程超　許辛格　汪弘煒

摘 要 本裝置利用4G網(wǎng)絡(luò)通信、GPS定位、物聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)控制等技術(shù)設(shè)計(jì)了一種獵捕定位裝置，該裝置可以實(shí)時(shí)檢測獵物是否被捕，為提高獵捕的效率提供了一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 獵捕裝置 自動(dòng)控制 4G網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

區(qū)域內(nèi)某些野生動(dòng)物的數(shù)量過多，就會(huì)破壞生態(tài)平衡，造成食物鏈崩潰，合理的狩獵是解決這一問題的有效手段。獵人首先在獵區(qū)設(shè)置陷阱，一段時(shí)間之后，需逐個(gè)檢查陷阱中是否有獵物落入。但獵取范圍大，陷阱多，這就導(dǎo)致了狩獵過程中往往耗時(shí)耗力而收獲甚微，也會(huì)出現(xiàn)國家保護(hù)動(dòng)物被誤捕的情況。因此對(duì)于如何合理高效地狩獵引起了研究者的關(guān)注。本文設(shè)計(jì)的獵捕裝置可以實(shí)時(shí)檢測獵物是否進(jìn)入陷阱。

1設(shè)計(jì)方法和原理

1.1獵捕定位裝置的硬件組成

獵捕定位裝置（如圖1）：用木材制作獵捕裝置的外殼，只留單側(cè)門可以開合，門直接與馬達(dá)連接。本裝置內(nèi)有超聲波傳感器，當(dāng)獵物進(jìn)入時(shí)，電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，卡在門上的扣子拔出，門快速關(guān)閉，將獵物關(guān)在籠中。此時(shí)通過4G網(wǎng)絡(luò)將GPS定位發(fā)送到獵人手機(jī)客戶端，及時(shí)獲取獵物被捕的情況。若捕捉到的是稀有保護(hù)動(dòng)物，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并放生。

超聲波傳感器能檢測絕大多數(shù)物質(zhì)，其檢測性能受環(huán)境條件的影響甚微。 主控板采用型號(hào)為ATmega2560 的單片機(jī)，此單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于PWM信號(hào)可直接與外部設(shè)備相連，程序設(shè)計(jì)更方便，外圍電路更簡化，成本更低。主控板在接收到超聲波傳感器的信號(hào)后，控制整個(gè)裝置開始工作。繼電器通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，用較小的電流控制較大電流的一種“開關(guān)”，在電路中用于啟動(dòng)馬達(dá)，本裝置采用的是減速馬達(dá)，該馬達(dá)不受振動(dòng)、溫度、電磁、輻射等因素的影響，適用于野外，性能優(yōu)越。

本裝置采用SIM868集成模塊實(shí)現(xiàn)通信功能。除支持短信、電話等常用功能外，還支持基站定位。利用中國移動(dòng)打造的PaaS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連接，為智能硬件提供完善的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。

1.2獵捕定位裝置的工作原理

客戶端的軟件部分采用Arduino IDE編程，本項(xiàng)目涉及GPS及4G網(wǎng)絡(luò)通信部分，需要主控器對(duì)多個(gè)外部設(shè)備進(jìn)行通信，共使用GPS通信，4G通信和監(jiān)視調(diào)試三個(gè)串口。GPS坐標(biāo)可以直接使用串口讀取解析出來，這里讀取和解析分別寫成了函數(shù)，在主函數(shù)中，檢測到動(dòng)物進(jìn)入陷阱，裝置就會(huì)循環(huán)讀取坐標(biāo)位置。OneNET平臺(tái)接收來自客服端的信息，本軟件中設(shè)置一個(gè)5秒中斷，在5秒內(nèi)不停的獲取位置信息發(fā)送到OneNET上。本裝置只需提交位置和門狀態(tài)信息，使用HTTP協(xié)議，在需要通信的時(shí)候與OneNET端連接。我們根據(jù)OneNET的協(xié)議編寫了相關(guān)包文件函數(shù)。在OneNET中使用地圖位置服務(wù)，有專門固定的數(shù)據(jù)流要求，和門的數(shù)據(jù)流發(fā)送不一樣，所以還編寫了專門發(fā)送位置信息的數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)。

2測試結(jié)果

該控制裝置的工作過程為：把裝置放于獵捕地點(diǎn)，檢測到獵物進(jìn)入的信號(hào)，主控板控制繼電器閉合，馬達(dá)開始工作，單側(cè)門快速閉合，通過4G網(wǎng)絡(luò)將位置信息傳輸?shù)绞謾C(jī)客戶端。超聲波傳感器起到了決定性的作用。為了檢測該裝置的靈敏度，對(duì)該裝置進(jìn)行了試驗(yàn)測量。表1結(jié)果說明：在獵物未進(jìn)入該裝置之前測量距離約為40厘米，當(dāng)測到的距離為15厘米-30厘米之間時(shí)，代表有獵物進(jìn)入該裝置。

3結(jié)束語

狩獵者可通過該裝置及時(shí)獲取獵物被捕的相關(guān)信息，不僅有效避免了傳統(tǒng)狩獵需要人為查看的情況，還為傳統(tǒng)狩獵中珍稀動(dòng)物的誤捕提供了一種解決手段。此裝置還有許多可研究的功能，如增加可視化功能，一鍵變色功能，遠(yuǎn)程控制陷阱門的開啟功能等。

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