文 莫乃浩 北京市航天中學(xué)

攝影 李鳴鏑 北京市航天中學(xué)

基于北斗的藏羚羊監(jiān)測(cè)環(huán)及藏羚羊研究保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（節(jié)選）

文 莫乃浩 北京市航天中學(xué)

攝影 李鳴鏑 北京市航天中學(xué)

藏羚羊，是中國(guó)重要珍稀物種之一，它被稱為"可可西里的驕傲"。由于藏羚羊獨(dú)特的棲息環(huán)境和生活習(xí)性，目前全世界還沒(méi)有一個(gè)動(dòng)物園或其他地方人工飼養(yǎng)過(guò)藏羚羊，而對(duì)于這一物種的生活習(xí)性等有關(guān)的科學(xué)研究工作也開展甚少。

我利用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，結(jié)合當(dāng)今流行的可穿戴式傳感器，設(shè)計(jì)一款藏羚羊監(jiān)測(cè)環(huán)。對(duì)更好地保護(hù)藏羚羊種群具有非常重要的意義。

將監(jiān)測(cè)環(huán)固定在藏羚羊的耳朵上不容易丟失，便于接收太陽(yáng)能充電、發(fā)送信息。當(dāng)藏羚羊有特殊預(yù)警數(shù)據(jù)，比如生命健康數(shù)據(jù)異常時(shí)，自動(dòng)向平臺(tái)預(yù)警，平臺(tái)將數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接口發(fā)送至藏羚羊保護(hù)組織，提醒采取有效措施。每個(gè)月服務(wù)器會(huì)定期生成數(shù)據(jù)，制成表格后，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)接口自動(dòng)發(fā)送給藏羚羊研究組織。

基于學(xué)校老師提供的環(huán)境，我們對(duì)藏羚羊監(jiān)測(cè)環(huán)的部分功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性驗(yàn)證。

1.北斗實(shí)時(shí)定位實(shí)驗(yàn)

首先借助專業(yè)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備獲取北斗衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。

通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們確定北斗衛(wèi)星接收機(jī)可以提供給我們經(jīng)度、緯度、時(shí)間信息，作為藏羚羊遷徙的位置和時(shí)間記錄；還可以提供速度信息，判斷藏羚羊遷徙移動(dòng)的快慢。這些信息可以作為藏羚羊行走地方的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.北斗歷史數(shù)據(jù)軌跡回放實(shí)驗(yàn)

為了獲取藏羚羊遷徙的路線，我們需要獲得連續(xù)的位置信息。

我們?cè)趯W(xué)校校園里行走一圈，將連續(xù)獲得的北斗定位和時(shí)間數(shù)據(jù)記錄下來(lái)。當(dāng)完成運(yùn)動(dòng)記錄后，便形成了完整的行進(jìn)歷史路徑。

3.測(cè)脈搏感應(yīng)器實(shí)驗(yàn)

在老師的幫助下，我們從網(wǎng)上采購(gòu)了脈搏傳感器，將傳感器連入核心處理器，編寫好程序并燒錄到處理器中，上電運(yùn)行設(shè)備，將傳感器放在手指、耳垂等傳感器易于識(shí)別心跳的地方，底板上的LED燈便跟隨我的心跳節(jié)奏開始閃爍。

打開計(jì)算機(jī)，運(yùn)行專業(yè)的軟件，我的心率、心電圖信號(hào)便顯示出來(lái)了。這套傳感器可以放在項(xiàng)圈里，貼近藏羚羊的脖子脈搏的地方，實(shí)時(shí)測(cè)試藏羚羊的身體脈搏、心跳。

4.天氣模塊測(cè)試實(shí)驗(yàn)

我們通過(guò)這套設(shè)備驗(yàn)證可以實(shí)時(shí)關(guān)注藏羚羊遷徙途中的天氣溫度、濕度以及PM2.5的情況，了解藏羚羊的生活環(huán)境。方便科研人員和動(dòng)物保護(hù)人員了解藏羚羊的環(huán)境，為更好的保護(hù)藏羚羊政策的制定提供科研數(shù)據(jù)。

5.總結(jié)與展望

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，我對(duì)設(shè)計(jì)中的部分功能進(jìn)行了技術(shù)驗(yàn)證。證明這套設(shè)計(jì)技術(shù)原理基本可行,我覺(jué)得這個(gè)設(shè)計(jì)還有很多不足的地方，譬如監(jiān)測(cè)環(huán)的太陽(yáng)能板壞了，電池沒(méi)電怎么辦，而且不知道會(huì)不會(huì)被藏羚羊甩掉。我很高興，用學(xué)到的北斗衛(wèi)星相關(guān)知識(shí)，利用互聯(lián)網(wǎng)和先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備去研究保護(hù)我們的藏羚羊，希望未來(lái)有一天我的設(shè)計(jì)能夠得到應(yīng)用。（指導(dǎo)教師：李鳴鏑，吳巍蓀 北京市航天中學(xué)）

注：本文在刊登時(shí)，節(jié)選了部分有趣的內(nèi)容。有意參加第九屆“北斗杯”全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽的同學(xué)，請(qǐng)?jiān)谥笇?dǎo)老師的協(xié)助下按照參賽格式撰寫。