【案例分析】超輕節能，基于nRF9160的野生動物追蹤器

Nordic半導體 2024-12-12 17:01

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NORDIC

概要

一家專業從事野生動物追蹤技術的銷售和咨詢、產品定制和大數據服務的領先高科技企業最新研發的野生動物追蹤器采用了 Nordic nRF9160 SiP 的精確位置監測和蜂窩連接功能。

nRF9160 的功能集和處理能力降低了追蹤器的物料清單和設計復雜性。
nRF9160 極小的尺寸和重量使跟蹤器的重量僅為 2.9 克。
nRF9160 使追蹤器能夠使用極小的電池長時間工作。
nRF Connect SDK 的強大功能可幫助企業開發應用，縮短整個產品開發周期。
Nordic 提供全面的參考設計資料和技術支持。

挑戰

野生動物追蹤技術面臨的挑戰在于如何制造出一種輕便的設備，既能長時間使用微小的電池，又能處理大量數據。傳統的設計技術依賴于射頻、微控制器和其他組件，這些組件會增加設備的尺寸、功耗和總體成本，因此不適合跟蹤小型或敏感物種。

該企業開始挑戰傳統設計，為全球需要野生動物追蹤設備的科研機構、保護區和國家公園提供最佳解決方案。

解決方案

經過廣泛的研究，該領先企業決定采用 Nordic Semiconductor 的 nRF9160 SiP 打造一款野生動物追蹤器。nRF9160 具有強大的處理能力和傳輸能力，可通過現有基礎設施和網絡向服務器收集數據。該 SiP 提供了大量的內部資源和處理能力，無需額外的組件。

Nordic nRF9160 將最新的低功耗 LTE-M 技術、先進的處理能力和安全性集成在一個緊湊、高度集成的系統級封裝 (SiP) 中。nRF9160 內置 Arm Cortex-M33 特定應用處理器、射頻前端 (RFFE) 和電源管理系統，是市場上最緊湊、最完整、最節能的蜂窩物聯網解決方案。

nRF9160 SiP 還具有獨特的尺寸、重量和能效組合。它使追蹤器實現了僅 2.9 克的超輕重量。這使得跟蹤重量小于 100 克的野生動物成為可能。

該款追蹤器采用軟包鋰電池供電，太陽能續航，設備根據電量動態調整數據采集頻率，同時通過蜂窩網絡將數據發送到數據中心。

跟蹤器具備 GPS 和北斗定位功能，可同步收集經度、緯度、速度、高度、航向、HDOP、VDOP、活動水平、體溫、設備電壓、ACC、ODBA 等多維數據。它每天可收集 1440 組定位數據和 12,000 組 ACC 數據。

該企業使用 Nordic 的 nRF Connect SDK 開發應用程序，大大縮短了產品開發周期。因此，從創意到首次生產僅用了三個月時間。

nRF Connect SDK 是一個可擴展的統一軟件開發工具包，用于構建基于 Nordic nRF52、nRF53、nRF70 和 nRF91 系列無線設備的產品。它為開發人員提供了一個可擴展的框架，用于為內存受限的設備構建尺寸優化的軟件，以及為更先進的設備和應用構建功能強大的復雜軟件。它將 Zephyr 實時操作系統與各種示例、應用協議、協議棧、庫和硬件驅動程序集成在一起。

此外，隨著計算機深度學習、智能音頻分析、智能語音識別等技術的快速發展，北歐機器學習技術使動物語言識別成為可能。這意味著野生動物音頻監測將迎來新的發展機遇。

結果

該追蹤器僅重 2.9 克，重量輕、壽命長、性能高，并且不會傷害被追蹤的動物。與此同時，該企業已經完成了一個擁有自己的服務器、PC 軟件和移動應用程序的全面解決方案。

此追蹤解決方案已被全球 300 多個科研團隊和管理單位采用。它已成功追蹤了 2 萬多個動物個體，采集了 8000 多萬條有效數據，對瀕危物種和特殊標記物種進行了監測。這些數據使野生動物資源的保護與管理、生物多樣性保護、航空鳥撞預警、疫情疫病研究以及棲息地環境保護和評估成為可能。

“Nordic nRF9160 使我們能夠設計出獨特的野生動物追蹤器，它提供了完美的尺寸、重量和超低功耗組合。Nordic 在我們的開發過程中提供了全面的參考設計資料、技術支持和快速響應。” 該企業技術總監表示。

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