利用Nano 33 BLE Sense板功能尾隨大象

描述

大象偷獵統(tǒng)計(jì)

非洲象分為兩個(gè)不同的物種：非洲叢林象，最普遍的物種，以及較小的非洲森林象。叢林象是世界上最大的陸生動(dòng)物。在兩種非洲象中，雄性和雌性都有象牙。這些是經(jīng)過改良的門牙，可以長(zhǎng)到幾十公斤，用于大象日常生活中的各種基本用途。這些象牙是象牙的重要來源，用于象牙飾品和珠寶。

在過去的 100 年里，偷獵、棲息地喪失和人類沖突導(dǎo)致非洲數(shù)百萬大象遭受毀滅性損失。

例如，在乍得的扎庫(kù)馬國(guó)家公園，由于偷獵，在短短八年內(nèi)，大象的數(shù)量從 4、300 頭驟降至 450 頭。

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硬件

建議的硬件（Packet'u'Tracker）利用了 Nano 33 BLE Sense 板的功能，因?yàn)榘遢d無數(shù)傳感器和對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的舒適支持，并結(jié)合了 BLE5.0。

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除了上述之外，Packet'u' 還結(jié)合了 SX1276-(IN867) LoRa 模塊、U-Blox NEO-6M GPS 接收器、FET 供電的振動(dòng)盤（hap-feed）以及用于 GPS 和 LoRa 的外部天線，通過 3x1/ 供電2 節(jié) AA 鋰亞硫酰氯原電池（非常適合此用途，如網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)中所述）。

硬件（原型在環(huán)）

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這個(gè)想法是將 Packet'u'Tracker 安裝在大象的尾巴上，這與傳統(tǒng)的頸部項(xiàng)圈不同。!!這個(gè)想法不應(yīng)該被誤判為硬件安全或動(dòng)物不適！

采用上述方法的主要原因是：較高的附著成本，輕微的持續(xù)負(fù)載，即使對(duì)于陸地上最大的動(dòng)物（想象一下在您的脖子上扛一塊磚頭十年：：正常的配重和腰帶數(shù)量超過10 公斤），動(dòng)物行為的最小輸入。

與之相反，該設(shè)備應(yīng)該更輕、更隱蔽并提供動(dòng)物行為分析的主動(dòng)方法。

通過將傳感器單元直接安裝在尾巴上，人們可以獲得行為洞察力，例如：大象對(duì)尾巴運(yùn)動(dòng)的控制程度非凡，當(dāng)大象的尾巴左右擺動(dòng)時(shí)，它會(huì)很高興。一旦尾巴變得僵硬，通常向一側(cè)伸出，這意味著大象很焦慮。在這一點(diǎn)上，它甚至可能開始從你身邊跑開，通常會(huì)在它的肩膀上旋轉(zhuǎn)以注視你，因?yàn)樗噲D逃跑。

上述事實(shí)可以與傳感器融合和機(jī)器學(xué)習(xí)模型結(jié)合使用，以預(yù)測(cè)遇險(xiǎn)模式或動(dòng)物行為。

Packet'u'的特點(diǎn)

• 獲取 GPS 定位/天（默認(rèn)）或 2 個(gè)定位定位（達(dá)到特定條件）。
• 廣播原始加速度計(jì)以及 Roll、Pitch 和 Yaw 值。
• 根據(jù)顏色傳感器 (APDS9960) 的值預(yù)測(cè)環(huán)境光水平。
• 已提供振動(dòng)盤（實(shí)驗(yàn)性）以確認(rèn)感官反饋（達(dá)到特定條件）。
• 廣播編程的大象 ID 和環(huán)境溫度值 (HTS221)。
• 如果目標(biāo)（裝備有 Packet'u' 的大象）達(dá)到地理圍欄的區(qū)域外限制，則參考并報(bào)告 LoRa RSSI 信號(hào)，以提供比較 GPS 位置。
• 如果目標(biāo)在指定的時(shí)間間隔內(nèi)保持零活動(dòng)，則通過振動(dòng)盤產(chǎn)生本地反饋以調(diào)用目標(biāo)的感覺反饋，如果失敗，則將緊急信標(biāo)與當(dāng)前位置、定位和附加信息一起發(fā)送到網(wǎng)關(guān)衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

并與網(wǎng)關(guān)建立 LoRa NLOS/LOS 鏈路。

網(wǎng)關(guān)的特點(diǎn)

• 使用 Raspberry Pi 3B+ 作為傳入 Packet'u' 信號(hào)的處理器。
• 基于 ESP32 的 14 通道（單獨(dú)）掃描 25-30m 半徑內(nèi)的 wifi 信號(hào)并記錄到 Wireshark 進(jìn)行后處理和分析。

由 Stefan Kremser aka Spacehuhn 編寫的 PacketMonitor32，（為了通過 SerialShark 腳本在 WinOS 上對(duì) Wireshark 的分叉支持進(jìn)行了輕微修改。）

• 基于 Realtek RTL2832 的軟件定義無線電與PiSDR OS （支持 Gpredict、rpitx、Soapy Remote、GNURadio 等功能）相結(jié)合，可用于捕獲和嗅探 RF 信號(hào)（針對(duì) GSM/CDMA 載波信號(hào)執(zhí)行的測(cè)試）以檢測(cè)人類存在于特定掃描區(qū)域內(nèi)。
• 通過專用的 STMicroelectronics B-L072Z-LRWAN（Helium Dev base board）與 Packet'u' 建立 LoRa 鏈接。

測(cè)試和構(gòu)建。

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Packet'u' [Nano33+SX1276+Vib.disc]

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Packet'u'(返回)[NEO-6M GPS Rx+ANT]

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設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)連接

1. 注冊(cè) Avnet IoT Connect。

2. 安裝 IoT Connect Python SDK（標(biāo)準(zhǔn)支持對(duì)稱密鑰和基于 x509 證書的 Azure iothub 身份驗(yàn)證），（用于 Raspberry Pi）推薦 Python 3(/2)。

3. Pi上電并登錄終端，進(jìn)入IoTConnect文件夾，使用pip3安裝iotconnect SDK

cd /boot/iotconnect-sdk-python-v2.0-1/iotconnect-sdk

pip3 安裝 iotconnect-sdk-2.0.tar.gz

4. 在 IoTConnect 中設(shè)置設(shè)備儀表板：

• 在 IoTConnect 儀表板中創(chuàng)建模板。設(shè)備 -> 模板 -> 創(chuàng)建模板。
• 填寫信息后保存模板。
• 創(chuàng)建屬性示例并保存。
• 創(chuàng)建雙屬性并保存。
• 在 IotConnect 儀表板中，轉(zhuǎn)到設(shè)備 -> 設(shè)備 -> 創(chuàng)建設(shè)備。
• 使唯一 ID 和顯示名稱對(duì)您來說是唯一的。選擇您的實(shí)體并選擇 Basic_1 模板。選擇保存。完畢。

5. 運(yùn)行 IoTConnect 示例（從 SDK 示例文件夾運(yùn)行example_py3.py或 firmware.py）。

python3./example_py3.py

6. 從 Company Profile 選項(xiàng)卡獲取 UniqueID 和 CPID。

7. 片刻之后，您將在 IoT Connect 儀表板中看到數(shù)據(jù)提示。此外，您還可以訪問 Twin Property 或根據(jù)要求創(chuàng)建自定義儀表板。

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- 此外，根據(jù)方便，我們還可以將設(shè)備數(shù)據(jù)通過管道傳輸?shù)?IBM Watson Cloud。

網(wǎng)關(guān)可能會(huì)哭..

ESP32 在附近傳輸可用的 WiFi 數(shù)據(jù)包。

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裝配無線電。

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展望 PiSDR 桌面 [SETI 風(fēng)格]！

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接收 Packet'u' 日志

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在 RPi 上運(yùn)行 Gpredict 和本地網(wǎng)絡(luò)嗅探器實(shí)例

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就在那里！（尋找載波信號(hào)峰值）

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結(jié)論

進(jìn)一步改進(jìn)硬件和（可能利用）Lacuna Network 和基于云卸載星歷的位置估計(jì)的能力仍然是實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想。