專利名稱：一種智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及驅(qū)鳥(niǎo)裝置，具體的說(shuō)是一種智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置。
背景技術(shù)：
隨著人類社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，人類各個(gè)領(lǐng)域也發(fā)生了巨大的變化。鳥(niǎo)類，自然生態(tài)的重要組成部分，自古以來(lái)就與人類的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)。鳥(niǎo)類的活動(dòng)也深刻影響著人 類的活動(dòng)。近年來(lái)，由于電網(wǎng)建設(shè)的大力發(fā)展，電網(wǎng)的安全問(wèn)題也引起人們的注意。鳥(niǎo)類的 活動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的安全問(wèn)題產(chǎn)生了多種危害。鳥(niǎo)類在桿塔上啄食實(shí)物，排泄糞便，臟物掛在絕緣 子串上易造成絕緣子串閃絡(luò)事故；大型鳥(niǎo)類?？炕蝻w翔在絕緣子串附近時(shí)，因翼展而極易 引起絕緣子串的閃絡(luò)；鳥(niǎo)類在電力設(shè)施上鳥(niǎo)類筑巢，極易導(dǎo)致相間或?qū)Φ胤烹?，甚至造成?閘事故?，F(xiàn)有驅(qū)鳥(niǎo)技術(shù)中的聲光驅(qū)鳥(niǎo)、防鳥(niǎo)籠、防鳥(niǎo)罩、防鳥(niǎo)刺、防鳥(niǎo)擋板、復(fù)合絕緣附加傘 裙、增拔裙、定時(shí)超聲波驅(qū)鳥(niǎo)裝置等，其普遍存在安裝不方便、長(zhǎng)期使用驅(qū)鳥(niǎo)效果不理想、存 在安全隱患等不足。雷達(dá)超聲波驅(qū)鳥(niǎo)裝置屬于一種智能型的驅(qū)鳥(niǎo)裝置，驅(qū)鳥(niǎo)效果較好，但是 雷達(dá)驅(qū)鳥(niǎo)裝置的雷達(dá)探測(cè)距離極其有限，最好雷達(dá)的探測(cè)距離也在10米以內(nèi)，多數(shù)只能在 1. 5-5米，探測(cè)角度窄。而且雷達(dá)的成本高，功耗大，會(huì)增加驅(qū)鳥(niǎo)裝置成本，加大雷達(dá)檢測(cè)距 離在功耗和成本上對(duì)驅(qū)鳥(niǎo)來(lái)說(shuō)都是不能承受的。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種成本、功耗低，探測(cè) 距離遠(yuǎn)、探測(cè)角度寬的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是包括驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊和用于采集聲音信息的聲音識(shí)別模塊；所述電源模塊向聲音識(shí) 別模塊、驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊和驅(qū)鳥(niǎo)模塊提供電能；驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊分別與聲音識(shí)別模塊和驅(qū)鳥(niǎo)模 塊連接。驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊根據(jù)聲音識(shí)別模塊采集的聲音信息控制驅(qū)鳥(niǎo)模塊的工作。所述聲音識(shí)別模塊是聲音方向識(shí)別模塊，所述聲音方向識(shí)別模塊包括，聲音比較 模塊、兩路聲音采集通道，聲音比較模塊與聲音采集通道連接；其中，所述聲音采集通道包括，聲音采集器、放大器；所述聲音比較模塊比較兩路 聲音采集通道采集的聲音、判斷聲源所在的方向。所述聲音比較模塊包括，一個(gè)頻譜比較模塊，兩個(gè)AD轉(zhuǎn)換模塊、兩個(gè)頻譜生成模 塊；每個(gè)AD轉(zhuǎn)換模塊連接在一路聲音采集通道的放大器與一個(gè)頻譜生成模塊之間， 將聲音采集通道采集的聲音進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后生成對(duì)應(yīng)的聲音頻譜；頻譜比較模塊和兩個(gè)頻譜生成模塊連接，比較兩路聲音頻譜，確定聲源所在的方 向。[0013]所述聲音采集器是麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)的聲音采集頻率范圍是10Hz 20KHz。所述驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊包括，超聲波頻率控制模塊、超聲波生成模塊，超聲波頻率控制 模塊與超聲波生成模塊連接。所述驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊進(jìn)一步包括信息記錄模塊，所述信息記錄模塊與超聲波頻率控 制模塊連接，用于記錄超聲波頻率控制模塊指定的超聲波頻率數(shù)值和在該超聲波頻率下單 位時(shí)間內(nèi)聲音識(shí)別模塊采集的聲音信息。所述驅(qū)鳥(niǎo)模塊包括超聲波放大模塊、揚(yáng)聲器，超聲波放大模塊連接在揚(yáng)聲器和超 聲波生成模塊之間，所述超聲波放大模塊是功率放大電路；所述揚(yáng)聲器工作頻率為0 50KHz。所述驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、頻譜生成模塊和頻譜比較模塊包含在一塊植入 控制程序的單片機(jī)芯片中。所述單片機(jī)芯片包括ATMEGA8、ATMEGA48 或 ATMEGA88。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果采用聲音識(shí)別來(lái)判斷在驅(qū)鳥(niǎo)控制范圍內(nèi)是否有鳥(niǎo)存在，能耗低，監(jiān)測(cè)范圍廣，探測(cè) 角度寬。采用智能控制技術(shù)，能根據(jù)不同的需要變換驅(qū)鳥(niǎo)模塊發(fā)出的超聲波頻率，采用不同 頻率的超聲波進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)，解決了驅(qū)鳥(niǎo)裝置能對(duì)不同鳥(niǎo)類有效和避免鳥(niǎo)類的環(huán)境適應(yīng)性的問(wèn) 題，改善驅(qū)鳥(niǎo)效果。同時(shí)可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)驅(qū)鳥(niǎo)超聲波環(huán)境營(yíng)造和實(shí)時(shí)觸發(fā)驅(qū)鳥(niǎo)等。

圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2本實(shí)用新型電源模塊框架圖；圖3本實(shí)用新型聲音方向識(shí)別模塊框架圖；圖4本實(shí)用新型驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊和驅(qū)鳥(niǎo)模塊框圖；圖5用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型一種實(shí)施例的功能框圖；圖6本實(shí)用新型利用ATMEGA8芯片實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例的示意圖；圖7本實(shí)用新型超聲波放大模塊電路圖。
具體實(shí)施方式
為了便于對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳 細(xì)說(shuō)明參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型由電源模塊1、聲音方向識(shí)別模塊2、驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊3和 驅(qū)鳥(niǎo)模塊4構(gòu)成，電源模塊1與聲音方向識(shí)別模塊2、驅(qū)鳥(niǎo)模塊4、驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊3連接，向 其提供可靠的工作電源。當(dāng)然，聲音方向識(shí)別模塊2也可以是其他聲音識(shí)別模塊，例如直接 由聲音采集裝置構(gòu)成的聲音監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)然，優(yōu)選采用聲音方向識(shí)別模塊2，用于識(shí)別聲音 的來(lái)源。由于鳥(niǎo)類活動(dòng)時(shí)通常會(huì)鳴叫，因此可以通過(guò)聲音來(lái)識(shí)別是否有鳥(niǎo)進(jìn)入需要進(jìn)行驅(qū) 鳥(niǎo)控制的區(qū)域。參照?qǐng)D2所示，電源模塊1由太陽(yáng)能電池11、開(kāi)關(guān)電路12、蓄電池13、電壓分配模 塊14、充電控制模塊15和蓄電池電壓取樣電路16構(gòu)成。太陽(yáng)能電池11在太陽(yáng)光照下產(chǎn)生 電能通過(guò)開(kāi)關(guān)電路12向蓄電池13充電，蓄電池電壓取樣電路16監(jiān)測(cè)蓄電池13的電壓，并把監(jiān)測(cè)到的電壓送到充電控制模塊15，當(dāng)電壓達(dá)到額定電壓時(shí)，充電控制模塊15向開(kāi)關(guān)電 路12發(fā)送控制信息，使開(kāi)關(guān)電路12處于斷開(kāi)狀態(tài)，太陽(yáng)能電池11停止向蓄電池13充電。聲音方向識(shí)別模塊包括，聲音比較模塊、兩路聲音采集通道，聲音比較模塊與聲音 采集通道連接；參照?qǐng)D3，所述聲音采集通道包括聲音采集器21a、21b、放大器22a、22b ；所 述聲音比較模塊比較兩路聲音采集通道采集的聲音、判斷聲源所在的方向，例如，可以通過(guò) 比較兩路聲音采集通道采集的聲音強(qiáng)弱等信息來(lái)判斷聲源所在的方向。優(yōu)選地，聲音比較 模塊采用一個(gè)頻譜比較模塊25，兩個(gè)AD轉(zhuǎn)換模塊23a、23b，兩個(gè)頻譜生成模塊24a、24b構(gòu) 成；每個(gè)AD轉(zhuǎn)換模塊23a、23b連接在一路聲音采集通道的放大器22a或22b與一個(gè)頻譜生 成模塊之間24a或24b之間，將聲音采集通道采集的聲音進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后生成對(duì)應(yīng)的聲音頻 譜。頻譜比較模塊25和兩個(gè)頻譜生成模塊24a、24b連接，比較兩路聲音頻譜、確定聲源所在 的方向。聲音采集器21a、21b是麥克風(fēng)，所述麥克風(fēng)的聲音采集頻率范圍是IOHz 20KHz。參照?qǐng)D4，驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊3包括，超聲波頻率控制模塊32、超聲波生成模塊33、信息 記錄模塊31，超聲波頻率控制模塊32與超聲波生成模塊33連接，信息記錄模塊31與超聲 波頻率控制模塊32連接。驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊3控制驅(qū)鳥(niǎo)模塊4工作。驅(qū)鳥(niǎo)模塊4由超聲波放 大模塊41和揚(yáng)聲器42構(gòu)成。參照?qǐng)D7所示，超聲波放大模塊41是由4路相同的功率放大 電路放大來(lái)自超聲波生成模塊33產(chǎn)生的超聲波信號(hào)并分別推動(dòng)4對(duì)高頻揚(yáng)聲器J發(fā)出超 聲波，該高頻揚(yáng)聲器J的工作頻率為0 50KHz。當(dāng)有鳥(niǎo)飛入驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)測(cè)范圍附近時(shí)，聲音采集器21a、21b采集鳥(niǎo)叫聲，通過(guò)放大器 22a、22b進(jìn)行聲音放大，將放大后的聲音通過(guò)AD轉(zhuǎn)換模塊23a、23b轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，頻譜生 成模塊24a、24b對(duì)數(shù)字聲音信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換，分別生成兩路聲音頻譜，將上述生成的 兩路聲音頻譜通過(guò)頻譜比較模塊25進(jìn)行比較，由于兩路聲音采集器21a、21b的位置不同， 因此所生成的頻譜在聲強(qiáng)、相位等方面存在差異，通過(guò)頻譜比較后確定聲源的方向，判斷該 方向是否屬于驅(qū)鳥(niǎo)范圍。如果聲源方向?qū)儆隍?qū)鳥(niǎo)范圍，則向驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊發(fā)送3發(fā)送信息， 驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊3根據(jù)情況，由各個(gè)部分發(fā)出相應(yīng)的控制信息。超聲波頻率控制模塊32產(chǎn)生 超聲波頻率數(shù)據(jù)并送到超聲波生成模塊33根據(jù)頻率數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的超聲波信號(hào)，送到超 聲波放大模塊41進(jìn)行發(fā)達(dá)后經(jīng)揚(yáng)聲器42發(fā)出超聲波，進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)或營(yíng)造超聲波驅(qū)鳥(niǎo)環(huán)境。并 在信息記錄模塊31中記錄超聲波頻率控制模塊32指定的超聲波頻率數(shù)值，以及該數(shù)值對(duì) 應(yīng)的驅(qū)鳥(niǎo)信息，該驅(qū)鳥(niǎo)信息包括在在此超聲波頻率下，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入驅(qū)鳥(niǎo)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的 鳥(niǎo)的次數(shù)(也即聲音識(shí)別模塊識(shí)別到的聲音次數(shù))。超聲波頻率控制模塊32根據(jù)該記錄的 信息選擇出最佳的超聲波頻率數(shù)值。并可進(jìn)行驅(qū)趕數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行實(shí)時(shí)的超聲波自我調(diào)整， 實(shí)現(xiàn)驅(qū)鳥(niǎo)過(guò)程的智能學(xué)習(xí)以便日后對(duì)鳥(niǎo)類的驅(qū)趕做出實(shí)時(shí)性的調(diào)整。由于采用采集聲音的方式來(lái)監(jiān)測(cè)周邊是否有鳥(niǎo)，監(jiān)測(cè)范圍廣，可以達(dá)到0-60米， 探測(cè)角度寬，而且成本低廉，功耗低，使用和維護(hù)都很方便。圖5提供了一種利用單片機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的實(shí)施例，通過(guò)在單片機(jī)芯片中 植入程序?qū)崿F(xiàn)各模塊的功能。在本實(shí)施例中，將構(gòu)成聲音比較模塊的頻譜比較模塊25，AD 轉(zhuǎn)換模塊23a、23b，頻譜生成模塊24a、24b，驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊3、充電控制模塊15集成到單片機(jī) 芯片中，并在相應(yīng)程序的控制下實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。通過(guò)這種方式可以提高設(shè)備的工作效率， 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。更具體地，圖6提供了一種采用ATMEGA8、ATMEGA48或ATMEGA88單片機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的實(shí)施例。該芯片的々00)(23腳)40(1(24腳)分別接蓄電池電壓取樣電路16 和太陽(yáng)能電池電壓取樣電路，PD5(9腳)接開(kāi)關(guān)控制電路12。芯片的ADC2，ADC3分別接兩 路聲音采集通道的兩個(gè)放大器22a、22b。PBl (13腳)接超聲波放大模塊41，輸出超聲波信號(hào)。在有充足日照的情況下，太陽(yáng)能電池給蓄電池進(jìn)行充電。當(dāng)沒(méi)有日照或者是日照不足的時(shí)候，蓄電池為整個(gè)裝置提供電能。聲音方向識(shí)別提供聲音來(lái)源的檢測(cè)，可以區(qū)分不 同方向發(fā)出的聲音。當(dāng)驅(qū)鳥(niǎo)裝置安裝于鐵塔的某個(gè)部位，通過(guò)設(shè)定，上部發(fā)出的聲音認(rèn)為是 鳥(niǎo)叫，下部發(fā)出的聲音認(rèn)為是干擾。驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊通過(guò)聲音識(shí)別模塊獲得鳥(niǎo)類的活動(dòng)情況， 然后經(jīng)過(guò)計(jì)算選擇適當(dāng)頻率的聲波進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)。驅(qū)鳥(niǎo)模塊，發(fā)出高聲強(qiáng)的聲波，能變換頻率， 采用不同頻率的聲波進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，在不 背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情形下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)根據(jù)本實(shí)用新型做出各 種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變或變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的強(qiáng)烈要求的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，包括電源模塊、驅(qū)鳥(niǎo)模塊，其特征在于進(jìn)一步包括驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊和用于采集聲音信息的聲音識(shí)別模塊；所述電源模塊向聲音識(shí)別模塊、驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊和驅(qū)鳥(niǎo)模塊提供電能；驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊分別與聲音識(shí)別模塊和驅(qū)鳥(niǎo)模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于所述聲音識(shí)別模塊是聲音方向 識(shí)別模塊，所述聲音方向識(shí)別模塊包括，聲音比較模塊、兩路聲音采集通道，聲音比較模塊 與聲音采集通道連接；其中，所述聲音采集通道包括，聲音采集器、放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于所述聲音比較模塊包括，一個(gè)頻 譜比較模塊，兩個(gè)AD轉(zhuǎn)換模塊、兩個(gè)頻譜生成模塊；每個(gè)AD轉(zhuǎn)換模塊連接在一路聲音采集通道的放大器與一個(gè)頻譜生成模塊之間，將聲 音采集通道采集的聲音進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后生成對(duì)應(yīng)的聲音頻譜；頻譜比較模塊和兩個(gè)頻譜生成模塊連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于所述聲音采集器是麥克風(fēng)，所述 麥克風(fēng)的聲音采集頻率范圍是10Hz 20KHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于所述驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊包括，超聲波 頻率控制模塊、超聲波生成模塊，超聲波頻率控制模塊與超聲波生成模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于所述驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊進(jìn)一步包括 信息記錄模塊，所述信息記錄模塊與超聲波頻率控制模塊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于所述驅(qū)鳥(niǎo)模塊包括超聲波放大 模塊、揚(yáng)聲器，超聲波放大模塊連接在揚(yáng)聲器和超聲波生成模塊之間，所述超聲波放大模塊 是功率放大電路；所述揚(yáng)聲器工作頻率為0 50KHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于所述驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊、AD轉(zhuǎn)換模 塊、頻譜生成模塊和頻譜比較模塊包含在一塊植入控制程序的單片機(jī)芯片中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置，其特征在于，所述單片機(jī)芯片包括ATMEGA8、 ATMEGA48 或 ATMEGA88。
專利摘要本實(shí)用新型涉及驅(qū)鳥(niǎo)裝置，具體的說(shuō)是一種智能驅(qū)鳥(niǎo)裝置。本實(shí)用新型包括驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊和用于采集聲音信息的聲音識(shí)別模塊；所述電源模塊向聲音識(shí)別模塊、驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊和驅(qū)鳥(niǎo)模塊提供電能；驅(qū)鳥(niǎo)控制模塊分別與聲音識(shí)別模塊和驅(qū)鳥(niǎo)模塊連接。本實(shí)用新型具有采用聲音識(shí)別來(lái)判斷在驅(qū)鳥(niǎo)控制范圍內(nèi)是否有鳥(niǎo)存在，能耗低，監(jiān)測(cè)范圍廣。
文檔編號(hào)A01M29/00GK201550530SQ20092008300
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者周旭東, 曾嶸, 楊鴻翼, 高宏宇 申請(qǐng)人:成都榮耀科技有限公司