打印版 电信0801胡凯 附件--野外求救与无线测向搜救系统.doc

北京信息科技大学毕 业 设 计（论文）附录题 目： 野外求救与无线测向搜救系统 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名：胡凯班级/学号 电信0801/ 2008010516指导老师/督导老师： 吴韶波 起止时间： 2012 年2月20日至2012 年6月15日 目录目录2附件1 开题报告3附件2 硬件原理图7附件3 计算机程序10附录3外文文献译文14附件4外文文献原文16附件1 开题报告附件1 开题报告野外求救与无线测向搜救系统开题报告班级（学号）：电信0801（2008010516） 姓名：胡凯指导老师 ：吴韶波1、 综述随着时代发展和生活水平的提高，野外自由活动越来越为人们接受。同时，如果在野外中，因为各种原因而导致的迷路，疾病等伤害，需要游客及时得到救助。但是，因为野外面积过大，丛林等覆盖，地理位置难以标识会大大地延缓救援，使旅客的生命财产收到威胁，是一个重大的隐患。随着科技的飞速进步，求救方式也呈现多元化，但是也有各自优缺点。野外遇险求救的方法包括：烟火信号，地对空信号，体示信号，旗语信号，声音信号，反光信号，地面标识信号，GPS求救等。烟火信号可以使施救者在远方发现求救者，但是要求是相对干燥的地区才行，在潮湿地区或是雨天难以生火，在树林茂密的丛林篝火反而容易引发大面积森林火灾使得求救者处境更加恶劣。地对空信号、体示信号、旗语信号、反光信号都需要有人从求救者上空或者周边通过才行，而且对视线要求比较高，如果遇到大雾之类恶劣天气使得能见度变得很低的状况时，这些方法难以成功的让施救者被发现。地面标识信号则是很好的求救方法，让施救者沿着求救者留下的信号搜索，但是如果没有搜索到求救者留下信号的区域，或是留下的信号找到动物或者天气破坏就难得到救助。早期无线电通信中，天线发射的电磁波传向四面八方。而朝通信方向以外辐射的电磁波都“浪费”掉了。为了节省电台功率，保证预定方向通信可靠，人们致力于研究电磁波的定向发射和定向接收。其中关键部分便是定向天线的研制。定向接收天线的研制和应用，为天线电测向奠定了基础，因为知道了电台所在的方向。正像新到一个城市，看过几个电视接收天线的指向后也就大致知道了该市电视台的方向一样。20世纪初，无线电测向的主要设备无线电测向仪投入使用，限于当时设备的体积和重量，还只能用于航海。二次世界大战中，德国研制成功小型测向仪装上飞机，利用伦敦广播电台的广播导航，完成了对伦敦的轰炸。战争中，交战双方竞相研制和改进机载测向设备，大大推进了测向技术的发展。近些年来，较为先进的助航仪器，如罗兰、奥米伽、雷达大量使用，它们同测向仪相比，具有操作简便、定位精度高的优点，逐渐在许多方面替代了测向设备。但是无线电测向仪也具有自己的优点：第一，结构简单，造价较低，工作可靠。第二，对发射电台没有特殊的要求。第三，到目前为止仍然是唯一能测定无线电发射台方向的一种设备。基于上述优点，无线电测向仪在目前仍得到普遍的重视，继续发挥着它无可替代的作用。在航海中，航海规范及有关国际公约中规定1600总吨以上的海船必须安装测向仪。因为在海上遇险救助中，测向仪有重要意义。各个拥有海岸线的国家都要在沿海专设监测台站。这些监测台站在接收到遇难者发出的紧急呼救信号“SOS”后，都有义务测定遇难者的位置，派船和飞机援救。除去导航和援救外，无线电测向还有另外的多种用途。反间谍斗争中，利用测向技术可以测出间谍电台的位置予以破获。在军事方面，它还是一种重要侦察工具，可测定敌方的电台位置，了解其配置和移动路线，从而掌握敌方的活动规律。许多国家的军队中都设有专门的无线电测向部队。在第二次世界大战末期，美国曾组织了一个大范围的无线电测向网，专门用于监测德军潜艇的行踪。只要潜艇升出水面进行无线电通信，就可以测出它的具体位置，命令反潜飞机前去轰炸。在无线电通信设备使用的管理中，人们使用无线电测向技术检测非法电台和违犯无线电管理法规的电台讯号来自何方。在生产上，可用于检查高压供电系统中的瓷瓶漏电。在科研工作中，无线电测向技术被用于雷电监测，探测雹云的形成及其运动。此外，无线电测向还可用于监测陆上动物及海上常浮出水面的动物的行踪。例如在四川卧龙自然保护区，中外科学家将微型发射机固定在大熊猫的颈部，通过测向掌握大熊猫活动的范围及“起居”，探索它在大自然中生活的奥秘。以上介绍，难免挂一漏万。但读者一定可以想像到，随着无线电测向知识的普及和无线电测向设备的小型化，无线电测向技术一定会在更多更广泛的领域内开花结果，为丰富人类生活和发展生产做出新的贡献。随着社会的不断发展，无线的优点已经逐步显现。如：无线通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制；无线通信可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便；无线通信可以迅速（数十分钟内）组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的；而有线通信则有地理的限制、较长的响应时间。无线通信在可靠性、可用性和抗毁性等方面超出了传统的有线通信方式，尤其在一些特殊的地理环境下，更能体现其优越性。随着无线技术的成熟，工业、医疗等行业也开始越来越多地使用2.4G通信，同时802.15.4、ZigBee以及Wi-Fi也得到更多的应用。无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波，它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽，通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。无线通信的应用已深入到人们生活和工作的各个方面，包括日常使用的手机、无线电话等，其中3G、WLAN、UWB、蓝牙、宽带卫星系统、数字电视都是21世纪最热门的无线通信技术的应用。因此，设计一个便携式求救装置是非常必要的。本题目主要目的是为了使野外游客遇险可以得到快速、高效、准确的救援而设计。此项题目基于各种考虑，通过运用无线收发功能的语音求救装置，在游客在遇到困难时，遇到危险的第一时间将自己的求救信号发出，救援中心可以通过无线测向原理快速准确的找到遇险游客，解救游客于危难之中。同时，该系统可以通过危险发生频率的统计出危险事故的高发区，为救援人员提供有效的参考数据资料，防患于未然。本课题设计是基于语音芯片存储语音信息，然后利用2.4GHZ国际通用免费频段的无线发射装置在一定范围内发射数据信息，再用无线测向原理定位接收求救信号。2、 研究内容野外求救与无线测向搜救系统包括发射和接收两个部分。发送部分要求利用语音芯片及单片机实现语音信号的采集，实现求救信息的录音以及实时语音采集，利用无线电发射模块在一定范围内发射。接收部分要求学习无线测向原理，将无线数据进行接收，并转换为语音输出，利用测向原理判断遇险者方位。研究内容：利用包含语音芯片的微控制单元（即单片机，MCU）实现语音信号的采集，实现求救信息的录音和实时语音的采集，利用无线发射装置发射出去，搜救中心使用无线接收器接收信号，其中采用了无线测向技术，方便定位求救者的位置，利用节省搜救时间，减少财力、人力消耗，最短时间内保障求救者的生命安全。系统功能：语音模块实现对求救内容录音，无线发射和接收模块采用2.4GHZ频段传送的是数字信号，利用无线测向原理将无线数据接收来测定求救信号的位置，并转换为语音输出。3、 实现方法及预期目标实施的初步方案：因为语音录制在20秒以上，频段2.4GHZ，节电等要求，初步选择语音芯片ISD1760，无线收发器芯片nRF24Le1。系统整体结构介绍：系统包括发射和接收两部分。如图1.1所示，野外无线求救装置有两图1.1 系统整体模型个语音模块，无线发射模块和无线接收模块组成。首先把语音信号通过语音模块录制并存储处理，再通过无线发射模块发射，当无线接收模块接收到语音信号后就会见语音信号发送给语音模块，经过语音模块处理后，转化为语音输出播放出来，接收部分要求无线测向原理，将无线数据进行接收，利用测向原理判断遇险者方位。实施的重点：利用语音芯片及单片机实现对语音信号的采集；无线测向定位所接收信号的位置；需要匹配电路把数据传输模块和语音芯片模块输出电压电流进行匹配。实施的难点及环境：设计的系统装置是野外使用，不能使用固定电源，须制作便携供电系统；设计的系统还必须体积小和省电。表1 2.4G系统通常的发送范围名称Wi-Fi蓝牙Zigbee传输速度11-54Mbps1Mbps100Kbps通信距离（直径）20-200米20-200米2-20米频段2.4GHZ2.4GHZ2.4GHZ安全性低高中等国际标准IEEE.802.11bIEEE.802.11gIEEE 802.15.1xIEEE 802.15.4功耗10-50mA20mA5mA成本$25$2-5$5主要应用无线上网、PC、PDA通信、汽车、IT多媒体、工业、医疗、教育等，应用广泛无线传感器（汽车轮胎）、医疗等4、 对进度的具体安排2012.2-2012.3 资料收集，开题，学习无线收发，测向原理，了解本设计应用背景2012.4-2012.5 野外求救与无线测向系统设计和实现，使用结果评价分析2012.6 论文撰写，论文修改，答辩附件1 开题报告5、 参考文献1熊开封，扶健华，孙利敏等.无线电测向理论与实践M .成都:西南交通大学出版社, 2011:2-215.2CS模式的公园求救管理系统EB/OL.(2012-1-29)2011-12/29. http:/ / html/qt/lw/20110519/6128.html.3童诗白，华成英.清华大学电子学教研组.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2001.4黄智伟.单片机无线收发集成电路原理与应用M.北京：人民邮电出版社,2005.5Andrea Goldsmith. Wireless communicationsM.北京：人民邮电出版社，2007.指导老师：(签署意见并签字) 年 月 日督导老师：(签署意见并签字) 年 月 日领导小组审查意见： 审查人签字： 年 月 日附件2 硬件原理图野外求救与无线测向搜救系统的系统模型如图2.1所示：图2.1 系统整体模型系统发射部分的框图见图2.2：图2.3是系统接收部分的框图：图3.2 接收部分模块框图ISD1760语音芯片模块的电路图如图2.3所示：图2.3 ISD1760语音芯片模块的电路图UTC4432无线透传模块的集成电路如下图2.4所示：图2.4 UTC4432无线透传模块的集成电路发送端中从单片机的5V转无线模块的3.3V的电路图如图2.5所示：图2.5 发送端的5v转3.3v降压的设计电路接收端中从无线模块的3.3v转单片机的5v的电路图如图2.6所示：图2.6 接收端的3.3v转5v的设计电路附件2 SPI转RS232程序附件3 计算机程序SPI转RS232程序SPI.c：/-函数声明，变量定义- #include #include sbit MISO =P00; / 将p0.0口模拟SPI输入 sbit MOSI=P01; / 将p0.2口模拟SPI输出 sbit SCLK =P02; / 将p0.3口模拟时钟输出 sbit SS=P03; / 将p0.4口模拟片选（低有效开启SPI接口） #define delayNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); /- / 函数名称： SPISendByte / 入口参数： ch / 函数功能： 发送一个字节 /- void SPISendByte(unsigned char ch) unsigned char idata n=8; / 向UTC4432上发送一位数据字节，共八位 SCLK = 1 ; /时钟置高 （空闲时必须拉高） SS = 0 ; /选择从机(片选，低有效，开启SPI接口) while(n-) delayNOP(); SCLK = 0 ; /时钟置低 if(ch&0x80) = 0x80) / 若要发送的数据最高位为1则发送位1 MOSI = 1; / 传送位1 else MOSI = 0; / 否则传送位0 delayNOP(); ch = ch1; / 数据左移一位 SCLK = 1 ; /时钟置高 /- / 函数名称： SPIreceiveByte / 返回接收的数据 / 函数功能： 接收一字节子程序 /- unsigned char SPIreceiveByte() unsigned char idata n=8; / 从MISO线上读取一上数据字节，共八位 unsigned char tdata; SCLK = 1; /时钟为高 SS = 0; /选择从机 while(n-) delayNOP(); SCLK = 0; /时钟为低 delayNOP(); tdata = tdata1; / 左移一位，或_crol_(temp,1) if(MISO = 1) tdata = tdata|0x01; / 若接收到的位为1，则数据的最后一位置1 else tdata = tdata&0xfe; / 否则数据的最后一位置0 SCLK =1; return(tdata); 附件3 外文文献译文附录3外文文献译文追踪两栖动物的技术：身上依附标签的作用和谐波定位法与无线电波遥测技术乔迪罗利J.L.,罗斯a .阿尔弗雷德摘要：在小环境中，为了获取信息，对于动物的活动范围和运动的远程追踪是非常必要的。谐波方向的研究发现可以用来追踪小动物，但其有效性还没有得到全面的分析。标签附件可以改变行为的两栖动物,这表明要么使用技术获得的数据可能是不可靠的。在实验室里提前五天通过观察12只青蛙和标记附件之后五天的继续观察，我们调查了影响外部标记的忠诚行为，并允许它们一个晚上来从控制中恢复正常。标签附件并不影响移动距离或移动的次数，说明标签的影响不太可能持续附件后的第一个晚上以下附件。然后，我们比较谐波定位法和无线电遥测技术收集到的数据字段。我们安装雨林流青蛙三种这两种类型的数据的标记，将近两周的白天和夜晚去定位它们，并比较不同技术之间的运动参数。在这一领域，在青蛙上使用谐波定位法，我们获得更少的方位，,但措施的运动和栖息地的使用不同技术之间没有显著差异。由于无线遥测技术能够定位动物更加一致,应该优先对足以扛起无线电标签的大型动物。如果谐波定位法是必要的,它可以生成可靠的数据,特别是对于定栖的物种。简介：空间行为和个体的运动模式的信息对于全面理解物种的生态是非常必要的。对于大多数的两栖物种，运动的模式和栖息地的使用是鲜为人知的，尤其是在远离繁殖地的栖息地。关于小环境、活动范围和物种运动中获取信息的使用最有价值的技术之一是在该领域进行远程跟踪个体。最常用的方法来跟踪两栖动物是无线电遥测技术，但这种技术遭受两最主要的缺点。首先，虽然无线电发射器的大小和重量随着时间的推移有明显下降的趋势，但是对于附着在小型物种或个体身上，它们还是太沉重的。当被套上和准备被依附在身上的最轻的商用发射器，重量大约0.7 g。如果动物应该携带不超过10%的体重(理查兹，辛斯齐和阿尔弗雷德，1994)的规则被遵循，随之而来的是最小的青蛙,可以将重达7 g无线电追踪。其他作者已经提出了一个更为保守的5%上限(肯沃德，1987；白色和嘉罗特；1990)；这将妨碍跟踪动物重量不到14 g。其次，电池寿命限制的时间跟踪，尤其是对最小的发射器(即i.e. 1 g)，在这种电池最多持续几周。 另一种方法来进行远程跟踪小动物是谐波定位器。谐波定位器是一个手持设备内含非线性导体可以散发出一种持续、未调制的信号的，正如二极管，可以反射原波长的两倍。谐波定位器检测反射讯号，和将其转换为可听范围信号。因此，如果一个谐波标签附加到研究的动物,其位置可以利用类似的技术正如使用的无线电遥测技术。到目前为止,谐波定位法已被应用在步行虫(马斯堪若尼和沃林，1986，沃林和埃克波姆，1988；霍克曼等人，1989；等人，1997)，蜗牛(等人，1997；简本汉和普拉切特，1998；斯金格和蒙特，2000；斯金格，帕里什和谢利，2004)，昆虫(罗兰等，1996；威廉姆斯，李和高；2004年)，蛇(韦伯和显宁，1997；英格斯托夫特，欧瓦斯卡和宏堪尼，1999)； 蟾蜍幼体(雷斯瓦和辛斯齐、2002、2005)和小雨蛙(佩利特等人2006年的研究)。相比无线电遥测技术，谐波定位法有三个主要优点。首先，因为谐波标记不需要电池，可以是非常轻量级(莱利等人，1998)，可应用于动物的小蜜蜂和蛾(罗兰等人，1996)。第二，它有较长的功能性的生活，因为它不依赖于一个电池电力。因此，只要标签依附在动物身上，它们还能保持工作。第三，当有一个高比率的标记损失，谐波标签是有用，它可以被极其廉价(朗齐德和阿尔弗雷德,2002)地制造。然而，这些技术有几个缺点。或许其中最明显的是，反射的信号从所有的标记是一样的，所以，个人必须确定标记的动物在他们曾经发现另一种方式。这是一个特殊的问题，当使用谐波定位法检测青蛙的位置，但是不能直观地定位。进一步，探测范围通常远远短于无线电遥测技术(即数十公尺与数百米；朗基德和阿尔弗雷德,2002)。这可能是在崎岖或植被密集的野外地点尤其如此，因为岩石地形可以反射两个信号探测器或标记发射的信号，并且植被吸收无线电波(自然,2005)。 无论技术，一个主要的的跟踪假设是追踪装置上面的标签没有影响动物的行为(理查兹，斯辛齐和阿尔弗雷德，1994年)。这种假设是难以测试，因为它往往是不可能收集类似行为信息从控制个人领域。一直以来，大量的试图评估追踪设备的影响行为上的小动物，如鸟类、蝙蝠和鱼，但这些研究的结果喜忧参半。然而，一些作者发现跟踪设备的标签没有可察觉的效果(阿等人，1991；奥地利和投手，1997；鲍威尔等，1998)，其他人已经发现了关于行动行为的显著效果(杰斯曼和纳吉布利哲；1988年，布什，2003)。尽管在野外跟踪两栖动物变得日益广泛，在两栖动物的追踪装置标签的效果在很大程度上仍是个未知数。朗基德和阿尔福德(2002)证明了在第一晚上被安装上附件，成年的雨蛙的活跃水平受到身上附件上的标签后的影响，但是，标签的潜在长期影响在无尾目类动物的行为上仍未被知晓。我们的研究有两个目标。首先，为了确定是否朗基德和阿尔福德(2002)坚持说，在第一个晚上的标记附件检测到的活跃水平的变化，而使用相同的模型类型。其次，为了比较无线电波遥测技术和谐波定位法，依照不同方位的比例、移动的测量和在野外栖息地搜集数据，使用两种方法在不同的个体的三种雨林青蛙。材料与方法：关于移动的追踪设备附件的影响成人雨蛙(参见下一个部分)在田间被捕获，在捕获的当天，朗基德和阿尔福德(2002)返回实验室，并立即放入一个270 130 130厘米的小动物玻璃培育箱子。它们被允许去适应24小时,然后它们的行为被拍到一个半小时在1930到2200小时之间大约五夜。然后它们从玻璃容器移出来，一个被校准到它们身体重量的5%的标签被安装到身上。标签是使用锗二极管(40 V 50mA 锗探测器，设备号是1N60；7毫米长2毫米直径)来构造，并且通过弹性腰带固定在青蛙的身上。天线都是采用不锈钢丝和13厘米长。在一个开放的研究场所，经过漫长的系列的反复试验研究，天线长度才被决定下来。我们所选择的长度,给予我们最大的探测范围，但是追踪两栖动物不妨碍雨蛙的移动。关于标签装备更详细的细节可以看朗基德和阿尔福德(2002)的论文。在被返回到玻璃容器时，青蛙被允许去适应该标记大约24小时的存在。然后，在接下来的五个晚上(晚上8 - 12)他们的行为被录像。我们能够同时进行在两只青蛙身上的实验，我们对它进行六次重复，总共九个雄性青蛙和三个雌性青蛙。因为我们完成了六次的暂时的复制，任何外部因素引起的在青蛙的行为上的暂时变异似乎不大可能，例如实验室温度的细微变化，或者月相的影响，可能和我们实验处理的结果混淆；任何这样的影响应该作为噪声数据出现。分析了录像带下面的方法和阿尔福德和朗基德(2002)，并总结了行为是移动距离(cm)和次数的移动，总计在晚上2-6(标签之前附件)和晚上8-12(在标记附件)。变化非常大的数据和原始数据则强烈偏斜，所以我们把这两个变量来log10(X + 1)分析之前。我们分析了对于每个人来说8 - 12和2 - 6天之间的差异，使用配对差异测试。技术的对比研究在五个地点进行，所有都在澳大利亚的昆士兰北部的热带雨林；生日溪，帕尔马国家森林，丹舌溪,一条不知名的小河在塔利瀑布保护区里,一个不知名的小溪吉玛国家森林公园和法国人小溪,卧如龙国家公园。所有地点相对于热带森林溪流是未被扰乱的。河溪床是岩石组成的,从小卵石大石头(直径超过10M)。所有的溪流包含急流和水潭，此外，大多数地点中包含若干小(约1 - 3米高)的瀑布。两项调查，一个在旱季五月-九月)和一个在潮湿季节(十月-四月)，在每个地点上进行，除了生日溪,只有一个雨季进行调查。调查持续了大约16天。在调查中，三种种类的青蛙被追踪：石溪蛙（见下文)，绿色眼树蛙，瀑布青蛙。所有三个物种是大中小型雨林青蛙，(被追踪的青蛙身长范围从42 - 64 mm和体重在6-29 g)，并展示雌性比雄性更大的二态性。最近，雨蛙物种的群类的分类法已被修改(唐纳兰和麦昂尼，2004)。两个物种，l . jungguy和l . wilcoxii,出现在该地区的sympatry,可能在形态上难以区分(唐纳兰和麦昂尼，2004)。因此，我们仍然把他们称为雨蛙物种。追踪青蛙使用到无线电遥测技术或谐波定位法。只有青蛙重量超过11 g，则通过无线电遥测技术。无线电发射台模型BD-2N和BD-2NT，(Holohil系统有限公司,加拿大安大略省)；它们的重量大约0.67 g包括装具模块、电池寿命约为3周。这个装具模块是一个腰带由硅橡胶细管管材、与外部的直径1毫米。在附件上管材被削减，以便它包围了青蛙的腰部，一个细棉线绑在青蛙身上保证设备的稳固，多余的线材然后被削减。当设备被正确安装在青蛙身上，这种依附方法最大限度地减少限制青蛙运动,和不产生局部发炎。如果青蛙不能被重新安置设备当研究结束的时候,最终棉就会断掉，导致身上的背着的设备脱落。青蛙太小以至于不能被无线电波追踪，一些大型的青蛙则可以用谐波定位方法来追踪。正如在实验室，谐波标签被建立在相同的规则当中，但是用硅胶带来绑在青蛙身上。这个装置重约0.27 g。当我们想直观地定位青蛙时候，天线被涂上两种色彩来允许个体识别。这两种类型的跟踪装置被安装在原地，并且释放青蛙不到五分钟后，它们就被抓到。青蛙穿着跟踪设备，没有携带装具模块和标签，重量超过6%的身体总重量。通过使用Telonics TR-4跟踪接收器(湿季2004只)或习惯的研究HR2500鱼鹰甚高频接收器来追踪安装了三元素折叠天线(A.F. Antronics,白色希斯,美国伊利诺斯)的无线电发射设备的青蛙。青蛙装有谐波标签被追踪到的使用RECCO R5收发机(RECCO救援系统,Liding吗?瑞典)。这个系统包括一个手持空中和相关电子设备,作为传输器和接收器。最大探测距离的谐波标签是40米(Langkilde和阿尔弗雷德,2002)。在每一天(0700 - 1900),一次每夜(1900 - 0700)在每次调查的时期，我们试图确定每只青蛙的位置。当使用无线电遥测技术时,我们开始追踪每只青蛙最后被发现的位置。如果在这一点上没有信号可被检测到，我在离开这个地点的每个方向300 - 500 m，并试图达到的最大探测距离。在此之后，如果没有信号可以被搜集到(15-45分钟基于地形与植被类型)，我们开始寻找下一只青蛙。当使用谐波定位法时，我们慢慢地走在平行的河流两边，大约10米,到森林里的每一侧溪流，移动了谐波定位器，在任何时候确保覆盖到所有的方向(最大化的机会中都检测青蛙位于溪流中或在树冠上)。对于任何我们尚未发现的青蛙(在约1 - 3小时)，然后，我们开始搜集，它最后一次被发现是早周围(20米半径)的位置。如果没有信号(5 - 10分钟之后)可以被接收到，我们继续在寻找下一只青蛙。现在有一系列的实例，我们发现使用谐波定位法寻找一只青蛙但不能直观地定位并因此识别个体(例如青蛙在树冠的时候)。在这些情况下，它往往是通过所作可能的假设，初步鉴定个体，然而在调查中青蛙没有被定位，而是之前的个体定位于这个位置。通过之后的目击事件，我们确认所有这些试探性的证明。虽然搜索的努力从一天天开始，是有高价值的，在每个调查期，我们花了大约相同的总数量的工时来使用每个技术。 当使用每种技术定位青蛙，我们记录了他们的位置距离沿着小溪(m)，从流水平距离(m)，和高度以上流(m)，允许我们每天计算出它们的移动距离。我们使用这些变量,因为它们是研究利用两栖类动物重要的方面，就可以把它们进行对比，以确定它们由于跟踪技术应用是否有偏向。对于青蛙，为了避免伪重复和结果偏置，被更高频率地定位，我们为每个青蛙使用一定比例的个人副本和分析方法。由于两性之间的行为差异有据可查(例如，贝利斯，1965；多尔和杜兰特，1974；Miaud，Sanuy和Avrillier，2000)，对于谐波定位法(由于其较小的体型)追踪雄性青蛙，我们存在着偏见，我们分别为每个性别和物种的组合进行了曼惠特尼测试。我们还研究了青蛙体重是否与每个性别和物种的组合准备的追踪设备存在着差异。我们使用采取包法隆尼调整法去控制类型I的错误率。箱线图被用来实现对结果的可视化。在箱线图中，黑体的水平线条代表中间，框显示的位置上、下四分位数，柱体包含值1.5四分位范围，从最近的四分位，敞开的圆表示值超过1.5四分位范围，从最近的四分之一，星号显示数据值超过3四分位范围。结论：追踪设备附件在移动中的影响两个运动参数变化非常大，在2-6的夜晚到8-12夜晚的变化，也在个体中间变化很大(图1)。对于这两个参数，中值变化在有标签附件之后是一种非常轻微的下降(图1)，然而，2-6的夜晚到8-12夜晚的运动参数的变化都没有显著不同于零(log10(数量的移动)，t11 = 0.630，P = 0.542；log10(总距离)，t11 = 1.060，P = 0.312)。技术的对比 总体来说，在研究中（表1）,117只青蛙被追踪。尽管更多的雄性和其他较小的个体通过谐波定位法被追踪，青蛙的重量在追踪中没有显著差异，通过每种跟踪方法时，每个物种和性类别是单独考虑(表1)。对某些种类的个体，被测试青蛙的比例获得显著不同的追踪设备。对于雌性雨蛙和湍雨滨蛙，使用谐波定位法，我们获得很少的方位，但不是为雄性雨蛙和湍雨滨蛙(表1，图2)。总的来说，虽然使用无线遥测技术发现青蛙，平均97.4%的可能被发现，通过谐波定位法发现青蛙则只有66.8%的可被发现。在不同物种中存在差别；绿眼树蛙使用谐波定位法有85.4%的可能被发现，相比之下，分别57.7%的可能到8.2%为雨蛙和湍雨滨蛙。相比之下，在无线遥测技术中，每种物种在不同方位的比例的差异比较小，大约在99.5%和95.2之间。与无线遥测技术相比，谐波定位法通常导致更低的每天平均移动距离，更低的平均的高度流和低的平均水平距离，对于大多数物种和性别的组合，但是这些差异不显著(表1，表 3 - 5)。讨论：虽然两栖动物的附件的追踪装置可能会导致短期增加移动和活动(朗基德和阿尔弗雷德，2002)，我们的实验室实验的结果表明这种作用可以在很短的时间内消失。相比不同个体大小和中值的变化（图1）表明基于行为的标签附件的任何实际影响会消失，当个体被允许去适应24小时，或比起水平的变异个体之间的是如此小的，他们不太可能影响的有效性进行的观察使用附加标签。只要期间的数据后立即标记附件被丢弃，看来标签的效果是不可能改变的运动模式，是通过跟踪领域的两栖类动物来显示。我们观察到标记的青蛙的行为，在这个领域可以支持这个发现。个体被观察不到12小时后才调用标记附件。此外，在跟踪期间，青蛙保持了它们的体重（J.J.L. Rowley和傅祖慧，unpubl阿尔弗雷德)。尽管在实验室里，我们的数据显示，没有标签附件的的雨蛙将被持续影响运动的频率和移动的距离，标签附件的影响不能被排除，因为微妙行为都可能对研究产生的影响。还有一个可能，青蛙在随着时间的推移而改变行为，当我们的实验过程停止后，进一步的研究应该控制任何可能的时间范围。除了跟踪设备的影响是很可能存在不同物种之间,发射机的相对大小和传输器上的附件也会产生影响(Boag;1972年,兰斯和沃森,1977;万利斯,哈里斯和莫里斯,1988;布里杰和展台,2003)。在任何研究中，标签附件的潜在影响必须被仔细考虑过。我们通过对追踪方法的对比表明,当使用谐波定位法时,重要的是要考虑方法的局限性。它的主要限制是它对每个动物，经常会产生相对较少的修正。同其他研究，我们发现使用谐波定位法，我们获得的修正比例高 (韦伯项宁,1997;威廉姆斯,李和高,2004;Leskovar和Sinsch,2005)。虽然我们的研究显示，放在移动的青蛙的追踪装置测平均距离，得出效果不显著,使用谐波定位法可能偏向相对较短的动物的移动的距离来获得数据,因为大型动物移动时候,经常无法找到距离(例如,韦伯和光泽,1997;Leskovar和Sinsch,2002;威廉姆斯,李和高,2004;Leskovar和Sinsch,2005)。它还可能存有偏差,只有在高度隐蔽地点来获得修正,因为在茂密的植被和岩石中，其信号强度大大降低。当我们花了大约相同数量的工时使用每个技术、谐波定位法通常比无线遥测技术低效很多。虽然理论上能够大面积使用这种技术进行深入搜索,然而艰难的地形和时间限制等因素常常使这一想法不切实际。如同在其他几个研究中,我们发现,在最佳(平坦,开阔)的区域，谐波定位法在研究地点的探测范围上是大大低于预期 (Engelstoft,Ovaska和Honkanen,1999)。事实上,虽然最大探测距离在这项研究中的应用是约40米(Langkilde和阿尔弗雷德,2002)。测定距离通常是在低至0.5米的岩石下河流内的青蛙,从而需要扫描在每块大圆石和在每一处缝隙为了定位到它们。因此,虽然并行扫描路径之间的距离,当使用谐波定位法被推荐去定位在相对开放的4 - 8米的栖息地的蟾蜍 (Leskovar和Sinsch,2005),这项研究的结果表明,在密集植被和岩石覆盖的环境中,距离平行扫描路径可能需要减少到仅1 - 2米。这使得谐波定位法是一个费力而耗时的活动,在这种环境下,特别是因为发生在复杂的三维环境的青蛙,需要在岩石和树木中进行扫描。一旦它们被发现使用谐波定位法，因为谐波定位法难以进入，如在石头上或者在树冠的地方，标记的动物必须以另一种方式来确定。虽然我们经常能够通过排除的过程和个体的位置来识别个体,随后的调查,在长时间的定位青蛙的研究,发现这是不可能的。我们的数据表明:在行为上的现实的和有用的信息和小环境下选择不同种类的青蛙可使用谐波定位法或无线电遥测技术。数据也表明,跟踪设备的选择应该是基于两个物种的行为天性和研究的地形。谐波定位法更适合相对久坐不动的动物,或是小的或相对稳定的活动范围。在我们的研究中,跟踪设备的类型并不影响从雨蛙获得的方位的比例,这种雨蛙往往保持接近溪流(J.J.L.Rowley and R.A. Alford, unpubl. data),但从更多的雨蛙获得了移动方位的比例。尽管获取信息的空间生态研究的物种，无线电遥测是一个更加可靠和准确的方法,对于太小的物种跟踪使用无线电遥测技术、谐波定位法可能会成为一个可行的方法来获得详细信息空间生态学。附件4 外文文献原文附件4外文文献原文Techniques for tracking amphibians: The effects of tag attachment,and harmonic direction finding versus radio telemetryJodi J.L. Rowley*, Ross A. AlfordAbstract: To gain information on the microhabitat use, home range and movement of a species, it is often necessary to remotely track individuals in the field. Radio telemetry is commonly used to track amphibians, but can only be used on relatively large individuals. Harmonic direction finding can be used to track smaller animals,but its effectiveness has not been fully evaluated. Tag attachment can alter the behaviour of amphibians, suggesting that data obtained using either technique may be unreliable.We investigated the effects of external tag attachment on behaviour in the laboratory by observing 12 frogs for five nights before and five nights after tag attachment, allowing one night to recover from handling. Tag attachment did not affect distance moved or number of times moved, indicating that the effects of tag attachment are unlikely to persist after the first night following attachment. We then compared harmonic direction finding and radio-telemetry using data collected in the field. We fitted rainforest stream frogs of three species with tags of either type, located them diurnally and nocturnally for approximately two weeks, and compared movement parameters between techniques. In the field, we obtained fewer fixes on frogs using harmonic direction finding, but measures of movement and habitat use did not differ significantly between techniques. Because radio telemetry makes it possible to locate animals more consistently, it should be preferred for animals large enough to carry radio tags. If harmonic direction finding is necessary, it can produce reliable data, particularly for relatively sedentary species.IntroductionInformation on the spatial behaviour and movement patterns of individuals is necessary for a complete understanding of species ecology. For most amphibian species, patterns of movement and habitat use are poorly known, especially in habitat away from breeding sites. One of the most valuable techniques for gaining information on the microhabitat use, home range and movement of a species is remotely tracking individuals in the field.The most commonly used method to trackamphibians is radio telemetry, but this technique suffers two major drawbacks. Firstly, while the size and weight of radio transmitters have decreased considerably over time, they are still too heavy to attach to small species or individuals. The lightest commercially available transmitters weigh approximately 0.7 g when packaged and ready for attachment. If the rule that animals should carry no more than 10% of theirbody mass (Richards, Sinsch and Alford, 1994) is followed, the smallest frog that can be radio tracked will weigh 7 g. Other authors have suggested a more conservative 5% limit (Kenward, 1987; White and Garrott, 1990), which would preclude tracking animals weighing less than 14 g. Secondly, battery lifetime limits the duration of tracking; this is particula