座头鲸基于LoRa的网关式智能产品赋能冷链物流行业物联新基建
时间：2021-09-13
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随着我国经济的快速发展，人民生活水平逐步提高，不仅人们的食品保鲜保质意识也在不断提高，而且各级政府在加大投入，利用冷藏库和冷链物流来保护人民的健康和增加农民收入。与此同时，物联网（IoT）和人工智能（AI）等新一代信息技术也在帮助冷库和冷链建设者和运营方，以更先进高效的方式去满足其持续增长的需求。
2020年1月，中共中央、国务院印发《关于抓好“三农”领域重点工作 确保如期实现全面小康的意见》，也称为2020年中央一号文件，其中明确地提出来了“启动农产品仓储保鲜冷链物流设施建设工程。加强农产品冷链物流统筹规划、分级布局和标准制定。安排中央预算内投资，支持建设一批骨干冷链物流基地。”等指导性和支持性政策
随即，农业农村部办公厅也发布了《农业农村部办公厅关于做好“三农”领域补短板项目库建设工作的通知》，组织建立完善农业农村基础设施建设重大项目储备库，并启动实施农产品仓储保鲜冷链物流设施建设项目；以及《农业农村部关于加快农产品仓储保鲜冷链设施建设的实施意见》，其中指出国家支持家庭农场、农民合作社建设产地分拣包装、冷藏保鲜、仓储运输、初加工等设施。
国家政策的大力推动，以及强劲的市场需求，促使冷藏库建设和冷链物流在我国的发展不断加快，但是与一些发达国家相比，我们仍存在较大的差距。目前我国水产品、肉类、果蔬冷链运输率分别为69%、57%、35%，而发达国家这部分指标的平均水平在80%~90%之间。冷藏运输率低使得大多数生鲜农产品在运输过程中得不到规范的保温、保湿和冷藏，导致食物的大量浪费。
与以往的冷库和冷链建设不同，新一轮的冷库和冷链建设不仅面临人们对食物质量更高的需求，而且还恰逢物联网和人工智能（AI）等新一代信息技术的快速发展和广泛应用。冷链物流的本质就是对温湿度的全程监控，如何能实时有效地获取运输全过程中的温湿度，以及追踪监控资产甚至其跌落和包装破损等成为关键环节。近年来随着LoRa等物联网技术的快速发展，为冷链物流产业带来了全新的机遇。
座头鲸（上海）信息技术有限公司（以下简称“座头鲸”）致力于将“定位+通信+感知”能力嵌入每一个智能终端，通过提供“云管端”硬件、软件产品及服务，以实现其成为全球一流的产地数字化及全程冷链智能数据运营商的目标。作为行业内的领先企业，座头鲸将LoRa等最新物联网技术，与其在物联网智能硬件、定位导航和数据分析等领域的先进技术与经验相结合，为冷链产业全流程监控提供了端到端解决方案。
由座头鲸自主开发的“AI+冷链全域智能管控系统”是覆盖冷链产业全流程的端到端解决方案，其核心功能模组包含智能硬件（包含通信协议）、云平台（含开放公共接口）、AI数据分析与决策三部分。内嵌的ZTJ- LINK通信协议基于LoRa进行实现，可以实现硬件设备间的自动识别、去中心化自动鉴权和无人工干预自组网，有效规避系统内空口碰撞和对其他通讯系统的干扰。
为适配行业内行政监管和溯源确权等需求，协议还建立有数据双向确认、校验、重传和补传等机制，确保数据真实有效。为实现智能硬件设备的管理、数据整理分析和客户数据的可视化呈现，座头鲸还自建了云端公共平台，系统采用HaaS+PaaS+SaaS主流架构进行搭建，每个层级均可以独立开放给用户进行数据对接或系统集成。同时，也便于第三方监管系统进行接入。
由于LoRa具有覆盖范围广、功耗低和部署灵活性强等技术特征，因而在包括冷链在内的物流行业中得到了广泛的应用。座头鲸基于LoRa技术的鲸镖网关式智能产品由主设备和基于LoRa的无线探头（无线联网传感器）组成，可应用于冷冻、冷藏车货物运输、冷冻仓库货物存储、无人商店、便利店、水果商超等诸多场景。它们具有以下几方面优势:
1、 优秀的无线穿透特性，工作在Sub-1GHz的无线信号可以穿透冷库、冷藏车等相对密闭的墙壁或箱体，确保信息的稳定传输；
2、 LoRaWAN协议可以在场站内设备密集情况下，满足高并发的需求；
3、基于LoRa的实现设备低功耗免维护的特性，适用于冷库场景缺乏人工巡视、设备长周期使用的需求。
在如此之多的应用场景中，LoRa技术在鲸镖网关式智能产品中发挥了重要作用，LoRa除了以上技术优势，还具有“自组、安全、可控”的应用特点，为用户免除打孔布线等工作，节省了时间和开销，实现即装即用；用户也可根据不同的场景，灵活部署内置或外置联网探头，实现多维度、全方位的监控。
此外，借助LoRa具有的低功耗、远距离、穿透性强等特性，在100-200平方的仓库内只需放置一个探头，就可对温湿度进行准确采集；即使是在冷链车内，凭借强大的穿透性，对车内数据也能实现实时采集，确保信息的稳定传输。LoRa传感器还具有超长的待机时间，在2-3年内无需对探头进行维护，避免了人工巡视和设备维护，降低了人工成本。
在实际应用中，为了能快速掌握温湿度的变化，可以给探头设置阈值，当采集到的数据超出阈值时，及时报警并通知相关人员进行追踪。此外，LoRa的地理定位功能也为鲸镖智能设备赋能，一键将设备开启后，不仅可以监控货物实时状态数据、温湿度，还能监控货物运输中的位置、路径图等信息，并将其上传至鲸镖管理平台进行展示，使用户能够实时了解货物的状态信息。
除了可以帮助用户降低初始投入和运营费用，基于LoRa的鲸镖系列产品还可以为用户创造新的价值。如在运输过程中发现货物被拼货、转包，冷链车关闭冷机等违规情况，可及时进行纠正，事后可导出报告，帮助用户分析运营成效，规避潜在风险，降低潜在成本。
座头鲸的“鲸镖”系列智能终端产品和管理平台凭借上述诸多优势，在乳制品行业、冷链运输行业、超市、便利店等众多企业得到广泛应用，并获得客户的高度认可。例如，正大食品从秦皇岛、青岛的工厂到储存仓库和到经销商的过程中使用了鲸镖系列产品，实现了冷链运输中库、车、货的温度、湿度等全程的实时监控。
该公司表示，通过和座头鲸公司的长期合作，“鲸镖”产品多次帮助我们避免了因潜在事故造成的损失；通过数据的实时监控和展示，我们与合作商提高了交接效率，规范了司机的操作，同时也减轻了司机的压力。除了正大，蒙牛、养乐多、罗森、紫燕百味鸡、宜家、盒马鲜生、花加和天天果园等多家领先企业也采用了“鲸镖”智能产品，从而为其提高了管理效率，降低了运营成本和浪费损失。
座头鲸（上海）信息技术有限公司总经理王江川表示：“冷链物流行业广泛采用物联网技术是大势所趋。我们很荣幸能够与Semtech这样的行业领先企业合作，将LoRa技术与我们全域创新相结合，为冷链物流行业带来全新的发展动能和更丰富的选择。我们基于LoRa的‘鲸镖’产品已在多个领域的大量客户中得到了应用，提升了他们的竞争优势，并充分证明了先进的智能网联技术可以服务社会和造福民众。”
展望未来，座头鲸还将利用LoRa等物联网技术以及人工智能技术展开更加广阔的宏图，除了继续推进鲸镖系列产品在仓库、货运、门店等场景中得到了更为广泛的应用之外，该公司还将在蔬果大棚、水产养殖池、畜牧场站等领域做进一步扩展，为更多的客户提供简便易用且经济高效的产品。
此外，座头鲸还将继续加大对LoRa技术的投入，使用LoRaWAN边缘计算网关解决部分无广域网接入条件下的大型冷库及场站网络覆盖的问题，采用LoRa Edge技术实现畜牧业的资产定位等手段。
Semtech中国区销售副总裁黄旭东表示：“用创新技术带来更美好的生活是Semtech的愿景，我们很高兴能与座头鲸这样具有共同愿景的创新公司合作，推出基于LoRa的鲸镖网关式智能产品，不仅为冷链产业的发展提供了强有力的帮助，而且提升了最终用户的生活品质并助力农业增效和农民增收。中国冷链物流已经进入快速发展的通道，而LoRa具有的低功耗、远距离、易部署、穿透性强和支持定位等特点将继续为冷链物流添加创新动能。”
除了农产品和食品，医药等很多行业同样也不能缺少冷链支持，对药品和疫苗全程进行温度检测控制，是确保药品疫苗不失效的关键。基于现有的产品架构，座头鲸下一步规划强化AI+冷链平台的建设，目标是做成行业内通用平台，其功能包括：
首先将为不同厂商、不同类型的设备提供了一个通用的HaaS+PaaS数据交互服务平台，在行业内部解决了物联网设备碎片化问题。
其次，将采用AI+冷链平台在产业内率先引入机器学习算法，基于海量的裸数据进行了脱敏、过滤、建模、修正等数据精加工处理，为用户提供了数据变现渠道，提升数据价值；同时所有厂商的同类数据可以交叉引用，用于模型修正参考。
最后，基于分布式计算和区块链技术的设备共识及数据共管网络，大幅提升数据安全和系统健壮性，提供行政/第三方监管功能，可为金融监管、存证溯源、防伪跟踪、网络安全等应用提供数字“新基建”共用数字底座。
Semtech, the Semtech logo and LoRa are registered trademarks or service marks, and LoRa Edge is a trademark or service mark, of Semtech Corporation or its affiliates.
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