物联网、LoRa、5G和行为测量

物联网、LoRa、5G和行为测量

发布的 安德鲁总值 2020年7月2日星期四-阅读4分钟

当行为科学的先驱卡尔·冯·弗里施、康拉德·洛伦兹和尼科·丁伯根进行他们的研究并最终获得了1973年的诺贝尔奖时,他们可用的或多或少的工具就是笔记本和铅笔。后来,这类研究得到了摄像机和计算机辅助观察的补充66300亚洲必赢从Noldus)。

近年来,市场上出现了大量新型传感器,可以测量研究对象的各种信息,包括他们的体位、精细动作、生理机能、凝视、肌肉运动、大脑活动,以及葡萄糖和激素等化学物质的水平。与纯观测相比,传感器测量有三个主要优点;它们是完全客观的,它们节省了很多时间,它们可以测量你不能仅通过观察来测量的东西。

野外观察

用这种传感器进行测量有一个方面,直到最近,这意味着它们不如观测灵活;它们需要直接连接到计算机上,或者通过蓝牙或Zigbee等无线协议。在实践中,这意味着他们需要在几米之内的计算机。

丁伯根在《好奇的自然主义者》一书中描述了他的工作。在这里下载这本书读起来很吸引人。他花了数百个小时在不同的地方进行详细的观察,包括荷兰韦鲁威河的内陆沙丘和格陵兰岛恶劣的气候。即使在今天,这些地方也太遥远了,无法想到使用直接连接到计算机的传感器。

当然有一些变通办法;传感器可以将数据写入存储卡,存储卡可以定期检索,甚至还有专门(但昂贵)的卫星通道为这类数据保留。理论上,移动电话网络可以用于这类应用,但目前它们太耗能了,无法真正很好地用于长期传感器数据传输。

物联网

这个领域的游戏规则改变者是即将到来的物联网(IoT)的发展。在物联网中,不只是电脑和手机,其他各种设备都可以连接到互联网。目前的应用包括在桥梁上安装应变监测器,这样就可以持续监控桥梁,而不必等待下一次昂贵的人工检查;监测在家休养的病人的健康状况;向乘客提供列车人满为患的信息,这样他们就可以据此计划行程。

目前正在研究的未来应用将包括交通灯通知自动驾驶汽车它们正在变成红色,如果农民的奶牛没有达到最佳的健康或福利,就会自动通知农民。

罗拉装置

罗拉

目前正在改进的技术链中的一个环节是如何将信息从传感器传到互联网上。许多传感器只产生少量的数据,但它们可能离最近的计算机很远。特别针对这种场景,开发了LoRa协议。

LoRa是Long Range的缩写,它被设计用来发送少量字节的数据,最多一小时发送几次,最高可达10公里。该传感器通常由电池供电,成本低,设计寿命超过10年。典型的应用是水气计量和智能停车。在一些国家,可以从电信供应商处获得LoRa连接,但如果你知道自己在做什么,建立自己的LoRa网络也并不困难。

罗拉标志

全球定位系统(GPS)

这些规格意味着LoRa也可以适用于用于测量行为的某些类型的传感器。例如,在GenTORE项目Noldus”工程师已经将LoRa支持应用到GPS跟踪标签中,该标签专为奶牛等大型动物设计,内置太阳能电池板可以长期为其供电。

工程师们还在另一个项目中实现了这种解决方案的温度传感器原型,用于监测奶牛的健康状况,VetBioNet.在这种情况下,奶牛生活在一个安全的兽医生物控制的研究设施。如果不是因为LoRa的关系,科学家们将不得不穿着生物危害服,并进行去污染处理(这是一个非常耗时的麻烦),只是为了一个简单的任务,如测量动物的温度。在这种情况下,LoRa天线可以简单地连接到笔记本电脑上,这是一个非常实用的解决方案。

5克

Noldus与LoRa的合作表明,LoRa非常适合其预期目的;远距离传输低频数据。然而,一些传感器产生大量的数据,或者不丢失任何数据是非常重要的,或者可能需要实时通信。

一个典型的例子是与交通安全或危险环境中重型机械远程控制相关的应用。针对这些用途,5G正在开发中。5G通常被称为网络标准,它将为手机提供比目前的4G网络更快的互联网接入速度。它将使用多个频段,其中一些是手机通信的新频段(30至300 GHz)。

人们对新频率有一些担忧,但事实上它们已经被用于许多其他应用,包括机场安检扫描仪、汽车防碰撞雷达,以及连接当今的蜂窝基站。然而,除了高速互联网,5G还将包括非常健壮和快速(低延迟)连接到传感器和互联网的协议,这可能为未来提供有趣的可能性。但是,在未来的几年里,LoRa仍将是一个非常有吸引力的解决方案,用于传输由传感器获得的行为数据。









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VetBioNet由欧盟的Horizon 2020项目资助,项目编号为731014。

GenTORE项目由欧盟Horizon 2020研究计划资助,资助号为727213。

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