CN111685100A - 一种用于输电杆塔的驱鸟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于输电杆塔的驱鸟装置，包括：微波位移传感器，用于检测输电杆塔上的鸟类，并当检测到鸟类时，发出一高电平信号；单片机，用于接收所述高电平信号，并根据所述高电平信号输出一驱动信号；间歇性灯光模块，用于接收并根据所述驱动信号发出强光频闪灯信号；超声波发射模块，用于接收并根据所述驱动信号发出超声波信号；以及声音干扰模块，用于接收并根据所述驱动信号发出驱鸟声音信号。本发明的驱鸟装置适用于输电杆塔，能够主动检测鸟类,并提供多种防鸟害手段，从而提高驱鸟的作用。

Description

一种用于输电杆塔的驱鸟装置
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种用于输电杆塔的驱鸟装置。
背景技术
电能的传输是通过输电线路来完成的，按照架设方式可以分为架空线路和电缆两种类型。架空输电线路由于具有成本低、施工简便、维护成本低等诸多优点而被广泛使用，输电线路能否正常稳定运行，是否具有较低的故障率，怎样防止自然对线路的损坏受到了较多的关注。由于架空线路长期在空旷的野外且输电杆塔长期处于静止状态，对于鸟类筑巢安家和生活都提供了得天独厚的条件，在搜集筑巢物料时，鸟类穿行在变电站设备中，嘴里叼着的金属丝等会不可避免的掉落、鸟巢在刮风下雨天气时可能会吹落在电气设备上、鸟类的排泄物在绝缘子上长时间积累，这些都对电力设备的安全稳定运行造成了一定的威胁。
近些年，虽然采取了各种防鸟害措施，例如风车驱鸟器，安装在铁塔高架上，在风的作用下转动达到驱鸟的目的，一般还会在驱鸟装置上加装反光的材料，在太阳光下反光驱鸟，鸟类经过一段时间的适应，效果就大大减弱了；加装防鸟刺装置，就是将一些钢丝等焊接在输电杆塔的横担上形成一个散开的形状，减少鸟类能够停留的地方，但是同时也对输电线路登塔作业人员造成了一定的影响；加装发声装置，通过模仿鸟类的天敌和噪声来刺激鸟类的听觉系统，让鸟类感到恐惧和紧张，但是不同品种的鸟类对声音的敏感度也不一样，随着时间的积累，效果也会大打折扣。因此，目前各种防鸟害措施虽能一定程度上实现防鸟害，但效果并不好，都存在一定的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于输电杆塔的驱鸟装置，能够主动检测鸟类,并提供多种防鸟害手段，从而提高驱鸟的作用。
为实现上述目的，本发明实施例提出一种用于输电杆塔的驱鸟装置，包括：
鸟类检测模块，用于检测输电杆塔的设定范围内是否存在鸟类，当所述设定范围内存在鸟类时，发出一高电平信号；
单片机，用于接收所述高电平信号，并根据所述高电平信号输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号；
声音干扰模块，用于接收并根据所述第一驱动信号发出驱鸟声音信号；
间歇性灯光模块，用于接收并根据所述第二驱动信号发出强光频闪灯光信号；以及
超声波发射模块，用于接收并根据所述第三驱动信号发出超声波信号。
优选地，所述鸟类检测模块具体为微波位移传感器，所述微波位移传感器用于持续向输电杆塔的设定范围发射微波信号，并接收反射的微波信号，并根据发射的微波信号与所述反射的微波信号的频率对比结果判定输电杆塔的设定范围是否存在鸟类。
优选地，所述声音干扰模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、第一三极管和蜂鸣器，所述电阻R2一端连接第一驱动信号输入端，另一端分别连接第一三极管的集电极和电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端与所述第一三极管的射极连接电源电压VCC，所述第一三极管的基极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接所述蜂鸣器，所述蜂鸣器还连接接地端GND。
优选地，所述间歇性灯光模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、第二三极管和LED灯，所述电阻R5一端连接驱动信号输入端，另一端分别连接电阻R4的一端以及第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极与所述电阻R4的另一端连接电源电压VCC，所述第二三极管的基极连接电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接LED灯。
优选地，还包括摆动机构和电机，所述电机与所述单片机连接，用于接收并根据所述单片机的第四驱动信号带动所述摆动机构往复摆动，所述间歇性灯光模块设置于所述摆动机构上。
优选地，所述超声波发射模块包括定时器驱动电路以及超声波喇叭，所述定时器驱动电路接收所述第三驱动信号，并输出相应的控制信号控制所述超声波喇叭发出超声波信号。
优选地，还包括蓄电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板用于利用太阳光照以对所述蓄电池进行充电，所述蓄电池用于为所述鸟类检测模块、单片机、声音干扰模块、间歇性灯光模块以及超声波发射模块提供工作电源。
优选地，所述蓄电池和太阳能电池板之间设置有第三三极管，所述第三三极管用于防止蓄电池为太阳能电池板倒充电。
以上实施例方案具有如下有益效果：
所述驱鸟装置采用微波位移传感器，具有一种主动驱鸟的特性，能够在鸟内靠近该区域之前主动采取措施，具体地采用了多种驱鸟方式，声音干扰、强光闪灯干扰、超声波干扰等，从而有效地防止长时间单一方式减弱驱鸟的效果，此外，采用太阳能作为电源，不用从外部接线到装置，减少了施工的时间，同时降低了装置使用风险。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而得以体现。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明实施例中一种断路器控制回路的电路结构图。
图2为本发明实施例中声音干扰模块的电路结构图。
图3为本发明实施例中间歇性灯光模块的电路结构图。
图4为本发明实施例中超声波发射模块的电路结构图。
图中标记：
1-鸟类检测模块，2-单片机，3-声音干扰模块，4-间歇性灯光模块，5-超声波发射模块。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的手段未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
如图1所示，本发明实施例提出一种用于输电杆塔的驱鸟装置，包括：
鸟类检测模块，用于检测输电杆塔的设定范围内是否存在鸟类，当所述设定范围内存在鸟类时，发出一高电平信号；
单片机，用于接收所述高电平信号，并根据所述高电平信号输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号；
声音干扰模块，用于接收并根据所述第一驱动信号发出驱鸟声音信号；
间歇性灯光模块，用于接收并根据所述第二驱动信号发出强光频闪灯光信号；以及
超声波发射模块，用于接收并根据所述第三驱动信号发出超声波信号。
其中，所述鸟类检测模块具体为微波位移传感器，所述微波位移传感器用于持续向输电杆塔的设定范围发射微波信号，并接收反射的微波信号，并根据发射的微波信号与所述反射的微波信号的频率对比结果判定输电杆塔的设定范围是否存在鸟类。
具体而言，所述微波位移传感器利用的是多普勒雷达原理设计的微波移动物体探测器，不同于一般的红外探测器，主要通过检测物体反射的微波来探测物体的运行状况，主要优势在于不受温度和湿度以及外界环境的影响，在恶劣环境下仍然能够实现有效的信号传输，而且传感器具有较好的抗电磁干扰能力，输出功率不高，不会对人体产生不良影响，探测范围较广，当鸟类靠近驱鸟装置时，就会发出一个高电平信号给单片机，触发三种报警方式进行驱鸟，并且根据反馈自动改变微波的频率，直到鸟类离开为止。
其中，微波位移传感器采用HB100作为检测模块核心，与其他探测方式相比主要有不受外界环境干扰的特点。微波位移传感器不停向设定范围发射微波信号，并且接受反射的微波信号，形成微波防范区域，当防范空域内无鸟内活动时，传感器接收到的频率与发射的频率相同，传感器输出端为0V低电平；当防空区域有鸟类活动时，鸟类移动导致反射的微波信号频率和发射的信号频率产生差异，这一变化量经传感器内部电路检测、放大、整形处理后，控制信号输出端变为高电平。
为了能够充分的预防鸟类对固定音频和声音信号的适应性能，采用随机播放一种提前录制在单片机存储器中的鸟类天敌声音和超声波，从而保证驱鸟装置的实际效果。
其中，如图2所示，所述声音干扰模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、第一三极管和蜂鸣器，所述电阻R2一端连接第一驱动信号输入端，另一端分别连接第一三极管的集电极和电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端与所述第一三极管的射极连接电源电压VCC，所述第一三极管的基极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接所述蜂鸣器，所述蜂鸣器还连接接地端GND。
具体而言，所述声音干扰模块通过模拟枪声和鸟类天敌的声音，达到驱赶鸟类的目的。
其中，如图3所示，所述间歇性灯光模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、第二三极管和LED灯，所述电阻R5一端连接驱动信号输入端，另一端分别连接电阻R4的一端以及第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极与所述电阻R4的另一端连接电源电压VCC，所述第二三极管的基极连接电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接LED灯。
其中，所述LED灯包括红、黄、蓝三种颜色的高亮LED灯。
其中，还包括摆动机构和电机，所述单片机还根据所述高电平信号输出第四驱动信号，所述电机与所述单片机连接，用于接收并根据所述单片机的第四驱动信号带动所述摆动机构往复摆动，所述间歇性灯光模块设置于所述摆动机构上。
电机供电电压为5V，空载电流为100mA。为了减少电子元器件的种类，第一三极管和第二三极管均采用SS8550，该元件主要具有低电压、大电流的特点，主要有基极、集电极、发射集，集电极最大电流为1.5A。
其中，如图4所示，所述超声波发射模块包括定时器驱动电路以及超声波喇叭，所述定时器驱动电路接收所述第三驱动信号，并输出相应的控制信号控制所述超声波喇叭发出超声波信号。
具体而言，采用超声波驱鸟主要是基于鸟类对于超声波比较敏感，能够在复杂的环境中准确判断声音的来源，而且超声波的频率范围人类无法接收，不会对人体产生不利影响，基本原理就是利用高功率的脉冲对鸟类听觉系统进行干扰和刺激，让鸟类产生躁动、恐慌不安、食欲不振的生理反应，最终达到驱鸟的目的。当检测到鸟内飞进检测区域时，超声波发射装置以一定的频率工作，工作一段时候后，如果鸟类还没有离开，则改变超声波频率，直到把鸟类赶走为止，这时候，存储器会存储这个频率作为驱鸟的合适频率，以便掌握该地区鸟类活动的规律和特点，以便采取进一步更优化的措施。
其中，还包括蓄电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板用于利用太阳光照以对所述蓄电池进行充电，所述蓄电池用于为所述鸟类检测模块、单片机、声音干扰模块、间歇性灯光模块以及超声波发射模块提供工作电源。
具体而言，本实施例装置采用蓄电池稳定可靠的供电，当白天阳光充足的时候，太阳能电池板给蓄电池充电，当夜间或者阳光不充足的时候，则由蓄电池提供电能，这样能保证驱鸟装置不间断的运行，同时使用太阳能作为原始能源，不用额外寻找装置所需的电源，省去了电线张拉时间，极大的方便了本装置的安装。
其中，所述蓄电池和太阳能电池板之间设置有第三三极管，所述第三三极管用于防止蓄电池为太阳能电池板倒充电。
具体而言，整个装置的电源来自太阳能电池板，当太阳能电池板光照强度较弱时候，电压比较低，此时可能会出现倒充电的现场，也就是锂电池给太阳能板充电的情况，这样会造成锂电池电能的损耗，为了防止此种情况的发生，加装一个第三三级管，正向导通电阻很低，反向导通电阻很大。
其中，单片机按照特定的程序产生相应的频率波形，驱动LED闪光模块、超声波发射模块以及声音干扰模块工作，通过改变脉宽调制的频率来改变LED的闪烁频率及超声波喇叭的发声频率，同时对整个系统进行数据采集，并协调控制整个系统的运行模式。本装置采用的单片机型号为MSP4302229，该型单片机超低功耗16位精简指令单片机，为80引脚封装，内部集成12位数模转换口。单片机为整个系统的控制核心，通过4个定时器，可支持多路频率输出，为不同模块提供不同的驱动信号。通过改变脉宽调制的频率即可改变超声波喇叭的发声频率以及LED的闪光频率，同时脉宽调制信号也用于电源变换模块中逆变部分的驱动，片内的多路12位数模转换可快速准确的测量系统中的各个参数。
通过以上实施例的描述可知，本实施例的驱鸟装置采用微波位移传感器，具有一种主动驱鸟的特性，能够在鸟内靠近该区域之前主动采取措施，具体地采用了多种驱鸟方式，声音干扰、强光闪灯干扰、超声波干扰等，从而有效地防止长时间单一方式减弱驱鸟的效果，此外，采用太阳能作为电源，不用从外部接线到装置，减少了施工的时间，同时降低了装置使用风险。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种用于输电杆塔的驱鸟装置，其特征在于，包括：
鸟类检测模块，用于检测输电杆塔的设定范围内是否存在鸟类，当所述设定范围内存在鸟类时，发出一高电平信号；
单片机，用于接收所述高电平信号，并根据所述高电平信号输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号；
声音干扰模块，用于接收并根据所述第一驱动信号发出驱鸟声音信号；
间歇性灯光模块，用于接收并根据所述第二驱动信号发出强光频闪灯光信号；以及
超声波发射模块，用于接收并根据所述第三驱动信号发出超声波信号。
2.如权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，所述鸟类检测模块具体为微波位移传感器，所述微波位移传感器用于持续向输电杆塔的设定范围发射微波信号，并接收反射的微波信号，并根据发射的微波信号与所述反射的微波信号的频率对比结果判定输电杆塔的设定范围是否存在鸟类。
3.如权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，所述声音干扰模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、第一三极管和蜂鸣器，所述电阻R2一端连接第一驱动信号输入端，另一端分别连接第一三极管的集电极和电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端与所述第一三极管的射极连接电源电压VCC，所述第一三极管的基极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接所述蜂鸣器，所述蜂鸣器还连接接地端GND。
4.如权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，所述间歇性灯光模块包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、第二三极管和LED灯，所述电阻R5一端连接驱动信号输入端，另一端分别连接电阻R4的一端以及第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极与所述电阻R4的另一端连接电源电压VCC，所述第二三极管的基极连接电阻R6的一端，所述电阻R6的另一端连接LED灯。
5.如权利要求4所述的驱鸟装置，其特征在于，还包括摆动机构和电机，所述电机与所述单片机连接，用于接收并根据所述单片机的第四驱动信号带动所述摆动机构往复摆动，所述间歇性灯光模块设置于所述摆动机构上。
6.如权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，所述超声波发射模块包括定时器驱动电路以及超声波喇叭，所述定时器驱动电路接收所述第三驱动信号，并输出相应的控制信号控制所述超声波喇叭发出超声波信号。
7.如权利要求1所述的驱鸟装置，其特征在于，还包括蓄电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板用于利用太阳光照以对所述蓄电池进行充电，所述蓄电池用于为所述鸟类检测模块、单片机、声音干扰模块、间歇性灯光模块以及超声波发射模块提供工作电源。
8.如权利要求7所述的驱鸟装置，其特征在于，所述蓄电池和太阳能电池板之间设置有第三三极管，所述第三三极管用于防止蓄电池为太阳能电池板倒充电。
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