The BearFence project arose from the need to find a hi-tech system that could assure the conservation of bears living in the woods of Trentino’s Province, safekeeping those human activities such as livestock, crop fields and beehives which may be damaged by bear raids. It has been developed an electronic system that mainly integrates two technologies, RFId (Radio Frequency Identification) and LoRa (Long Range). Its objective is to protect these specific resources from bears’ damages as well as to reeducate too confident bears. An antenna driven by the base station with a 125 kHz signal generates a magnetic field and creates a protective virtual fence. When a previously tagged bear approaches the resources, the magnetic field activates the tag in the collar which consequently communicates its presence in the virtual fence through the LoRa channel. Therefore, the system identifies the bear approaching, activates the actuators in order to repulse it and to dissuade it from returning, and eventually it reports the fact to the competent authorities. This dissertation, realized at the company NuZoo Robotics srl, aims to basically fulfil two requirements which were encountered while carrying out the BearFence project. On one hand, there is the urge to find a confirmation between the measurements provided by the model of the antenna and the ones taken on the field. On the other hand, the identification of those elements that can bring an increase in performance. First of all, the operation principles of the RFId have been studied and, secondly, the electronic system has been checked in order to verify its optimal functioning. Once ascertained the existence of anomalies during the transmission or the reception, a thorough analysis has been conducted which led to the realisation of new electronics able to solve similar aberrations. Modelled the antenna with the CAD 4NEC2 and checked the measurements in order to verify the correspondence with the results of the simulations, only the parameters which could make an improvement to the performance have been investigated. In conclusion, an innovative experimentation has been conducted to test and assess those improvements.

Il progetto BearFence sorge dalla necessità di trovare un sistema tecnologico per assicurare la conservazione degli orsi che popolano i boschi della Provincia di Trento, preservando al tempo stesso le attività dell’uomo quali allevamenti, campi coltivati e apiari che possono essere danneggiate dalle loro incursioni. E’ stato realizzato un sistema elettronico che integra due tecnologie, RFId (Radio Frequency Identification) e LoRa (Long Range). Lo scopo del sistema è di difendere quelle specifiche risorse da danni da parte degli orsi, nonché di esercitare un’azione rieducativa su orsi particolarmente confidenti. Un’antenna pilotata dalla stazione base con un segnale 125 kHz genera un campo magnetico e crea un recinto virtuale protettivo. Quando un orso precedentemente taggato si avvicina alla risorsa da proteggere, il tag contenuto nel collare viene svegliato dal campo magnetico e comunica la sua presenza all’interno del recinto virtuale utilizzando il ponte radio LoRa. Il sistema quindi attiva gli attuatori per allontanarlo e dissuaderlo dal ritornare e segnala l’evento alle autorità competenti. Questo lavoro di tesi, svolto presso la società NuZoo Robotics srl, mira a rispondere a due esigenze incontrate durante lo svolgimento del progetto BearFence. Da una parte trovare un riscontro tra le misure fornite dal modello dell’antenna e quelle rilevate su campo. Dall’altra individuare quegli elementi che possono portare ad aumentare le prestazioni del sistema. Dapprima si sono studiati i principi di funzionamento della tecnologia, poi si è controllato il sistema in modo da verificare il suo funzionamento ottimale. Accertata la presenza di anomalie in fase di ricetrasmissione, si è proceduto ad un’attenta analisi del sistema che ha portato alla realizzazione di nuove elettroniche che risolvessero i problemi riscontrati. Modellizzata l’antenna con il CAD 4NEC2 e verificato che le misure ottenute su campo coincidessero con i risultati ottenuti dalle simulazioni, si sono analizzati quei parametri che, modificati in modo opportuno, avrebbero portato ad un miglioramento delle prestazioni. In conclusione, si è proceduto con una nuova sperimentazione su campo per testare e verificare queste migliorie.

Il progetto BearFence : sistema RFId per la tutela degli orsi

PELLEGRINI, MAURO JONATHAN
2017/2018

Abstract

The BearFence project arose from the need to find a hi-tech system that could assure the conservation of bears living in the woods of Trentino’s Province, safekeeping those human activities such as livestock, crop fields and beehives which may be damaged by bear raids. It has been developed an electronic system that mainly integrates two technologies, RFId (Radio Frequency Identification) and LoRa (Long Range). Its objective is to protect these specific resources from bears’ damages as well as to reeducate too confident bears. An antenna driven by the base station with a 125 kHz signal generates a magnetic field and creates a protective virtual fence. When a previously tagged bear approaches the resources, the magnetic field activates the tag in the collar which consequently communicates its presence in the virtual fence through the LoRa channel. Therefore, the system identifies the bear approaching, activates the actuators in order to repulse it and to dissuade it from returning, and eventually it reports the fact to the competent authorities. This dissertation, realized at the company NuZoo Robotics srl, aims to basically fulfil two requirements which were encountered while carrying out the BearFence project. On one hand, there is the urge to find a confirmation between the measurements provided by the model of the antenna and the ones taken on the field. On the other hand, the identification of those elements that can bring an increase in performance. First of all, the operation principles of the RFId have been studied and, secondly, the electronic system has been checked in order to verify its optimal functioning. Once ascertained the existence of anomalies during the transmission or the reception, a thorough analysis has been conducted which led to the realisation of new electronics able to solve similar aberrations. Modelled the antenna with the CAD 4NEC2 and checked the measurements in order to verify the correspondence with the results of the simulations, only the parameters which could make an improvement to the performance have been investigated. In conclusion, an innovative experimentation has been conducted to test and assess those improvements.
OSSI, FEDERICO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
19-apr-2018
2017/2018
Il progetto BearFence sorge dalla necessità di trovare un sistema tecnologico per assicurare la conservazione degli orsi che popolano i boschi della Provincia di Trento, preservando al tempo stesso le attività dell’uomo quali allevamenti, campi coltivati e apiari che possono essere danneggiate dalle loro incursioni. E’ stato realizzato un sistema elettronico che integra due tecnologie, RFId (Radio Frequency Identification) e LoRa (Long Range). Lo scopo del sistema è di difendere quelle specifiche risorse da danni da parte degli orsi, nonché di esercitare un’azione rieducativa su orsi particolarmente confidenti. Un’antenna pilotata dalla stazione base con un segnale 125 kHz genera un campo magnetico e crea un recinto virtuale protettivo. Quando un orso precedentemente taggato si avvicina alla risorsa da proteggere, il tag contenuto nel collare viene svegliato dal campo magnetico e comunica la sua presenza all’interno del recinto virtuale utilizzando il ponte radio LoRa. Il sistema quindi attiva gli attuatori per allontanarlo e dissuaderlo dal ritornare e segnala l’evento alle autorità competenti. Questo lavoro di tesi, svolto presso la società NuZoo Robotics srl, mira a rispondere a due esigenze incontrate durante lo svolgimento del progetto BearFence. Da una parte trovare un riscontro tra le misure fornite dal modello dell’antenna e quelle rilevate su campo. Dall’altra individuare quegli elementi che possono portare ad aumentare le prestazioni del sistema. Dapprima si sono studiati i principi di funzionamento della tecnologia, poi si è controllato il sistema in modo da verificare il suo funzionamento ottimale. Accertata la presenza di anomalie in fase di ricetrasmissione, si è proceduto ad un’attenta analisi del sistema che ha portato alla realizzazione di nuove elettroniche che risolvessero i problemi riscontrati. Modellizzata l’antenna con il CAD 4NEC2 e verificato che le misure ottenute su campo coincidessero con i risultati ottenuti dalle simulazioni, si sono analizzati quei parametri che, modificati in modo opportuno, avrebbero portato ad un miglioramento delle prestazioni. In conclusione, si è proceduto con una nuova sperimentazione su campo per testare e verificare queste migliorie.
Tesi di laurea Magistrale
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/140008