CN101661284A - 无线控制的智能驱鸟系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机场驱鸟的驱鸟装置和控制方法技术领域，尤其涉及一种无线控制的智能驱鸟系统。包括有中央控制单元(1)和驱鸟工作单元(2)，其特点在于：所述的中央控制单元(1)包括有数据中央处理模块(3)，数据中央处理模块(3)通过数据线与控制面板(10)相连，鸟情监测模块(4)、可编程控制模块(5)、信号编码模块(6)和无线发射模块(7)分别与数据中央处理模块(3)相连，所述的驱鸟工作单元(2)包括有无线接收模块(8)、电源装置(9)和驱鸟装置(11)。其提供的机场驱鸟无线控制系统可以对机场各种驱鸟设备实现集中化、系统化、智能化的管理，提高驱鸟设备的利用率与使用效果，降低机场驱鸟设备的管理成本。

Description

无线控制的智能驱鸟系统

技术领域

本发明涉及机场驱鸟的驱鸟装置和控制方法技术领域，尤其涉及一种无线控制的智能驱鸟系统。

背景技术

目前，机场鸟击问题是全世界航空业的共同难题，现代飞机尤其是军用飞机的飞行速度高、价格昂贵，常常因为遭受鸟击而损失巨大甚至机毁人亡。因此，近几年机场驱鸟问题受到各国格外重视。现有的机场驱鸟方法大多单一，且需要大量的维护人员，由于鸟类有很强的适应能力，新的驱鸟方法或者驱鸟设备很快就无法“欺骗”鸟类，驱鸟效果不佳，现有设备很快就被淘汰，投资效益很差。综合利用各种驱鸟设备，并不断组合各种驱鸟方法，使得鸟类无所适从才是驱鸟系统的发展方向。

综合性的驱鸟系统必然有大量的控制电路，各种驱鸟设备也需要不同的供电电源。军用机场跑道较长且两旁没有布置供电系统，而且各地机场地质不同，要为驱鸟设备布置供电系统以及控制系统难度大、成本高，而且更改线路也较为复杂，驱鸟系统很难根据鸟类的适应能力而首先作出变化。这都导致现有的驱鸟方法及驱鸟系统的架构方法都无法满足机场尤其是军用机场的驱鸟效果。

国内外现有的驱鸟设备，主要是如下不足：

1、监控系统的视觉范围和监控范围也十分有限，为了达到大范围的驱鸟，需要不停的更换工作场地。在鸟类适应后，容易造成鸟类和驱鸟器之间捉谜藏。

2、驱鸟器安装维护困难，如对于一些存在电气设备的驱鸟器，往往需要花费大量的人力物力挖渠布置线路，而由于机场周边往往有大量的老鼠，线路很容易断路，检修十分困难。且一经安好后，系统不灵活，位置固定，使鸟类很容易适应。

3、驱鸟方式单一，时间局限性强。当系统开始使用时，效果一般较好，但随着时间的推移，鸟类会逐渐适应，此时，驱鸟的效果很不尽人意。

4、驱鸟空间有限，地面驱鸟系统工作时，鸟类会离开地面一定高度，由于没有空中驱鸟系统，当地面驱鸟系统停止工作时，鸟类又会重新回到地面，同时，由于鸟类停留的高度不高，反而增加了鸟撞的可能性。因此，驱鸟不彻底。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷而提供一种无线控制的智能驱鸟系统，其通过无线控制方式建立机场统一的无线智能控制平台，对机场各种驱鸟设备实现集中化、系统化、智能化的管理，从而有效克服了背景技术所述存在的一系列问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的无线控制的智能驱鸟系统，包括有中央控制单元(1)和驱鸟工作单元(2)，其特点在于：所述的中央控制单元(1)包括有数据中央处理模块(3)，数据中央处理模块(3)通过数据线与控制面板(10)相连，鸟情监测模块(4)、可编程控制模块(5)、信号编码模块(6)和无线发射模块(7)分别与数据中央处理模块(3)相连，所述的驱鸟工作单元(2)包括有无线接收模块(8)、电源装置(9)和驱鸟装置(11)。

所述的数据中央处理模块(3)为PC或工控机。控制面板(10)上设有总电源开关、电脑启动开关、驱鸟工作单元(2)的启动开关和执行开关。可编程控制模块(5)包括可编程控制器PLC(5-1)和无线传输模块(5-2)。无线发射模块(7)为数传无线发射电台。无线接收模块(8)包括有无线接收装置(8-1)，无线接收装置(8-1)通过解码模块(8-2)与控制装置(8-3)相连，控制装置(8-3)与驱鸟装置(11)相连。电源装置(9)包括支架(9-1)，支架(9-1)上设有太阳能面板(9-2)，太阳能面板(9-2)通过控制器(9-3)与蓄电池(9-4)相连，蓄电池(9-4)通过交直流供电电路(9-5)与驱鸟装置(11)相连。驱鸟装置(11)包括有充气人驱鸟机构(11-1)、火炮驱鸟机构(11-2)、仿生驱鸟机构(11-3)、电子炮驱鸟机构(11-4)和广播驱鸟机构(11-5)。

本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：

1.多种驱鸟方式协同作用，最大限度的延长鸟类的适应周期，扰乱鸟类的自学习能力。根据声、光、电、机械动作四种驱鸟方式，并通过合理地选用、重组、集成、安装，构成无线多方式驱鸟系统，从而达到对机场多方式、多功能驱鸟的目的。同时，在本系统中，总共采用了五大方式进行驱鸟：广播、火炮、电子炮、仿生动作和充气人，每种方式又有多种选择，如广播中的音源可以根据需要实时选择、充气人模型可以快速更换等。它们之间的组合，将有多种可能，这将极大的扰乱鸟类的适应能力，最大限度的降低本系统的时间局限性。

2.节能化设计，降低系统的维护成本，将太阳能电池板与蓄电池结合起来组成系统，对驱鸟工作单元提供电源，清洁环保。同时，通过对用电过程的精准控制，极大的减少了系统的闲置通电时间，从而提高了电源电量的有效工作而节约了电量。在正常天气状况下，每周在免维护的情况下可以保证系统自主运行，这将极大程度的降低了人力维护成本。

3.集成化、标准化、模块化设计，性能稳定、安装维护方便。采用嵌入式技术、计算机网络技术、数字语音技术设计与无线数据传输技术，组建无线驱鸟网络，实现对系统内所有单元驱鸟模块的无线遥控。在核心控制单元，采用了集成电路技术，将其做成电路板，极大的提高了系统的稳定性。各单元之间、单元与总控之间，使用标准接口，安装方便。各工作单元基于总控基础上，采用单元化独立设计，减少了系统运行时，单元之间的相互干扰，也方便了系统的维护。

4.自动化程度高，操作简单，维护成本低。同时，为今后机场驱鸟任务的完全自动化和自主化奠定了技术基础。

所述的无线控制的智能驱鸟系统，其提供的机场驱鸟无线控制系统可以将现有的机场各种由电力驱动或控制的驱鸟设备统一集成到一个平台当中，实现由太阳能加蓄电池集中供电，由总控台通过无线控制方式建立机场统一的无线智能控制平台，对机场各种驱鸟设备实现集中化、系统化、智能化的管理，提高驱鸟设备的利用率与使用效果，降低机场驱鸟设备的管理成本。具有不同功能的驱鸟设备由无线接收控制终端与太阳能供电系统统一控制，可以大幅度降低不同功能的驱鸟设备各有一套控制系统与供电系统所耗费的成本，在大部分市场上现有的无线驱鸟设备中，控制系统与供电系统所占整个设备成本的一半以上。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是本发明的无线接收模块8结构原理示意图；

图3是本发明的电源装置9和驱鸟装置11的结构原理示意图；

图4是本发明的可编程控制模块5的结构原理示意图。

具体实施方式

见图1、2、3、4，所述的无线控制的智能驱鸟系统，包括有中央控制单元1和驱鸟工作单元2，其特点在于：所述的中央控制单元1包括有数据中央处理模块3，数据中央处理模块3通过数据线与控制面板10相连，鸟情监测模块4、可编程控制模块5、信号编码模块6和无线发射模块7分别与数据中央处理模块3相连，所述的驱鸟工作单元2包括有无线接收模块8、电源装置9和驱鸟装置11。

所述的数据中央处理模块3为PC机或工控机。控制面板10上设有总电源开关、电脑启动开关、驱鸟工作单元2的启动开关和执行开关。可编程控制模块5包括可编程控制器PLC 5-1和无线传输模块5-2。无线发射模块7为数传无线发射电台。无线接收模块8包括有无线接收装置8-1，无线接收装置8-1通过解码模块8-2与控制装置8-3相连，控制装置8-3与驱鸟装置11相连。电源装置9包括支架9-1，支架9-1上设有太阳能面板9-2，太阳能面板9-2通过控制器9-3与蓄电池9-4相连，蓄电池9-4通过交直流供电电路9-5与驱鸟装置11相连。驱鸟装置11包括有充气人驱鸟机构11-1、火炮驱鸟机构11-2、仿生驱鸟机构11-3、电子炮驱鸟机构11-4和声音驱鸟机构11-5。驱鸟装置11在实施时可以采用其中的任意一个或多个机构设置在需要驱鸟场地。

所述的无线控制的智能驱鸟系统，各单元通过启动控制开关，将执行命令输入可编程控制器PLC 5-1，可编程控制器PLC 5-1将执行命令输入信号发射模块，信号发射模块经过处理通过信号发射天线发射出去，信号接收天线接受发射来的信号，通过信号接收模块处理，将信号变为执行动作，控制各个继电器通断电，让各个单元工作。可编程控制器PLC 5-1可根据提前编好的程序自动发射信号，在规定时间内控制各个执行单元工作。

所述的无线控制的智能驱鸟系统，操作面板上的按钮、开关的动作信号输入到PLC中，通过对PLC的编程，在其输出端输出控制信号以及面板指示灯等动作信号。控制信号再输入到编码控制板，编码为串行数据，再通过串行口将编码后的数据传输到数传无线发射电台经调频后发射。编码器留有标准的TTL电平RS232/RS485串行接口，可以通过第三方软件直接控制驱鸟单元的动作。

本发明的无线接收模块8与总控端的无线发射模块对应，解码模块8-2与总控端的信号编码模块对应，这里的对应是指信号的格式、传输等互为逆运算。解码模块8-2的信号解码由8051单片机来实现，信号解码后转换为开关控制量来控制继电器的工作状态(开、断)，理论上可以控制多达32个开关量(有32个I/O通道)。需要特别说明的是各个继电器无公共端，便于交、直流混合控制。DC12V直流最大通过电流为10A，AC220V最大电流为5A。另外，为了无线接收模块8控制的各种驱鸟设备可以通过区域选择来控制，取部分解码模块的控制通道作为区域控制通道，将其它控制驱鸟设备的通道与某个控制通道串联起来，这样如果区域控制通道没有接通，其它通道即使接通也无法控制驱鸟设备的动作。这种电路设计方法可以在一种单一的无线控制信道的基础上实现控制区域的划分，通过解码控制模块改变电路来实现各个区域控制的切换，而不用单独为每个区域开发一种配套解码控制模块，大大降低了整个系统的成本与部署难度。

本发明中央控制单元1可以安放至望塔等较高位置，机场跑道两旁距离跑道30米左右交错部署无线驱鸟控制终端与太阳能板及蓄电池构成一典型的无线驱鸟站点。各种驱鸟设备直接接入无线控制终端的某个I/O通道即可受控，每个站点的驱鸟设备可以适当增减，但相同设备应该在安装在相同编号的I/O通道中。每个站点一套供电设备和一套控制设备便可以控制多个驱鸟设备，大大节省了驱鸟设备的运行成本。需要特别指出，无线驱鸟站点可以安装在车辆上，组成一台配置灵活价格低廉的无线控制驱鸟车。

所述的充气人驱鸟机构11-1，其通过仿真人(充气人)外形和随风摆动的动作以及在上面布置的反光材料，对鸟类的视觉进行刺激，使鸟受到惊吓。该单元由充气人、12V直流充气泵、压力控制部分(时间继电器和压力传感器)、大电流保护电路和放气电磁阀组成，仿真人与真人一般大小，且在上面布上反光材料和飘带。工作前，充气人以一定的形状折叠存放在外壳中，工作时，直流充气泵以一定的流量向充气人输送压缩空气。该直流充气泵的电参数为12DC、额定电流15A。由于电流较大，需要引入大电流保护电路，对电路进行保护。为了节约蓄电池电量，需要对充气泵工作时间进行较为准确的控制，引入时间继电器。为了对充气人进行过压保护，在保护电路中串入压力传感器，对充气人的压力状况进行监控，当达到压力设定值后，自动切断直流充气泵的电流。此时，仿真人以一定的压力矗立在机场。随着环境风的带动，充气人身体和手上的飘带可以迎着风的方向摆动。在环境风力和充气人外形尺寸一定的情况下，摆动的幅度也可以根据充气人内部的压力进行调整。为了加重对鸟类的刺激，充气人的外形经常可以做成当地驱鸟工作人员一般大小和服饰。使用一定时间后，单元可以根据鸟情状况进行替换造型。为了使该单元的时间局限性降低，额外引入充气人的充/放动作，在单元不需要工作时，启动放气电磁阀，从而使充气人倒向地面，有如人体的站立和躺下，加重对鸟类刺激。

所述的火炮驱鸟机构11-2利用剧烈的爆炸声响、爆炸产生的浓烈的火药味、以及火炮爆炸时的闪光来刺激鸟类，使其逃离影响区。由点火器、炮管座、外壳组成。为了充分保证操作人员的安全性，除了在主控室外进行多重开关确认外，在该单元还配置了一个总开关，通过其实现与外界联系的通/断。利用电热丝在大电流时产生的热量短时间内点燃火炮导火索，引爆驱鸟专用火炮的推进室，压缩炮管座内的空气，提供火炮上升到高空所需要的推进力，将火炮推上一定的高空，进一步引爆驱鸟专用火炮工作室。在工作室内，可以选择是否填充一定量的鸟类厌恶刺激性粉末或试剂，通过爆炸燃烧或产生的冲击波使驱鸟气味迅速弥散在周边空间。

所述的仿生驱鸟机构11-3，其仿生机架为仿生隼形状，通过电机为带动偏心轮转动，通过传动机构带动翅膀煽动，头部以相同的频率摆动。从而驱动仿生隼的仿生隼头部的摆动和两个翅膀的仿生运动。仿生隼的头部还设有由两盏LED灯构成的灯光眼，从而使仿生隼的眼部发出恐怖的眼光，达到驱鸟的目的。

所述的电子炮驱鸟机构11-4，其利用电流直接激发自然空气爆炸，产生高功率爆炸声响和激发闪光。高功率爆炸声响的频率处于鸟类的最敏感频段，使鸟的听觉器官刺痛而无法忍受，必须迅速逃离现场，达到驱鸟效果。同时利用微电脑控制随机性工作，在不可预知的时间炸响，爆炸产生的闪光也会刺激鸟的眼睛，使鸟在有效范围内根本无法忍受。电子驱鸟炮属于瞬间功率性驱鸟，鸟类经过反复长时间聆听也不能适应。电源：AC220，平均功率40W。外形尺寸：直径为160mm，长度为500mm。影响区可以覆盖1公里。为了使爆炸声响按一定的方向传播，设计了万向扩音器，可以在60度范围内任意调整。同时，为了保护设备，增加了防尘挡雨遮罩，在模块长时间闲置时对电极进行保护。

所述的广播驱鸟机构11-5是通过声音来驱鸟的方式，发射部分由声音播放器、双模自动广播控制器、功率放大器、调频发射机以及天线组成。在总控端将声音通过FM调制发射出去，接收端通过调频收音系统接收并将声音播放，这样可以在总控台容易地播放各种恐吓鸟类的音乐，且可以通过控制软件编排播放恐吓音乐的节目单等。传统的播放驱鸟音乐通过MP3等播放器在机场跑道各个站点布置，要更改曲目必须给每个站点的播放器更换音乐存储卡，这样工作量极大，且无法灵活配置播放曲目，造成恐吓音乐单一鸟类容易适应的弊端。无线广播单元还可以用作机场广播通知系统。

Claims (8)

1、一种无线控制的智能驱鸟系统，包括有中央控制单元(1)和驱鸟工作单元(2)，其特征在于：所述的中央控制单元(1)包括有数据中央处理模块(3)，数据中央处理模块(3)通过数据线与控制面板(10)相连，鸟情监测模块(4)、可编程控制模块(5)、信号编码模块(6)和无线发射模块(7)分别与数据中央处理模块(3)相连，所述的驱鸟工作单元(2)包括有无线接收模块(8)、电源装置(9)和驱鸟装置(11)。

2、根据权利要求1所述的无线控制的智能驱鸟系统，其特征在于：所述的数据中央处理模块(3)为PC或工控机。

3、根据权利要求1所述的无线控制的智能驱鸟系统，其特征在于：所述的控制面板(10)上设有总电源开关、电脑启动开关、驱鸟工作单元(2)的启动开关和执行开关。

4、根据权利要求1所述的无线控制的智能驱鸟系统，其特征在于：所述的可编程控制模块(5)包括可编程控制器PLC(5-1)和无线传输模块(5-2)。

5、根据权利要求1所述的无线控制的智能驱鸟系统，其特征在于：所述的无线发射模块(7)为数传无线发射电台。

6、根据权利要求1所述的无线控制的智能驱鸟系统，其特征在于：所述的无线接收模块(8)包括有无线接收装置(8-1)，无线接收装置(8-1)通过解码模块(8-2)与控制装置(8-3)相连，控制装置(8-3)与驱鸟装置(11)相连。

7、根据权利要求1所述的无线控制的智能驱鸟系统，其特征在于：所述的电源装置(9)包括支架(9-1)，支架(9-1)上设有太阳能面板(9-2)，太阳能面板(9-2)通过控制器(9-3)与蓄电池(9-4)相连，蓄电池(9-4)通过交直流供电电路(9-5)与驱鸟装置(11)相连。

8、根据权利要求9所述的无线控制的智能驱鸟系统，其特征在于：所述的驱鸟装置(11)包括有充气人驱鸟机构(11-1)、火炮驱鸟机构(11-2)、仿生驱鸟机构(11-3)、电子炮驱鸟机构(11-4)和广播驱鸟机构(11-5)。

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