LoRaWAN：瑞士郵政前進偏鄉之路
作者 : Maurizio Di Paolo Emilio，Power Electronics News & EEWeb主編
瑞士郵政採用一種基於IoT技術的簡單裝置，可以讓客戶輕鬆訂購郵政用品和服務。該裝置依靠LPWAN降低裝置電池功耗，並可透過遠距離通訊為農村地區客戶服務...
傳統郵政服務正面臨越來越大的壓力：當今客戶都需要快速交付、低廉的價格和優質的服務，傳統郵政服務必須因應日益激烈的競爭，以適應智慧城市的新生活方式。
另一方面，由於郵政公司的郵局營運變得越來越不經濟，特別是在由於缺乏基礎設施而可能難以到達的農村地區，郵局難以開設，同時也面對定價壓力。此外，國家法規可能要求郵政公司必須以規定的服務項目為一定比例的公民提供服務，因而加劇了這種情況。
瑞士國家郵政局——瑞士郵政(Swiss Post)就面臨著這樣的挑戰。該機構在其公民的生活中扮演核心作用，每天要遞送700萬封信件和50萬個包裹。
瑞士郵政為此設計了一種基於物聯網(IoT)技術的簡單裝置，可以讓客戶輕鬆訂購郵政用品和服務。該裝置依靠低功耗廣域網路(LPWAN)技術來降低裝置電池功耗，並可透過遠距離通訊為農村地區客戶服務——這成為和偏遠區域通訊所需的基本功能。
在完成對各種網路技術的評估後，瑞士郵政選擇Semtech公司的LoRa無線裝置。此外，瑞士部署了一個由瑞士電信(Swisscom)營運、稱為‘LPN’的公共LoRaWAN網路，幾乎覆蓋全國。
Semtech策略聯盟解決方案合作夥伴LoRa-IoT資深總監Roelof Koopmans指出，這項技術的部署引導瑞士郵政選擇其訂購筆(Order Pen)——以前稱為智慧按鈕(Smart Buttons)。該裝置採用電池供電並與遠端廣域網路(LoRaWAN)實現連接，此外還整合了Semtech的LoRa收發器和光學辨識碼(OID碼)。
Order Pen輕鬆訂購郵政服務
無論用戶是想寄送信件和包裹、訂購郵票、收取現金還是支付帳單，都可以用自己的Order Pen掃描代碼並下訂單。郵遞人員會立即收到簡訊通知。這讓使用者無需登錄或輸入密碼，只需按下按鈕，即可輕鬆方便地進行所需的郵政交易。這種數位的門到門服務，由於避免了郵遞人員額外路線的需要並減少了CO2排放，因而具有可持續性。郵遞人員可直接在手持掃描器上接收訂單資訊，並查看客戶是否需要他寄送東西。這省去了其它沒必要的行程。
這款Order Pen透過物聯網的低頻無線電網路——LoRaWAN發送資料。這種開放的標準連接技術讓用戶利用其超遠距離的低功耗功能，並以低成本覆蓋數千公里——尤其是在難以到達的偏遠地區——部署可提供即時資料的LoRaWAN裝置，同時一次電池充電即可持續數年。
相較於其他大多數的技術，這款Order Pen僅在按下按鈕時才發送資料，而且每72小時發送一次，發送時間介於26ms和1.4s之間，具體情況取決於位置。這是讓Order Pen以一個電池運行多年的唯一方法。
雖然最初的產品是在2018年推出的，但該Order Pen迄今為止已經歷了幾次反覆運算。最新版本包括顯著降低成本，將電子元件完全整合到新的封裝中；最佳化韌體，以便延長電池壽命；以及改進天線，從而增加範圍。
這款Order Pen經證實不僅方便了消費者，而且對農村地區的人們的生計至關重要。如果在上午7:30之前下訂單，客戶可以在同一天獲得所要求的服務。如果在早上晚些時候下訂單，將會在下一個工作日收到服務。
這款Order Pen讓使用者無需登錄或輸入密碼，只需按下按鈕，即可輕鬆方便地進行郵政交易。
LoRaWAN實現隨需郵政服務
瑞士的國家郵政服務機構——瑞士郵政，承擔著提供國家郵政服務的關鍵服務任務，這意味著每天要向全國各地的市民遞送700萬封信件和50萬個包裹。雖然在小村莊和農村地區也有家庭，但瑞士郵政很難從經濟上支撐在這些地方設立實體郵局等分支機構。但是，由於瑞士的郵政服務法，無論地形如何，所有社區都必須可以使用瑞士郵政和郵政服務。
為了確保這種可達性，瑞士郵政與Miromico公司合作開發並部署了基於LoRaWAN標準運行的系統，讓居住在農村地區、難以獲得郵政服務的個人得以透過Order Pen，按下按鈕依需求訂購郵政服務。這款Order Pen還利用Semtech的LoRa元件為那些原本難以達到或完全無法到達的人協調隨需(on-deman)郵政服務。
為了使用該裝置，客戶只需將該Order Pen直接放在產品代碼圖示上(該圖示標識了是否需要提取信件或包裹)，然後按下按鈕掃描代碼即可。接著，訂單就會被發送到瑞士郵政雲端伺服器進行處理，然後透過瑞士電信的LoRaWAN網路(LPN)傳輸資料。
此外，合作夥伴還開發了一款智慧型手機app，作為訂購筆的替代品，提供給那些喜歡使用智慧型手機的人使用。
擴展LoRa/LoRaWAN網路覆蓋
Semtech的LoRa元件和全球LoRaWAN標準為希望利用物聯網的企業和個人提供靈活、可擴展且易於實施的遠端、低功耗無線解決方案。LoRa由於其可負擔、可擴展以及能以極低的功耗遠距離發送重要資料，對農村地區的人們特別有益，否則他們將無法獲得覆蓋或者連接。LoRaWAN填補了蜂巢式和Wi-Fi/Bluetooth LE網路的技術差距——這些網路需要高頻寬或會產生高功耗，或者範圍有限或無法穿透深層室內環境。
雖然瑞士郵政考慮開發自己的LoRaWAN網路，以便將資料從客戶的裝置遠端傳輸到瑞士郵政，但瑞士電信已在瑞士建立了一個全國性的LoRaWAN網路。瑞士郵政和瑞士電信已就擴大LoRaWAN網路覆蓋範圍以支援瑞士郵政的需求達成了協議。
得益於LoRaWAN特有的遠距離優勢，訂購筆可以從光學辨識碼收集資料並立即將資料傳輸到30英哩以外。訂購筆使用AES-128加密來確保使資料安全到達目的地。該系統允許個人使用訂購筆下訂單，而無需具有Wi-Fi或智慧型手機網路連接。此外，瑞士電信的LoRaWAN網路能夠覆蓋97%的瑞士人口。對於如此龐大的網路覆蓋範圍，瑞士電信在瑞士(41,000km2)僅部署了1,100個閘道。
未來應用潛力
迄今為止，瑞士已有超過100,000人收到了這種訂購筆，在家中即可訂購郵政服務——根據瑞士郵政關於在住家附近沒有郵局的地區為消費者提供服務的規定，瑞士共有約40萬戶家庭將有權獲得訂購筆。
該Order Pen是由合作夥伴Miromico專為瑞士郵政完全客製和開發的，它能以最低功耗運行並具有最佳天線性能。從設計的角度來看，這些裝置已針對最高使用者接受度進行了最佳化，同時保持低成本。
雖然這種訂購筆為消費者和企業最佳化了郵政服務，但該設計具有巨大的潛力，可以遠遠超出這個特定的郵政用例。現在，中小型企業也正在評估，使用該技術有效地訂購任何種類的物品，如外送披薩或辦公用品，並進而增強企業的供應鏈，使生產設施內的訂購和補貨流程自動化。
Miromico專為瑞士郵政客製開發Order Pen。
(參考原文：IoT Technology: The Path Forward for the Swiss Post，by Maurizio Di Paolo Emilio)
加入LINE@，最新消息一手掌握！
