如何用AA电池进行远程野生动物监测

标准的 WiFi(2.4/5GHz)的覆盖范围可达 50 至 100 米。LoRa 能够覆盖一定距离，但其带宽太窄，无法传输 JPEG 图像。4G 在有信号覆盖的地方都能使用，但需要 SIM 卡以及每日重复计费的数据套餐，而一台每天拍摄 10 次照片的相机就需要这样的套餐。

WiFi HaLow(IEEE 802.11ah)在低于 1GHz 的频段内运行——在欧洲为 868MHz，在北美为 915MHz。其可视距离可达 1 公里，比标准 WiFi 更能穿透墙壁，而且仍基于 IP 协议，因此通过 TCP 进行 MQTT 通信是原生支持的，无需定制协议栈或应用层转换。

此版本采用了康思科技的 NE101 设备及其 WiFi HaLow 模块来进行野生动物监测：通过 PIR 传感器触发，采用电池供电，图像通过 MQTT 协议传输至人工智能工具栈。同样的硬件配置同样适用于农业田地监测、远程围栏安保或任何超出 WiFi 覆盖范围的户外部署场景。

硬件

NeoEyes NE101

NE101 是一款基于深度睡眠电源管理技术的 ESP32-S3 摄像头。其 HaLow 功能源自一款由 Quectel 生产的 FGH100M 模块(尺寸为 60×60 毫米，符合 IEEE 802.11ah 标准，已获得 CE/FCC 认证)，该模块可插入与 Cat.1 模块相同的主板插槽中——在野外无需工具即可更换。NE101 防水等级为 IP67，工作温度范围为 -20°C 至 50°C。

HaLowLink 网关

莫尔斯微公司生产的 Micro HaLowLink1 或 HaLowLink2 通过以太网与您的局域网相连，并将 1GHz 以下的链路与标准 IP 进行桥接。无需进行固件定制——它会注册相关的 NE101 设备，并透明地传递 MQTT 通信数据。

实际范围

实际范围很大程度上取决于环境：

户外，视线范围内：约 1 千米

室内或穿过墙壁：50 至 300 米，具体距离取决于场地情况。

茂密植被：大幅减少——在最终确定之前需核实其位置

系统架构

硬件设置

第 1 步 — 安装 HaLow 模块

将 FGH100M 模块插入 NE101 主板前端的插针插座中。该模块无需驱动程序——无需进行任何额外的安装步骤。

第 2 步 — 配置 HaLowLink 网关

•通过以太网将网关连接到您的局域网。

•登录管理界面(请参考《HaLowLink 用户指南》中的相关说明获取登录凭证)。

•设定频段：欧洲使用 868 兆赫，北美使用 915 兆赫。

•注意查看网关的 SSID(无线网络名称)。

•网关和 NE101 的频率必须一致。若频率不匹配，则意味着 NE101 在扫描过程中无法找到任何网络。

第 3 步 — 将 NE101 连接到 HaLow 网络

•按住 NE101 侧边按钮 2 到 3 秒钟，即可激活配置热点。

•连接到热点并打开 192.168.1.1 。

•点击“连接” → “WiFi HaLow”，选择您所在的地区，然后点击“刷新”。

•选择“HaLowLink”网络名称，输入密码，确认。

•验证：在网关管理页面中，NE101 显示出信号强度和频率信息。

MQTT 配置

配置 NE101 数据报告

在 NE101 网页用户界面中，点击“数据报告”并进行以下设置：

•Host：AI 工具栈服务器 IP

•端口：1883

•主题：ne101/野生动物

•QoS：QoS 0

•用户名/密码：若您的经纪人要求进行身份验证，请填写相关内容。

点击“保存”。

设置捕获触发器

在“捕获设置”中，选择您的触发模式：

计划安排：设定具体的每日活动时间——黎明和黄昏时段是野生动物活动的高峰期时段。

PIR 触发器：若将 PIR 传感器连接至 4 针插头，则启用“报警输入捕获”功能。

在人工智能工具栈中接收图像

订阅“ne101/wildlife”频道，进入“AI 工具栈”。每次更新都会发布以下内容：

“snapType”字段用于区分由 PIR(被动红外传感器)触发的拍摄与预先设定的拍摄——这对于从时间轴记录中筛选出动物活动事件非常有用。

在集成人工智能工具栈之前，为验证数据流，请将 MQTTX 连接到同一代理服务器，并订阅相应主题。数据包内容会出现在每个 NE101 的捕获记录中。

部署说明

部署位置：在开阔地带，高度限制为 1 千米。在植被茂密、树冠繁茂的环境中，应将高度设定为 100 至 300 米，并在确定门道位置之前先进行信号测试。

电池：在每天射击 10 发的情况下，标准的 4×AA 电池配置可使用 1.46 年。可选的 7.2 伏锂离子电池组在相同条件下可延长使用时间至 4.30 年——对于难以进行维护的场所，此配置值得考虑。该锂离子电池组并非默认配备;如需使用，请联系康思科技。

频率合规性：NE101 WiFi HaLow 版本在 868 MHz(欧洲)和 915 MHz(北美)频段均有供应。请根据您所在地区的具体要求选择相应的型号——使用错误的频段属于违规行为。

多个摄像头，一个网关：每个 NE101 都独立发布信息。通过主题字符串中的 MAC 地址(例如，ne101/D8:3B:DA:4D:10:2C)来区分同一代理服务器上的不同设备。

其他情况

相同的硬件可在多种户外监控应用场景中使用：

农田监测——定时捕捉，用于记录大面积农田的作物生长情况。每天拍摄 10 张照片，其 4.30 年的电池续航时间可超过大多数作物生长周期，无需进行维护保养。

工业周界监控——在工厂边缘、偏远变电站或管道检查点通过被动红外传感器触发的访问监控。具备 IP67 防尘防水等级和 -20°C 的工作温度，适用于恶劣的户外环境。

环境研究站——在无线信号覆盖缺失的地区安排图像拍摄，以记录栖息地情况

结论

NE101 和 HaLow 的组合部署起来非常简单：一个网关、MQTT 输出、标准的 JSON 信令包。需要提前考虑的限制因素是覆盖范围——1 公里的规格假设是在开阔地带。在实际部署中，应在永久安装之前通过信号测试来确认网关的放置位置。

该固件是完全开源的，而 MQTT 数据包是平台无关的。这里使用了 AI 工具栈，但同样的设置无需修改即可与 Home Assistant、Node-RED、AWS IoT 或任何支持 MQTT 的平台集成。

本文编译自hackster.io