AviEar：一种基于物联网的低功耗鸟类声学监测办理方案
中英文论文标题[*]英文标题：AviEar: An IoT-based Low Power Solution for Acoustic Monitoring of Avian Species
[*]中文标题：AviEar：一种基于物联网的低功耗鸟类声学监测办理方案
作者信息
[*]作者：Ridhima Verma（IEEE学生会员）和 Suman Kumar
[*]作者单元：印度理工学院（IIT）Ropar，电气工程系，旁遮普140001
论文出处
[*]出处：IEEE SENSORS JOURNAL, VOL. XX, NO. XX, XXXX 2024
论文主要内容
摘要
[*]论文先容了AviEar，这是一款为监测鸟类物种而筹划的新型无线传感器节点。该装备结合了MEMS麦克风、超低功耗ARM Cortex MCU和存储单元，能够无缝集成声学数据记载、板上信号处理惩罚、存储和基于云的上传，以便于远程监测。
[*]体系的特点是在1.443秒内快速检测目标物种，通过及时选择性记载和传输框架，实现了长达2个月的运行时间。
[*]通过现场实行，AviEar能够以99.6%的准确度、95%的召回率和97.2%的F1分数提供鸟类声学数据，展示了其适用于可一连监测办理方案的能力。
引言
[*]论文讨论了鸟类在维持全球生物多样性中的关键作用，并强调了由于人类运动压力，如森林砍伐、偷猎和气候变化，鸟类数目的下降。
[*]传统的监测方法由于在功率效率和数据存储方面的限制而常常不足，因此提出了AviEar，一个基于物联网的办理方案，用于远程监测鸟类物种。
相干工作和动机
[*]论文回顾了早期的鸟类监测方法，如沙跟踪足迹、横断面调查和雾网捕获，这些方法劳动密集且缺乏一连数据捕获。
[*]讨论了现有的音频监测体系，如AudioMoth装备和Wildlife Acoustics Song Meter，并指出了它们的局限性，如高功耗、资本高和缺乏远程访问能力。
体系贡献
[*]提出了AviEar的筹划和开辟，这是一个低功耗无线传感器节点，用于声学监测鸟类物种。
[*]开辟的体系能够及时记载、处理惩罚和传输声学数据，可以摆设在偏远地域独立运行。
[*]提出了一种计算快速的目标物种特定算法，以减少功耗。
[*]通过现场实行，证明了体系在8 kHz采样率下可以流式传输鸟类音频丈量数据长达2个月。
[*]在农田中摆设AviEar进行鸟类啼声监测，并通过IoT平台验证了收集数据的全面性。
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提出的体系架构
[*]论文提供了AviEar的端到端架构概述，包罗其不同的子单元和互连。
[*]详细先容了AviEar的硬件实现，包罗体系芯片（SoC）、外围组件和电源控制及充电模块。
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体系实施
[*]论文详细阐明了AviEar的实施细节，包罗数据采集、检测算法的实现和数据检索机制。
实行设置和结果
[*]论文评估了AviEar体系的性能，通过在IIT Ropar校园丰富的鸟类环境中进行的现场实行。
[*]讨论了记载数据的有效性，并利用BirdNET API对不同鸟类啼声进行了分类。
功耗分析
[*]论文分析了AviEar的功耗，并与现有的音频记载单元进行了比较。
与现有技术的比较
[*]论文比较了AviEar与现有的基于边沿的鸟类声学监测体系，并讨论了其上风。
应用
[*]论文讨论了AviEar在生物多样性评估、迁移模式研究、远程监测和早期预警体系中的应用。
结论
[*]论文总结了AviEar的特点，包罗其在低功耗、资本效益和可靠的数据传输到云端方面的上风，并提出了将来的工作方向。
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