CN109258619A - 一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置，包括上位机控制主站、驱鸟器子站系统，上位机控制主站通过4G无线传输技术与驱鸟器子站系统进行信息交互。上位机控制主站包括无线接收装置和人机交互模块。驱鸟器子站系统包括单片机系统、光伏发电系统、蓄电池储能系统、电源控制系统、无线通信模块、宽频功放模块、声波发送模块、集成运放系统、时间模块、接近传感器、防鸟刺驱动器及防鸟刺。本发明可操作性强，便于实际应用；配置了防鸟刺驱动器能够带动连接杆上配置的防鸟刺，防止飞鸟对驱鸟器进行干扰，提高驱鸟器稳定性；上位机控制主站与驱鸟器子站通过4G无线网络连接，主站技术人员能够随时了解驱鸟器的工作状态，具有广阔的市场应用前景。

Description

一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置及其工作方法

技术领域

本发明属于输电运检专业驱鸟技术领域，具体是一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置及其工作方法。

背景技术

近年来，生态环境的变化改变了鸟的生存状态，在一些地区鸟将鸟巢筑在电力系统输电线路的杆塔上，而由于鸟类活动以及电网规模的扩大和增加，导致送电线路由于鸟害发生闪络跳闸呈逐年上升的趋势，鸟类对电网运行的危害愈来愈大。尤其超高压远距离大容量输送线路的鸟害事故引起的跳闸，更是严重的影响着电网的安全运行。

近年来，国内外对输电线路鸟害防治工作非常重视，不少电力部门采取了防治鸟害措施，主要有：在杆塔上安装如天敌动物模型等惊鸟物体；在直线杆塔悬垂绝缘子串上方装设由绝缘板制成的防鸟粪罩；在杆塔构件上安装鸟刺；在绝缘子串下端安装风车；在杆塔上安装棱镜式光线驱鸟器；在杆塔上安装声光电子驱鸟装置以及超声波驱鸟器等。但上述防鸟害办法均存在一定的缺陷和问题，如容易老化、寿命短、造价高、无风天气不能发挥作用、易被鸟类适应而失去作用等，而且大多数驱鸟装置防鸟害效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置及其工作方法，它能够弥补传统驱鸟器的不足，不同于一般防鸟刺等防鸟设备，它主要以驱鸟为目的，以语音驱鸟为主，利用太阳能光伏板和储能电池驱动防鸟刺转动，而不是单纯的防止鸟停落在杆塔上。利用上位机技术，能够实现控制主站与驱鸟器子站的信息交互，方便控制主站技术人员即时了解子站动态。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：包括上位机控制主站、驱鸟器子站系统，上位机控制主站通过4G无线传输技术与驱鸟器子站系统进行信息交互。

而且，所述上位机控制主站包括无线接收装置和人机交互模块。

而且，所述无线接收装置采用4G无线传输技术接收驱鸟器子站系统的信息传输。

而且，所述人机交互模块用于工作人员监控现场情况和查询历史信息。

而且，所述所述查询历史信息为驱鸟装置每动作一次，通过无线传输反馈的驱鸟器动作信息，技术人员可查询信息。

而且，所述驱鸟器子站系统包括单片机系统、光伏发电系统、蓄电池储能系统、电源控制系统、无线通信模块、宽频功放模块、声波发送模块、集成运放系统、时间模块、接近传感器、防鸟刺驱动器以及防鸟刺。

而且，所所述电源控制系统由电容C1、电容C2、电容C3为7815三端正稳压器供电；二极管D4、二极管D5和电阻R1构成蓄电池充放电电路；太阳能电池板通过二极管D1、二极管D2、二极管D3、7815三端正稳压器向单片机供电。

而且，所述无线通信模块采用MAX3232芯片，MAX3232是RS-232收发器，驱鸟器信息能够能够通过RS-232与4G无线网络将数据传送至上位机。

而且，工作方法包括以下步骤：

(1)太阳能电池板通过电源控制系统向蓄电池充电并提供单片机正常运行所需的电压；

(2)当飞鸟靠近电力杆塔时，接近传感器能检测飞鸟信号，将信号传递至单片机，单片机向声波发送模块传递指令，驱鸟声波经过声波发送模块传递至集成运放系统，使得声波经过运放系统放大，放大后的声波信号传输至宽频功放模块，降低放大后声波信号中的噪声、优化输入信号处理，输出较高音质的声波；

(3)单片机指令每传达一次，指令信息就会通过无线模块中的RS-232收发器利用4G无线网络将驱鸟器的动作信息传送至上位机控制主站，主站操作人员可以通过人机交互模块查看每日、每月驱鸟器的动作信息，了解电力杆塔附近的实时情况；

(4)通过时间模块计时，如果驱鸟器持续发送声波2分钟，单片机会发出信号，使得驱防鸟刺驱动器转动，带动连接杆上的防鸟刺一起转动，这是为防止飞鸟在驱鸟器附近停留，影响驱鸟器的工作效率。

而且，所述步骤(1)，当蓄电池的电压处于正常状态时，蓄电池的门限电压在设定范围之内，此时太阳能光伏板向蓄电池进行恒压充电；

当蓄电池的电压达到门限电压峰值时，单片机发出指令，使二极管关断，太阳能光伏板停止对蓄电池充电，蓄电池对单片机进行供电；

当蓄电池的电压低于门限电压设定值时，单片机发出指令，使二极管导通，太阳能光伏板对蓄电池进行充电并提供单片机正常运行所需电压。

本发明的优点和积极效果是：

本发明可操作性强，便于实际应用；配置了防鸟刺驱动器能够带动连接杆上配置的防鸟刺，防止飞鸟对驱鸟器进行干扰，提高驱鸟器稳定性；上位机控制主站与驱鸟器子站通过4G无线网络连接，主站技术人员能够随时了解驱鸟器的工作状态；具有广阔的市场应用前景。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的驱鸟器子站示意图；

图3为本发明的电源控制系统；

图4为本发明的无线传输模块MAX3232结构图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置，包括上位机控制主站、驱鸟器子站系统(见附图2)，上位机控制主站通过4G无线传输技术与驱鸟器子站系统进行信息交互。

所述上位机控制主站包括无线接收装置和人机交互模块，无线接收装置采用4G无线传输技术接收驱鸟器子站系统的信息传输；人机交互模块方便工作人员监控现场情况和查询历史信息。所述查询历史信息为驱鸟装置每动作一次，通过无线传输反馈的驱鸟器动作信息，技术人员可查询信息。

所述驱鸟器子站系统包括单片机系统、光伏发电系统、蓄电池储能系统、电源控制系统、无线通信模块、宽频功放模块、声波发送模块、集成运放系统、时间模块、接近传感器、防鸟刺驱动器以及防鸟刺。

所述单片机系统采用AT89S51型号。

所述光伏发电系统采用深圳市索阳新能源有限公司生产的300W多晶体太阳能电池板，太阳能电池板输出电压18V，通过7815三端正稳压器电路将输出电压降低至13.6V左右(此电压值为12V蓄电池恒压充电的门限电压)。

所述电源控制系统(见附图3)由电容C1、电容C2、电容C3为7815三端正稳压器供电；二极管D4、二极管D5和电阻R1构成蓄电池充放电电路；太阳能电池板通过二极管D1、二极管D2、二极管D3、7815三端正稳压器向单片机供电。

所述无线通信模块(见附图4)采用MAX3232芯片，MAX3232是RS-232收发器，驱鸟器信息能够能够通过RS-232与4G无线网络将数据传送至上位机。

所述宽频功放模块采用Tripath公司生产的EB-TA2024型宽频功放器，利用它降低输入噪声，实现较好的音频输出。

所述声波发送模块采用BMP5008语音板，能够利用MIC储存采集到的鸟类天敌的声音，利用发生器对这些声音进行播放。

所述集成运放系统采用LM324宽频功放输出信号的放大电路，使音频信号经过集成运放将声音放大后，在通过宽频功放模块播放出宏亮的驱鸟声音。

所述时间模块由时钟芯片构成，能够随时读取时间，方便上位机控制主站人员了解驱鸟器的动作时间。

所述接近传感器SN04-P型号传感器。

所述防鸟刺驱动器采用60mm高速直流无刷电机。

所述防鸟刺采用多股钢绞线中间固定，两端散开成蘑菇状，截成80-100cm，穿入防鸟刺驱动器杆的孔中。

一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置的工作方法，包括以下步骤：

(1)太阳能电池板通过电源控制系统向蓄电池充电并提供单片机正常运行所需的电压；当蓄电池的电压处于正常状态时，蓄电池的门限电压在设定范围之内，此时太阳能光伏板向蓄电池进行恒压充电；当蓄电池的电压达到门限电压峰值(13.6V)时，单片机发出指令，使二极管关断，太阳能光伏板停止对蓄电池充电，蓄电池对单片机进行供电；当蓄电池的电压低于门限电压设定值时，单片机发出指令，使二极管导通，太阳能光伏板对蓄电池进行充电并提供单片机正常运行所需电压。

(2)当飞鸟靠近电力杆塔时，接近传感器能检测飞鸟信号，将信号传递至单片机，单片机向声波发送模块传递指令，驱鸟声波经过声波发送模块传递至集成运放系统，使得声波经过运放系统放大，放大后的声波信号传输至宽频功放模块，降低放大后声波信号中的噪声、优化输入信号处理，输出较高音质的声波。

(3)单片机指令每传达一次，指令信息就会通过无线模块中的RS-232收发器利用4G无线网络将驱鸟器的动作信息传送至上位机控制主站，主站操作人员可以通过人机交互模块查看每日、每月驱鸟器的动作信息，了解电力杆塔附近的实时情况。

(4)通过时间模块计时，如果驱鸟器持续发送声波2分钟，单片机会发出信号，使得驱防鸟刺驱动器转动，带动连接杆上的防鸟刺一起转动，这是为防止飞鸟在驱鸟器附近停留，影响驱鸟器的工作效率。

工作原理：通过给单片机编写软件程序设定各种执行条件以及判断条件，利用单片机的软件程序控制时间模块、声波发送模块、无线传输模块等；通过电源控制系统控制太阳能电池板与蓄电池之间的充放电关系；接近传感器能够检测电力杆塔周围的飞鸟；声波发送模块发出驱鸟声波经过集成运放系统进行放大，最后经过宽频功放系统对声波进行除噪；防鸟刺驱动器能够根据单片机的指令进行动作，保护驱鸟装置不受飞鸟干扰；时间模块能够使技术人员实时读取时间，记录驱鸟器动作时间。

无线通讯模块能够将单片机的指令通过4G无线网络传输至上位机控制总站；上位机控制总站内配有人机交互模块，主站技术人员能够利用人机交互模块查询驱鸟器动作信息以及动作时间，实时了解驱鸟器在现场的运行状态。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：包括上位机控制主站、驱鸟器子站系统，上位机控制主站通过4G无线传输技术与驱鸟器子站系统进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所述上位机控制主站包括无线接收装置和人机交互模块。

3.根据权利要求2所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所述无线接收装置采用4G无线传输技术接收驱鸟器子站系统的信息传输。

4.根据权利要求2所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所述人机交互模块用于工作人员监控现场情况和查询历史信息。

5.根据权利要求4所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所述所述查询历史信息为驱鸟装置每动作一次，通过无线传输反馈的驱鸟器动作信息，技术人员可查询信息。

6.根据权利要求1所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所述驱鸟器子站系统包括单片机系统、光伏发电系统、蓄电池储能系统、电源控制系统、无线通信模块、宽频功放模块、声波发送模块、集成运放系统、时间模块、接近传感器、防鸟刺驱动器以及防鸟刺。

7.根据权利要求1所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所所述电源控制系统由电容C1、电容C2、电容C3为7815三端正稳压器供电；二极管D4、二极管D5和电阻R1构成蓄电池充放电电路；太阳能电池板通过二极管D1、二极管D2、二极管D3、7815三端正稳压器向单片机供电。

8.根据权利要求1所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所述无线通信模块采用MAX3232芯片，MAX3232是RS-232收发器，驱鸟器信息能够能够通过RS-232与4G无线网络将数据传送至上位机。

9.根据权利要求1所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：工作方法包括以下步骤：

(1)太阳能电池板通过电源控制系统向蓄电池充电并提供单片机正常运行所需的电压；

(2)当飞鸟靠近电力杆塔时，接近传感器能检测飞鸟信号，将信号传递至单片机，单片机向声波发送模块传递指令，驱鸟声波经过声波发送模块传递至集成运放系统，使得声波经过运放系统放大，放大后的声波信号传输至宽频功放模块，降低放大后声波信号中的噪声、优化输入信号处理，输出较高音质的声波；

(3)单片机指令每传达一次，指令信息就会通过无线模块中的RS-232收发器利用4G无线网络将驱鸟器的动作信息传送至上位机控制主站，主站操作人员可以通过人机交互模块查看每日、每月驱鸟器的动作信息，了解电力杆塔附近的实时情况；

(4)通过时间模块计时，如果驱鸟器持续发送声波2分钟，单片机会发出信号，使得驱防鸟刺驱动器转动，带动连接杆上的防鸟刺一起转动，这是为防止飞鸟在驱鸟器附近停留，影响驱鸟器的工作效率。

10.根据权利要求9所述的基于上位机的多功能智能驱鸟装置，其特征在于：所述步骤(1)，当蓄电池的电压处于正常状态时，蓄电池的门限电压在设定范围之内，此时太阳能光伏板向蓄电池进行恒压充电；

当蓄电池的电压达到门限电压峰值时，单片机发出指令，使二极管关断，太阳能光伏板停止对蓄电池充电，蓄电池对单片机进行供电；

当蓄电池的电压低于门限电压设定值时，单片机发出指令，使二极管导通，太阳能光伏板对蓄电池进行充电并提供单片机正常运行所需电压。