CN111513054A - 一种基于超声波的驱鸟方法及驱鸟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声波的驱鸟方法及驱鸟装置，驱鸟方法由中央处理模块内部的频率可调超声波发生模块产生多种频率超声波，并利用无鸟类时长t与测试时长T的比值表征每种频率超声波的驱鸟效果，进行每种频率的超声波驱鸟效果测试，优选出最适合驱鸟的超声波频率来进行驱鸟，从而满足各个地区，各个时期不同鸟类的驱鸟效果，提高驱鸟的效率。所述的驱鸟装置，包括中央处理模块、超声波发生模块、超声波扬声器、探测模块、时钟模块；所述的超声波发生模块为频率可调的超声波发生模块，发出多种频率的超声波提升驱鸟效果。

Description

一种基于超声波的驱鸟方法及驱鸟装置

技术领域

本发明涉及杆塔驱鸟技术领域，尤其涉及一种基于超声波的驱鸟方法及驱鸟装置。

背景技术

鸟类在繁殖季节喜欢在铁塔上筑巢，其筑巢材料有树枝、枯藤、废棉线，甚至还有铁丝。这些材料下落可能短接几片瓷瓶，从而引起线路跳闸。各种大鸟觅食后喜欢落在铁塔中线横担上。歇息时大量排放粪便，会污染瓷瓶，降低瓷瓶串外绝缘强度，而引起线路跳闸。

线路上鸟害故障点全部在带拉线或钢性铁塔上，绝大部份在直线铁塔中线瓷瓶串和耐张中线跳线悬垂绝缘子串上。水泥杆一般无鸟害故障发生。变电站主要是鸟类经常钻进变压器或交流滤波器的空隙中导致瞬间故障。由于在供电过程中，主要有两个不同的环境放置驱鸟器，一个是输电塔、一个是输电线。

现有的用于输电塔和输电线的驱鸟装置，通常采用声光驱鸟、超声波驱鸟等方法。然而，对不同的地区，同一地区不同的季节，输电塔和输电线上筑巢或停留的鸟类的种类是不同的，不同的种类的鸟类对于同一超声波频率的耐受程度不同。且在同一地区，若长时间采用某频率的超声波驱鸟，该区域的鸟类也会对其产生耐受，驱鸟效果下降。因此，亟需一种能够合理的调整超声波频率的驱鸟方法和驱鸟装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于超声波的驱鸟方法及驱鸟装置，能够发出多种不同频率的超声波，并对每种频率的超声波的驱鸟效果进行判断，从而选择驱鸟效果最好的超声波频率进行驱鸟，提升驱鸟效果。

本发明采用的技术方案为：

一种基于超声波的驱鸟方法，包括以下步骤；

步骤一：驱鸟装置的中央处理模块中预设有超声波的n个频率；驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块能够发出与n个频率一一对应的超声波，设定为第1频率超声波、第2频率超声波、……、第i频率超声波、……、第n频率超声波；1≤i≤n；

步骤二：检测第i频率超声波的驱鸟效果；在中央处理模块的控制下，驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出第i频率超声波，第i频率超声波持续测试时长T；在测试时长T中，探测模块探测在探测范围中有无鸟类，中央处理模块根据探测模块的探测结果得到无鸟类存在的无鸟类时长t；

步骤三：根据探测到无鸟类时长t与测试时长T，计算得到各个频率的超声波的驱鸟效果值Q；

Q＝t/T；(1)

Q越大，则说明对应频率的超声波驱鸟效果越好；Q越小，则说明对应频率的超声波驱鸟效果越差；

步骤四：依次检测第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声、……第n频率超声波的驱鸟效果，得到第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声波……第n频率超声波对应的驱鸟效果值Q1、Q2……Qi……Qn，选取Q1、Q2、……Qi和Qn中的最大值Q_max对应的超声波频率作为驱鸟频率；

步骤五：驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出驱鸟频率的驱鸟超声波驱逐鸟类。

所述的步骤四重复进行m次，设定第i频率超声波m次检测的驱鸟效果值的平均值为Qi′，依次获取第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声波……第n频率超声波对应的驱鸟效果值的平均值Q1′、Q2′……Qi′……Qn′，选取Q1′、Q2′、……Qi′和Qn′中的最大值对应的超声波频率作为驱鸟频率。

所述的驱鸟装置的中央处理模块中预设有多个自动驱鸟时间点和自动驱鸟时长T1；

当探测模块未在探测范围内探测到鸟类时，当到达预设的自动驱鸟时间点时，中央处理模块控制可调超声波发生模块发出驱鸟频率的超声波，持续时间为自动驱鸟时长T1。

当探测模块在探测范围内探测到鸟类时，中央处理模块控制可调超声波发生模块发出驱鸟频率的超声波。

优选的，每隔一段时间，对驱鸟超声波驱逐鸟类的效果进行检测；在中央处理模块的控制下，驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出驱鸟频率的驱鸟超声波，驱鸟超声波持续测试时长T，中央处理模块根据探测模块的探测结果得到无鸟类存在的无鸟类时长t，中央处理模块根据公式(1)得到驱鸟效果值Q，记为驱鸟效果实时检测值Q_real；

中央处理模块中根据Q_max，设定Q_max的阈值，当驱鸟效果实时检测值Q_real超出Q_max的阈值，则重复步骤四和步骤五，更新驱鸟超声波。

一种基于超声波的驱鸟装置，包括中央处理模块、超声波发生模块、超声波扬声器、用于探测在探测范围内有无鸟类的探测模块、时钟模块；所述的超声波发生模块为频率可调的超声波发生模块；

所述的时钟模块的输出端连接中央处理模块的时钟信号输入端；所述的探测模块的输出端连接中央处理模块的探测信号输入端，所述的中央处理模块的第一控制输出端连接超声波发生模块的控制输入端，所述的超声波发生模块的输出端连接超声波扬声器的信号输入端。

所述的探测模块采用雷达探测模块，所述的雷达探测模块的信号输出端连接中央处理模块的第一信号输入端。

所述的基于超声波的驱鸟装置还包括用于驱鸟的高频闪光模块和闪光控制电路，所述的闪光控制电路的控制输入端连接中央处理模块的第二控制输出端，所述的闪光控制电路的输出端连接高频闪光模块。

所述的基于超声波的驱鸟装置还包括声音驱鸟模块；所述的声音驱鸟模块包括预存有猛禽叫声和枪声的声音储存模块、功率放大模块和喇叭；所述的综合性驱鸟装置声音储存模块的输入端连接中央处理模块的输出端，所述的声音储存模块的输出端通过功率放大模块连接喇叭。

所述的探测机构还包括声音检测模块，所述的声音检测模块用于接收声音和震动，并根据声音和震动判断有无鸟类；所述的声音检测模块的信号输出端连接中央处理模块的第二信号输入端。

本发明通过设置频率可调的超声波发生模块，在长期的驱鸟过程中发出不同频率的超声波，驱逐鸟类，从而避免鸟类对超声波产生适应性。

进一步的，设置声音高频闪光模块、声音驱鸟模块，大大丰富驱鸟装置的驱鸟功能，提升驱鸟装置的驱鸟效果。

更进一步的，设置雷达探测模块探测在雷达的探测区域内有无鸟类，还可以根据多普勒原理，判断鸟类是在接近还是远离，从而判断鸟类的飞行方向；再通过声音检测模块，检测小型鸟类落到线缆上的声音以及鸟类的叫声，能够避免小型鸟类落到线缆上或者雷达检测模块的死点造成的不良影响，保证对鸟类有无检测的准确性，从而保证驱鸟效果。

本发明所述的驱鸟方法，由中央处理模块内部的频率可调超声波发生模块产生多种频率超声波，并利用无鸟类时长t与测试时长T的比值表征每种频率频率超声波的驱鸟效果，进行每种频率的超声波驱鸟效果测试，优选出最适合驱鸟的超声波频率来进行驱鸟，从而满足各个地区，各个时期不同鸟类的驱鸟效果，提高驱鸟的效率。

更进一步的，本发明所述的驱鸟方法，每隔一段时间，即对优选出的最合适的驱鸟频率的实时驱鸟效果进行检测，当鸟类对驱鸟频率产生适应能力，或者是有另外的鸟类进入被保护区域，通过雷达检测到鸟类的活动时长会升高，无鸟类活动时长会降低，实时驱鸟效果降低时，重新筛选出最优的驱鸟频率，保证了驱鸟装置长时期的驱鸟效果。

本发明所述的驱鸟装置，通过设置频率可调的超声波发生模块，在长期的驱鸟过程中发出不同频率的超声波，驱逐鸟类，从而避免鸟类对超声波产生适应性，保证了驱鸟装置长时期的驱鸟效果。

附图说明

图1为本发明的电路原路图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的基于超声波的驱鸟装置，包括中央处理模块、超声波发生模块、超声波扬声器、用于探测在探测范围内有无鸟类的探测模块、时钟模块；所述的超声波发生模块为频率可调的超声波发生模块；

所述的时钟模块的输出端连接中央处理模块的时钟信号输入端；所述的探测模块的输出端连接中央处理模块的探测信号输入端，所述的中央处理模块的第一控制输出端连接超声波发生模块的控制输入端，所述的超声波发生模块的输出端连接超声波扬声器的信号输入端。

优选的，本实施例中，所述的探测模块采用雷达探测模块和声音检测模块，所述的雷达探测模块的信号输出端连接中央处理模块的第一信号输入端，所述的声音检测模块的信号输出端连接中央处理模块的第二信号输入端。

所述的声音检测模块用于接收声音和震动，并根据声音和震动判断有无鸟类；

雷达是一种将微波收、发设备合置的探测器，工作原理基于多普勒效应。微波的波长很短，在1mm～1000mm之间，因此很容易被物体反射。微波信号遇到移动物体反射后会产生多普勒效应，即经反射后的微波信号与发射波信号的频率会产生微小的偏移。此时被认为是有物体闯入布防区域。

采用多普勒雷达的原理，将微波发射天线与接收天线装在一起。使用场效应管作微波固态振荡源，通过与波导的组合，形成一个小型的发射微波信号的发射源。探头中的肖基特检波管与同一波导组成单管波导混频器作为接收机与发射源耦合回来的信号混频，从而得到一个频率差，再送到低频放大器处理后控制报警的输出。

因此，所述的雷达探测模块不仅可以探测在雷达的探测区域内有无鸟类，还可以根据多普勒原理，判断鸟类是在接近还是远离，从而判断鸟类的飞行方向。再通过声音检测模块，检测小型鸟类落到线缆上的声音以及鸟类的叫声，能够避免小型鸟类落到线缆上或者雷达检测模块的死点造成的不良影响。

当雷达检测模块或声音检测模块检测到鸟类时，中央处理模块控制超声波发生模块发出超声波，超声波频率范围在人的听觉范围以外，人一般不会有所感知，但是听觉能力是人类近10倍的鸟类对声音却非常敏感，从而在不影响人类的前提下驱逐鸟类。

优选的，所述的基于超声波的驱鸟装置，还包括用于驱鸟的高频闪光模块和闪光控制电路，所述的闪光控制电路的控制输入端连接中央处理模块的第二控制输出端，所述的闪光控制电路的输出端连接高频闪光模块。所述的高频闪光模块采用LED灯，中央处理模块通过闪光控制电路控制LED灯闪烁。

当探测模块探测到鸟类时，中央处理模块通过闪光控制电路控制LED灯闪烁，从而驱逐鸟类。高频闪光模块的设置，进一步的丰富了驱鸟装置的驱鸟方式，保证了驱鸟效果。

本实施例中，所述的驱鸟装置还包括声音驱鸟模块；所述的声音驱鸟模块包括预存有猛禽叫声和枪声的声音储存模块、功率放大模块和喇叭；所述的综合性驱鸟装置声音储存模块的输入端连接中央处理模块的输出端，所述的声音储存模块的输出端通过功率放大模块连接喇叭。

为了提升超声波驱鸟的效果，本发明提出一种基于超声波的驱鸟方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤一：驱鸟装置的中央处理模块中预设有超声波的n个频率；驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块能够发出与n个频率一一对应的超声波，设定为第1频率超声波、第2频率超声波、……、第i频率超声波、……、第n频率超声波；1≤i≤n；

步骤二：检测第i频率超声波的驱鸟效果；在中央处理模块的控制下，驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出第i频率超声波，第i频率超声波持续测试时长T；在测试时长T中，探测模块探测在探测范围中有无鸟类，中央处理模块根据探测模块的探测结果得到无鸟类存在的无鸟类时长t；

步骤三：根据探测到无鸟类时长t与测试时长T，计算得到各个频率的超声波的驱鸟效果值Q；

Q＝t/T； (1)

Q越大，则说明对应频率的超声波驱鸟效果越好；Q越小，则说明对应频率的超声波驱鸟效果越差；

步骤四：依次检测第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声、……第n频率超声波的驱鸟效果，得到第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声波……第n频率超声波对应的驱鸟效果值Q1、Q2……Qi……Qn，选取Q1、Q2、……Qi和Qn中的最大值对应的超声波频率作为驱鸟频率；

步骤五：驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出驱鸟频率的驱鸟超声波驱逐鸟类。

在驱鸟装置安装到位初期，由中央处理模块内部的频率可调超声波发生模块产生第1频率超声波，第1频率超声波持续测试时长T，同时，微处理器通过接收雷达探测模块的信号判断是否有鸟类活动，并根据时钟模块，把无鸟类活动的时长进行累积得到无鸟类时长t，并利用无鸟类时长t与测试时长T的比值表征第1频率超声波。依次进行多个频率的超声波驱鸟效果测试，优选出最适合驱鸟的超声波频率来进行驱鸟，从而满足各个地区，各个时期不同鸟类的驱鸟效果，提高驱鸟的效率。

优选的，所述的步骤四重复进行m次，设定第i频率超声波m次检测的驱鸟效果值的平均值为Qi′，依次获取第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声波……第n频率超声波对应的驱鸟效果值的平均值Q1′、Q2′……Qi′……Qn′，选取Q1′、Q2′、……Qi′和Qn′中的最大值对应的超声波频率作为驱鸟频率，从而保证优选出的驱鸟频率是有效的，而非偶然的结果。

优选的，所述的驱鸟装置有两种驱鸟模式，主动驱鸟模式和被动驱鸟模式，

被动驱鸟模式中，中央处理模块中预设有多个自动驱鸟时间点和自动驱鸟时长T1；

当探测模块未在探测范围内探测到鸟类时，当到达预设的自动驱鸟时间点时，中央处理模块控制可调超声波发生模块发出驱鸟频率的超声波，持续时间为自动驱鸟时长T1。

主动驱鸟模式中，当探测模块在探测范围内探测到鸟类时，中央处理模块控制可调超声波发生模块发出驱鸟频率的超声波。

被动驱鸟模式营造被鸟类厌恶的区域，防止鸟类进入该区域，主动模式则对闯入该区域的鸟类进行主动驱赶。两种模式相结合，充分保证驱鸟效果。

优选的，所述的基于超声波的驱鸟方法，每隔一段时间，对驱鸟超声波驱逐鸟类的效果进行检测；在中央处理模块的控制下，驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出驱鸟频率的驱鸟超声波，驱鸟超声波持续测试时长T，中央处理模块根据探测模块的探测结果得到无鸟类存在的无鸟类时长t，中央处理模块根据公式(1)得到驱鸟效果值Q，记为驱鸟效果实时检测值Q_real；

中央处理模块中根据Q_max，设定Q_max的阈值，当驱鸟效果实时检测值Q_real超出Q_max的阈值，则重复步骤四和步骤五，更新驱鸟频率，驱鸟装置的频率可调超声波发生模块发出更新后的驱鸟频率的驱鸟超声波。

当鸟类对驱鸟频率产生适应能力，或者是有另外的鸟类进入被保护区域，通过雷达检测到鸟类的活动时长会升高，无鸟类活动时长会降低，从而驱鸟效果实时检测值Qreal小于Qmax，当超出Qmax的阈值时，重复驱鸟频率的挑选过程，找到一个最适合驱赶的频率进行有效驱鸟，从而保证长时期的驱鸟效果。

Claims (9)

1.一种基于超声波的驱鸟方法，其特征在于：包括以下步骤；

步骤一：驱鸟装置的中央处理模块中预设有超声波的n个频率；驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块能够发出与n个频率一一对应的超声波，设定为第1频率超声波、第2频率超声波、……、第i频率超声波、……、第n频率超声波；1≤i≤n；

步骤二：检测第i频率超声波的驱鸟效果；在中央处理模块的控制下，驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出第i频率超声波，第i频率超声波持续测试时长T；在测试时长T中，探测模块探测在探测范围中有无鸟类，中央处理模块根据探测模块的探测结果得到无鸟类存在的无鸟类时长t；

步骤三：根据探测到无鸟类时长t与测试时长T，计算得到各个频率的超声波的驱鸟效果值Q；

Q＝t/T；(1)

Q越大，则说明对应频率的超声波驱鸟效果越好；Q越小，则说明对应频率的超声波驱鸟效果越差；

步骤四：依次检测第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声、……第n频率超声波的驱鸟效果，得到第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声波……第n频率超声波对应的驱鸟效果值Q1、Q2……Qi……Qn，选取Q1、Q2、……Qi和Qn中的最大值Q_max对应的超声波频率作为驱鸟频率；

步骤五：驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出驱鸟频率的驱鸟超声波驱逐鸟类。

2.根据权利要求1所述的基于超声波的驱鸟方法，其特征在于：所述的步骤四重复进行m次，设定第i频率超声波m次检测的驱鸟效果值的平均值为Qi′，依次获取第1频率超声波、第2频率超声波……第i频率超声波……第n频率超声波对应的驱鸟效果值的平均值Q1′、Q2′……Qi′……Qn′，选取Q1′、Q2′、……Qi′和Qn′中的最大值对应的超声波频率作为驱鸟频率。

3.根据权利要求2所述的基于超声波的驱鸟方法，其特征在于：所述的驱鸟装置的中央处理模块中预设有多个自动驱鸟时间点和自动驱鸟时长T1；

当探测模块未在探测范围内探测到鸟类时，当到达预设的自动驱鸟时间点时，中央处理模块控制可调超声波发生模块发出驱鸟频率的超声波，持续时间为自动驱鸟时长T1。

当探测模块在探测范围内探测到鸟类时，中央处理模块控制可调超声波发生模块发出驱鸟频率的超声波。

4.根据权利要求2所述的基于超声波的驱鸟方法，其特征在于：每隔一段时间，对驱鸟超声波驱逐鸟类的效果进行检测；在中央处理模块的控制下，驱鸟装置中的频率可调超声波发生模块发出驱鸟频率的驱鸟超声波，驱鸟超声波持续测试时长T，中央处理模块根据探测模块的探测结果得到无鸟类存在的无鸟类时长t，中央处理模块根据公式(1)得到驱鸟效果值Q，记为驱鸟效果实时检测值Q_real；

中央处理模块中根据Q_max，设定Q_max的阈值，当驱鸟效果实时检测值Q_real超出Q_max的阈值，

则重复步骤四和步骤五，更新驱鸟超声波。

5.一种基于超声波的驱鸟装置，其特征在于：包括中央处理模块、超声波发生模块、超声波扬声器、用于探测在探测范围内有无鸟类的探测模块、时钟模块；所述的超声波发生模块为频率可调的超声波发生模块；

所述的时钟模块的输出端连接中央处理模块的时钟信号输入端；所述的探测模块的输出端连接中央处理模块的探测信号输入端，所述的中央处理模块的第一控制输出端连接超声波发生模块的控制输入端，所述的超声波发生模块的输出端连接超声波扬声器的信号输入端。

6.根据权利要求5所述的基于超声波的驱鸟装置，其特征在于：所述的探测模块采用雷达探测模块，所述的雷达探测模块的信号输出端连接中央处理模块的第一信号输入端。

7.根据权利要求5所述的基于超声波的驱鸟装置，其特征在于：还包括用于驱鸟的高频闪光模块和闪光控制电路，所述的闪光控制电路的控制输入端连接中央处理模块的第二控制输出端，所述的闪光控制电路的输出端连接高频闪光模块。

8.根据权利要求5所述的基于超声波的驱鸟装置，其特征在于：还包括声音驱鸟模块；所述的声音驱鸟模块包括预存有猛禽叫声和枪声的声音储存模块、功率放大模块和喇叭；所述的综合性驱鸟装置声音储存模块的输入端连接中央处理模块的输出端，所述的声音储存模块的输出端通过功率放大模块连接喇叭。

9.根据权利要求5所述的基于超声波的驱鸟装置，其特征在于：所述的探测机构还包括声音检测模块，所述的声音检测模块用于接收声音和震动，并根据声音和震动判断有无鸟类；所述的声音检测模块的信号输出端连接中央处理模块的第二信号输入端。

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