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利用Nano 33 BLE Sense板功能尾隨大象

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資料介紹

描述

大象偷獵統計

非洲象分為兩個不同的物種：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物。在兩種非洲象中，雄性和雌性都有象牙。這些是經過改良的門牙，可以長到幾十公斤，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致非洲數百萬大象遭受毀滅性損失。

例如，在乍得的扎庫馬國家公園，由于偷獵，在短短八年內，大象的數量從 4、300 頭驟降至 450 頭。

硬件

建議的硬件（Packet'u'Tracker）利用了 Nano 33 BLE Sense 板的功能，因為板載無數傳感器和對機器學習的舒適支持，并結合了 BLE5.0。

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

硬件（原型在環）

這個想法是將 Packet'u'Tracker 安裝在大象的尾巴上，這與傳統的頸部項圈不同。!!這個想法不應該被誤判為硬件安全或動物不適！

采用上述方法的主要原因是：較高的附著成本，輕微的持續負載，即使對于陸地上最大的動物（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量超過10 公斤），動物行為的最小輸入。

與之相反，該設備應該更輕、更隱蔽并提供動物行為分析的主動方法。

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：大象對尾巴運動的控制程度非凡，當大象的尾巴左右擺動時，它會很高興。一旦尾巴變得僵硬，通常向一側伸出，這意味著大象很焦慮。在這一點上，它甚至可能開始從你身邊跑開，通常會在它的肩膀上旋轉以注視你，因為它試圖逃跑。

上述事實可以與傳感器融合和機器學習模型結合使用，以預測遇險模式或動物行為。

Packet'u'的特點

獲取 GPS 定位/天（默認）或 2 個定位定位（達到特定條件）。
廣播原始加速度計以及 Roll、Pitch 和 Yaw 值。
根據顏色傳感器 (APDS9960) 的值預測環境光水平。
已提供振動盤（實驗性）以確認感官反饋（達到特定條件）。
廣播編程的大象 ID 和環境溫度值 (HTS221)。
如果目標（裝備有 Packet'u' 的大象）達到地理圍欄的區域外限制，則參考并報告 LoRa RSSI 信號，以提供比較 GPS 位置。
如果目標在指定的時間間隔內保持零活動，則通過振動盤產生本地反饋以調用目標的感覺反饋，如果失敗，則將緊急信標與當前位置、定位和附加信息一起發送到網關衛星數據。

并與網關建立 LoRa NLOS/LOS 鏈路。

網關的特點

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

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

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）相結合，可用于捕獲和嗅探 RF 信號（針對 GSM/CDMA 載波信號執行的測試）以檢測人類存在于特定掃描區域內。
通過專用的 STMicroelectronics B-L072Z-LRWAN（Helium Dev base board）與 Packet'u' 建立 LoRa 鏈接。