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Mobile-BAT

Mobile Based Animal Tracker (Mobile-BAT)

(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)


Produktionsschritte des Mobile-BAT Empfängers

Projektstart: 1. Januar 2017
Akronym:
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

Abstract


Fledermaus mit Mobile-BAT Empfänger

Das Projektziel von Mobile-BAT ist der Aufbau eines miniaturisierten Langzeit-Ortungsmoduls zur automatisierten Routen-Erfassung wandernder Fledermausarten basierend auf extrem stromsparenden, passiven Loggen von Mobilfunksignalen. Dieses Modul soll als Datenlogger auf dem Rücken von Fledermäusen befestigt werden und die Wanderroute in einer Genauigkeit erfassen, die bezüglich der örtlichen und zeitlichen Auflösung Rückschlüsse auf die Wahl der Route des Tieres zulässt. Um eine Einschränkung der Bewegungsfreiheit der Fledermäuse zu vermeiden und das natürliche Verhalten so wenig wie möglich zu beeinflussen, muss der gesamte Sensorknoten, bestehend aus der Batterie, Schaltungsträger und Antennensystem weniger als 2 Gramm wiegen und einen angemessenen Formfaktor besitzen. Aufgrund der geforderten Laufzeit zum Erfassen einer Zugperiode von bis zu sechs Monaten muss ein Konzept gefunden werden, welches die Fixierung des Sensorknotens über diesen langen Zeitraum mit minimalen Einschränkungen für das Tier und aus limitierten Energieressourcen den Ortungsbetrieb während dieser Zeitspanne ermöglicht. Die Logger werden nach Rückkehr und Fang der Fledermäuse wiedergewonnen und ausgewertet. Zur Erleichterung des Auffindens wird der Sensorknoten nach Erkennen der Rückkehr ein leistungsschwaches VHF-Signal zur automatischen Peilung aussenden. Aus den empfangenen und aufgezeichneten Empfangsparametern der Mobilfunkbasisstationen werden die Flugroute und der Migrationsfortschritt mit maximaler Genauigkeit abgeleitet. Hierzu werden in einem neuen Ansatz in Ausbreitungsmodellen für Mobilfunksignale auch topografische Informationen berücksichtigt, was eine automatisierte Berechnung der zu erwartenden Signalkonstellation an beliebigen Koordinaten ermöglicht. Die vom Sensorknoten gespeicherten Basisstationsdaten werden auf diese Datenbank abgebildet und zu einer konkreten Position verrechnet. Vorteilhaft ist hierfür, dass durch den passiven Systemansatz ohne ein Einbuchen in ein bestimmtes Mobilfunknetz alle verfügbaren Basisstationssignale in allen möglichen Mobilfunkbändern, unabhängig von einem bestimmten Provider, für die Positionsbestimmung genutzt werden können, was die Zahl der möglichen Messpunkte pro Koordinate stark erhöht und in einer genaueren Position resultieren wird.Das Projekt Mobile-BAT wird erstmals wissenschaftlich belastbare Einblicke in die Migrationsstrategien wandernder Fledermäuse ermöglichen. über den konkreten Anwendungsfall hinaus wird erwartet, dass die neuartige passive mobilfunkbasierte Ortung grundlegende Erkenntnisse zur extrem stromsparenden Eigenortung im Bereich ressourcenlimitierter drahtloser Sensornetze und Internet of Things für den Einsatz in nahezu allen Ländern der Welt liefert.

Publikationen

2020

  • Erhardt S., Koller J., Lurz F., Weigel R., Kölpin A.:
    An Automatic Detection and Data Downlink System for Miniature Bat Loggers
    IEEE Radio and Wireless Symposium (RWS) 2020 (San Antonio, Texas, 27. Januar 2020 - 29. Januar 2020)
    DOI: 10.1109/RWS45077.2020.9050051
    BibTeX: Download
  • Erhardt S., Tost F., Lurz F., Weigel R., Kölpin A.:
    Design and Assembly of Miniature Long-Term Trackers for Migrating Bats
    German Microwave Conference 2020 (Cottbus, 9. März 2020 - 11. März 2020)
    BibTeX: Download

2019

  • Erhardt S., Weigel R., Kölpin A.:
    A Small and Lightweight Ultra-Low Power GSM Cell Tracker
    2019 IEEE Topical Conference on Wireless Sensors and Sensor Networks (WiSNet) (Orlando, Florida, 20. Januar 2019 - 23. Januar 2019)
    DOI: 10.1109/WISNET.2019.8711804
    BibTeX: Download

2018

  • Erhardt S., Gäde B., Kölpin A., Weigel R.:
    Enhanced GSM Broadcast Receiver using the Phase Output of a Sub-GHz Transceiver
    2018 48th European Microwave Conference (EuMC) (Madrid, 25. September 2018 - 27. September 2018)
    DOI: 10.23919/EuMC.2018.8541538
    BibTeX: Download
  • Erhardt S., Pflaum F., Weigel R., Kölpin A.:
    Real-Time GSM Broadcast Receiver on a Cortex-M4 Microcontroller
    Radio & Wireless Week (Anaheim, California, 14. Januar 2018 - 17. Januar 2018)
    DOI: 10.1109/WISNET.2018.8311563
    BibTeX: Download

2017

  • Erhardt S., Weigel R., Kölpin A.:
    Receiving GSM Broadcast Channels with an Ultra-Low Power Sub-GHz Transceiver
    European Microwave Conference (Nürnberg, 10. Oktober 2017 - 12. Oktober 2017)
    DOI: 10.23919/EuMC.2017.8230869
    BibTeX: Download
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