一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統，包括上位機和驅鳥機構、目標探測系統，所述上位機根據目標探測系統的輸出信號得到鳥類信息，控制、記錄驅鳥機構動作，所述驅鳥機構包括超聲波驅鳥裝置和輔助驅鳥裝置，所述超聲波驅鳥裝置包括由底座、橫向旋轉機構和縱向旋轉機構組成的云臺，所述云臺的末端連接有基柱，所述基柱上連接有超聲波集束器，所述超聲波集束器由反射筒、超聲波發送器和襯底組成，所述反射筒成喇叭形，其小口連接襯底正面，所述襯底背面連接基柱，所述超聲波發送器設有多個發射功率大于100W的振子，所述多個振子連接于反射筒中的襯底上，所述多個振子頻率范圍遞增，且頻率相鄰兩個振子的頻率范圍有重疊。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及超聲波驅鳥系統，具體涉及一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統。
技術介紹
近年來，隨著國內外生態環境的改善和人們保護鳥類的意識的提高，鳥類越來越多。但是鳥類的大量出現也帶來了很多問題甚至嚴重的安全災難，在航空領域，因為飛鳥撞擊飛機造成的航空災難比比皆是；在農、林業領域，飛鳥損害樹木嫩芽、果實造成的經濟損失累以數億計。驅鳥又稱之為趕鳥，廣義上說，農場、果園、風力發電廠和軍民用機場等一切防止有害鳥類侵入自己領地，從而危害自己勞動成果或設備安全的手段都叫驅鳥。傳統的驅鳥方法包括聲音驅鳥、視覺驅鳥、物理驅鳥、化學驅鳥四種，都存在較大的局限性，隨著人們生態意識的增強和科技水平的提高，高科技元素不斷出現在新型驅鳥設備中，如變頻超聲波驅鳥裝置、激光驅鳥裝置、電子鞭炮等，但是每種驅鳥方法都有其局限性，如超聲波驅鳥見效慢，激光驅鳥在鳥類行動活躍的白天效果差，氣球、彩帶、稻草人等視覺驅鳥在夜間效果差，長期使用包括電子鞭炮在內的聲音驅鳥形成噪音會擾民，化學驅鳥劑長時間使用會被鳥類適應而失去作用；目前有通過傳感器檢測鳥類侵入，以超聲波為主，輔以激光、聲音等多種手段驅鳥的果園驅鳥系統，但是超聲波具有極強的方向性，諧波旁瓣在空氣中傳播能量衰減很迅速，僅剩沿振子軸向傳播的極細的波束，難以覆蓋大面積范圍。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是提供一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統，可以解決現有果園驅鳥系統采用超聲波驅鳥為主，難以覆蓋大范圍面積。本技術通過以下技術方案實現：一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統，包括上位機和設置在果園的驅鳥機構、目標探測系統，所述上位機根據目標探測系統的輸出信號得到鳥類信息，控制、記錄驅鳥機構動作，并將鳥類信息和驅鳥機構動作記錄傳送至WEB服務器，所述驅鳥機構包括超聲波驅鳥裝置和輔助驅鳥裝置，所述超聲波驅鳥裝置包括由底座、橫向旋轉機構和縱向旋轉機構組成的云臺，所述云臺的末端連接有基柱，所述基柱上連接有超聲波集束器，所述超聲波集束器由反射筒、超聲波發送器和襯底組成，所述反射筒成喇叭形，其小口連接襯底正面，所述襯底背面連接基柱，所述超聲波發送器設有多個發射功率大于100W的振子，所述多個振子連接于反射筒中的襯底上，所述多個振子頻率范圍遞增，且頻率相鄰兩個振子的頻率范圍有重疊。本技術的進一步方案是，所述基柱的側壁均勻連接有多個超聲波集束器。本技術的進一步方案是，所述反射筒和襯底由金屬制成。本技術的進一步方案是，所述驅鳥機構和目標探測系統通過Zigbee無線通訊模塊與上位機通信。本技術的進一步方案是，所述目標探測系統包括紅外傳感器、拾音器、攝像頭和雷達。本技術的進一步方案是，所述上位機通過GPRS無線通信模塊與WEB服務器通信。本技術的進一步方案是，所述WEB服務器還將鳥類信息和驅鳥機構動作發布在Internet網絡。本技術與現有技術相比的優點在于：一、反射筒、襯底使超聲波諧波旁瓣能量更加集中以增大有效作用距離，多個頻率范圍遞增且發射功率大于100W的振子組成陣列，掃頻范圍寬，保證在變化頻譜內均能輸出最大幅度聲壓，將超聲波的有效作用距離進一步增大到35米以上，通過云臺驅動形成半徑超過35米的半球形覆蓋范圍，覆蓋面積將近6畝，對果園進行長期有效的驅鳥；二、多個超聲波集束器可以提高單位時間內超聲波覆蓋的面積，進一步提高驅鳥效果；三、通過Zigbee無線通訊模塊與上位機通信，驅鳥機構和目標探測系統的布置更加靈活；四、上位機通過GPRS無線通信模塊與WEB服務器通信，成本低；五、將鳥類信息和驅鳥機構動作發布在Internet網絡便于查詢。附圖說明圖1為本技術的系統結構框圖。圖2為超聲波驅鳥裝置結構示意圖。具體實施方式如圖1所示的一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統，包括上位機和設置在果園的驅鳥機構、目標探測系統，所述驅鳥機構和目標探測系統通過Zigbee無線通訊模塊與上位機通信，所述上位機根據目標探測系統的輸出信號得到鳥類信息，控制、記錄驅鳥機構動作，并將鳥類信息和驅鳥機構動作記錄通過GPRS無線通信模塊傳送至WEB服務器，所述WEB服務器還將鳥類信息和驅鳥機構動作發布在Internet網絡。所述目標探測系統包括紅外傳感器、拾音器、攝像頭和雷達，所述驅鳥機構包括超聲波驅鳥裝置和輔助驅鳥裝置，所述輔助驅鳥裝置包括發射不同顏色光線的激光器，以及用于播放鳥類天敵聲音，或鳥類悲哀或恐懼或憤怒的聲音，或爆炸聲的播音器；所述超聲波驅鳥裝置如圖2所示，包括由底座7、橫向旋轉機構6和縱向旋轉機構5組成的云臺，所述橫向旋轉機構6安裝在底座7上，驅動縱向旋轉機構5進行橫向旋轉，所述縱向旋轉機構5末端連接有臺板8，所述臺板8上連接有基柱1，所述基柱1的側壁均勻連接有四個超聲波集束器，所述超聲波集束器由反射筒2、超聲波發送器和襯底4組成，所述反射筒2和襯底4由金屬制成，所述反射筒2成喇叭形，其小口連接襯底4正面，所述襯底4背面連接基柱1，所述超聲波發送器設有六個發射功率大于100W的振子3，所述六個振子3連接于反射筒2中的襯底4上，所述六個振子3諧振頻率分別為17kHz、19kHz、21kHz、23kHz、25kHz、27kHz，每個振子3都具有都有-1~1kHz的頻偏，因此超聲波集束器的頻率范圍為16kHz~28kHz，可以實現此范圍內頻率全覆蓋且部分頻段有重疊。紅外傳感器、拾音器、攝像頭、雷達、激光器、播音器、云臺、Zigbee無線通訊模塊、GPRS無線通信模塊有多種市售品牌、型號可供選用，上位機可選用計算機。超聲波發送器主要由驅動電路和振子兩部分組成；其中驅動電路可采用基于脈沖寬度調制（PWM）技術的大功率超聲波信號發生器，或基于數字脈沖驅動的變頻超聲波信號發生器，這兩種驅動電路都具有成熟的技術方案和電路；振子由換能器和超聲波輻射膜組成，換能器是一種能把高頻電能轉化為機械能的裝置，一般有磁致伸縮式和壓電陶瓷式，本方案采用的是鋯鈦酸鋁壓電陶瓷片，壓電片之間夾緊聚偏二氟乙烯材料（PVDF）制作的超聲波輻射膜形成振子，該超聲波輻射波形在5m范圍內角度約14o，隨著輻射距離的增大，角度變窄。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統，包括上位機和設置在果園的驅鳥機構、目標探測系統，所述上位機根據目標探測系統的輸出信號得到鳥類信息，控制、記錄驅鳥機構動作，并將鳥類信息和驅鳥機構動作記錄傳送至WEB服務器，所述驅鳥機構包括超聲波驅鳥裝置和輔助驅鳥裝置，其特征在于：所述超聲波驅鳥裝置包括由底座（7）、橫向旋轉機構（6）和縱向旋轉機構（5）組成的云臺，所述云臺的末端連接有基柱（1），所述基柱（1）上連接有超聲波集束器，所述超聲波集束器由反射筒（2）、超聲波發送器和襯底（4）組成，所述反射筒（2）成喇叭形，其小口連接襯底（4）正面，所述襯底（4）背面連接基柱（1），所述超聲波發送器設有多個發射功率大于100W的振子（3），所述多個振子（3）連接于反射筒（2）中的襯底（4）上，所述多個振子（3）頻率范圍遞增，且頻率相鄰兩個振子（3）的頻率范圍有重疊。

【技術特征摘要】
1.一種基于物聯網的果園超聲波驅鳥系統，包括上位機和設置在果園的驅鳥機構、目標探測系統，所述上位機根據目標探測系統的輸出信號得到鳥類信息，控制、記錄驅鳥機構動作，并將鳥類信息和驅鳥機構動作記錄傳送至WEB服務器，所述驅鳥機構包括超聲波驅鳥裝置和輔助驅鳥裝置，其特征在于：所述超聲波驅鳥裝置包括由底座（7）、橫向旋轉機構（6）和縱向旋轉機構（5）組成的云臺，所述云臺的末端連接有基柱（1），所述基柱（1）上連接有超聲波集束器，所述超聲波集束器由反射筒（2）、超聲波發送器和襯底（4）組成，所述反射筒（2）成喇叭形，其小口連接襯底（4）正面，所述襯底（4）背面連接基柱（1），所述超聲波發送器設有多個發射功率大于100W的振子（3），所述多個振子（3）連接于反射筒（2）中的襯底（4）上，所述多個振子（3）頻率范圍遞增，且頻率相鄰兩個振子（3）的頻率范圍有重疊。2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊玉東，金魁，皇甫立群，
申請(專利權)人：淮陰工學院，
類型：新型
國別省市：江蘇;32