基于GPRS的野生動物遠程監測系統設計

摘要：針對傳統方法在監測野生動物時存在的一些問題，設計了一套野生動物的遠程監測系統。該系統主要包括野生動物相關參數前端采集、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，通過對環境溫度和動物體溫這兩組溫度數據的對比，實現了對動物偷獵行為的預警作用。
關鍵詞：GPRS；數據糾錯；預警；無線傳輸；遠程監控

野生動物的生存與發展維系著整個生態系統的平衡與穩定，與人類的生存息息相關。野生動物監測的目的是實時收集野生動物相關數據，利用這些數據進行統計、分析，從而為野生動物的研究與保護提供重要的數據支持與決策信息。
然而，目前野生動物監測存在人與動物交叉感染、實時動態多參數監測困難等問題。大部分的人類傳染病都源自于動物(例如SARS、AID S)，許多野生動物的疫病具有傳染性，能夠通過各種媒介互相傳染，特別是研究人員在近距離研究野生動物時很容易被感染。野生動物的棲息、活動場所廣闊且通常分布在深山密林之中，生存條件惡劣，監測人員難以實現動物的實時監測。為此，筆者從實際應用出發，以GPRS模塊為核心，設計一種無線遠程監測系統，用以檢測野生動物的體溫、運動量和環境溫度，采集導數據經數據處理模塊處理后，通過GPRS接入Internet進行遠程傳輸、控制和管理。實驗表明：GPRS數據傳輸網絡在野生動物環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物身上，通過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發送給GPRS模塊，啟動GPRS模塊接入Internet最終將信息送入網絡監測中心。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、進行數據分析管理的控制處理模塊、低電量報警模塊以及進行無線傳輸的GPRS模塊。其結構如圖1所示。

傳感器群中包含了兩個溫度傳感器、加速度傳感器等，溫度傳感器用于測量動物的體溫及外界環境溫度，當體溫值與外界環境溫度值接近時可以初步認定動物死亡，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無線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芯片實現；而對于SIM300模塊采用4．2 V供電，工作時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。