在生態(tài)學(xué)研究、生物多樣性監(jiān)測與野生動物保護領(lǐng)域,野外動物聲音識別儀通過捕捉與分析自然環(huán)境中的聲音信號,實現(xiàn)對鳥類、蛙類、昆蟲、哺乳動物等物種的非侵入式自動監(jiān)測。
野外動物聲音識別儀“聽聲辨物”的智慧,依賴于精密硬件與算法的深度融合。

1、高靈敏度麥克風(fēng)
采用全向性或定向電容麥克風(fēng),具備寬頻響范圍(20Hz-20kHz或更廣)與高信噪比,能清晰拾取微弱的動物鳴叫(如夜鶯啼鳴、蝙蝠超聲波)。部分設(shè)備集成防風(fēng)防雨罩,降低環(huán)境噪聲干擾,適應(yīng)復(fù)雜野外環(huán)境。
2、前置放大與濾波電路
麥克風(fēng)輸出的微弱信號經(jīng)低噪聲前置放大器增強后,通過模擬濾波器初步濾除電源干擾與超聲/次聲等無關(guān)頻段,提升信號質(zhì)量,為后續(xù)數(shù)字化處理奠定基礎(chǔ)。
3、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)
將模擬音頻信號以高采樣率(如44.1kHz、96kHz或更高)和高分辨率(16bit/24bit)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,確保聲音細節(jié)(如頻率、振幅、時序)被完整保留,滿足物種識別對音質(zhì)的嚴苛要求。
4、嵌入式處理器
內(nèi)置低功耗嵌入式處理器(如ARMCortex系列),運行輕量化機器學(xué)習(xí)模型,在設(shè)備端實時執(zhí)行聲音事件檢測(SoundEventDetection)與初步物種識別??蛇^濾無效噪聲(風(fēng)聲、雨聲),僅記錄或上傳疑似動物聲音片段,節(jié)省存儲與能耗。
5、大容量存儲與通信模塊
存儲:支持大容量SD卡(如128GB/256GB),可連續(xù)錄制數(shù)周至數(shù)月音頻數(shù)據(jù)。
通信:集成4G/5G、LoRa、NB-IoT或Wi-Fi模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程無線回傳,便于實時監(jiān)控與分析。部分設(shè)備支持GPS定位,記錄聲音發(fā)生位置。
6、環(huán)境傳感器(可選)
集成溫濕度傳感器、光照傳感器或氣壓計,同步采集環(huán)境參數(shù),為聲音數(shù)據(jù)提供時空上下文,輔助分析動物活動規(guī)律與環(huán)境關(guān)聯(lián)性。
7、電源系統(tǒng)
采用大容量鋰電池或太陽能充電板,配合低功耗設(shè)計,支持野外長期無人值守運行(數(shù)月甚至一年)。具備電源管理功能,可定時啟?;虬绰曇粲|發(fā)工作。
8、堅固外殼與防護設(shè)計
外殼為防水防塵(IP67/IP68)等級的工程塑料或金屬材質(zhì),耐高低溫(-20℃至+60℃)、抗紫外線,可隱蔽安裝于樹干、灌木或?qū)S弥Ъ苌?,抵御風(fēng)雨、蟲蟻與人為干擾。