基于GPRS的野生動(dòng)物遠程監測系統設計

摘要：針對傳統方法在監測野生動(dòng)物時(shí)存在的一些問(wèn)題，設計了一套野生動(dòng)物的遠程監測系統。該系統主要包括野生動(dòng)物相關(guān)參數前端采集、處理及GPRS遠程傳輸。主要介紹了系統的軟硬件實(shí)現方案，并在軟件部分闡述了前端微處理器中體溫數據糾錯功能，通過(guò)對環(huán)境溫度和動(dòng)物體溫這兩組溫度數據的對比，實(shí)現了對動(dòng)物偷獵行為的預警作用。
關(guān)鍵詞：GPRS；數據糾錯；預警；無(wú)線(xiàn)傳輸；遠程監控

野生動(dòng)物的生存與發(fā)展維系著(zhù)整個(gè)生態(tài)系統的平衡與穩定，與人類(lèi)的生存息息相關(guān)。野生動(dòng)物監測的目的是實(shí)時(shí)收集野生動(dòng)物相關(guān)數據，利用這些數據進(jìn)行統計、分析，從而為野生動(dòng)物的研究與保護提供重要的數據支持與決策信息。
然而，目前野生動(dòng)物監測存在人與動(dòng)物交叉感染、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)多參數監測困難等問(wèn)題。大部分的人類(lèi)傳染病都源自于動(dòng)物(例如SARS、AID S)，許多野生動(dòng)物的疫病具有傳染性，能夠通過(guò)各種媒介互相傳染，特別是研究人員在近距離研究野生動(dòng)物時(shí)很容易被感染。野生動(dòng)物的棲息、活動(dòng)場(chǎng)所廣闊且通常分布在深山密林之中，生存條件惡劣，監測人員難以實(shí)現動(dòng)物的實(shí)時(shí)監測。為此，筆者從實(shí)際應用出發(fā)，以GPRS模塊為核心，設計一種無(wú)線(xiàn)遠程監測系統，用以檢測野生動(dòng)物的體溫、運動(dòng)量和環(huán)境溫度，采集導數據經(jīng)數據處理模塊處理后，通過(guò)GPRS接入Internet進(jìn)行遠程傳輸、控制和管理。實(shí)驗表明：GPRS數據傳輸網(wǎng)絡(luò )在野生動(dòng)物環(huán)境監測系統中完全適用。

1 總體設計方案
將該前端信號采集系統安裝在動(dòng)物身上，通過(guò)傳感器群采集所需信息并傳入微處理器，微處理器對各種信息整合打包之后定時(shí)發(fā)送給GPRS模塊，啟動(dòng)GPRS模塊接入Internet最終將信息送入網(wǎng)絡(luò )監測中心。采用模塊化設計思想，其整體結構主要包括前端信號采集調理模塊、進(jìn)行數據分析管理的控制處理模塊、低電量報警模塊以及進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸的GPRS模塊。其結構如圖1所示。

傳感器群中包含了兩個(gè)溫度傳感器、加速度傳感器等，溫度傳感器用于測量動(dòng)物的體溫及外界環(huán)境溫度，當體溫值與外界環(huán)境溫度值接近時(shí)可以初步認定動(dòng)物死亡，對于防止偷獵能起到一定的作用。

2 監測終端硬件設計
2．1 電源模塊
采用12C5A60S2單片機和SIM300無(wú)線(xiàn)通信模塊構成數據采集終端。外部輸入電壓為9 V，由于傳感器及單片機工作電壓為5 V，而SIM300模塊工作電壓為4．2 V，因此本系統需提供5 V及4．2 V電壓。5 V電源可由7805芯片實(shí)現；而對于SIM300模塊采用4．2 V供電，工作時(shí)要求電源最高輸出電流必須達到2 A，因此采用MIC29302芯片，電路圖分別如圖2，圖3所示。