一種智能高仿真仿生驅(qū)鳥(niǎo)器設(shè)計(jì)

陳洪蓮

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司五蓮縣供電公司，山東 五蓮262300）

1 概述

近年來(lái)，由于人們的生態(tài)環(huán)境意識(shí)逐步增強(qiáng)，都積極對(duì)自然生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，鳥(niǎo)類(lèi)的數(shù)量也在逐年的增多，但是鳥(niǎo)類(lèi)的棲息地卻在不斷減少，這就導(dǎo)致了部分鳥(niǎo)類(lèi)會(huì)在鐵塔等電力區(qū)筑巢。

電力部門(mén)安裝放鳥(niǎo)刺，定期對(duì)鳥(niǎo)害進(jìn)行清理，但無(wú)法徹底消除鳥(niǎo)害。市面上有兩種清除鳥(niǎo)害的相關(guān)產(chǎn)品，分別是風(fēng)力閃光驅(qū)鳥(niǎo)裝置和太陽(yáng)能超聲波語(yǔ)音驅(qū)鳥(niǎo)器。這兩種驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備都存在一定的缺陷。風(fēng)力閃光驅(qū)鳥(niǎo)裝置在遇有5 級(jí)以上大風(fēng)或雷雨天氣時(shí)，風(fēng)葉支架部分及頂端內(nèi)置鏡片容易發(fā)生折損破裂現(xiàn)象。而風(fēng)力閃光驅(qū)鳥(niǎo)裝置對(duì)蒼鷹等膽大、視覺(jué)敏銳度較高的鳥(niǎo)類(lèi)驅(qū)除效果則不佳。為了更好的驅(qū)散鳥(niǎo)類(lèi)，設(shè)計(jì)了一種智能高仿真的驅(qū)鳥(niǎo)器，該驅(qū)鳥(niǎo)器通過(guò)風(fēng)力驅(qū)鳥(niǎo)、光線驅(qū)鳥(niǎo)、氣味驅(qū)鳥(niǎo)與仿生驅(qū)鳥(niǎo)等幾種手段集一體，形成多功能的多系統(tǒng)的驅(qū)鳥(niǎo)裝置，可長(zhǎng)期有效的去除鳥(niǎo)害。

2 驅(qū)鳥(niǎo)器原理及工作過(guò)程

本驅(qū)鳥(niǎo)器通過(guò)風(fēng)力驅(qū)鳥(niǎo)、光線驅(qū)鳥(niǎo)、氣味驅(qū)鳥(niǎo)與仿生驅(qū)鳥(niǎo)等幾種手段集一體，為多功能的多系統(tǒng)的驅(qū)鳥(niǎo)裝置。多種技術(shù)相互配合，互相補(bǔ)充，從而達(dá)到既不傷害鳥(niǎo)類(lèi)，又能有效驅(qū)散鳥(niǎo)類(lèi)的目的。驅(qū)鳥(niǎo)器主要由32 位微控制器模塊、超聲波測(cè)距模塊、紅外線測(cè)距模塊、語(yǔ)音模塊、LED 燈光模塊、太陽(yáng)能供電模塊組成。微控制器負(fù)責(zé)處理各種檢測(cè)模塊檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)要求發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)警告鳥(niǎo)類(lèi)；超聲波測(cè)距模塊主要監(jiān)控較遠(yuǎn)距離的鳥(niǎo)的飛行情況；紅外測(cè)距模塊主要監(jiān)控距離較近時(shí)的鳥(niǎo)的具體位置和大小等信息；LED 燈光模塊裝有高亮LED燈，能發(fā)出高亮燈光，達(dá)到爆閃的效果；太陽(yáng)能供電模塊可以保證整個(gè)系統(tǒng)一直處于供電狀態(tài)，不會(huì)因?yàn)殡娏亢谋M而使驅(qū)鳥(niǎo)器停止工作。本驅(qū)鳥(niǎo)器上配置有超聲波測(cè)距感應(yīng)器和紅外線傳感器，可準(zhǔn)確檢測(cè)遠(yuǎn)距離和近距離靠近鳥(niǎo)的距離和大小，內(nèi)置的32 位微控制器會(huì)根據(jù)鳥(niǎo)的距離和位置作出不同的反應(yīng)動(dòng)作。超聲波的測(cè)距原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度已知，測(cè)量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來(lái)的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算發(fā)射點(diǎn)到障礙物的距離。紅外測(cè)距傳感器利用紅外信號(hào)遇到障礙物距離的不同反射的強(qiáng)度也不同的原理，進(jìn)行障礙物的遠(yuǎn)近的檢測(cè)。通常超聲波測(cè)距的距離較長(zhǎng)，通常能達(dá)到幾十米，但是精度稍低；而紅外測(cè)距的距離較短，通常只有幾米遠(yuǎn)，但精度較高。驅(qū)鳥(niǎo)器內(nèi)系統(tǒng)工作時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的頻率發(fā)生器會(huì)首先隨機(jī)發(fā)送一個(gè)頻率信號(hào)，經(jīng)功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音喇叭發(fā)出仿真聲音進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)。同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的微控制器會(huì)自動(dòng)記錄鳥(niǎo)類(lèi)的活動(dòng)次數(shù)，當(dāng)在一段時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到鳥(niǎo)類(lèi)的活動(dòng)次數(shù)增多時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)改變發(fā)送的頻率，然后再次記錄鳥(niǎo)類(lèi)的活動(dòng)次數(shù)。通過(guò)不斷變換信號(hào)發(fā)送的頻率，以及檢測(cè)不同頻率的信號(hào)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的驅(qū)散效果，從而選出驅(qū)散效果最好的頻率。當(dāng)鳥(niǎo)的距離較遠(yuǎn)，通常超過(guò)10 米左右時(shí)，驅(qū)鳥(niǎo)器的頭部會(huì)轉(zhuǎn)向鳥(niǎo)的方向發(fā)送超聲波，超聲波是一種指向性強(qiáng)、頻率比較高的聲音，頻率超出了人耳聽(tīng)覺(jué)的上限（20000Hz），然而鳥(niǎo)類(lèi)靈敏的聽(tīng)覺(jué)卻能夠聽(tīng)到，超聲波驅(qū)鳥(niǎo)能夠在不影響人類(lèi)生活的情況下達(dá)到驅(qū)鳥(niǎo)的目的；對(duì)于膽大、視覺(jué)敏銳度較高的鳥(niǎo)類(lèi)，如果不懼怕超聲波而繼續(xù)靠近驅(qū)鳥(niǎo)器，當(dāng)兩者的距離只有幾米時(shí)，驅(qū)鳥(niǎo)器體內(nèi)安置的微控制器會(huì)利用紅外傳感器和超聲波測(cè)距感應(yīng)器準(zhǔn)確定位到鳥(niǎo)的位置，利用頭部安裝的全彩高亮LED 燈突然發(fā)出不同顏色的光線，達(dá)到爆閃的效果，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)起到警示和恐嚇作用。驅(qū)鳥(niǎo)器采用太陽(yáng)能電池板供電，不需要外接電源設(shè)備；控制器采用超低功耗的32 位微控制器，功耗低，再?zèng)]有鳥(niǎo)類(lèi)靠近時(shí)基本不耗電?？砷L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而無(wú)需更換電池。

2.1 風(fēng)力及光線驅(qū)鳥(niǎo)

對(duì)于小型的鳥(niǎo)類(lèi)，驅(qū)鳥(niǎo)器采用傳統(tǒng)的風(fēng)車(chē)驅(qū)鳥(niǎo)功能和反光鏡折射光線驅(qū)鳥(niǎo)功能，這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不需要外部提供動(dòng)力，完全利用自然動(dòng)力，環(huán)保安全，長(zhǎng)期使用不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。但是對(duì)于蒼鷹等膽大、視覺(jué)敏銳度較高的鳥(niǎo)類(lèi)，傳統(tǒng)的風(fēng)力和反光鏡折射光線驅(qū)鳥(niǎo)效果不佳，而且長(zhǎng)期單一的驅(qū)鳥(niǎo)樣式使鳥(niǎo)類(lèi)產(chǎn)生了適應(yīng)性，逐漸喪失了驅(qū)鳥(niǎo)效果。驅(qū)鳥(niǎo)器的頭部位置還裝有全彩高亮LED 燈，當(dāng)鳥(niǎo)距離驅(qū)鳥(niǎo)器足夠近時(shí)，驅(qū)鳥(niǎo)器內(nèi)的微控制器判定該鳥(niǎo)有降落的可能性，驅(qū)鳥(niǎo)器的頭部會(huì)轉(zhuǎn)向鳥(niǎo)的方向，LED 燈突然發(fā)出彩色強(qiáng)光，達(dá)到爆閃的效果，同時(shí)配以鳥(niǎo)類(lèi)天敵的語(yǔ)音警告，使靠近的鳥(niǎo)產(chǎn)生恐懼從而離開(kāi)鐵搭。實(shí)踐證明，該功能非常實(shí)用，效果好。

2.2 仿生驅(qū)鳥(niǎo)功能

本驅(qū)鳥(niǎo)器的外形設(shè)計(jì)成高仿真猛禽模型，模仿猛禽飛行姿態(tài)的外形和顏色的仿真猛禽身體模型外殼，仿真猛禽身體模型外殼是由具有一定強(qiáng)度和韌性的材料，按照與猛禽尺寸和飛行姿態(tài)完全相同的比例和顏色制作的身體模型，由于棲息在各地區(qū)的猛禽種類(lèi)不同，因此猛禽模型的選擇應(yīng)該是出沒(méi)在該地區(qū)猛禽的模型。驅(qū)鳥(niǎo)器的頭部可360 度旋轉(zhuǎn)，眼睛部位為兩個(gè)高亮的全彩LED 燈。當(dāng)鳥(niǎo)類(lèi)距離驅(qū)鳥(niǎo)器不足1 米且試圖想要降落時(shí)，驅(qū)鳥(niǎo)器的超聲波測(cè)距傳感器和紅外線傳感器能夠精確定位到鳥(niǎo)的位置，并將驅(qū)鳥(niǎo)器的頭部轉(zhuǎn)向鳥(niǎo)的位置，突然發(fā)出鳥(niǎo)類(lèi)天敵的聲音，同時(shí)驅(qū)鳥(niǎo)器的眼睛部位LED 燈會(huì)發(fā)出不同顏色的強(qiáng)光，將鳥(niǎo)類(lèi)嚇跑。驅(qū)鳥(niǎo)器內(nèi)置了多種鳥(niǎo)類(lèi)天敵的聲音，會(huì)根據(jù)檢測(cè)到鳥(niǎo)的大小自動(dòng)發(fā)出不同的聲音，具有突然性和多樣性，有效的避免了鳥(niǎo)對(duì)驅(qū)鳥(niǎo)器的適應(yīng)性，對(duì)各種鳥(niǎo)都具有良好的驅(qū)散效果。

2.3 生物驅(qū)鳥(niǎo)功能

本驅(qū)鳥(niǎo)器體內(nèi)放置了一種揮發(fā)性制劑，能散發(fā)一種令鳥(niǎo)類(lèi)極為惡心厭惡氣味的驅(qū)鳥(niǎo)香精氣味，可緩慢持久地釋放出一種影響禽鳥(niǎo)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的清香氣體，鳥(niǎo)雀聞后即會(huì)飛走，在其記憶期內(nèi)不會(huì)再來(lái)?？捎行?qū)趕，且不傷害鳥(niǎo)類(lèi)，對(duì)人畜完全無(wú)公害，符合我國(guó)食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2760-86。

3 結(jié)論

輸電線路的安全是電網(wǎng)維護(hù)的重要組成部分，直接影響著用戶(hù)的供電可靠性，然后鳥(niǎo)類(lèi)在鐵搭等部位的不斷的筑巢行為卻一直困擾的巡檢人員。傳統(tǒng)的驅(qū)鳥(niǎo)器安裝繁瑣、檢修困難，時(shí)間一長(zhǎng)效果就會(huì)大大降低，達(dá)不到預(yù)期的驅(qū)鳥(niǎo)效果；人工拆鳥(niǎo)巢費(fèi)時(shí)費(fèi)力，往往在同一個(gè)地點(diǎn)需要多次拆除；現(xiàn)有的電子驅(qū)鳥(niǎo)器無(wú)論何時(shí)，一直都在不停的發(fā)射超聲波，功耗較大，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生噪聲污染，時(shí)間一長(zhǎng)鳥(niǎo)類(lèi)就會(huì)產(chǎn)生對(duì)該聲音的適應(yīng)性，逐漸不再懼怕驅(qū)鳥(niǎo)器的聲音，驅(qū)鳥(niǎo)效果也就大打折扣。本智能高仿真仿生驅(qū)鳥(niǎo)器通過(guò)風(fēng)力驅(qū)鳥(niǎo)、光線驅(qū)鳥(niǎo)、氣味驅(qū)鳥(niǎo)與仿生驅(qū)鳥(niǎo)等幾種手段集一體，形成多功能的多系統(tǒng)的驅(qū)鳥(niǎo)裝置，可長(zhǎng)期有效的去除鳥(niǎo)害。平時(shí)沒(méi)有鳥(niǎo)類(lèi)經(jīng)過(guò)時(shí)，驅(qū)鳥(niǎo)器只是間歇性的發(fā)射超聲波脈沖來(lái)檢測(cè)物體，其他功能都處于休眠狀態(tài)，功耗低，耗電量少。當(dāng)檢測(cè)到有鳥(niǎo)類(lèi)靠近時(shí)，驅(qū)鳥(niǎo)器會(huì)對(duì)著鳥(niǎo)發(fā)射驅(qū)鳥(niǎo)超聲波，干擾鳥(niǎo)的生理功能，使其遠(yuǎn)離；當(dāng)鳥(niǎo)依然靠近驅(qū)鳥(niǎo)器，距離足夠近時(shí)，驅(qū)鳥(niǎo)器會(huì)突然對(duì)著鳥(niǎo)發(fā)出LED 強(qiáng)光爆閃，同時(shí)發(fā)出模擬鳥(niǎo)類(lèi)天敵的語(yǔ)音，對(duì)靠近的鳥(niǎo)發(fā)出警告和恐嚇，實(shí)現(xiàn)對(duì)鳥(niǎo)的驅(qū)散作用。同時(shí)驅(qū)鳥(niǎo)器的外形為高仿真猛禽模型，形象逼真，對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)有較強(qiáng)的迷惑性；驅(qū)鳥(niǎo)器的體內(nèi)放置有揮發(fā)性的驅(qū)鳥(niǎo)香精氣體，可緩慢持久地釋放出一種影響禽鳥(niǎo)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的清香氣體，同樣也能達(dá)到較好的驅(qū)鳥(niǎo)效果。實(shí)踐證明，該驅(qū)鳥(niǎo)器使用簡(jiǎn)便，具有很好的驅(qū)鳥(niǎo)效果，是一種超低功耗的智能驅(qū)鳥(niǎo)設(shè)備，具有廣闊的市場(chǎng)推廣價(jià)值。