基于GPS和4G網絡的獵捕定位裝置

程超　許辛格　汪弘煒

摘 要 本裝置利用4G網絡通信、GPS定位、物聯網和自動控制等技術設計了一種獵捕定位裝置，該裝置可以實時檢測獵物是否被捕，為提高獵捕的效率提供了一定的參考價值。

關鍵詞 獵捕裝置 自動控制 4G網絡

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A

0引言

區域內某些野生動物的數量過多，就會破壞生態平衡，造成食物鏈崩潰，合理的狩獵是解決這一問題的有效手段。獵人首先在獵區設置陷阱，一段時間之后，需逐個檢查陷阱中是否有獵物落入。但獵取范圍大，陷阱多，這就導致了狩獵過程中往往耗時耗力而收獲甚微，也會出現國家保護動物被誤捕的情況。因此對于如何合理高效地狩獵引起了研究者的關注。本文設計的獵捕裝置可以實時檢測獵物是否進入陷阱。

1設計方法和原理

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，只留單側門可以開合，門直接與馬達連接。本裝置內有超聲波傳感器，當獵物進入時，電機就會轉動，卡在門上的扣子拔出，門快速關閉，將獵物關在籠中。此時通過4G網絡將GPS定位發送到獵人手機客戶端，及時獲取獵物被捕的情況。若捕捉到的是稀有保護動物，可及時發現并放生。

超聲波傳感器能檢測絕大多數物質，其檢測性能受環境條件的影響甚微。 主控板采用型號為ATmega2560 的單片機，此單片機的優點在于PWM信號可直接與外部設備相連，程序設計更方便，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后，控制整個裝置開始工作。繼電器通常應用于自動控制電路中，用較小的電流控制較大電流的一種“開關”，在電路中用于啟動馬達，本裝置采用的是減速馬達，該馬達不受振動、溫度、電磁、輻射等因素的影響，適用于野外，性能優越。

本裝置采用SIM868集成模塊實現通信功能。除支持短信、電話等常用功能外，還支持基站定位。利用中國移動打造的PaaS平臺實現設備的連接，為智能硬件提供完善的物聯網解決方案。

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，本項目涉及GPS及4G網絡通信部分，需要主控器對多個外部設備進行通信，共使用GPS通信，4G通信和監視調試三個串口。GPS坐標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，在主函數中，檢測到動物進入陷阱，裝置就會循環讀取坐標位置。OneNET平臺接收來自客服端的信息，本軟件中設置一個5秒中斷，在5秒內不停的獲取位置信息發送到OneNET上。本裝置只需提交位置和門狀態信息，使用HTTP協議，在需要通信的時候與OneNET端連接。我們根據OneNET的協議編寫了相關包文件函數。在OneNET中使用地圖位置服務，有專門固定的數據流要求，和門的數據流發送不一樣，所以還編寫了專門發送位置信息的數據發送函數。

2測試結果

該控制裝置的工作過程為：把裝置放于獵捕地點，檢測到獵物進入的信號，主控板控制繼電器閉合，馬達開始工作，單側門快速閉合，通過4G網絡將位置信息傳輸到手機客戶端。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，對該裝置進行了試驗測量。表1結果說明：在獵物未進入該裝置之前測量距離約為40厘米，當測到的距離為15厘米-30厘米之間時，代表有獵物進入該裝置。

3結束語

狩獵者可通過該裝置及時獲取獵物被捕的相關信息，不僅有效避免了傳統狩獵需要人為查看的情況，還為傳統狩獵中珍稀動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，遠程控制陷阱門的開啟功能等。

參考文獻

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