一種激光滅蟲設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種激光滅蟲設(shè)備，通過聲頻接收器對害蟲翅膀振動頻率的接收，單片機對害蟲種類進(jìn)行智能判斷，通過CCD圖像傳感器拍攝空間圖像的變化和單片機對數(shù)據(jù)的處理確定害蟲的空間坐標(biāo)，脈沖激光經(jīng)過凸透鏡和聲光調(diào)制器將光束迅速擊滅害蟲，整個過程僅需10-20毫秒。本發(fā)明實現(xiàn)了對特定害蟲的智能選擇和無污染滅蟲的效果，能夠在極短時間內(nèi)消滅害蟲，對控制疾病傳播，減少農(nóng)林業(yè)農(nóng)藥污染，起到極大的推動作用。
【專利說明】一種激光滅蟲設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種激光滅蟲設(shè)備，可以在短時間內(nèi)主動捕獲消滅大量的害蟲。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，在各種病蟲害中，蚊子是最嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題。通過雌蚊的吸血，極易引起疾病的傳播，目前可通過雌蚊傳播的疾病有80余種，極大地危害著人類的健康。所以，一種高效滅蚊裝置一直是人們討論的熱點話題。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，瓢蟲蝗蟲等害蟲危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量，而常規(guī)的化學(xué)試劑滅蟲方法會在農(nóng)產(chǎn)品表面殘留大量農(nóng)藥，嚴(yán)重影響食品安全，對土壤和水質(zhì)也產(chǎn)生嚴(yán)重污染。
[0003]目前，滅蚊方法主要分為三種，生物、化學(xué)和物理法。生物法，主要是通過誘蟲劑引誘害蟲進(jìn)入，然后通過高壓電滅蟲。這種方法的弊端是無法有效的吸引害蟲進(jìn)入電網(wǎng)區(qū)域，對害蟲生物學(xué)習(xí)性的了解還有待人們的進(jìn)一步研究。化學(xué)法是市場上最常見滅蟲方法，例如滅蚊，主要有燃燒蚊香和電熱蚊香，通過燃燒或者電加熱，使蚊香中的化學(xué)物質(zhì)揮發(fā)到空氣中起到了良好的滅蚊作用，但是長期使用化學(xué)物質(zhì)不僅對蚊子會產(chǎn)生抗藥性問題，而且危害人體健康污染生活環(huán)境。目前農(nóng)林業(yè)最主要殺蟲方式是依靠農(nóng)藥殺蟲，農(nóng)藥殺蟲能起到立竿見影的效果，然而由此帶來的后續(xù)問題也層出不窮，大量農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品表面的殘留和隨土壤的滲透，給食品安全帶來隱患的同時也嚴(yán)重的污染了土壤水質(zhì)，以及引起生物鏈的破壞。近年來超聲驅(qū)蟲是興起的滅蟲新方法，屬于物理滅蟲法。超聲驅(qū)蟲依靠設(shè)備發(fā)射與害蟲翅膀振動頻率相同的超聲波，引起害蟲翅膀的共振，使害蟲飛翔功能紊亂。這種方法只能起到驅(qū)趕的作用，不能實現(xiàn)滅蟲的實質(zhì)作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有的滅蟲法不能在害蟲密集區(qū)高效滅蟲，對人體健康危害和污染環(huán)境的缺點，本發(fā)明專利提供一種 新型滅蟲裝置，該激光裝置采用毫瓦級激光不僅不會影響人體健康污染環(huán)境而且通過計算機軟件設(shè)備可以進(jìn)行主動捕獲滅蟲。
[0005]本發(fā)明專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:將聲頻接收器、CCD圖像傳感器、脈沖激光器(毫瓦級)同單片機連接，脈沖激光器再與聲光調(diào)制器、透鏡、聲光調(diào)制器依次連接。
[0006]本發(fā)明專利的激光滅蟲設(shè)備中CXD視角為120°，用一個旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機連接設(shè)備，這樣可以形成一種全景掃描。每隔一段時間轉(zhuǎn)動120°拍攝一張背景照片為NI。如果在這段時間內(nèi)沒有害蟲飛入則CCD處于休眠狀態(tài)；以蚊子為例其翅膀振動頻率約為600Hz，如果在這段時間內(nèi)有蚊子飛入音頻接受器范圍內(nèi)時，音頻接收器接收到蚊子振動翅膀的頻率。CCD開始連續(xù)兩次閃光拍出兩組數(shù)據(jù)，分別為N2，N3。進(jìn)行做差運算N4=N2-N1，N5=N3_N2，通過N4就可以找出背景與第一次拍攝的不同點，通過N5就可以算出蚊子的位置和飛行速度。對這些點進(jìn)行去同存異后就得到差值角坐標(biāo)。啟動脈沖激光發(fā)出一束脈沖激光，激光通過聲光調(diào)制器，利用聲光效應(yīng)所產(chǎn)生的布雷格衍射的特點，實現(xiàn)對激光束傳播方向的控制，發(fā)散激光通過凸透鏡后在焦點處形成匯聚光，將光線進(jìn)行縱向偏轉(zhuǎn)到指定的角度，傳到第二個聲光調(diào)制器上，將光進(jìn)行橫向偏轉(zhuǎn)，將CCD采集到得蚊子擊落。
[0007]本發(fā)明專利可以實現(xiàn)對目標(biāo)害蟲的篩選判斷，在短時間內(nèi)實現(xiàn)害蟲位置和速度的判斷，通過激光迅速擊滅害蟲。整個過程迅速安全，對人身安全健康和環(huán)境毫無影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為激光滅蟲設(shè)備結(jié)構(gòu)圖
圖中I聲頻接收器2CCD圖像傳感器3脈沖激光源4透鏡5聲光調(diào)制器6聲光調(diào)制
器
圖2為激光滅蚊設(shè)備三維圖。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明專利附圖1中激光滅蟲設(shè)備的CXD圖像傳感器2視角為120°，用一個旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機連接設(shè)備，每隔一段時間轉(zhuǎn)動120°，CXD圖像傳感器2可以形成一種全景掃描。由于每種害蟲飛行時翅膀振動頻率不同，根據(jù)所需消滅害蟲的種類，可以在單片機設(shè)定特定害蟲翅膀的振動頻率。當(dāng)有音頻信號進(jìn)入監(jiān)控空間時，音頻接收器I開始接受音頻信號，通過單片機數(shù)據(jù)處理與已設(shè)定的該害蟲翅膀特定振動頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如果數(shù)據(jù)結(jié)果不一致，證明發(fā)出該頻率信號的不是激光滅蟲設(shè)備的目標(biāo)害蟲，CCD圖像傳感器2繼續(xù)處于休眠狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)結(jié)果一致，說明發(fā)出該頻率信號的為該類目標(biāo)害蟲，單片機傳輸工作信號給CCD圖像傳感器2，CCD圖像傳感器2拍攝圖片NI。間隔10毫秒后CXD圖像傳感器2以相同間隔時間拍出兩組數(shù)據(jù)，分別為N2，N3。單片機進(jìn)行做差運算N4 = N2-NI, N5= N3-N2 ,通過N4就可以找出背景與第一次拍攝的不同點，通過N5就可以算出害蟲的位置和飛行速度。對這些點進(jìn)行去同存異后就得到差值極坐標(biāo)，即在監(jiān)控空間中該目標(biāo)害蟲的空間坐標(biāo)。聲光調(diào)``制器的工作原理是利用聲光效應(yīng)所產(chǎn)生的布雷格衍射的特點，實現(xiàn)對激光束傳播方向的控制。單片機啟動脈沖激光3發(fā)出一束脈沖激光，激光通過凸透鏡4將光線在焦點處進(jìn)行匯聚，發(fā)射給垂直放置的聲光調(diào)制器5進(jìn)行縱向偏轉(zhuǎn)到指定的角度，再傳到水平放置的聲光調(diào)制器6上，經(jīng)橫向偏轉(zhuǎn)的激光將CCD采集到得的害蟲擊落。
【權(quán)利要求】
1.一種激光滅蟲設(shè)備，由單片機、聲頻接收器、CCD圖像傳感器、脈沖激光器、聲光調(diào)制器、凸透鏡電連接而成，其特征是:單片機連接聲頻接收器、CXD圖像傳感器和脈沖激光器，對聲頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對脈沖激光器進(jìn)行開關(guān)控制，聲光調(diào)制器和凸透鏡組合將脈沖激光射向任意方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光滅蟲設(shè)備，其特征是:聲頻接收器接收翅膀扇動頻率，將數(shù)據(jù)傳輸給單片機，該頻率數(shù)據(jù)與單片機中儲存的目標(biāo)害蟲翅膀的扇動頻率數(shù)據(jù)對比，判斷是否為目標(biāo)害蟲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光滅蟲設(shè)備，其特征是:CCD圖像傳感器可通過步進(jìn)電機旋轉(zhuǎn)間隔進(jìn)行360°全景掃描。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光滅蟲設(shè)備，其特征是:單片機傳輸工作信號給CCD圖像傳感器，CCD圖像傳感器拍攝圖片NI，間隔幾個毫秒后C⑶圖像傳感器拍出兩組數(shù)據(jù)，分別為N2，單片機進(jìn)行做差運算N4 二 N2-N1,通過N4就可以找出背景與第一次拍攝的不同點，確定害蟲的空間極坐標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光滅蟲設(shè)備，其特征是:單片機啟動脈沖激光發(fā)出一束脈沖激光，激光通過聲光調(diào)制器將光線進(jìn)行縱向偏轉(zhuǎn)到指定的角度，光線通過凸透鏡后形成平行光線，傳到聲光調(diào)制器上，光線進(jìn)行橫向偏轉(zhuǎn)，射出的激光通過害蟲所在的空間點。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光滅蟲設(shè)備，其特征是:CCD圖像傳感器間隔幾個毫秒后以相同間隔時間拍出兩組數(shù)據(jù)，分別為N2、N3，N5= H3-N2 ,通過N5就可以算出害蟲的位置和飛行速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述`的激光滅蟲設(shè)備，其特征是:兩個聲光調(diào)制器相互垂直排列。
【文檔編號】A01M1/22GK103783016SQ201310117483
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年4月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月7日
【發(fā)明者】馬兆遠(yuǎn) 申請人:北京志光伯元科技有限公司