秦嶺深處，有沒有人破壞森林？各種動(dòng)植物們情況怎么樣？這些都需要護(hù)林員頻繁巡山檢查才能獲知。
而最近，西北大學(xué)一科研團(tuán)隊(duì)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，正在研發(fā)一種專門用于監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境的“神秘盒子”，可監(jiān)測(cè)附近百米內(nèi)的影像、聲音、溫度和濕度，還可通過影像識(shí)別到底是哪一種動(dòng)物經(jīng)過。若此技術(shù)廣泛應(yīng)用，能大大減輕護(hù)林員工作量。
合作研發(fā)
利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控秦嶺生態(tài)環(huán)境
西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授郭松濤在近期出席秦嶺生態(tài)保護(hù)座談會(huì)時(shí)，介紹了這項(xiàng)技術(shù)在秦嶺野生動(dòng)物保護(hù)中的試驗(yàn)應(yīng)用。郭松濤從事秦嶺野生動(dòng)物保護(hù)研究十余年，4年前的一個(gè)合作項(xiàng)目，使他了解了西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)的研究。該團(tuán)隊(duì)成員陳曉江教授告訴他，現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，比如實(shí)時(shí)了解快遞運(yùn)到哪里;美國的麻省理工的科研團(tuán)隊(duì)可以隔著厚厚一堵墻，了解墻背后是否有人經(jīng)過。
物聯(lián)網(wǎng)是通過各種信息傳感網(wǎng)絡(luò)，如射頻識(shí)別(RFID)裝置、各種傳感器、GPS、激光掃描器等互連，并與因特網(wǎng)連接形成的一個(gè)超級(jí)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信息交換和通信。物聯(lián)網(wǎng)具有全面感知、可靠傳遞、智能處理的特征，通過物聯(lián)網(wǎng)，人類可用更加精細(xì)和動(dòng)態(tài)的方式管理生產(chǎn)和生活。
將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于秦嶺生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，進(jìn)而為野生動(dòng)物保護(hù)提供有效的數(shù)據(jù)支持，在國內(nèi)并不多見。兩個(gè)團(tuán)隊(duì)一拍即合，共同研發(fā)“物聯(lián)網(wǎng)野生動(dòng)物生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。
咋工作
通過射頻捕捉生命體識(shí)別位置和動(dòng)作
據(jù)介紹，這套系統(tǒng)由許多個(gè)煙盒大小的盒子(也叫節(jié)點(diǎn))組成，盒子里可根據(jù)監(jiān)測(cè)的需要安裝射頻識(shí)別(RFID)、視頻頭、光照、聲音、溫度、濕度、氣體等多種傳感器。
據(jù)物聯(lián)網(wǎng)團(tuán)隊(duì)王舉博士介紹，裝有射頻識(shí)別設(shè)備的小盒子可以敏感地捕捉到從附近經(jīng)過的生命體。其原理是，當(dāng)生命體，如人或野生動(dòng)物經(jīng)過盒子時(shí)，會(huì)對(duì)盒子發(fā)出的射頻信號(hào)造成干擾，利用這種干擾可以判斷是否有生命體從盒子旁邊經(jīng)過，識(shí)別生命體的位置和動(dòng)作。
而將這些盒子分散放置在一定范圍的樹林里，它們就能實(shí)時(shí)接收附近約一百米內(nèi)的溫度、濕度、光照、氣體、聲音和視頻等數(shù)據(jù)。在秦嶺山區(qū)，裝有攝像和聲音傳感裝置的小盒子可以監(jiān)測(cè)到野生動(dòng)物的圖像和聲音信息。
大數(shù)據(jù)
收集數(shù)據(jù)無線傳輸可分析野生動(dòng)物習(xí)性
這些數(shù)據(jù)通過盒子們的互相協(xié)作以無線的方式傳輸?shù)礁浇囊粋€(gè)太陽能基站，再由太陽能基站通過3G/4G或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到后臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。長此以往，通過收集秦嶺不同動(dòng)物的特征信息并建立數(shù)據(jù)庫，他們就可以通過監(jiān)測(cè)到的大數(shù)據(jù)分析猴子等野生動(dòng)物的習(xí)性。這樣不用人為去監(jiān)測(cè)，也不需要用數(shù)據(jù)線連接，一個(gè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境就可以在“千里之外”實(shí)時(shí)監(jiān)控。比如當(dāng)盒子發(fā)現(xiàn)有猴子經(jīng)過時(shí)，就會(huì)將捕捉到的猴子照片和聲音信息實(shí)時(shí)傳輸回千里之外的監(jiān)測(cè)中心，通過圖像等特征比對(duì)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)識(shí)別出猴子、狀態(tài)如何。
西北大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院門前的小樹林是該團(tuán)隊(duì)的一處實(shí)驗(yàn)基地。華商報(bào)記者日前在現(xiàn)場看到，這里的樹上都掛著用于傳感監(jiān)測(cè)的盒子，科研人員正在調(diào)試，團(tuán)隊(duì)研究室內(nèi)，專門的系統(tǒng)正在將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用的“信息”。
應(yīng)用推廣
未來或可實(shí)現(xiàn)動(dòng)物個(gè)體識(shí)別和行為追蹤
提起物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的好處，郭松濤介紹，首先是節(jié)約了大量的人力，目前在秦嶺地區(qū)駐扎著數(shù)千甚至上萬名護(hù)林員和保護(hù)區(qū)工作人員，他們要不定時(shí)上山巡查。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以大大降低人工勞動(dòng)，只需少量人員定期去維護(hù)裝置即可。其次是數(shù)據(jù)有效真實(shí)。三是數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)、長效和便利，不需要在裝置之間布線，實(shí)現(xiàn)智能感知，而且設(shè)備小巧，方便攜帶和安裝。
該研究團(tuán)隊(duì)目前已在秦嶺北麓和佛坪兩個(gè)區(qū)域部署了多個(gè)“盒子”，用于對(duì)金絲猴等野生動(dòng)物與環(huán)境的監(jiān)測(cè)。而動(dòng)物個(gè)體識(shí)別和行為追蹤等野生動(dòng)物保護(hù)所需的關(guān)鍵技術(shù)仍在研發(fā)過程中，真正要走向?qū)嵱煤蛷V泛應(yīng)用還需時(shí)日。