在通訊技術(shù)方面的首選。

通過(guò)搭載Semtech的SX126x系列LoRa芯片，鼎昆科技大幅度提升了監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備的傳輸距離、傳輸穩(wěn)定性和抗干擾能力，提高了設(shè)備實(shí)時(shí)性并降低離線率。其無(wú)線連接的方式也降低了現(xiàn)場(chǎng)部署難度。

同時(shí)，基于LoRa技術(shù)的設(shè)備電池功耗極低，使用壽命可達(dá)到6年以上，非常適合在古建內(nèi)部和園林場(chǎng)景中批量部署。一次部署，即可以支持各類監(jiān)測(cè)設(shè)備的長(zhǎng)期使用，降低了電池更換和設(shè)備維護(hù)成本。

在實(shí)際應(yīng)用中，鼎昆科技的白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警控制系統(tǒng)主要發(fā)揮了三方面的作用：

●   體檢作用：利用監(jiān)測(cè)裝置準(zhǔn)確獲取保護(hù)區(qū)域內(nèi)的白蟻危害發(fā)生時(shí)間、入侵方向，以及入侵部位。

●   防范作用：通過(guò)圍城式設(shè)計(jì)和籬笆式安裝在保護(hù)區(qū)域外圍布置多重防線，讓白蟻無(wú)法靠近文物建筑本體。

●   清除作用：對(duì)建筑本體內(nèi)已有的白蟻實(shí)施引誘，一旦觸發(fā)監(jiān)測(cè)裝置，即刻報(bào)警并施藥清除。

目前，鼎昆科技的白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于古建筑、房屋建筑、水庫(kù)堤壩、園林市政等領(lǐng)域?qū)Π紫伹趾Φ臋z測(cè)和控制。

2019年底，鼎昆科技為朝天宮博物館安裝了800個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，至今累計(jì)發(fā)生120余次有蟻報(bào)警，開艙后均有捕獲大量白蟻。經(jīng)及時(shí)消殺滅害后，朝天宮內(nèi)白蟻隱患已得到有效解決，避免了景區(qū)內(nèi)古建筑和名木古樹遭受白蟻蛀蝕。

圖3 朝天宮白蟻監(jiān)測(cè)點(diǎn)部署圖

2021年4月，鼎昆科技與中山紀(jì)念堂達(dá)成合作并安裝了331個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，至今累計(jì)發(fā)生了30余次有蟻報(bào)警，開艙后均發(fā)現(xiàn)大量白蟻，及時(shí)有效的滅治后解決了白蟻隱患。LoRa技術(shù)在該項(xiàng)目中所發(fā)揮的作用獲得了多家媒體報(bào)道，被列為紀(jì)念堂對(duì)外展示項(xiàng)目之一。

據(jù)了解，鼎昆科技正在與Semtech啟動(dòng)新一輪合作，開發(fā)適配全球多種頻段的基于LoRa技術(shù)的白蟻網(wǎng)關(guān)，以及成本更低、功耗更節(jié)省、安裝簡(jiǎn)易化、支持星鏈上網(wǎng)等多種場(chǎng)景適配的系列網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品。

鼎昆科技總經(jīng)理沈俊峰表示：“經(jīng)過(guò)多年努力，鼎昆科技已在全球多個(gè)國(guó)家取得了自動(dòng)化白蟻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)明專利證書。與Semtech的協(xié)作不僅將幫助我們進(jìn)一步研發(fā)出適配全球多個(gè)頻段的基于LoRa的網(wǎng)關(guān)，有效的降低網(wǎng)關(guān)成本和監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的功耗，提高信號(hào)接收效果，提升了白蟻監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確率、實(shí)時(shí)性和耐久性，還將助力把白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)推廣至全球。”

Semtech中國(guó)區(qū)銷售副總裁黃旭東表示：“‘千里之堤，毀于蟻穴’，蟻害防治對(duì)于文物古建保護(hù)具有重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被應(yīng)用于白蟻預(yù)防、監(jiān)測(cè)和滅治的各個(gè)環(huán)節(jié)，有助于提高防治效率。鼎昆科技將LoRa技術(shù)應(yīng)用于白蟻?zhàn)詣?dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，建立起了高效的安全監(jiān)管平臺(tái)和預(yù)警防控系統(tǒng)，為文物古建保護(hù)提供了寶貴借鑒。未來(lái)我們也將繼續(xù)在產(chǎn)品研發(fā)、海外推廣、渠道銷售等方面，為鼎昆科技提供全面支持。”