Semtech LoRa®设备和LoRaWAN®通讯协议助力实现更及时、高效、智能的智慧校园室内空气质量监测
近年来，教育部门及师生对于校园室内空气质量监测的重视度正在不断增强。2020年6月，我国教育部办公厅发布《关于加强学校新建校舍室内空气质量管理的通知》，提出要重视校舍室内空气质量管理，加强校舍室内空气质量检测，保障师生身体健康，Semtech LoRa® 生态圈合作伙伴厦门星纵物联科技有限公司（以下简称“星纵物联”）开发的智慧校园空气质量监测方案，已在全球范围内各类校园环境中广泛应用。近期，星纵物联联动Assek Technologie，为加拿大魁北克省的多家学校共47000间教室搭建了室内空气质量监测网，共计部署47000台环境监测传感器以及2600台LoRaWAN®网关。管理人员可以第一时间查看现场环境数据，并将数据作为校区管理方案优化的参考依据。
图1：加拿大魁北克省学校教室室内空气质量监测设备安装现场图片
基于LoRaWAN满足教育行业典型需求
在项目规划的初期，魁北克省教育部提出了以下要求：
方案需要通过无线部署，降低安装和维护的难度与成本；
出于数据安全考虑，网络部署不使用Wi-Fi或蜂窝网络连接；
设备需要每隔5分钟监测上报CO₂、温度、湿度等环境数据，监测更及时、准确；
方案可复制性强，同一方案可迅速覆盖不同区域的同一场景。
这些要求也基本代表着教育类客户对于空气质量监测方案的落地能力、快速复制能力和安全性的普遍需求。为了满足上述行业需求，星纵物联选取了AM107室内环境监测传感器、UG65 LoRaWAN网关，并联动Assek Technologie客户端平台，打造了一套专属的校园空气质量监测方案，在魁北克省的两所学校进行试点安装与考察。
图2：方案拓扑图
在该项目中，AM107室内环境监测传感器支持LoRaWAN无线传输，用于实时监测教室的温度、湿度、二氧化碳、人体红外感应 (PIR) 等环境参数，每5分钟可上报一次数据，电池寿命可供设备使用长达4年之久，确保监测及时高效。
随后，收集到的环境监测数据通过UG65 LoRaWAN网关传输到Assek Technologie平台，进行智能数据分析。当教室环境指数出现异常时，告警信息将第一时间发送到管理者手中，便于进行及时有效的空气优化处理。
LoRaWAN设备所拥有的稳定长距离通信能力和穿墙能力，以及极低的功耗充分证明了它们是这个项目的正确选择。同时，LoRaWAN网关也支持智能设备之间的无缝互操作，通过无线批量部署方式，可快速从试点复制到全省的所有教室环境中，大大降低了部署成本和人工搭建成本。
在两处校园场景成功试点后，星纵物联与其合作伙伴Assek Technologie在魁北克省大批量复制该空气质量监测方案，极大提高了校园环境监测的效率、智能化和舒适度。目前部署该方案的学校里，既有历史悠久的Notre-Dame-de-la-Défense和Notre-Dame-des-Neiges，也包括拥有大型校园Massey-Vanier、以及Louis-Philippe-Paré等知名学校。
具有示范效应和推广价值
该项目执行至今，获得了加拿大魁北克省教育部的大力赞赏与肯定，对于在全世界范围内部署校园室内空气质量监测体系亦具有开创性意义。
针对国内市场，星纵物联也在积极开发和部署相关方案。例如，星纵物联携手国内某公司的物联校园平台，定制了基于LoRa® 和LoRaWAN的智慧校园环境监测解决方案。其中，智能空气净化系统通过在室内场所安装AM319室内环境监测传感器，实时监测室内温湿度等各项环境数据，随后传输至云平台，实现远程数据监控和环境管理等。一旦室内的气体浓度等发生变化，传感器将通过网关第一时间上报数据，教师或其他管理人员也可第一时间在手机或电脑上收到告警信息，平台上面进行策略联动对应的空调或是通风系统，启动紧急预案，做好人群疏散等工作。
星纵物联副总经理郑渊瑞表示：“星纵物联基于LoRaWAN打造的智慧校园室内空气质量监测方案，将AIoT产品及物联网技术应用于校园中的环境监测、设备联动、碳减排等方面，通过对环境与设备的实时监控，在提升教学及科研环境的同时，又有效降低运维综合成本，为智慧校园的可持续发展提供了有力支撑。”
自项目的测试阶段起，Semtech便积极向星纵物联提供技术建议，实现了AM107室内环境监测传感器在MAC层对LinkADRReq有更好的响应机制，提升了兼容性。
Assek Technologie市场拓展部经理Racem Guetat表示：“通过公司IT系统开发与集成团队的努力，以及在星纵物联IoT设备的支持下，我们最终圆满完成了加拿大魁北克省教育部的项目。我们非常看好物联网和LoRaWAN等新兴技术的潜力，也希望能将新型物联网技术应用赋能更多新的领域。我们将凭借自身在软件开发方面的优势和敏锐的市场嗅觉，联合星纵物联、Semtech等知名行业伙伴，迎接更多、更大的挑战。”
Semtech中国区销售副总裁黄旭东表示：“越来越多的应用领域正在通过物联网技术来实现智慧化和数字化升级。Semtech支持星纵物联开发出此款广受好评的室内空气质量监测解决方案，是对日益增长的数字化趋势的积极响应。我们相信，Semtech LoRa具有的远距离、低功耗、易部署和无线部署等技术优势，将助力越来越多的行业实现降本增效，我们也将持续为LoRa生态圈伙伴提供全力支持。”
