全面的 LoRaWAN 网络
Connected Conservation Foundation
保护区对于生物多样性、生计和气候稳定至关重要--然而，由于基础设施有限，60% 的非洲公园仍然是 "纸上公园"。
互联保护基金会（CCF）正在利用物联网（IoT）工具弥合这一差距，这些工具可提供实时数据以监测生态系统健康状况、及早发现威胁并增强社区能力。
自 2019 年在肯尼亚 Lewa 野生动物保护区进行试点以来，CCF 已与 Actility、思科和 EarthRanger 合作开发了大规模传感器生态系统。长距离广域网（LoRaWAN）网络现已覆盖肯尼亚、南非和乌干达的 1,000 万公顷土地，包括马赛马拉、察沃和北部牧场。35 个保护区的 1000 多个传感器和 131 个网关接入 EarthRanger，提供生态系统健康和威胁的全方位 360 度视图，支持团队跟踪资产、搭载传感器和应对危险。这种可扩展的技术堆栈可推动生物多样性保护行动、保护生计并支持全球 30x30 保护目标。
最后更新 10 Oct 2025
87 意见
自然科技奖
技术说明
在过去的八年中，基督教儿童基金及其合作伙伴率先将 LoRaWAN 技术应用于保护领域。该技术曾经是一种实验性技术，现在已成为保护区管理的重要工具，它可以远距离传输数据，提供来自各种传感器的实时见解，并为管理者提供 360° 的景观视角。
数据包括
- 野生动物追踪器（犀牛、狮子、鬣狗、大象）
- 护林员、飞机和车辆追踪器
- 牲畜追踪器
- 水坑水位传感器
- 河流流量监测器
- 柴油箱测量仪
- 雨量计
- 温度和土壤湿度监测器
以前，由于偏远地区的 IT 能力和资源有限，许多保护区难以采用和维持开源 LoRa 系统。需要一个全面、易用的数字生态系统来简化大规模部署并支持新兴用例。因此，CCF 提出了这样的问题：
我们该如何让现场团队能够高效地部署和维持物联网传感技术，从而节省时间、降低成本并最大限度地提高保护成果？
CCF 的答案是建立一个强大且易于使用的技术生态系统，旨在扩大规模。 该系统与实地合作伙伴合作，在保护区内以强大的社区主导方法开展工作，并与领先的技术合作伙伴一起实现以下功能：
- 监测环境和天气状况
- 追踪野生动物、牲畜、护林员和车辆
- 加强反盗猎工作和周边安全
- 支持运营监督和基础设施管理
Actility的ThingPark™网络服务器是该系统的核心，使野外团队能够更灵活地安装和管理传感器。通过正确的培训，团队现在可以进行诊断、排除故障、减少对外部供应商的依赖、降低成本并提高长期可持续性。
这一数字生态系统可提供
- 威胁预警系统
- 持续的生态系统和野生动物监测
- 以数据为驱动，增强当地社区管理自然资源的能力
用户受益于
- 由低成本、经过验证的传感器组成的技术注册中心
- 从全球资料库中更快地获取新传感器
- 网络漫游，保持跨地区和跨公园的连接
- 自定义隐私控制，以管理共享数据和本地数据
- 实时网络覆盖地图，可识别连接黑点
- 简化界面，允许现场团队自我管理操作
我们支持的每个站点都经过个性化的范围界定和规划流程--从安装到持续的技术支持，以确保技术驱动的保护工作具有弹性、适合目的并符合当地需求。我们与保护合作伙伴密切合作，在创新成果出现时对其进行整合，调整传感器网络，以应对特定地点面临的挑战并实现保护目标。
我们基于 LoRaWAN 的基础设施旨在产生长期影响，所有部署的硬件至少有 7 年的使用寿命。在此期间，所有许可和基础设施成本均由全额资助，而且坚固耐用的硬件使用市电供电，无需日常更换电池，进一步减少了对环境的影响。
为了进一步加强可持续性和减少对环境的危害，我们在部署模式中纳入了负责任的电子废物管理。破损或过时的设备可通过既定的制造商回收计划退还思科。我们还将于今年 6 月 25 日启动保护区技术人员培训计划，以增强这些现场团队的能力。这将增强当地员工诊断、维修和维护设备的能力，最大限度地减少关键设备的停机时间，减少浪费并延长每个系统的运行寿命。
此外，这一生态系统正在实现保护技术的民主化，使私营和社区保护机构能够开展合作、共享资源并加强长期战略规划。CCF 致力于使 LoRaWAN 解决方案具有包容性和可获得性，确保公平覆盖并加强整个非洲保护区的数字基础设施。
"如果保护技术可以自我管理，那么它就是成功的。它必须强大而简单，这样才能在当地得到维护、可持续发展并产生影响，"南非萨比沙自然保护区已故的恩德里-斯泰恩（Endri Steyn）说。"优秀的保护工具可以帮助我们迅速发现问题并做出反应，节省时间和金钱，让团队腾出手来开展其他重要活动"。
已部署该技术生态系统并产生影响的保护区：
- 肯尼亚马拉-塞伦盖蒂生态系统： 肯尼亚马拉-塞伦盖蒂生态系统是地球上最具标志性的野生动物保护区之一，CCF正在为LoRaWAN和传感器网络提供支持，使其能够深入了解大象的动向、牧场健康状况以及人类与野生动物之间的互动，从而帮助确保长期的生物多样性和牧民生计。
- 肯尼亚察沃东部和西部：LoRaWAN 用于监测野生动物走廊、跟踪大象和牲畜的动向以及加强人类与野生动物的共存。这一部署有助于及早发现威胁，并帮助减轻对主要迁徙路线的压力。
- 南非萨比沙自然保护区：车辆传感器跟踪整个保护区的移动情况，对闯入禁区的行为发出警报，从而改善最近重新引入的犀牛的安全行动。
- 肯尼亚北部牧场信托基金：LoRa 传感器在干旱期间跟踪牲畜和野生动物的动向，帮助管理水源，减少人类与野生动物的冲突。
- 肯尼亚 Loisaba：新迁入的犀牛安装了 LoRa 标签，肯尼亚野生动物管理局现在规定所有迁入的犀牛都必须安装 LoRa 标签。
- 南非马迪奎：传感器支持多种使用情况，包括鬣狗追踪、护林员巡逻、围栏完整性、大门出入、车辆移动和监测恢复工作。
- 肯尼亚安博塞利：大生命基金会正在将传统知识与 LoRaWAN 技术相结合，以加强 200 万英亩土地上的共存。在 390 多名马赛护林员的巡逻中，新的传感器将帮助追踪狮子和牲畜以减少冲突，监测降雨量和牧场健康状况，监督作物保护栅栏，支持 Chyulu 山的犀牛保护工作，并优化巡逻行动，从而增强野生动物安全和社区恢复能力。
捐助者和资金
Actility免费支持CCF的合作伙伴保护组织。Actility投入工程资源、SaaS云成本和平台资源来协助和排除故障。
思科过去曾通过捐赠 LoRaWan 物理网关为网络提供支持。思科最近已退役其 LoRaWan 产品。新网关由 Milesite、Tektelic 和 Rak 提供。
背景
应对的挑战
- 保护区管理效率低下：许多公园缺乏必要的数字和物理基础设施，无法进行有效的数据驱动管理，非洲 60% 的重要保护区被认定为 "纸上公园"，需要更好的基础设施和管理解决方案。
- 丛林肉类和犀牛偷猎危机：南非的保护区面临着无情的偷猎，2021 年偷猎事件不断增加，最终导致这种极度濒危物种遭受重大损失。
- 气候与资源冲突：北部牧场信托基金等地区面临严重的气候影响，如长期干旱、洪水和自然资源冲突。
- 护林员的安全：从事生物多样性和生态系统保护工作的护林员缺乏足够的通讯设备，只有 43.2% 的护林员能够持续使用通讯设备以确保安全。这妨碍了他们有效应对威胁和在遇到捕食者等其他离网紧急情况时保持安全的能力。
- 人类与野生动物的冲突不断升级
地点
肯尼亚
南非
乌干达
东非和南非
过程
过程概述
基于 LoRaWAN 的保护技术网络的发展经历了几个关键阶段。
在早期阶段，思科公司发挥了关键作用，向北部牧场信托基金会和卢瓦野生动物保护协会捐赠了 LoRa 网关、内部服务器和 LoRa 网络服务器 (LNS) 软件。虽然思科后来退出了 LoRaWAN 网关产品线，但现在网关是通过捐赠或向 Tektelic、RAK 和 Milesight 等供应商购买获得的。
随着该计划的发展，Actility 也加入了合作行列，通过提供 ThingPark™ Exchange 平台和软件即服务（SaaS）LoRa 网络服务器进一步加强了该网络。这些工具以及 Actility 产品组合中的其他服务将捐赠给选定的非政府组织合作伙伴，以帮助扩大保护工作的规模。
第一版 "互联保护 "物联网集成平台于 2019 年推出。该平台使用基于 JavaScript 的开源工具 Node-RED 上的少量定制流来解码来自网络服务器的 LoRaWAN 消息。这些解码后的信息在丰富了相关背景后，被转发到 EarthRanger--第一个接收数据并将其可视化的平台。
积木
筛选数据类型并继续扎根
Actility LoRaWAN物联网园区网络服务器网络服务器连接传感器、网关和终端用户应用，确保LoRaWAN网络数据路由的可靠和安全。它们与运行支持系统（或 OSS）一起，是控制整个 LoRaWAN 网络的大脑。
有利因素
- 从 LoRaWan 网关收集数据，并将这些来自现场传感器的数据传输到节点 Red，由节点 Red 将数据发送到 Earth Ranger（一款数据可视化软件）。
- 它可以通过培训实现自我管理。
- 易于复制。
- 可在内部或云端部署
经验教训
如今，Actility的物联网网络服务器支持131个带有CCF的LoRaWAN网关和近千个传感器，遍布35个社区和私人保护区。这些网络覆盖了肯尼亚马赛马拉、察沃和北牧场等标志性地貌，形成了覆盖近 1,000 万公顷土地的数字安全网。
包括肯尼亚野生动物管理局和乌干达野生动物管理局在内的政府机构已批准将 LoRaWan 方法推广到国家公园和社区土地。
将数据从现场传送到操作室
从土壤湿度和水位到动物迁徙和栖息地健康，来自传感器的数据通过思科 LoRaWAN 网关和 Actility 的 ThingPark™ 平台传输到中央操作室，EarthRanger 等平台在这里提供生态系统健康和威胁的全方位 360 度视图。在此之前，这些都是由思科公司捐赠的。
这些 LoRaWan 网关现在支持整个保护区的 800 多个物联网传感器。
有利因素
- 使用 LoRaWAN 时，数据通过无线方式传输到网关。网关监听相应的信号，并将其传输到连接到互联网的 LoRaWAN 网络服务器。
- 部署 LoRaWAN 网络比建立传统蜂窝系统更快、更方便。
- 运行所需的基础设施最少。无需架设电缆和连接电源线。网络设计和优化也得到了简化，因为只需一个网关，就能非常有效地覆盖更大的区域。
经验教训
- 长期可靠：网关坚固耐用，提供 7 年质保，让在恶劣和偏远条件下工作的保护区管理人员高枕无忧，确保运行安全。
- 崎岖地形中无与伦比的覆盖范围：LoRaWAN 技术在偏远和崎岖地形中的表现始终优于其他技术，可在蜂窝连接有限或不存在蜂窝连接的挑战性地形中提供广泛而可靠的覆盖。
- 无缝区域资产跟踪：该系统支持设备漫游，无需手动重新配置即可在不同区域不间断地跟踪资产--这是移动野生动物监测和保护设备的基本功能。
- 成本效益高：LoRaWAN 设备利用低成本、基于商品的硬件，并集成了标准无线电模块，从而大大降低了整体部署成本。与基于蜂窝或 Wi-Fi 的解决方案相比，这使得保护团队在经济上更容易获得广域传感器网络。
- 可扩展、可持续的替代方案：LoRaWAN 功耗低、距离远、对基础设施的需求最小，是卫星通信的可持续替代方案。即使在最偏僻的地方，它也能实现实时环境监测。
- 广泛采用，保护环境：在该合作伙伴关系之外，全国有 200 多个保护区正在使用 LoRaWAN 监控水、食物和栖息地健康等重要资源。这种日益广泛的应用有助于确保野生动物、生态系统和依赖它们的社区拥有一个充满活力的未来。
集中管理和控制数据
用于实时保护区管理的可视化平台，帮助管理人员做出与保护相关的明智运营决策。目前，用户社区正在分享最佳实践和创新理念，使 EarthRanger 的应用范围从大象保护扩展到野生动物、生态和社区应用等多个领域。
有利因素
基督教儿童基金与开发该软件的 AI2 团队建立了长期合作伙伴关系。
经验教训
- 数据从基于现场的硬件通过网络无缝流向 Earth Ranger
- 诊断信息是良好支持和维护的关键。
技术支持和培训
CCF 提供了一个整合景观级技术、培训和社区参与的整体数字生态系统，以推动有意义的变革，为实现GBF 目标 20 "加强生物多样性方面的能力建设、技术转让和科技合作 "做出贡献。
有利因素
保护区技术人员（PAT）培训项目于2025年6月启动，由基督教儿童基金（CCF）开发，旨在增强当地社区保护自然的能力。
这项量身定制的计划旨在培养实用、紧缺的技能，创造真正的机会--从初级技术人员到长期从事保护区内的领导和咨询工作。该课程与行业专家共同开发，以当地需求为基础，将实地实践培训与应用保护技术知识相结合。
学员毕业后将掌握支持和维护重要保护技术基础设施的就业技能。他们还将有机会获得 PAT 认证，并有机会获得全球认可的思科认证，从而在保护和技术领域获得更广阔的职业发展潜力。
通过对当地人才的投资，PAT 计划帮助社区在保护他们称之为家园的自然景观方面发挥主导作用。
经验教训
将对第一批学员的影响进行监测，重点是他们的职业历程和个人发展成果
社区参与
社区必须从收集的数据中获益，而我们确保他们能够获益。
我们支持北部牧场信托基金（NRT）社区保护机构与大生命基金会每季度举行一次数据分享会议，创建一个开放的论坛，让数据为合作决策提供信息。这包括城镇规划、土地使用战略和社区主导的保护举措。
通过分享对野生动物活动、环境状况和人类活动的见解，社区可以共同规划和平、安全和预防人类与野生动物冲突（HWC）。这些会议使保护机构有能力共同制定跨地貌的解决方案，加强跨境合作，确保数据在最需要的地方推动行动。
有利因素
对数据共享或隐私的控制。
经验教训
社区管理者得到授权和培训，通过不同的传感器收集数据，利用物联网网络将数据输入控制室和地球游侠。
影响
案例研究：北部牧场信托基金
改善和平与安全
来自护林员、车辆和野生动物传感器的数据正在帮助护林员监测和应对犀牛威胁，以防止偷猎、共享有关薄弱环节的信息、加强保护管理战略以及在保护区之间重新部署安全措施。
犀牛恢复
肯尼亚是世界上少数几个黑犀牛数量正在增加的地方之一。但在取得成功的同时，为这些极度濒危的物种建立安全、连通的牧场也迫在眉睫。该项目采用了创新方法来监测犀牛数量，并帮助拆除了保护区之间的围栏，为犀牛创造了更广阔、更连通的栖息地。
管理和核查自然资源
2022 年，东非发生特大干旱，草原、水源、当地食物和动物被一扫而空。NRT 在可持续管理自然资源、预防和减少人类与野生动物冲突方面面临巨大挑战。物联网网络支持牲畜和环境传感器的插件，以监测觅食条件、跟踪牲畜移动并观察威胁野生动物和当地人成功共存的水位。
"这个物联网解决方案改变了肯尼亚北部的保护工作。我们现在可以以前所未有的规模监控我们的保护区。
受益人
肯尼亚：北部牧场信托基金（22 个公园，包括塞拉公园）、Ol Jogi、Loisaba、Lewa 野生动物保护区、Borana、Tsavo、Amboseli、Masaai Mara
南非：萨比沙、拉帕拉拉、马迪奎、姆库塞山谷
乌干达基德波、默奇森瀑布、伊丽莎白女王瀑布
此外，请说明您的解决方案的扩展潜力。能否复制或扩展到其他地区或生态系统？
我们的解决方案具有很强的可扩展性，已经证明有能力在不同地区和生态系统中推广，直接促进实现以下全球生物多样性和可持续发展目标：
该计划于2019年在肯尼亚卢瓦野生动物保护区（Lewa Wildlife Conservancy）启动试点，随后在肯尼亚、南非和乌干达推广。Actility 的物联网网络服务器目前支持 35 个社区和私人保护区的 131 个 LoRaWAN 网关和近 1000 个传感器，覆盖面积近 1000 万公顷。这些数字网络可保护超过 35 种濒危物种，包括犀牛、大象和穿山甲，同时实现数据驱动的栖息地和安全管理。
该技术能够实时监测生物多样性、土地利用、水供应以及人类与野生动物的互动，帮助社区和保护区管理者更有效地规划和管理土地，减少生物多样性的丧失，从而支持《全球生物多样性框架》的目标 1。在环境退化地区，传感器数据可为有针对性的恢复工作提供信息，从而直接支持《全球生物多样性框架》目标 2。LoRaWAN 网络的可扩展性和经济性意味着这种模式可以迅速扩展，帮助保护更多的土地和生态系统，从而与GBF 目标 3 保持一致。
例如，在乌干达，基德波谷、默奇森瀑布和伊丽莎白女王国家公园的新部署目前正在加强反盗猎工作，协助探测陷阱，并支持社区以更可持续的方式管理自然资源。
这项工作还通过促进生态系统的可持续利用、阻止生物多样性的丧失以及提高当地管理和恢复退化栖息地的能力，推进了可持续发展目标 15--"土地上的生命"的实现。
目前有 200 多个保护区利用这项技术监测水位、土壤湿度和野生动物活动等关键指标，为人类和地球建立长期的恢复能力。
通过在一个共享的数字框架下将保护合作伙伴、社区和政府结合在一起，该倡议展示了公私合作的力量，倡导了可持续发展目标 17--合作实现目标。 这是一个可扩展的数据驱动模式，有助于确保野生动物、生态系统和保护它们的社区的健康。
全球生物多样性框架 (GBF)
GBF 目标 1 - 规划和管理所有区域，减少生物多样性损失
GBF 目标 2 - 恢复 30% 的退化生态系统
GBF 目标 3 - 保护 30% 的土地、水域和海洋
GBF 目标 4 - 阻止物种灭绝、保护遗传多样性并管理人类与野生动物的冲突
全球生物多样性框架》目标 8--最大限度地减少气候变化对生物多样性的影响并增强复原力
GBF 目标 11 - 恢复、维护和加强大自然对人类的贡献
全球生物多样性框架》目标 20：加强生物多样性方面的能力建设、技术转让和科技合作
可持续发展目标
可持续发展目标 4--优质教育
可持续发展目标 13--气候行动
可持续发展目标 16--和平、正义和强有力的机构
可持续发展目标 17--目标伙伴关系
故事
实施启用 LoRa 的犀牛追踪标签的实地合作伙伴
© David Chancellor
曾经濒临灭绝，现在又开始行动：肯尼亚黑犀牛的回归
- 创建 230 公里长的犀牛保护区--罗拉网络
- 21 - 新引进的犀牛
上世纪七八十年代，肯尼亚的黑犀牛几乎因偷猎而绝迹，濒临灭绝。但如今，在洛伊萨巴保护区的带领下，黑犀牛正在强势卷土重来。
肯尼亚的宏伟目标是到 2037 年将全国的黑犀牛数量恢复到 2,000 头。关键是什么？空间。犀牛需要在广阔、开阔、没有围栏的土地上漫步，在那里它们可以吃草、繁殖和过野外生活。在全国各地，保护区正在打破壁垒，拆除围栏，将支离破碎的牧场拼接成安全、相连的走廊。
2024 年，一个具有里程碑意义的时刻到来了。数十年来，犀牛首次踏上肯尼亚北部面积达 230 平方公里的洛伊萨巴保护区。它们的回归不仅标志着一个标志性物种的复兴，也使卢萨巴的 "五巨头 "更加完整，并掀起了生态旅游、创造就业和投资当地社区的新浪潮。
要确保它们茁壮成长，就必须提供最先进的支持。CCF与思科、Actility和卢萨巴熟练的护林员团队合作，为这些动物建立了一个数字安全网。通过先进的LoRa 网关、弹性云网络 和实时物联网集成，现在每头犀牛的动向都能通过 EarthRanger 进行追踪。这为护林员了解每头犀牛的健康、习性和安全提供了一个窗口，帮助他们更快地做出反应，更有效地提供保护。
