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出版周期:半月刊
编辑出版:发展改革理论与实践杂志社
国内刊号:CN 44-1729/F
国际刊号:ISSN 1003-6709
邮发代号:46-123
开本:16开
语种:中文
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程超 许辛格 汪弘炜
摘 要 本装置利用4G网络通信、GPS定位、物联网和自动控制等技术设计了一种猎捕定位装置,该装置可以实时检测猎物是否被捕,为提高猎捕的效率提供了一定的参考价值。
关键词 猎捕装置 自动控制 4G网络
中图分类号:TN929.5 文献标识码:A
0引言
区域内某些野生动物的数量过多,就会破坏生态平衡,造成食物链崩溃,合理的狩猎是解决这一问题的有效手段。猎人首先在猎区设置陷阱,一段时间之后,需逐個检查陷阱中是否有猎物落入。但猎取范围大,陷阱多,这就导致了狩猎过程中往往耗时耗力而收获甚微,也会出现国家保护动物被误捕的情况。因此对于如何合理高效地狩猎引起了研究者的关注。本文设计的猎捕装置可以实时检测猎物是否进入陷阱。
1设计方法和原理
1.1猎捕定位装置的硬件组成
猎捕定位装置(如图1):用木材制作猎捕装置的外壳,只留单侧门可以开合,门直接与马达连接。本装置内有超声波传感器,当猎物进入时,电机就会转动,卡在门上的扣子拔出,门快速关闭,将猎物关在笼中。此时通过4G网络将GPS定位发送到猎人手机客户端,及时获取猎物被捕的情况。若捕捉到的是稀有保护动物,可及时发现并放生。
超声波传感器能检测绝大多数物质,其检测性能受环境条件的影响甚微。 主控板采用型号为ATmega2560 的单片机,此单片机的优点在于PWM信号可直接与外部设备相连,程序设计更方便,外围电路更简化,成本更低。主控板在接收到超声波传感器的信号后,控制整个装置开始工作。继电器通常应用于自动控制电路中,用较小的电流控制较大电流的一种“开关”,在电路中用于启动马达,本装置采用的是减速马达,该马达不受振动、温度、电磁、辐射等因素的影响,适用于野外,性能优越。
本装置采用SIM868集成模块实现通信功能。除支持短信、电话等常用功能外,还支持基站定位。利用中国移动打造的PaaS平台实现设备的连接,为智能硬件提供完善的物联网解决方案。
1.2猎捕定位装置的工作原理
客户端的软件部分采用Arduino IDE编程,本项目涉及GPS及4G网络通信部分,需要主控器对多个外部设备进行通信,共使用GPS通信,4G通信和监视调试三个串口。GPS坐标可以直接使用串口读取解析出来,这里读取和解析分别写成了函数,在主函数中,检测到动物进入陷阱,装置就会循环读取坐标位置。OneNET平台接收来自客服端的信息,本软件中设置一个5秒中断,在5秒内不停的获取位置信息发送到OneNET上。本装置只需提交位置和门状态信息,使用HTTP协议,在需要通信的时候与OneNET端连接。我们根据OneNET的协议编写了相关包文件函数。在OneNET中使用地图位置服务,有专门固定的数据流要求,和门的数据流发送不一样,所以还编写了专门发送位置信息的数据发送函数。
2测试结果
该控制装置的工作过程为:把装置放于猎捕地点,检测到猎物进入的信号,主控板控制继电器闭合,马达开始工作,单侧门快速闭合,通过4G网络将位置信息传输到手机客户端。超声波传感器起到了决定性的作用。为了检测该装置的灵敏度,对该装置进行了试验测量。表1结果说明:在猎物未进入该装置之前测量距离约为40厘米,当测到的距离为15厘米-30厘米之间时,代表有猎物进入该装置。
3结束语
狩猎者可通过该装置及时获取猎物被捕的相关信息,不仅有效避免了传统狩猎需要人为查看的情况,还为传统狩猎中珍稀动物的误捕提供了一种解决手段。此装置还有许多可研究的功能,如增加可视化功能,一键变色功能,远程控制陷阱门的开启功能等。
参考文献
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