不让江豚消失 中科院携手阿里云IoT构建LoRa野保系统

　　【环球网科技综合报道】野生动物在不断消失，很多现实困难让我们无能为力。

　　长江江豚，已经处于极度濒危的状况。但由于其生活在水下，平均浮出水面只有0.81秒，传统装置无法定位、无法追踪，连活动范围和生活习性都不了解，又谈何保护。鲸类学研究保护，已经成为了全球性的技术难题。

　　中国科学院一些年轻的博士和工程师们，经过了近四年探索和研究，与阿里云IoT和四信通信科技携手，借助IoT平台、网络技术和F8L10D LoRa模组，终于研制了非侵入式江豚定位系统，实现了江豚保护的里程碑式突破。整个系统由三方协同研制的无侵入式江豚穿戴式LoRa信标、LoRa定位基站、江豚踪迹分析服务器组成，这也成为鲸类学研究未来最重要的发展方向之一。

　　结果令人欣慰，但过程却异常曲折。

　　困局

　　如何定位江豚的生活习性、活动范围是保护最重要的一步，这对于陆地上的生物很好实现，但对于主要在水下的江豚却难倒了全球的保护组织。

　　在定位技术上，此前野生保护领域主流都是采用卫星定位或者无线电定位，但是在水下无线电信号无法传输，只能利用江豚出水的时间进行信号定位。但这个出水时间只有0.81秒。而卫星定位和无线定位都需要2-3秒，无法捕捉江豚信息。

　　在跟踪装置上，传统的海洋鲸类动物进行定位和跟踪研究，采用金属飞镖射入动物体内(6-29cm)，采用倒刺等结构，使信标稳固。但问题来了，一是传统信标体积太大，无法在娇小的江豚身上应用。二是近年来科研人员发现信标并不会正常脱落，而是直接撕裂背鳍，从后脱落。2016年3月，美国一只罕见逆戟鲸死于卫星追踪器造成的感染。

　　转机

　　就在项目组一筹莫展之际，中科院水生生物研究所偶然间了解到由阿里云IoT提供的LoRa物联网技术，并由此研发了非侵入式江豚定位系统。

　　LoRa技术具有低功耗、长距离、开放组网等技术特性，要求最高可以达到10年以上电池寿命，通信芯片和网络需要做到超低功耗，相对于无线网络，单基站的覆盖范围提升数十倍。借助Lora物联网技术不仅可以瞬间完成链接，同时也能大大提高定位和跟踪的精度，更重要的是可以解决数据传输的限制。

　　整个系统由无侵入式江豚穿戴式LoRa信标、LoRa定位基站、以及江豚踪迹分析服务器组成。江豚身上的信标内置了四信F8L10D LoRa模组，四信极客在模组中移植完成了AliOS-things，处理器周期性地唤醒，并发出LoRa调制信号。由水域周边的4G LoRa网关F8916-L 采集，上报到服务器，由服务器计算出江豚的位置。

　　随着LoRa的应用，项目得以顺利实施。

研究成功

　　研究人员用了大量专业手段，小心翼翼的捕获了两只健康的江豚，并为其佩戴了无侵入式设备。

　　在将两头江豚释放，实验人员每天开船进行跟踪监测，均拍摄到两头动物一起活动，并且它们融入了周边的大群江豚群体。动物背负信标出水形态正常，游泳速度与周边动物无差异。直至16天后，跟踪实验圆满结束。

　　两只江豚同时浮出水面

　　22940分钟，100980次出水，这是第一次在野外环境下对长江江豚实行最长时间的安全跟踪!通过追踪，研究团队发现了江豚大量生活习性。

　　研究成果展示

　　江豚能不能进行江湖迁移行为？迁移的时间和路线是怎样？迁移的规模有多大？等谜团被逐个解开。这为如何划定长江流域的保护区，禁渔区，在江豚迁徙季节的线路上，如何不打扰其生活规律，作出了重要贡献。

　　最终，在2018杭州云栖大会上，该项目获得了阿里云IoT极客创新挑战赛亚军。目前，阿里云在持续探索IoT技术在非洲大象，四川保护区等更多野生动物保护项目上的应用。

　　江豚保护项目获得2018年阿里云IoT极客创新挑战赛亚军

　　在今年9月结束的杭州云栖大会上，阿里云IoT发布了可以上天入地的“LoRa天空物联网”，可实现地面40000米高空到地下20米的覆盖，在海洋、森林等人类难以到达的场景有很好的应用，支持更多的野生动保护、森林保护等业务。阿里云IoT的Link WAN平台，支持LoRa的自由部署，让LoRa像WiFi一样，满足企业的各种物联网需求。

　　中科院刘晓康博士也表示，未来将利用LoRa技术在消防、儿童保护等领域进行持续的探索与应用。