具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

还应理解的是，用语“包括”、“具有”、“包含”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可”表示本申请的一个或多个实施方式。并且，用语“示例性的”旨在指代示例或举例说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本申请公开了一种探测环境因素对动物导航行为影响的实验装置，该装置固定在迁徙中的动物身上，例如通过固定装置，例如环或带固定在动物身体上，或者植入动物皮下组织中，例如以芯片的方式。该装置用于采集并记录动物迁徙过程中的环境因素信息。通过对这些信息进行分析，找出影响动物导航的关键环境因素信息。

如图1所示，根据本申请的一个实施例，该实验装置包括环境探测传感器10、动物行为传感器20、信息记录模块30、中央处理模块40、时基模块50、通信模块60以及脱落装置70。以下对各模块进行详细描述。

环境探测传感器10用于探测动物迁徙过程中的环境因素，例如可以包括视觉传感器、温度传感器、盐度传感器、风向传感器、压力传感器及地磁传感器等。其中，

视觉传感器用于采集动物周围的环境图像，可以采用动态或静态采样，以记录动物迁徙过程中的视觉图像。

温度传感器用于记录动物迁徙过程中的环境温度。可选地，采用离散采样，采样周期与动物种类及其行为相关，范围可以从数小时至数十分钟。

盐度传感器用于记录动物迁徙过程中的盐度，主要适用于海洋动物，采样周期与动物种类及其行为相关，范围可以从数小时至数十分钟。或者，也可以采用定频采样方式。

风向传感器用于记录动物迁徙过程中的风向，主要适用于鸟类。可选地，可以采用实时采样，并记录明显风向转换时间和地点。

压力传感器用于记录动物迁徙环境中的空气压力或水压力。根据动物种类，压力传感器可以采用不同形式和量程的传感器。

地磁传感器用于记录动物迁徙环境中的地磁方向。可选地，可以采用定频率采样及记录采样数据。

本领域技术人员可以理解，上述传感器可以根据实际需要，例如动物种类、迁徙过程中的环境等进行选择。同时，除上述传感器外，根据具体需求，还可以增加其他的环境传感器，以检测与动物迁徙相关的环境因素参数。例如，对于鸟类实验，环境探测传感器包括视觉传感器、温度传感器、风向传感器；对应陆地动物实验，环境探测传感器包括视觉传感器、温度传感器、风向传感器、及地磁传感器；对于海洋动物实验，环境探测传感器包括视觉传感器、温度传感器、盐度传感器、压力传感器等。

动物行为传感器20用于探测迁徙运动过程中的动物行动姿态，例如行动的方向、速度等。例如，可以包括方向传感器、加速度传感器、地标方位模块等。

其中，

方向传感器用于探测动物前进的方向，以地理坐标为参照。

加速度传感器用于探测动物前进的速度、加速度，累加计算得到前进距离。其中，该传感器在XYZ三轴空间进行采样及记录采样数据。

地标方位模块，例如可以是北斗、GPS或其他定位模块，用于提供地理坐标，作为实验的参考坐标。

信息记录模块30用于存储所述环境探测传感器10及动物行为传感器20的采样信息。可选地，该信息记录模块30可以为微型存储卡，Micro SD卡，或者flash芯片等。

中央处理模块40与所述环境探测传感器10、动物行为传感器20连接，用于获取所述传感器的采样信息，并利用内嵌程序对所述采样信息进行预处理，例如滤波、去除干扰等，并将经过预处理的数据存储在所述信息记录模块30中。可选地，中央处理模块40可以采用嵌入式处理器，例如单片机等。

时基模块50与中央处理模块40连接，用于为信息采集及记录提供时间坐标。可选地，根据实验需要，可以采用相对时间或绝对时间。

本申请中，所述中央处理模块40根据时基模块50、地标方位模块的数据，将采集信息按照(T,P,D)形成存储数据结构，其中T表示信息采集的当前时刻，P表示信息采集的当前方位，D表示采集信息的数据。

通信模块60与中央处理模块40连接，用于将所述信息记录模块30中存储的数据通过无线传输以预定周期发送给服务器100。例如，以预定时间间隔将信息记录模块30中的数据发送给服务器，或者当信息记录模块30中的剩余存储空间小于预定值时，将数据发送给服务器。

此外，由于动物的行动轨迹难以准确确定，在某些区域可能无法始终保持较强的无线传输信号强度，因此所述通信模块60检测无线传输信号强度，在强度高于预定值时，将信息记录模块30中的数据发送给服务器。

可选地，通信模块60采用采用铱星通信或移动通信链路进行数据无线传输。

所述服务器100接收所述实验装置发送的数据，利用内置的分析算法进行分析，确定影响动物迁徙导航的环境因素。

由于动物行动轨迹具有不可预知性，在特定情况下，例如已收集的信息满足分析需要、电量即将耗尽、传感器发生损坏、无线传输信号持续微弱等情况，利用脱落装置70将实验装置从动物身上脱落，以便实验人员去检获。

所述脱落装置为微型机械装置，所述实验装置固定在该机械装置上，并通过该机械装置固定到动物身体的某个部位，例如脚环、项圈等。

或者也可以采用自然老化粘胶，将实验装置粘附动物身体的适当部位，在预定时间后，从动物身体上自然脱落。

为便于实验人员迅速找到实验装置，所述脱落装置70还包括信标71。该信标71可以为无线信号发生器，通过间歇性的发出无线电波，便于实验人员搜寻实验装置。

对于海洋动物实验，相应的实验装置能够提供一定的浮力，使实验装置从动物身体脱落后能够漂浮于水面。

本领域技术人员可以理解，该实验装置还包括电源，用于向各传感器、模块提供工作电压。该电源可以是一次电池，可充电电容，或者太阳能电池等。

在使用上述实验装置实施探测环境因素对动物导航行为影响的实验方法时，执行以下步骤：

(1)人工模拟实验

对于鸟类实验，将实验装置安装在无人飞行器上，进行升空飞行，验证装置的有效性。

对于海洋动物实验，将实验装置安装在耐压壳体内，加配重，利用人工牵引运动，验证装置的有效性。

所述有效性验证包括：

检测数据能否正确采样及记录，信息能否正确发送；

改变实验环境，检测改变是否得到了正确响应；

检测实验装置的有效运行时间，判断电池电量对运行时间的影响；

检测脱落装置的有效性以及信标工作状态。

(2)按照实验设计方案，捕获迁徙中的动物，把装置置于动物身上，放归自然，获取实验数据进行分析。

采用本申请公开的实验装置及方法，能够探测和研究环境因素对动物迁徙导航的影响，从而可以为仿效动物导航机制开发自主航行技术提供数据支持。

实施例：

本实施例以探测绿海龟为实验对象，探测洄游过程中对其有影响的环境因素。

实验装置的环境传感器由温度传感器，量程-10度至50度、盐度传感器，量程10％-40％、压力传感器,量程1米至100米、地磁传感器组成；

动物行为装置由3D加速度姿态传感器组成；

中央处理模块由MSP430单片机及外围电路制作；

通信链路采用铱星短信方式通信；

时基、信标和地理坐标信息采用微型GPS模块；

存储器采用电路板上焊接flash芯片；

后台服务器采用通用服务器。

实施方法：

(1)把实验装置沉入湖底，采用人工坐船牵引方式运动，验证实验装置有效性。

(2)把实验装置置于人工饲养的绿海龟体上，在人工养殖池范围内测试装置有效性。

(3)野捕准备洄游的绿海龟，固定实验装置，把绿海龟及实验装置放归捕获地，通过数据观测环境因素对绿海龟的影响。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本申请的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神，其均应涵盖在本申请请求保护的技术方案范围当中。