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中國文物古建筑數量繁多，各具獨特的建筑風格與結構，是重要的文化遺產。近年來，我國出臺了多項政策來加強對文物古建的保護。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工作中的一大挑戰(zhàn)。基于LoRa? 的白蟻監(jiān)測預警系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)防治方法在實時性、準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（以下簡稱“鼎昆科技”）長期致力于白蟻預防的非藥物措施的研發(fā)及推廣。鼎昆科技的DEKAN文物古建白蟻自動化監(jiān)測預警系統(tǒng)通過監(jiān)測磁通量的變化來判斷白蟻是否入侵，并使用基于LoRa的網關采集傳感器數據并傳輸至網絡監(jiān)測站，成功將白蟻報警的準確率提升至95%。
在LoRa技術的支持下，該系統(tǒng)能夠以超低功耗實現遠距離的預警信號傳輸，在白蟻入侵的第一時間自動報警，啟動即時干預，已經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文物古建抵御了白蟻侵害。
圖1：基于LoRa通訊技術的DEKAN文物古建白蟻自動化監(jiān)測預警系統(tǒng)
白蟻入侵實時監(jiān)測，保障古建免受蟻害?
當前，國內大部分園林景區(qū)和古建單位主要通過藥液噴灑以及挖巢驅蟲的方式來阻止白蟻的入侵。然而，藥物屏障易降解且失效快，難以實現長期有效的防治。而大規(guī)模挖巢驅蟲不僅需要花費大量的人力、物力，還有可能會影響建筑的地基和安全。
針對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“電磁感應非環(huán)路技術”（DEMINL）和Semtech LoRa技術，搭建了白蟻自動化監(jiān)測預警控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由傳感器、基于LoRa的網關、PC端和手機APP管理軟件等部分組成，能夠及時檢查并發(fā)現白蟻活體，用蟻藥通過白蟻活體相互感染將區(qū)域內白蟻種群消滅。
圖 2. 白蟻自動化監(jiān)測預警系統(tǒng)運行示意
部分文物古建地處偏僻，區(qū)域信號較差，設備容易出現離線、受干擾問題，且現場部署考察和施工難度較大。憑借遠距離、超低功耗、穿透性強等優(yōu)勢，LoRa成為了鼎昆科技在通訊技術方面的首選。
通過搭載Semtech的SX126x系列LoRa芯片，鼎昆科技大幅度提升了監(jiān)測預警設備的傳輸距離、傳輸穩(wěn)定性和抗干擾能力，提高了設備實時性并降低離線率。其無線連接的方式也降低了現場部署難度。
同時，基于LoRa技術的設備電池功耗極低，使用壽命可達到6年以上，非常適合在古建內部和園林場景中批量部署。一次部署，即可以支持各類監(jiān)測設備的長期使用，降低了電池更換和設備維護成本。
在實際應用中，鼎昆科技的白蟻自動化監(jiān)測預警控制系統(tǒng)主要發(fā)揮了三方面的作用：
- 體檢作用：利用監(jiān)測裝置準確獲取保護區(qū)域內的白蟻危害發(fā)生時間、入侵方向，以及入侵部位。
- 防范作用：通過圍城式設計和籬笆式安裝在保護區(qū)域外圍布置多重防線，讓白蟻無法靠近文物建筑本體。
- 清除作用：對建筑本體內已有的白蟻實施引誘，一旦觸發(fā)監(jiān)測裝置，即刻報警并施藥清除。
目前，鼎昆科技的白蟻自動化監(jiān)測預警系統(tǒng)已經被廣泛應用于古建筑、房屋建筑、水庫堤壩、園林市政等領域對白蟻侵害的檢測和控制。
2019年底，鼎昆科技為朝天宮博物館安裝了800個監(jiān)測點，至今累計發(fā)生120余次有蟻報警，開艙后均有捕獲大量白蟻。經及時消殺滅害后，朝天宮內白蟻隱患已得到有效解決，避免了景區(qū)內古建筑和名木古樹遭受白蟻蛀蝕。
圖3.朝天宮白蟻監(jiān)測點部署圖
2021年4月，鼎昆科技與中山紀念堂達成合作并安裝了331個監(jiān)測點，至今累計發(fā)生了30余次有蟻報警，開艙后均發(fā)現大量白蟻，及時有效的滅治后解決了白蟻隱患。LoRa技術在該項目中所發(fā)揮的作用獲得了多家媒體報道，被列為紀念堂對外展示項目之一。
據了解，鼎昆科技正在與Semtech啟動新一輪合作，開發(fā)適配全球多種頻段的基于LoRa技術的白蟻網關，以及成本更低、功耗更節(jié)省、安裝簡易化、支持星鏈上網等多種場景適配的系列網關產品。
鼎昆科技總經理沈俊峰表示：“經過多年努力，鼎昆科技已在全球多個國家取得了自動化白蟻監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)明專利證書。與Semtech的協(xié)作不僅將幫助我們進一步研發(fā)出適配全球多個頻段的基于LoRa的網關，有效的降低網關成本和監(jiān)測節(jié)點的功耗，提高信號接收效果，提升了白蟻監(jiān)測的準確率、實時性和耐久性，還將助力把白蟻自動化監(jiān)測預警系統(tǒng)推廣至全球。”
Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東表示：“‘千里之堤，毀于蟻穴’，蟻害防治對于文物古建保護具有重要的作用。物聯(lián)網技術被應用于白蟻預防、監(jiān)測和滅治的各個環(huán)節(jié)，有助于提高防治效率。鼎昆科技將LoRa技術應用于白蟻自動化監(jiān)測預警系統(tǒng)，建立起了高效的安全監(jiān)管平臺和預警防控系統(tǒng)，為文物古建保護提供了寶貴借鑒。未來我們也將繼續(xù)在產品研發(fā)、海外推廣、渠道銷售等方面，為鼎昆科技提供全面支持。”
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