基于GPRS的野生动物远程监测系统设计

摘要：针对传统方法在监测野生动物时存在的一些问题，设计了一套野生动物的远程监测系统。该系统主要包括野生动物相关参数前端采集、处理及GPRS远程传输。主要介绍了系统的软硬件实现方案，并在软件部分阐述了前端微处理器中体温数据纠错功能，通过对环境温度和动物体温这两组温度数据的对比，实现了对动物偷猎行为的预警作用。
关键词：GPRS；数据纠错；预警；无线传输；远程监控

野生动物的生存与发展维系着整个生态系统的平衡与稳定，与人类的生存息息相关。野生动物监测的目的是实时收集野生动物相关数据，利用这些数据进行统计、分析，从而为野生动物的研究与保护提供重要的数据支持与决策信息。
然而，目前野生动物监测存在人与动物交叉感染、实时动态多参数监测困难等问题。大部分的人类传染病都源自于动物(例如SARS、AID S)，许多野生动物的疫病具有传染性，能够通过各种媒介互相传染，特别是研究人员在近距离研究野生动物时很容易被感染。野生动物的栖息、活动场所广阔且通常分布在深山密林之中，生存条件恶劣，监测人员难以实现动物的实时监测。为此，笔者从实际应用出发，以GPRS模块为核心，设计一种无线远程监测系统，用以检测野生动物的体温、运动量和环境温度，采集导数据经数据处理模块处理后，通过GPRS接入Internet进行远程传输、控制和管理。实验表明：GPRS数据传输网络在野生动物环境监测系统中完全适用。

1 总体设计方案
将该前端信号采集系统安装在动物身上，通过传感器群采集所需信息并传入微处理器，微处理器对各种信息整合打包之后定时发送给GPRS模块，启动GPRS模块接入Internet最终将信息送入网络监测中心。采用模块化设计思想，其整体结构主要包括前端信号采集调理模块、进行数据分析管理的控制处理模块、低电量报警模块以及进行无线传输的GPRS模块。其结构如图1所示。

传感器群中包含了两个温度传感器、加速度传感器等，温度传感器用于测量动物的体温及外界环境温度，当体温值与外界环境温度值接近时可以初步认定动物死亡，对于防止偷猎能起到一定的作用。

2 监测终端硬件设计
2．1 电源模块
采用12C5A60S2单片机和SIM300无线通信模块构成数据采集终端。外部输入电压为9 V，由于传感器及单片机工作电压为5 V，而SIM300模块工作电压为4．2 V，因此本系统需提供5 V及4．2 V电压。5 V电源可由7805芯片实现；而对于SIM300模块采用4．2 V供电，工作时要求电源最高输出电流必须达到2 A，因此采用MIC29302芯片，电路图分别如图2，图3所示。