CN114279475B - 一种利用光传感器的生物体行为监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，在生物体的身体上装置第一光传感器，所述第一光传感器设置在仅当生物体处于活动状态时才暴露第一光传感器的身体位置，所述第一光传感器在生物体处于非活动状态时被生物体遮挡，收集第一光传感器监测到的信息分析得到生物体的行为活动。本发明所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，监测时所产生的数据量小，监测准确性高，无需进行大数据量的分析，劳动强度低，监测更加方便、简单，能直观的判断出生物体行为活动。
Description
技术领域
本发明涉及鸟类行为监测技术领域，尤其涉及一种利用光传感器的生物体行为监测方法。
背景技术
鸟类是生态系统的重要组成部分和众多生态过程的参与者，因此，研究鸟类是了解自然的重要一环。目前鸟类运动行为的监测主要包括卫星定位系统和远程无线传输技术。用户或科研人员将智能设备安装于鸟类等动物身上，智能设备通过卫星定位系统(如GPS)可以获取实时位置数据，智能设备中的加速度传感器可以获取不同方向上的加速度数据。然后这些数据通过卫星或手机网络等方式传回到数据服务器，下载服务器上传回的数据并进行数据分析从而推测鸟类行为。
卫星定位方法的缺点是数据量越多能耗越大，且没有办法持续工作，在鸟类某些特殊行为判定时准确度降低，如鸟类在低空飘荡过程中虽没有飞行但会产生速度，只依靠卫星定位的方法无法准确判定鸟类的状态。无线传输技术传回的数据量极大，需要具备很强的数据分析和数学建模能力才能将数据转换为鸟类的运动行为，劳动强度大，对人员的数据分析技能要求高，这是大多数生态学家和普通用户所不具备的，传统方式难以直观的呈现鸟类运动行为，资源和时间耗费严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种利用光传感器的生物体行为监测方法，解决目前技术中的传统的监测方式产生的数据量大，耗费资源大，需要进行大量数据的分析，难以直观呈现生物体运动行为的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种利用光传感器的生物体行为监测方法，在生物体的身体上装置第一光传感器，所述第一光传感器设置在仅当生物体处于活动状态时才暴露第一光传感器的身体位置，所述第一光传感器在生物体处于非活动状态时被生物体遮挡，收集第一光传感器监测到的信息分析得到生物体的行为活动。
进一步的，所述的生物体为鸟类，在鸟类翅膀下装置仅在鸟类翅膀张开时能接收光照的第一光传感器，所述的第一光传感器接收到光照时代表鸟类处于飞行状态，所述的第一光传感器未接收到光照时代表鸟类处于非飞行状态，收集第一光传感器监测到的信息分析得到鸟类的行为活动。通过设置在鸟类翅膀下的第一光传感器来监测鸟类的飞行行为活动，当鸟类处于非飞行状态时，翅膀处于收拢的状态，第一光传感器被翅膀遮挡无法接收到光照，鸟类在飞行时翅膀会张开，从而位于翅膀下的第一光传感器露出在外界环境中，光传感器接收到外界环境的光照，从而在鸟类处于非飞行状态和飞行状态时光传感器监测到的光信息是不同的，对光传感器监测到的光信息进行数据分析处理即可得到鸟类的飞行行为活动。
进一步的，在生物体的体表设置用于监测太阳起落的第二光传感器，利用第二光传感器监测光信号的有无来确定太阳升起和落下的具体时间，根据昼夜时间长度可得到生物所处位置的纬度，而根据日出时间与同天某具体位置的日出时间差即可换算出経度差从而得到所处位置的经度，实现间接定位的功能。
进一步的，所述的第二光传感器装置在生物体的背部、脚部、颈部和头部其中的一个或多个位置处，第二光传感器的重量应保证对生物体的压力和阻力可被忽略，不会影响生物体的所有行为。
进一步的，所述第一光传感器与微处理器连接，微处理器还连接有数据存储单元，所述的第一光传感器监测到的信息通过微处理器处理后传输给数据存储单元存储，捕获鸟类后从数据存储单元读取数据进行分析。采用此种方式的能耗低，无需向外界输送数据信息，降低智能终端的能耗，使得智能终端具有更长的续航时间。
进一步的，所述第一光传感器与微处理器连接，微处理器还连接有数据存储单元和通讯单元，所述的第一光传感器监测到的信息通过微处理器处理后传输给数据存储单元存储，并通过通讯单元传输给服务器，从服务器获取数据进行分析得到鸟类的行为活动，此种方式可远程实时的获得鸟类的飞行行为活动状况，获取监测到的信息更加及时，使用更加方便，无需捕获鸟类，不影响鸟类的正常活动。
进一步的，所述的通讯单元采用远程无线通讯或近场通讯的方式。
进一步的，所述的通讯单元将第一光传感器的信息转换为二进制信号传输给服务器，所述二进制信号的1代表生物体处于活动状态，0代表生物体处于非活动状态。光传感器是指能敏感由紫外光到红外光的光能量，并将光能量转换成电信号的器件，第一光传感器输出的电信号与接收到的光强度有关，第一光传感器输出的电信号较为复杂的，如果直接将第一光传感器的输出电信号进行远程无线传输，则传输的数据量较大，传输数据的能耗较大，本发明通过通讯单元第一光传感器输出的电信号转换为简单的二进制信号，从而减小传输的数据量，降低传输数据所需的能耗，提高续航能力。
进一步的，在生物体身体上还穿戴有环境传感器，结合环境传感器监测到的信息，能够更好的得知生物体在环境状况变化时会作出何种行为活动。
进一步的，所述的环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器其中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，监测时所产生的数据量小，监测准确性高，无需进行大数据量的分析，劳动强度低，监测更加方便、简单，能直观的判断出生物体行为活动。
附图说明
图1为利用光传感器的生物体行为监测方法实施例一的结构示意图；
图2为利用光传感器的生物体行为监测方法实施例二的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开的一种利用光传感器的生物体行为监测方法，监测时所产生的数据量小，降低传输数据量所需的能耗，生物体行为监测准确性高，无需进行大数据量的分析，劳动强度低，监测更加方便、简单，能直观的判断出生物体行为活动。
实施例一
如图1所示，一种利用光传感器的生物体行为监测方法，生物体为鸟类，主要为在鸟类翅膀下装置仅在鸟类翅膀张开时能接收光照的第一光传感器，利用光传感器对光的高灵敏度来对鸟类行为的监测，当鸟类处于非飞行状态时，翅膀处于收拢的状态，第一光传感器被翅膀遮挡无法接收到光照；鸟类在飞行时翅膀会张开，从而位于翅膀下的第一光传感器露出在外界环境中，光传感器接收到外界环境的光照。从而，第一光传感器接收到光照时代表鸟类处于飞行状态，第一光传感器未接收到光照时代表鸟类处于非飞行状态，收集第一光传感器监测到的信息通过数据分析即可得到鸟类的飞行行为活动。在降低能耗的基础上以提高鸟类行为的判定准确度，使用户更为直观的判定鸟类行为活动。
第一光传感器与微处理器连接，微处理器还连接有数据存储单元，所述的第一光传感器监测到的信息通过微处理器处理后传输给数据存储单元存储，捕获鸟类后从数据存储单元读取数据进行分析，此种方式的能耗低，续航寿命长，可长时间的监测鸟类的行为活动，在将鸟类捕捉到后再从智能终端读取信息通过数据分析得到鸟类的行为活动。
光传感器可根据具体应用场景采用不同材质，如轻质、防水、防潮、防腐、耐高温、密闭性好、生物友好性强等，智能终端与光传感器的重量应保证对鸟类的压力和阻力可被忽略，不会影响鸟类的所有行为活动。
还可在鸟类的体表设置始终能接收光照的用于监测太阳起落的第二光传感器，第二光传感器始终出外露的状态，即只要鸟类所处的环境亮度升高则第二光传感器就可接收到光照，第二光传感器可以装置在鸟类的背部、脚部、颈部和头部等位置处，可以是其中的一个或多个位置处，利用光信号的有无时间确定太阳升起和落下的具体时刻，根据昼夜时间长度可得到生物所处位置的纬度，而根据日出时间与同天某具体位置的日出时间差，可换算出经度差从而得到所处位置的经度，实现间接定位的功能。第二光传感器监测到的信息也传输到智能终端进行存储，在将鸟类捕捉到后再从智能终端读取第二光传感器监测到的信息。
在鸟类身体上还穿戴有环境传感器，所述的环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器、声音传感器其中的一种或多种。温度传感器、湿度传感器、雨量传感器可以实时的监测记录鸟类所处的环境状况，与从第一光传感器的信息分析得到的鸟类飞行行为活动像结合，可以得知在环境的温度、湿度发生变化以及晴雨变化时，鸟类的飞行行为活动会发生何种变化，可以得知鸟类的飞行行为活动与环境状况变化的密切关系；还可以通过声音传感器监测记录鸟类的叫声信息，可以对鸟类通过叫声的沟通、求偶等方面的行为活动进行良好的研究。同样的，环境传感器监测到的信息也传输到智能终端进行存储，在将鸟类捕捉到后再从智能终端读取环境传感器监测到的信息。
实施例二
如图2所示，实施例一的方式无法在线实时的了解鸟类的行为活动，因此，在本实施例中，第一光传感器与微处理器连接，微处理器还连接有数据存储单元和通讯单元，所述的第一光传感器监测到的信息通过微处理器处理后传输给数据存储单元存储，并通过通讯单元传输给服务器，从服务器获取数据进行分析。通讯单元采用远程无线通讯或近场通讯的方式，所述远程无线通讯方式包括GSM、GPRS、3G等通讯方式，所述近场通讯方式包括蓝牙、Wi-Fi技术或ZigBee技术等，稳定的将第一光传感器监测到的信息传输给服务器，分析服务器获得的信息得到鸟类的行为活动。此种方式可远程实时的获得鸟类的飞行行为活动状况，获取监测到的信息更加及时，使用更加方便，无需捕获鸟类，不影响鸟类的正常活动。
第一光传感器接收到光照后输出的电信号与接收到的光强度有关，第一光传感器输出的电信号较为复杂的，如果直接将第一光传感器的输出电信号进行远程无线传输，则传输的数据量较大，传输数据的能耗较大，不利于穿戴在鸟类身上的通讯单元、智能设备的续航，本发明将第一光传感器输出的电信号转换为简单的二进制信号传输给服务器，从而减小传输的数据量，降低传输数据所需的能耗。通讯单元内设置一个阈值，如果第一光传感器输出的电信号大于阈值则通讯单元输送出二进制信号1，所述二进制信号的1代表鸟类处于飞行状态；如果第一光传感器输出的电信号小于阈值则通讯单元输送出二进制信号0，所述二进制信号0代表鸟类处于非飞行状态，方便鸟类行为的直接监测和数据的整理。
第二光传感器、环境传感器监测到信息也通过通讯单元实时的无线传输给服务器，从而可以远程实时的获得鸟类的行为活动状况，获取监测到的信息更加及时，不会干涉鸟类的正常活动。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，在生物体的身体上装置第一光传感器，所述第一光传感器设置在仅当生物体处于活动状态时才暴露第一光传感器的身体位置，所述第一光传感器在生物体处于非活动状态时被生物体遮挡，收集第一光传感器监测到的信息分析得到生物体的行为活动，所述的生物体为鸟类，在鸟类翅膀下装置仅在鸟类翅膀张开时能接收光照的第一光传感器，所述的第一光传感器接收到光照时代表鸟类处于飞行状态，所述的第一光传感器未接收到光照时代表鸟类处于非飞行状态，收集第一光传感器监测到的信息分析得到鸟类的行为活动。
2.根据权利要求1所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，在生物体的体表设置用于监测太阳起落的第二光传感器。
3.根据权利要求2所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，所述的第二光传感器装置在生物体的背部、脚部、颈部和头部其中的一个或多个位置处。
4.根据权利要求1至3任一项所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，所述第一光传感器与微处理器连接，微处理器还连接有数据存储单元，所述的第一光传感器监测到的信息通过微处理器处理后传输给数据存储单元存储，捕获鸟类后从数据存储单元读取数据进行分析。
5.根据权利要求1至3任一项所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，所述第一光传感器与微处理器连接，微处理器还连接有数据存储单元和通讯单元，所述的第一光传感器监测到的信息通过微处理器处理后传输给数据存储单元存储，并通过通讯单元传输给服务器，从服务器获取数据进行分析。
6.根据权利要求5所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，所述的通讯单元采用远程无线通讯或近场通讯的方式。
7.根据权利要求5所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，所述的通讯单元将第一光传感器的信息转换为二进制信号传输给服务器，所述二进制信号的1代表生物体处于活动状态，0代表生物体处于非活动状态。
8.根据权利要求1至3任一项所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，在生物体身体上还穿戴有环境传感器。
9.根据权利要求8所述的利用光传感器的生物体行为监测方法，其特征在于，所述的环境传感器包括温度传感器、湿度传感器、雨量传感器其中的一种或多种。
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