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如何利用Sigfox实现智能喂鸟器的设计

科技观察员 来源:Maakni Kahina 作者:Maakni Kahina 2022-06-23 17:29 次阅读

连接鸟类喂食器的概念,能够在种子罐空了时发出警报并分析鸟类对它的使用。

背景

根据 CNRS 的一项研究,鸟类数量正在下降。这对生物多样性和生态系统来说是一个巨大的问题。这就是为什么帮助鸟类种群并收集有关其习惯和环境的数据很重要的原因。

我们项目的主要目标是在寒冷的冬天为鸟类提供一些帮助来养活自己。鸟儿一天中的大部分时间都在寻找食物,尤其是为了抵御寒冷。这并不容易!他们的能量需要保持体温,在食物资源减少的同时增加。

借助 Sigfox 技术,智能喂鸟器可以成为一种解决方案,该技术每小时发送一次信息。我们可以知道环境温度,喂食器中的种子数量,以及鸟类使用喂食器的统计数据。

智能喂鸟器可以放置在私人花园以及公园或自然保护区中。

技术细节

我们的喂食器提供它的位置、温度、种子的存在和鸟类使用的统计数据。

通讯模块

出于本项目的目的,我们使用 Arduino MKR FOX 1200 模块。该模块是一个集成了 Sigfox 通信模块和温度传感器的 Arduino 电子平台。借助 Sigfox 技术,可以以足够的精度定位馈线。

位置功能对于我们的项目了解馈线的位置很重要。位置提供管理一组馈线的能力,并具有填充空馈线的警报。此外,它可以为评估鸟类种群提供宝贵的信息。温度还将建立喂食器使用和气候条件之间的联系。

传感器

超声波传感器

超声波传感器将评估进料器的影响。有了这个传感器,我们可以评估鸡只对喂食器的使用情况。当它们吃东西时,鸟儿就在传感器前面。传感器定期测量以检测鸟类的存在。

LED光敏电阻

LED 和光敏电阻可以让我们知道馈线是否为空。

LED和光敏电阻放置在种子流动的进料器的对面。如果光敏电阻检测到 LED 的光,则馈线是空的。

pYYBAGK0MGKAHkoiAACB3gQIdxU946.png

温度传感器

温度传感器嵌入在 MKR FOX 1200 中。它提供有关馈线安装环境的信息。

位置传感器GPS

为了降低馈线的成本,我们使用了 Sigfox 技术的定位功能。也可以通过使用 GPS 模块进行更准确的定位。

馈线说明

喂食器使用 Fusion 360 建模并使用 3D 打印机打印。它由以下部分组成:

一个罐子,它是一个汽水瓶,被环包围以使其适应进料器结构(图中的黑色部分)。

主要喂食器部分,有两个鸟类栖息地。几个孔允许放置传感器并通过电线。(图中绿色)

安装距离传感器的盒子,安装在栖木的前面(图中橙色)

用于封闭传感器种子系统的盒子,安装在喂料器的侧面(图中的蓝色)

一个用于封装 sigfox 通信模块的盒子,位于馈线下方(图中黄色)

poYBAGK0MF6ALQiQAAgdY49hzF0800.png

电子方案

馈线有两个侧面。在下图中,您有一个带有两侧的面包板(一个在顶部,一个在底部)。距离传感器用于检测鸟类的存在。LED 和光敏电阻用于检测种子的存在,如前所述:LED 产生光,由光敏电阻检测。

如果馈线已满,种子会阻止光到达光敏电阻

如果馈线是空的,光会激活光敏电阻。

pYYBAGK0MFuAK6AbAALMCapf9M8991.png

沟通原则

我们使用 Sigfox 进行通信。

我们不需要一直发送数据。为了节省电量,我们每小时只发送一个报告,数据大小只有 4 个字节。有具体信息的反馈就足够了。

我们可以有很多喂食器。由于 Sigfox 网络的远程能力,我们可以创建一个非常大的馈线网络。

每个馈线都使用 Sigfox 发送数据。在 Sigfox 后端,我们将信息重定向到我们的服务器。我们的服务器包含一个数据库和一个网站来监控我们的馈线。

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界面

接口可在此地址获得http://grit.esiee-amiens.fr:8069/birdfeeder/layouts/index.php

我们目前只有一个喂鸟器,但可以添加许多其他喂鸟器。该接口可以支持并且已经设置为接收来自其他馈线的附加信息。

我们有一张地图,可以定位所有的喂鸟器。

pYYBAGK0MFGAAgxbAAL3f8i5ZjU446.png

我们可以单击一个图钉来查看有关馈线的信息。有种子水平、鸟类数量、温度,以及该饲养者最近 24 次报告的图表:

pYYBAGK0MEyAdkZ1AADQsjPy3J0485.png

我们还有一个包含所有馈线及其信息的列表。这是每个馈线的最新报告:

poYBAGK0MEiAV8NkAABu4eoMADs695.png

可能发展的额外功能

在项目的发展过程中你还可以添加许多需要的额外功能

我们可以添加一块太阳能电池板,使馈线更加自主和尊重环境。

我们还可以在给料机的支持中添加其他光传感器,以提高种子水平读数的准确性。

pYYBAGK0MESAGlcFAAODsLTR8EU981.png

有些鸟可能有识别芯片(例如 RFID)。向喂食器添加芯片阅读器将使我们能够跟踪鸟类并跟踪它们的活动。

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结论

将这个项目付诸实施让我们看到了 Sigfox 技术改善我们与自然和环境的关系的所有可能性。除了技术,这个项目让我们意识到我们生态系统的脆弱性。让我们希望它会带来真正的改变。

我们用我们的智能喂鸟器做了一些测试。我们的原型已经很实用了。这对我们的团队来说非常令人满意。这个项目可以改进,我们将在不久的将来继续努力。在这个项目中获得的技能可以在许多其他项目中重复使用。

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