CN110349399A - 一种智能led蝙蝠驱赶装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能LED蝙蝠驱赶装置及方法，包括壳体、若干个检测驱赶单元和主控制器，所述检测驱赶单元包括超声波接收模块和驱赶光源，所述检测驱赶单元中的超声波接收模块的感应面与驱赶光源的出光面朝向相同，所有的超声波接收模块和驱赶光源均与主控制器电连接，所述若干个检测驱赶单元均匀分布在所述壳体的外壁上，所述主控制器设置在壳体内部。本发明结构简单，采用超声波识别和光源周期频闪驱赶，能够精准识别出蝙蝠进行驱赶，且无毒无害，达到保护蝙蝠的效果。

Description

一种智能LED蝙蝠驱赶装置及方法

技术领域

本发明涉及声光技术领域，更具体地说涉及一种智能LED蝙蝠驱赶装置及方法。

背景技术

在农园、住宅区等场所时常会受到蝙蝠的干扰，如偷吃蔬果、进入家宅等。一方面，人们不希望受到蝙蝠的干扰；另一方面，我们需要对蝙蝠进行保护。因此提出了对蝙蝠进行无害驱赶的设想和需求。

但是，目前已经提出的驱赶蝙蝠的方法难以满足农场、住宅对蝙蝠驱赶的应用需求。

目前蝙蝠驱赶器，按实现方式分类有两种：方式一是通过超声波接收器实时监测蝙蝠发出的超声波从而识别是否有蝙蝠靠近再决定是否启动超声波发生器，发射超声波，实现驱赶蝙蝠的目的。参考文献[1]Neuweiler G.Evolutionary aspects of batecholocation.J Comp Physiol A,2003,189(4):245-256和[2]徐娜,付子英,陈其才.恒频-调频蝙蝠特化的听觉系统对回声定位的适应[J].生物化学与生物物理进展,2014,41(06):542-550可得知，长期使用超声波驱赶后，容易使该区域受驱赶的蝙蝠对超声波信号产生适应性，导致驱赶效果下降。并且只有大功率的超声才能对蝙蝠起到驱赶作用，如要达到驱赶目的，需要耗费大量电力与需要大功率的超声发射器。

方式二是通过红外探测器识别是否有蝙蝠靠近再决定是否启动超声波发生器或闪光驱逐灯。红外探测器因为其工作原理而导致识别能力比较低下，即不能精确识别出蝙蝠并进行针对性的驱赶，可能识别的是其他动物。

按放置方式分类，可分为插立型，吊挂型和壁置型。由于放置方式而存在的方向范围限制问题，导致出现盲区现象或者驱赶效果不佳。因为驱赶器的形式是插立型、吊挂型和壁置型的，针对一些场景(如林业)，即驱赶方向是全方位的，现在驱赶器固有的外形设计与驱赶技术存在无法解决多方位的空间高度问题。

发明内容

本发明提供一种智能LED蝙蝠驱赶装置及方法，通过超声波检测和LED光多方位驱赶蝙蝠。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种智能LED蝙蝠驱赶装置，包括壳体、若干个检测驱赶单元和主控制器，所述检测驱赶单元包括超声波接收模块和驱赶光源，所有的超声波接收模块和驱赶光源均与主控制器电连接，所述若干个检测驱赶单元均匀分布在所述壳体的外壁上，所述主控制器设置在壳体内部，所述驱赶光源用于发出频闪。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括稳压模块、太阳能板和电源模块，所述稳压模块分别与主控制器、太阳能板和电源模块电连接，所述太阳能板固定设置在所述壳体的上端面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱赶光源为LED阵列。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱赶光源至少可以发出紫外线和绿光。

作为上述技术方案的进一步改进，所述壳体为内部中空的球状。

作为上述技术方案的进一步改进，所述主控制器为单片机。

一种智能LED蝙蝠驱赶方法，包括所述的一种智能LED蝙蝠驱赶装置，所述方法包括：

所述若干个检测驱赶单元检测蝙蝠发出的超声波；

当检测驱赶单元中的超声波接收模块检测到蝙蝠发出的超声波时，主控制器控制该检测驱赶单元中的驱赶光源发出周期频闪；

周期频闪结束后，若所述检测驱赶单元仍然检测到蝙蝠发出的超声波，则主控制器控制该驱赶光源再次发出周期频闪，直到所述检测驱赶单元没有检测到蝙蝠发出的超声波。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱赶光源至少可以发出来两种光，所述周期频闪的过程包括：

步骤1：驱赶光源发出第一种光且维持第一预设时间后，所述驱赶光源暂停，暂停的时间为第一间隔时间；

步骤2：驱赶光源发出第二种光且维持第二预设时间后，所述驱赶光源暂停，暂停的时间为第二间隔时间；

步骤3：依次重复步骤1和步骤2若干次。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，采用超声波识别和光源周期频闪驱赶，能够精准识别出蝙蝠进行驱赶，且无毒无害，达到保护蝙蝠的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明创造的模块连接示意图；

图2是本实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

实施例1，参照图1和图2，一种智能LED蝙蝠驱赶装置，包括壳体101、若干个检测驱赶单元110和主控制器100，所述检测驱赶单元110包括超声波接收模块200和驱赶光源300，所有的超声波接收模块200和驱赶光源300均与主控制器100电连接，所述若干个检测驱赶单元110均匀分布在所述壳体101的外壁上，所述主控制器100设置在壳体101内部，所述驱赶光源300用于发出频闪。

对所述若干个检测驱赶单元110中的超声波接收模块200和驱赶光源300进行编号，同一个检测驱赶单元110内的超声波接收模块200和驱赶光源300相对应。所述若干个检测驱赶单元110均匀分布在所述壳体101的外壁上，所述若干个检测驱赶单元110朝向不同的方向，用于检测和驱赶检测区域不同方向的蝙蝠。所述主控制器100用于接收所述超声波接收模块200收集的信号，并判断收集到的信号的脉冲间隔。

所述超声波接收模块200用于收集检测区域中的超声波，蝙蝠会发出超声波，当蝙蝠出现在检测区域时，所述超声波接收模块200会接收到蝙蝠发出的超声波，超声波接收模块200触发，将采集得到的信号和自身的编号发送到主控制器100中，主控制器100接收到来自超声波接收模块200的信号，并判断出收集到的信号脉冲间隔出现降低时，即是有蝙蝠靠近。所述主控制器100控制与所述触发的超声波接收模块200相对应的驱赶光源300发出周期频闪，通过驱赶光源300来驱赶蝙蝠。当驱赶光源300发出周期频闪的过程，所述触发的超声波接收模块200没有接收到蝙蝠发出的超声波，则所述主控制器100接收到的信号脉冲间隔增大，则说明蝙蝠远离检测区域，主控制器100口控制所述驱赶光源300停止发光，否则所述驱赶光源300持续发出周期频闪。

所述驱赶光源300发出周期频闪，可以有效驱赶蝙蝠，无毒无害。与喷撒驱赶农药相比，本方法对蝙蝠没有直接的接触和害处，达到保护蝙蝠的效果。灯光周期频闪可以驱赶蝙蝠的具体原理可参考文献[3]胡开良.四种蝙蝠色觉的行为学、免疫组织化学和视觉诱发电位研究[D].华东师范大学,2011。

本发明结构简单，整个系统的成本相对现有技术中红外识别和高功率超声波驱赶来说，大幅度降低。同时采用超声波识别和光源频闪驱赶，因为只有蝙蝠才会发出超声波，能够精准识别出蝙蝠，且无毒无害，与喷撒驱赶农药相比，本方法对蝙蝠没有直接的接触和害处，达到保护蝙蝠的效果。

作为优选的实施方式，所述驱赶光源300为LED阵列。

所述检测驱赶单元110中包括所述超声波接收模块200和驱赶光源300，所述超声波接收模块200和所述驱赶光源300相对应，同一个检测驱赶单元110中的超声波接收模块200的感应面与驱赶光源300的出光面朝向相同，超声波接收模块200用于检测检测区域是否有蝙蝠，当发现有蝙蝠时，所述驱赶光源300发出周期频闪驱赶蝙蝠。

作为优选的实施方式，所述驱赶光源300至少可以发出紫外线和绿光。

所述驱赶光源300可发出至少两种光，本实施例中的LED阵列可以发出紫外线和绿光，这两种光驱赶大多数种类的蝙蝠效果较好，所以本实施例将这两种光结合来用。驱赶光源300的灯色可以根据实际蝙蝠的种类来选定。所述驱赶光源300发出周期频闪的过程中，一个频闪动作周期为“绿光——间隔——紫外线——间隔”或“紫外线——间隔——绿光——间隔”，所述周期频闪为重复若干次所述频闪动作周期。本实施例中所述绿光和紫外线的时长为500ms，所述间隔的时长为250ms，完成一次频闪动作周期的时长为1500ms即1.5s，其中LED阵列一次出光为一次刺激，则一次频闪动作周期为两次刺激。所述周期频闪循环80次所述频闪动作周期，即整个周期频闪的总时长为2min。

当结束一次周期频闪后，若超声波接收模块200仍然检测到检测区域中有蝙蝠，则与所述超声波接收模块200相对应的驱赶光源300继续发出周期频闪。

进一步作为优选的实施方式，还包括稳压模块400、太阳能板500和电源模块600，所述稳压模块400分别与主控制器100、太阳能板500和电源模块600电连接，所述太阳能板500固定设置在所述壳体101的上端面。

本装置还包括电源模块600，所述电源模块600和稳压模块400设置在所述壳体101内部，所述电源模块600通过所述稳压模块400与主控制器100电连接。

所述电源模块600用于为整个装置提供电能。所述电源模块600为蓄电池或可充电电池。

所述太阳能板500通过光电效应将太阳能转化成电能，并将电能传输到稳压模块400，所述稳压模块400将接受到的电能进行电压稳定后，一种情况是将稳定后的电压传输到主控制器100进行功能，另一种情况是将稳定后的电压传输到电源模块600进行储能，正常情况下第二种情况较多。

进一步作为优选的实施方式，所述壳体101为内部中空的球状。

所述若干个检测驱赶单元110均匀地分布在内部中空球状的壳体101的外壁上，所述若干个检测驱赶单元110的朝向均不一样，但单一个检测驱赶单元110中的超声波接收模块200和驱赶光源300的朝向相同，用于多方向检测和驱赶蝙蝠。

作为优选的实施方式，所述主控制器100为单片机。

所述一种智能LED蝙蝠驱赶装置包括一种智能LED蝙蝠驱赶方法，所述方法包括：

所述若干个检测驱赶单元110检测蝙蝠发出的超声波；

当检测驱赶单元110中的超声波接收模块200检测到蝙蝠发出的超声波时，主控制器100控制该检测驱赶单元110中的驱赶光源300发出周期频闪；

周期频闪结束后，若所述检测驱赶单元110仍然检测到蝙蝠发出的超声波，则主控制器100控制该驱赶光源300再次发出周期频闪，直到所述检测驱赶单元110没有检测到蝙蝠发出的超声波。

所述壳体101的外壁设有若干检测驱赶单元110，采用所述检测驱赶单元110内的超声波接收模块200来进行超声波信号采集，其中超声波接收模块200的数量设置为N，其中超声波接收模块200的数量N的设置规则：

本发明装置检测接收超声波信号的距离范围为[R,R_D]，单一个超声波接收模块200检测和接收超声波信号的立体角范围为[0，Ω₀]，其中：

其中θ为超声波接收模块200检测和接收信号的最大偏向角，所述θ为一个平面角。

所述超声波接收模块200的感应面到所述装置的中心的距离为r，本实施例装置中的所有超声波接收模块200组成的整体立体角识别范围为[0，Ω_I]，其中：

其中，α为单个超声波接收模块200在本装置中的覆盖倾角。

符合上述设计的所需最少的超声波接收模块200的数量为N_M，

因此超声波接收模块200的数量要不少于上述求得N_M，则：

N≥N_M (5)

参考图2，装置中的超声波接收模块200没有设置在同一平面上时，则超声波接收模块200安装位置之间的相对高度差为h，其中：

h＜r (6)

作为优选的实施方式，所述驱赶光源300至少可以发出来两种光，所述周期频闪的过程包括：

步骤1：驱赶光源300发出第一种光且维持第一预设时间后，所述驱赶光源300暂停，暂停的时间为第一间隔时间；

步骤2：驱赶光源300发出第二种光且维持第二预设时间后，所述驱赶光源300暂停，暂停的时间为第二间隔时间；

步骤3：依次重复步骤1和步骤2若干次。

所述驱赶光源300为LED阵列，所述驱赶光源300可发出至少两种光，本实施例中的LED阵列可以发出紫外线和绿光，这两种光驱赶大多数种类的蝙蝠效果较好，所以本实施例将这两种光结合来用。

所述驱赶光源300发出周期频闪的过程中，一个频闪动作周期为“绿光——间隔——紫外线——间隔”或“紫外线——间隔——绿光——间隔”，所述周期频闪为重复若干次所述频闪动作周期。本实施例中所述绿光和紫外线的时长为500ms，所述间隔的时长为250ms，完成一次频闪动作周期的时长为1500ms即1.5s，其中LED阵列一次出光为一次刺激，则一次频闪动作周期为两次刺激。所述周期频闪循环80次，即整个周期频闪总时长为2min。

当结束一次周期频闪后，若超声波接收模块200仍然检测到检测区域中有蝙蝠，则与所述超声波接收模块200相对应的驱赶光源300发出周期频闪。

本装置多方位检测和接收来自蝙蝠的超声波，采用高功率的LED阵列进行周期频闪驱赶，达到高效驱赶的目的，准备识别蝙蝠，且不对蝙蝠造成伤害。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种智能LED蝙蝠驱赶装置，其特征在于，包括壳体、若干个检测驱赶单元和主控制器，所述检测驱赶单元包括超声波接收模块和驱赶光源，所有的超声波接收模块和驱赶光源均与主控制器电连接，所述若干个检测驱赶单元均匀分布在所述壳体的外壁上，所述主控制器设置在壳体内部，所述驱赶光源用于发出频闪。

2.根据权利要求1所述的一种智能LED蝙蝠驱赶装置，其特征在于：还包括稳压模块、太阳能板和电源模块，所述稳压模块分别与主控制器、太阳能板和电源模块电连接，所述太阳能板固定设置在所述壳体的上端面。

3.根据权利要求1所述的一种智能LED蝙蝠驱赶装置，其特征在于：所述驱赶光源为LED阵列。

4.根据权利要求1所述的一种智能LED蝙蝠驱赶装置，其特征在于：所述驱赶光源至少可发出紫外线和绿光。

5.根据权利要求1所述的一种智能LED蝙蝠驱赶装置，其特征在于：所述壳体为内部中空的球状。

6.根据权利要求1所述的一种智能LED蝙蝠驱赶装置，其特征在于：所述主控制器为单片机。

7.一种智能LED蝙蝠驱赶方法，其特征在于：包括权利要求1至5任一项中所述的一种智能LED蝙蝠驱赶装置，所述方法包括：

所述若干个检测驱赶单元检测蝙蝠发出的超声波；

当检测驱赶单元中的超声波接收模块检测到蝙蝠发出的超声波时，主控制器控制该检测驱赶单元中的驱赶光源发出周期频闪；

周期频闪结束后，若所述检测驱赶单元仍然检测到蝙蝠发出的超声波，则主控制器控制该驱赶光源再次发出周期频闪，直到所述检测驱赶单元没有检测到蝙蝠发出的超声波。

8.根据权利要求7所述的一种智能LED蝙蝠驱赶方法，其特征在于：所述驱赶光源至少可以发出来两种光，所述周期频闪的过程包括：

步骤1：驱赶光源发出第一种光且维持第一预设时间后，所述驱赶光源暂停，暂停的时间为第一间隔时间；

步骤2：驱赶光源发出第二种光且维持第二预设时间后，所述驱赶光源暂停，暂停的时间为第二间隔时间；

步骤3：依次重复步骤1和步骤2若干次。