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超聲波驅(qū)鳥器技術(shù)

1.1技術(shù)背景

鳥類是人類的朋友，人類在愛護(hù)鳥類的同時也受到鳥類的困擾，例如：鳥類在輸變電鐵塔上筑巢、排便就是一個令人頭痛的問題。為了提高輸變電設(shè)備的可靠性、安全性，避免由于鳥類筑巢而導(dǎo)致輸變電設(shè)備對地放電等故障，有必要采取措施驅(qū)趕鳥類而又不傷害鳥類。當(dāng)前輸變電設(shè)備使用的驅(qū)鳥器主要有風(fēng)車式驅(qū)鳥器、語音驅(qū)鳥器、高壓電子脈沖電子驅(qū)鳥、電容放電產(chǎn)生空爆、強(qiáng)光驅(qū)鳥以及防鳥刺等。

(1)風(fēng)車式驅(qū)鳥器是最早進(jìn)入市場的驅(qū)鳥器，其原理是在風(fēng)的作用下，旋轉(zhuǎn)驅(qū)鳥器上的風(fēng)碗恐嚇鳥。特點是價格低廉，但易老化，無風(fēng)時不能發(fā)揮作用，而且鳥類容易適應(yīng)。

(2)語音驅(qū)鳥器是利用語音芯片或MP3技術(shù)制作的驅(qū)鳥器。播放預(yù)先錄制的鳥類哀鳴聲和鳥類天敵的叫聲來驚嚇鳥類。特點是具有爆發(fā)性的驅(qū)鳥效果，但由于鳥的種類很多，而鳥類的語音庫中的種類有限，所以鳥類的適應(yīng)期短;語音驅(qū)鳥器的功率大，使用壽命短，應(yīng)用在輸變電單位還會造成噪音污染，此種驅(qū)鳥器用于機(jī)場、果樹、林場或漁業(yè)養(yǎng)殖。

(3)高壓電子脈沖電擊驅(qū)鳥器，是利用高壓放電電擊鳥類，有一定的驅(qū)鳥效果。但是它的驅(qū)鳥范圍極有限，只有鳥落在他的極板上才能發(fā)揮作用，而且使用壽命短，并且會對鳥類造成傷害。用于輸變電單位的鐵塔時，對上下鐵塔檢修帶來不便和安全隱患。驅(qū)鳥刺的使用也有類似的安全隱患。

(4)電容放電產(chǎn)生空爆和強(qiáng)光驅(qū)鳥是利用電容放電產(chǎn)生空爆聲和強(qiáng)光，從而來驅(qū)趕鳥類。有一定驅(qū)鳥效果，但是它的驅(qū)鳥范圍小，強(qiáng)光還受其角度限制。由于瞬間電流很大，所以使用壽命短。

1.2超聲波驅(qū)鳥器特征

系統(tǒng)能量供應(yīng)：為達(dá)到節(jié)約能源的需要，采用太陽能光電路板為整個系統(tǒng)提供電能，電力供應(yīng)系統(tǒng)分為兩個部分，一是采用即時供電的電力供應(yīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過太陽能電池板為其提供電能;二是設(shè)計一個能量存儲電路，將由太陽能轉(zhuǎn)化而來的電能通過蓄電池儲存起來，以備陰天和夜間使用。

時鐘電路：

通過程序設(shè)計出一個可以控制發(fā)射周期的電路，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)發(fā)射周期。

光敏感應(yīng)電路：

通過光敏原件組成的光敏感應(yīng)電路實現(xiàn)合理的電能的利用，當(dāng)夜間或者是陰天，通過光敏傳感器對光的采集，自動調(diào)節(jié)到省電模式。

超聲波發(fā)射電路：

由超聲波發(fā)射電路設(shè)計出可調(diào)頻的聲波發(fā)射器，用戶可以根據(jù)所驅(qū)趕的對象調(diào)節(jié)聲波的發(fā)射頻率。用戶通過外置頻率調(diào)節(jié)按鈕對聲波頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。由二極管指示電路實現(xiàn)對按鍵的正確響應(yīng)。

主控電路：

利用C8051F310設(shè)計出主控電路，從而實現(xiàn)信號的采集和指令的發(fā)出，控制聲波的發(fā)射頻率，以達(dá)到系統(tǒng)工作在最優(yōu)模式。

最后：將各部分電路與主控電路進(jìn)行搭接，實現(xiàn)機(jī)器的整體功能。

1.3具體實施方式

電源介紹

我們對電源供電打算采用兩種方式

1)電池方式

本次設(shè)計采用6伏電源為系統(tǒng)供電，電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能，

電池的體積較小，價格也比較低。

2)是太陽能電池板價格比較貴，因此我們在設(shè)計的時候沒有采用。但是它比較適合用于野外，可以不必考慮電池的電量，因此我們只留有接口，在需要的時候可以添加。

3) 電源保護(hù)是為了防止電源正負(fù)極接反使電路的元器件燒毀而添加進(jìn)去的，主要通過圖中的二極管所完成。當(dāng)電源接反后，開關(guān)閉合前二極管就會導(dǎo)通，由于沒有限流電阻，導(dǎo)通后的電流很大，足以將二極管燒毀。

4)燒毀時的煙足以引起大家注意。但該電路并不可以完全保證對電源的保護(hù)，當(dāng)二極管燒毀之后，二極管的PN結(jié)被破壞，整個管子如同導(dǎo)線一樣將開關(guān)短路，與閉合開關(guān)一樣效果，使得后續(xù)電路繼續(xù)收到損害。所以在發(fā)現(xiàn)二極管有發(fā)光發(fā)熱跡象時要立即斷開電源，以免燒毀后續(xù)電路。

穩(wěn)壓電路

電源通過

1084將電壓穩(wěn)定到5v再通過LM117將電壓穩(wěn)到， 3.3v 用于給單片機(jī)供電，5v用于驅(qū)動超聲波發(fā)生電路。

功放電路

我們采用LM386作為功率放大電路

LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器，靜態(tài)功耗低,約為4mA,可用于電池供電。工作電壓范圍寬,4-12V or 5-18V。外圍元件少。電壓增益可調(diào),20-200 低失真度。

控制部分：

結(jié)論

本次論文——太陽能智能驅(qū)鳥器，經(jīng)過認(rèn)真、努力的學(xué)習(xí)、思考、設(shè)計和查閱相關(guān)資料，最終成功完成太陽能智能驅(qū)鳥器的設(shè)計�？刂颇�塊控制超聲波揚(yáng)聲器連續(xù)交替發(fā)出頻率變化的超聲波，利用鳥類與人類在聽覺的差異，揚(yáng)聲器發(fā)出的超聲波刺激鳥類聽覺，使鳥類生存環(huán)境充滿鳥類認(rèn)為的噪聲，使之不愿靠近輸電鐵塔等，以達(dá)到驅(qū)鳥的效果。