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超聲波驅鳥器技術

1.1技術背(bei)景

鳥(niao)(niao)(niao)類是人(ren)類的(de)朋友，人(ren)類在(zai)愛護鳥(niao)(niao)(niao)類的(de)同時(shi)也(ye)受到鳥(niao)(niao)(niao)類的(de)困擾(rao)，例如：鳥(niao)(niao)(niao)類在(zai)輸變電(dian)(dian)鐵塔(ta)上筑(zhu)巢、排便就是一個令人(ren)頭痛的(de)問題。為了提高(gao)輸變電(dian)(dian)設備的(de)可靠(kao)性、安全性，避免(mian)由(you)于鳥(niao)(niao)(niao)類筑(zhu)巢而導致輸變電(dian)(dian)設備對地放電(dian)(dian)等故障，有(you)(you)必要(yao)采(cai)取措施驅(qu)(qu)趕鳥(niao)(niao)(niao)類而又(you)不傷害鳥(niao)(niao)(niao)類。當前輸變電(dian)(dian)設備使用(yong)的(de)驅(qu)(qu)鳥(niao)(niao)(niao)器主要(yao)有(you)(you)風車式驅(qu)(qu)鳥(niao)(niao)(niao)器、語音驅(qu)(qu)鳥(niao)(niao)(niao)器、高(gao)壓(ya)電(dian)(dian)子(zi)脈沖電(dian)(dian)子(zi)驅(qu)(qu)鳥(niao)(niao)(niao)、電(dian)(dian)容(rong)放電(dian)(dian)產(chan)生空爆、強光驅(qu)(qu)鳥(niao)(niao)(niao)以及防鳥(niao)(niao)(niao)刺等。

(1)風車式驅(qu)鳥器(qi)是(shi)最早(zao)進入市場的驅(qu)鳥器(qi)，其原理(li)是(shi)在風的作用下，旋轉驅(qu)鳥器(qi)上的風碗恐嚇鳥。特點是(shi)價格低廉，但易老化，無風時不能發揮作用，而(er)且(qie)鳥類(lei)容易適應(ying)。

(2)語音(yin)驅(qu)鳥(niao)(niao)器(qi)是利用(yong)語音(yin)芯片或MP3技術制作(zuo)的(de)(de)驅(qu)鳥(niao)(niao)器(qi)。播放預(yu)先錄制的(de)(de)鳥(niao)(niao)類(lei)哀(ai)鳴聲和(he)鳥(niao)(niao)類(lei)天敵的(de)(de)叫聲來驚(jing)嚇鳥(niao)(niao)類(lei)。特點是具有爆發(fa)性(xing)的(de)(de)驅(qu)鳥(niao)(niao)效果(guo)，但由于(yu)鳥(niao)(niao)的(de)(de)種(zhong)類(lei)很多(duo)，而(er)鳥(niao)(niao)類(lei)的(de)(de)語音(yin)庫(ku)中的(de)(de)種(zhong)類(lei)有限，所以(yi)鳥(niao)(niao)類(lei)的(de)(de)適應期短(duan)(duan);語音(yin)驅(qu)鳥(niao)(niao)器(qi)的(de)(de)功率大，使用(yong)壽命短(duan)(duan)，應用(yong)在輸(shu)變電單位(wei)還會造成噪音(yin)污染，此種(zhong)驅(qu)鳥(niao)(niao)器(qi)用(yong)于(yu)機場(chang)、果(guo)樹、林(lin)場(chang)或漁業養殖(zhi)。

(3)高(gao)(gao)壓電(dian)(dian)子(zi)脈沖電(dian)(dian)擊(ji)驅(qu)鳥(niao)器，是利用高(gao)(gao)壓放電(dian)(dian)電(dian)(dian)擊(ji)鳥(niao)類，有(you)一(yi)定的(de)(de)驅(qu)鳥(niao)效果。但是它的(de)(de)驅(qu)鳥(niao)范圍(wei)極有(you)限，只有(you)鳥(niao)落(luo)在他的(de)(de)極板上才能發(fa)揮作用，而且使(shi)用壽命(ming)短，并且會對鳥(niao)類造成傷害。用于(yu)輸變電(dian)(dian)單位的(de)(de)鐵(tie)塔時，對上下鐵(tie)塔檢修(xiu)帶來不便和(he)安全(quan)(quan)隱患。驅(qu)鳥(niao)刺的(de)(de)使(shi)用也(ye)有(you)類似的(de)(de)安全(quan)(quan)隱患。

(4)電(dian)(dian)(dian)容(rong)放電(dian)(dian)(dian)產生空爆(bao)和強(qiang)光(guang)驅(qu)鳥是利用(yong)電(dian)(dian)(dian)容(rong)放電(dian)(dian)(dian)產生空爆(bao)聲和強(qiang)光(guang)，從而來驅(qu)趕鳥類。有一定驅(qu)鳥效果(guo)，但是它的(de)驅(qu)鳥范(fan)圍小，強(qiang)光(guang)還受其角(jiao)度限(xian)制。由于瞬間電(dian)(dian)(dian)流很(hen)大(da)，所(suo)以使用(yong)壽命短。

1.2超聲波驅(qu)鳥器特征

系(xi)統(tong)能(neng)(neng)量(liang)供(gong)應：為(wei)(wei)達到節約能(neng)(neng)源的需要，采用(yong)太陽能(neng)(neng)光電(dian)(dian)路板(ban)為(wei)(wei)整個(ge)系(xi)統(tong)提供(gong)電(dian)(dian)能(neng)(neng)，電(dian)(dian)力供(gong)應系(xi)統(tong)分為(wei)(wei)兩(liang)個(ge)部分，一(yi)是采用(yong)即(ji)時供(gong)電(dian)(dian)的電(dian)(dian)力供(gong)應系(xi)統(tong)，該(gai)系(xi)統(tong)通(tong)過太陽能(neng)(neng)電(dian)(dian)池(chi)板(ban)為(wei)(wei)其(qi)提供(gong)電(dian)(dian)能(neng)(neng);二(er)是設計(ji)一(yi)個(ge)能(neng)(neng)量(liang)存儲(chu)電(dian)(dian)路，將由太陽能(neng)(neng)轉化而(er)來(lai)的電(dian)(dian)能(neng)(neng)通(tong)過蓄電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)存起來(lai)，以備陰天和夜(ye)間(jian)使用(yong)。

時鐘電路：

通過程(cheng)序設計出一個(ge)可以(yi)控制發射(she)周期的電路，可以(yi)根(gen)據(ju)需(xu)要調(diao)節(jie)發射(she)周期。

光敏感應電路(lu)：

通(tong)過光(guang)(guang)敏原件組(zu)成的(de)光(guang)(guang)敏感應電(dian)路實現合理(li)的(de)電(dian)能的(de)利用，當(dang)夜間或者是陰天，通(tong)過光(guang)(guang)敏傳感器(qi)對光(guang)(guang)的(de)采集，自動調節到省電(dian)模式。

超聲波發射電路：

由超(chao)聲波(bo)發(fa)射電路(lu)設計出可調(diao)頻(pin)的(de)(de)聲波(bo)發(fa)射器，用戶(hu)可以根(gen)據所驅趕的(de)(de)對(dui)象調(diao)節聲波(bo)的(de)(de)發(fa)射頻(pin)率(lv)。用戶(hu)通過(guo)外置頻(pin)率(lv)調(diao)節按鈕(niu)對(dui)聲波(bo)頻(pin)率(lv)進行調(diao)節。由二極管指示電路(lu)實(shi)現對(dui)按鍵的(de)(de)正確響應。

主控電路：

利用C8051F310設計出(chu)主控(kong)電路，從而實現信號(hao)的(de)(de)采(cai)集和(he)指令的(de)(de)發(fa)出(chu)，控(kong)制聲(sheng)波的(de)(de)發(fa)射頻率，以(yi)達(da)到系(xi)統(tong)工作在最優模式。

 最后：將各部分(fen)電路(lu)與主控電路(lu)進行搭接，實(shi)現(xian)機器(qi)的(de)整體功能(neng)。

1.3具體實施方式

電源介紹

我們對(dui)電(dian)源供電(dian)打(da)算采(cai)用(yong)兩種方式

1)電池方式

本次(ci)設計采用6伏電源(yuan)為系統供電，電池具有(you)較強的電流驅動能(neng)力以及(ji)穩(wen)定的電壓輸出性能(neng)，

電池的體積較小，價格也比(bi)較低。

2)是(shi)太陽能電(dian)池(chi)板價格比(bi)較貴，因此我們在(zai)設計的(de)時候沒有采用(yong)。但是(shi)它(ta)比(bi)較適合(he)用(yong)于野外，可(ke)以不必考(kao)慮電(dian)池(chi)的(de)電(dian)量，因此我們只留有接口，在(zai)需要的(de)時候可(ke)以添加。

3) 電源(yuan)(yuan)保護是為了防(fang)止電源(yuan)(yuan)正負極(ji)(ji)接反使電路(lu)的元器件燒(shao)毀而添加進去(qu)的，主要通(tong)過圖中的二(er)極(ji)(ji)管(guan)所完(wan)成。當電源(yuan)(yuan)接反后(hou)，開關閉合(he)前二(er)極(ji)(ji)管(guan)就會導通(tong)，由(you)于沒有限流(liu)電阻，導通(tong)后(hou)的電流(liu)很大，足以(yi)將二(er)極(ji)(ji)管(guan)燒(shao)毀。

4)燒(shao)毀(hui)時的煙(yan)足以引(yin)起大家注(zhu)意。但該(gai)電路并不可(ke)以完全保證對電源(yuan)的保護，當(dang)二極管(guan)燒(shao)毀(hui)之(zhi)后，二極管(guan)的PN結(jie)被破壞，整個管(guan)子(zi)如同(tong)導線一(yi)樣(yang)將開(kai)關短路，與(yu)閉合開(kai)關一(yi)樣(yang)效果，使(shi)得(de)后續(xu)(xu)電路繼續(xu)(xu)收到(dao)損害。所(suo)以在發現二極管(guan)有(you)發光發熱(re)跡象時要立即(ji)斷開(kai)電源(yuan)，以免燒(shao)毀(hui)后續(xu)(xu)電路。

穩壓電路

電源通過

1084將(jiang)電(dian)壓穩定到(dao)5v再通過(guo)LM117將(jiang)電(dian)壓穩到(dao)， 3.3v 用于給單片機供電(dian)，5v用于驅(qu)動超聲波發生電(dian)路。

功放電路

我們采(cai)用LM386作(zuo)為功率放大電(dian)路

LM386是一種音頻集(ji)成功(gong)放(fang)，具有(you)自身功(gong)耗低(di)、電(dian)壓(ya)增(zeng)益可(ke)調整(zheng)、電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)范(fan)圍大(da)、外(wai)接元(yuan)件(jian)少和(he)總諧波失真小等優點的功(gong)率放(fang)大(da)器，靜態功(gong)耗低(di),約為4mA,可(ke)用于電(dian)池供電(dian)。工作電(dian)壓(ya)范(fan)圍寬,4-12V or 5-18V。外(wai)圍元(yuan)件(jian)少。電(dian)壓(ya)增(zeng)益可(ke)調,20-200 低(di)失真度。

控制部分：

結論

本次論文——太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)智能(neng)(neng)(neng)驅(qu)鳥(niao)(niao)器，經過(guo)認真(zhen)、努力的學習、思考、設計和查閱(yue)相關資料，最終成功完成太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)智能(neng)(neng)(neng)驅(qu)鳥(niao)(niao)器的設計。控制模塊控制超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)揚(yang)聲(sheng)(sheng)器連續交替(ti)發出頻率(lv)變化的超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)，利(li)用鳥(niao)(niao)類(lei)與人類(lei)在聽覺的差異(yi)，揚(yang)聲(sheng)(sheng)器發出的超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)刺激鳥(niao)(niao)類(lei)聽覺，使鳥(niao)(niao)類(lei)生存環境充(chong)滿鳥(niao)(niao)類(lei)認為的噪聲(sheng)(sheng)，使之不愿(yuan)靠近輸電鐵(tie)塔等，以達(da)到驅(qu)鳥(niao)(niao)的效果。