多源能源收集在无人 wildlife 跟踪中的可行性研究
网络与互联网体系结构
2025-07-22 v1
摘要
长期野生动物跟踪是生物多样性监测的关键，但能源限制在动物标签上构成挑战，尤其是更换电池不仅不实际，而且需要定位、可能给动物镇静并进行处理。能源收集提供了可持续的替代方案，但大多数现有系统仅依赖单一能源来源，且通信技术受限于基础设施。本文提出一种结合太阳能和动力能源收集的能源中性系统，以实现野生动物的跟踪与监测。多源能源收集增加了总可用能源。独特的是，动力收集器同时作为运动代理，通过采样收集电流，实现无需专用传感器即可进行活动监测。我们的方案还确保与现有细胞基础设施兼容，使用窄带物联网（NB-IoT）。我们构建了在组件层面建模能源收集、存储和消耗的仿真框架。能源感知调度器根据实时能源可用性协调任务执行。我们在现实条件下评估了性能，比较了不同任务频率和电容容量。结果表明，我们的方法在保持能源中性操作的同时，显著提高了数据产出和可靠性，能够每两分钟获取GPS位置数据和动力收集数据，每小时通过NB-IoT传输这些结果。这些发现表明，无维护、环保的野生动物跟踪技术在偏远栖息地具有潜力，能够更有效地实现可扩展的野生动物监测。
引用
@article{arxiv.2507.14234,
title = {Feasibility of Energy Neutral Wildlife Tracking using Multi-Source Energy Harvesting},
author = {Samer Nasser and Henrique Duarte Moura and Dragan Subotic and Ritesh Kumar Singh and Maarten Weyn and Jeroen Famaey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.14234},
year = {2025}
}