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鸟类互联网:使用物联网追踪鸟类

    黎明打破了古代南非的一个洞穴系统。通过模糊的早晨眼睛,你看到前一天晚上在一场持续数天的不合时宜的暴雨中点燃的即将死去的余烬。你的肚子在咕咕叫——风暴把大多数动物送到了避难所,结果你已经好几天没吃东西了。您搜索可能已经清除和储存的任何水果或坚果,但一无所获。就在这时,洞口外巨大的翅膀扑腾的声响引起了你的注意。你发现一只刚降落的巨鹰正在调查你的营地,并迅速跑去寻找你信赖的长矛。你抓住它,但当你转向洞穴入口时,你意识到鹰已经飞走了。你诅咒你的运气并准备迎接艰难的一天觅食(或者,也许不知道鹰的意图,你算自己幸运)。
物联网
    自人类诞生以来,鸟类对任何希望追踪其活动的人来说都是一项巨大的挑战。它们体现了终极的移动自由——能够在瞬间移动数英里——因此,可能极难追踪。从追踪鸟类的活动可能是我们生存不可或缺的一部分以来,我们已经走了很长一段路,但我们仍然对编目它们的迁徙习性有很大的科学兴趣。但在这些时代,从新闻到商业甚至基本的政府服务,生活越来越多地发生在网上。因此(故意搁置鸟类不是真实的边缘阴谋论),我们将探索如何将一只鸟连接到互联网。
 
    一切都与重量有关
 
    鸟为什么能飞?答案当然是显而易见的:它们轻便且符合空气动力学。任何希望追踪鸟类(不会飞的品种除外)的物联网解决方案都需要极其轻便,以免干扰鸟类的自然翱翔能力。
 
    不幸的是,当谈到便携式物联网设备时,三个相互竞争的问题之间一直存在冲突:尺寸和重量、电池寿命和报告频率。创建功能齐全的物联网定位设备所需的几乎所有组件都非常轻便小巧。GPS、蓝牙、Wi-Fi和蜂窝芯片可以安装在比普通蜂窝电话更小的空间内。尽管技术在不断改进,但电池仍然是便携式电子产品增加重量的最大来源之一。一般来说,电池越大,它可以容纳的mAh(毫安时)越多,因此它可以运行的时间越长,消耗给定的能量。
 
    已经将重量确定为我们鸟类跟踪系统的主要关注点,我们仅限于重量最多只有几克的电池和使用蜂窝网络或其他广域网解决方案报告的设备。像这样的定位器可以在市场上买到,但无论是购买现成的设备还是我们自己设计设备,正确配置我们的设备以便以节能的方式报告是很重要的。此处可能的优化是不经常报告或在设备中包含一个加速度计,仅在最初检测到运动后报告固定时间段(换句话说,仅在鸟类飞行并再次着陆后报告位置)在一个新的位置)。如果鸟类在一天中相对频繁地移动,但在设备报告的时间每天都在同一地点附近徘徊,则第一种方法可能无法为我们提供所需的粒度。第二种方法可能会导致电池过早耗尽活跃的鸟。
 
    网状网络
 
    解决这个问题的一种开箱即用的方法可能是创建一种鸟类网状网络,类似于亚马逊的Sidewalk或Apple的FindMyNetwork。在这种情况下,定制设计的鸟类定位器设备可以使用低功率通信协议,如蓝牙。设备本身将无法直接与互联网通信。相反,他们将依赖于拥有第二个设备(如智能手机)的网络用户,该设备安装了应用程序并始终扫描鸟类定位器标签。如果其中一个用户的设备检测到鸟类定位器标签,它就可以通过互联网向受信任的物联网平台报告标签的位置。不幸的是,该解决方案在更多的农村地区失败,因为在更大的地理区域内,较少的用户会降低用户设备监视鸟类定位器标签的机会。
 
    不过,更传统的是,我们可能会从犹他州野生动物资源部的PeliTrack项目中汲取灵感,该项目使用太阳能GPS背包来监测鹈鹕在美国西部的长期迁徙模式。使用太阳能解决方案无需使用沉重的电池,并且几乎可以无限延长定位器的使用寿命——这是一个近乎完美的解决方案。
 
    如果没有犹他州的全面财政支持,我们可能很难负担得起最先进的太阳能设备。除非有一些神奇的新电池技术,否则我们可能会因为每个单元的电力耗尽而不得不一次观察我们的鸟两天。我们还有其他选择吗?是的!这是一个与观鸟本身一样古老的解决方案:条带。
 
    您可能会自言自语,“这就是我们正在谈论的物联网,没有电子元件的金属乐队怎么能在这里适应?”。嗯,物联网是将现实世界连接到在线世界,归根结底,即使是低技术解决方案也可以提供该网关。通过一个简单的智能手机应用程序,也许还可以在每个鸟带上添加一个小二维码,以提高志愿者研究人员的生活质量,我们可以将鸟带的做法带到互联网世界。这种方法将涉及在目标区域人道地用网套住鸟,然后在每只鸟被收集和重新释放时绑带或扫描并记录带二维码。虽然公认的劳动强度更大,但这种方法已在美国用于观察鸟类100多年。虽然表面上是一种低技术的解决方案,具有强大数据分析功能的物联网堆栈。

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