专利名称：智能语音驱鸟器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监控装置，尤其是一种适用于农ffl及果林的智能语音驱鸟器。
技术背景近年来，随着我国环境保护工作的展开，鸟类数量迅速回升。伴随而来的是我国农田及 果林生产上鸟类危害闩益严重，不仅露地栽培的鲜食品种、酿酒品种遭受鸟害，而且温室、 大棚水果和水果晾房也常受鸟的侵袭。虽然形势严峻，但目前并没有既能不伤害鸟类，又能杜绝或减少鸟类在果园的活动的有 效方法。当前，高附加值的果林多采取专人职守，呼喝、敲锣、放炮等恐吓方法进行驱鸟， 但是果林面积较大，人工驱鸟费时费力。果穗套袋方式虽能够有效的防止小型鸟类的危害， 但是灰喜鹊、乌鸦等体型较大的鸟类，常能啄破纸袋啄食水果。其他行业中，尤其是电力及 航空部门为了解决这一难题也提出了许多解决方案，例如①采用类似风车的机械转动装置， 利用机械的转动产生的反射光和间断的鸣哨声实现驱鸟，其缺点是形式过于单一，鸟类容易 适应，并且受自然条件影响较大；②采用绘制有巨大眼睛图案的恐怖眼气球，利用鸟类对眼 睛图案的敏感性，随风飘舞的恐怖眼会起到很好的驱赶效果，其缺点是长期使用同样会面临 耐受问题；③采用超声波装置，超声波装置是目前应用最为广泛、效果也最好的驱鸟装置。 专利号为200310115983. 5的实用新型专利申请公开了一种分段工作的超声波驱鸟器，该专利 是对超声波工作方式的一种改进。总结各种超声波驱鸟装置的缺点在于大型超声波装置体 积较大，且造价居高不下，小型超声波装置虽价格合理，但可控范围小，不适合农林业实际 应用需求。 实用新型内容本实用新型的目的是针对以上不足,提供一种在不伤害鸟类的前提下，防止或减少各种 鸟类在农ffl和果园中活动，实现无人值守的智能语音驱鸟器。为了实现上^目标，本实用新型提供的智能语音驱鸟器包括扬声器及其主控电路和 电源电路，主控电路为一单片机，单片机接有音频存储电路、音频处理播放电路和触摸键盘 输入电路，所述音频存储电路信号输出端接音频处理播放电路输入端，音频存储电路控制端接单片机输出端；所述音频处理播放电路输出端接扬声器输入端，所述触摸键盘输入电路、 音频处理及播放电路控制端分别接单片机输入端。本实用新型智能语音驱鸟器，其中单片机接有用于判断采用白天模式或者夜晚模式工作 的时钟电路和光敏感应电路。本实用新型智能语音驱鸟器，其中单片机接有用于选择不同种类的监测输出信号的拨码 选择电路。本实用新型智能语音驱鸟器，其中单片机接有用于指示工作模式、输出信号间隔时间和 是否为随机方式的发光二极管指示电路。本实用新型智能语音驱鸟器，其中音频存储电路包括数据存储器和与其相连的锁存器， 数据存储器为多个并设有用于选择更换的插槽。本实用新型智能语音驱鸟器，其中音频处理播放电路包括数模转换器和与其相连的音频 功率放大器，以及用于改变音频功率放大器放大倍数的电位开关。本实用新型智能语音驱鸟器具有以下优点1. 由于具有针对不同鸟类惧怕的声音形成的音频数据存储库和拨码选择电路,用户可以 根据果园的鸟害状况更换不同的数据存储模块，或者通过拨码电路选择综合存储模块中的针 对性声音满足实际需求。2. 由于采用低功耗控制器使用随机播放顺序、随机播放间隔、随机播放频率三种随机方 式播放数据存储库中的声音，防止了鸟类的适应性，有效地解决了鸟类的适应性所带来的功 能弱化问题。3. 由于针对鸟类只能听到最高为10-12KHZ频率的声波的特点，采用一种响应频率在 40HZ-12KHZ的扬声设备，有效保证了仿真效果。4. 音质好，声音宏远，并可通过电位开关实现对输出音量大小的调节，在可控范围内适应 不同面积果林的需求。5. 功耗底，待机时间长，选配太阳能组件可实现完全意义上的野外自制和无人值守。
图1是本实用新型智能语音驱鸟器的方框图；图2是本实用新型智能语音驱鸟器的结构示意图；图3是图2的侧视示意图；图4是本实用新型智能语音驱鸟器中电源电路的原理图； 图5是本实用新型智能语音驱鸟器中光敏感应电路的原理图； 图6是本实用新型智能语音驱鸟器中拨码选择电路的原理图； 图7是本实用新型智能语音驱鸟器中主控电路的原理图7是本实用新型智能语音驱鸟器中主控电路的原理图； 图8是本实用新型智能语音驱鸟器中触摸键盘输入电路的原理图； 图9是本实用新型智能语音驱鸟器中发光二极管指示电路的原理图； 图IO是本实用新型智能语音驱鸟器中时钟电路的原理图； 图11是本实用新型智能语音驱鸟器中音频存储电路的原理图； 图12是本实用新型智能语音驱鸟器中音频处理播放电路的原理图。
具体实施方式
本实用新型智能语音驱鸟器如图l所示，主要包括电源电路、含单片机的主控电路、音 频存储电路、音频处理播放电路、光敏感应电路、时钟电路、拨码选择电路、触摸键盘输入 电路、发光二极管指示电路和扬声器。图2、 3所示为本实用新型智能语音驱鸟器的结构示意 图。在附图2、 3中1丄ED指示灯(D5—D11) 2按钮(S3—S5) 3.拨码开关(S2) 4.硅光电池(U1) 5.数据存储芯片(U9) 6.电位开关(R19) 7.电源接口(J1) 8.电源开关(S1) 9.音频输出接口(J3—J4) IO.数模转换芯片(UIO) U.音频功率放大芯片(U13) 12.单片机(U5) 13.电路板如图7所示，主控电路以增强型51单片机(型号为STC89C51) U6为核心，该主控电 路芯片的输入端分别接有电源电路、光敏感应电路、时钟电路、拨码选择电路、触摸键盘输 入电路，其控制输出端分别与音频存储电路、音频处理播放电路、时钟电路、拨码选择电路、 发光二极管指示电路相连接。其中，如图5所示，光敏感应电路由硅光电池U1、集成运放(型号为LM324)U2A、串联的 与非门(型号为74HC00) U4A和U4B以及相应的外围阻容构成，光敏感应电路输出端接主控 电路芯片U6的输入端第8、 9脚相连，硅光电池Ul的电动势随光辐射量大小变化，电动势经 运放放大、比较后产生触发信号，由主控电路芯片U6结合实时时钟，经过综合处理后判断是 否输出相应信号，用于判断采用白天模式或者夜晚模式工作。如图6所示，拨码选择电路由拨码开关S2、 3-8线译码器(型号为74HC138) Ull、 8输 入与非门(型号为CD4068) U12、与非门(型号为74HC00) U4D以及外围电阻构成，拨码 选择电路输入端与主控电路芯片U6输出端第15、 16、 17脚相连，拨码选择电路的输出端与
主控电路芯片U6输入端第41脚相连，通过置位拨码开关,可完成对一组语音存储芯片中8种 不同声音的选择置位对应开关，则相应的声音被选中，此处可灵活设置，以选取适合使用要求的声音。如图8和图9所示，触摸键盘输入电路由按钮S3、 S4、 S5以及外围阻容构成，触摸按键 的输出端与主控电路芯片U6的第42、 43、 44脚相连，结合LED指示电路构成简易人机界面， 可完成播放间隔时间、播放模式以及是否随机播放的设定以及选订信息的指示。如图IO所示，时钟电路由时钟芯片(型号为PCF8563) U5以及外围电路构成，时钟电路 输入端与主控电路芯片输出端第10、 11脚相连，时钟电路输出端与主控电路芯片输入端第39 脚相连，为系统提供时间基准。如图11所示，音频存储电路由数据存储器(型号为M27C801)U9、锁存器(型号为74HC573) U7、 U8以及外围阻容构成。语音存贮电路的输入端经锁存器与主控电路芯片的第29、 30、 31、 32、 33、 34、 35、 36脚相连。如图12所示，音频处理播放电路由数模转换器(型号为AD557) UIO、音频功率放大器 (型号为TDA1517) U13、 NPN型三极管Q1、滤波电感T1、 T2、电位开关R19以及外围阻容构 成，音频处理播放电路输出端接扬声器输入端J3、 J4，音频处理播放电路控制端接主控电路 芯片输入端第17脚，调整电位开关R19可改变音频功率放大器U13的放大倍数以调整输出 声音大小。工作前期准备，保证电源J1、数据存储电路芯片U9、音频输出J3、 J4正确连接。工作时， 主控电路芯片根据当前输入的光敏感应输入信号结合实时时钟，判别对应的输出逻辑，决定 所处工作状态。然后检测拨码开关输出信号，如对应开关处于置位状态，则相应声音被选中， 再根据主控电路芯片内置可编程只读存储器中记录内容，决定是否采用随机方式以及所采用 的播放时间后即可按设定要求播放对应声音。在工作过程当中，用户可以根据需求，通过对 拨码开关S2以及按钮S3、 S4、 S5的操作改变所选声音和工作模式，亦可关闭电源开关S1后， 更换其它数据存储电路芯片U9，以满足实际使用需求；本实用新型智能语音驱鸟器的操作使用方法如下1. 播放置位电源开关即可按照最初设置进行播放。2. 声音选择设有红色拨码开关，每一个开发对应一种特定声音。用户在使用中，如果 发现某种声音效果良好，可在记住声音顺序后，拨对应开关到"开"状态，同时拨其他开关 到"关"状态，即可循环播放该声音。例如第2段声音驱鸟效果良好，则拨第2个开关于"开"状态，其他为"关"状态，即可循环播放第2断声音。3. 模式选择设有白色指示灯和白色按键。根据鸟类出现规律决定选择那种模式，"白天"对应指示灯亮表示仅在白天播放，"夜晚"对应指示灯亮表示仅在夜晚播放，全亮表示24小时全天播放，按动白色按键可逐一选择各种模式。4. 间隔时间选择设有红色指示灯和红色按键。用户可根据实际使用要求对播放时间进 行设置，红色指示灯亮显示当前所选长度，按动红色按键可逐一选择时间长度。下表为各种 模式所对应最短和最长时间。模式最短最长短20秒50秒中l分钟4分15秒较长5分钟10分钟长15分钟30分钟5. 随机播放选择设有绿色指示灯和绿色按键。随机播放可打乱播放顺序，以防由于经 常顺序播放而引起的鸟类的适应性。绿色指示灯亮表示置位随机播放，按动绿色按键可对是 否随机进行设置。6. 音量调整设有黑色旋钮。用户可根据实际所需驱鸟面积大小确定音量，转动黑色旋 钮即可调整声音大小。综上所述，本实施例的智能语音驱鸟器具有以下优点1. 本实用新型通过研究鸟类的生活习性寻找各种鸟类惧怕的声音，形成针对不同鸟类的音 频数据存储库。现己实现针对灰喜鹊、乌鸦、麻雀的音频库，用户可以根据果园的鸟害状况更 换不同的数据存储模块，或者通过拨码电路选择综合存储模块中的针对性声音满足自身实际需求。2. 本实用新型为解决鸟类的适应性所带来的功能弱化问题，采用低功耗控制器使用随机播 放顺序、随机播放间隔、随机播放频率三种随机方式播放数据存储库中的声音，有效的防止 了鸟类的适应性。3. 本实用新型针对鸟类只能听到最高为10-12KHZ频率的声波的特点，设计了一种响应频 率在40HZ-12KHZ的专用扬声设备，有效保证了仿真效果。4. 音质好，声音宏远，并可通过电位开关实现对输出音量大小的调节，在可控范围内适应不 同面积果林的需求。5. 功耗底，待机时间长，选配太阳能组件可实现完全意义上的野外自制和无人值守。
权利要求1.一种适用于农田及果林的智能语音驱鸟器，包括扬声器及其主控电路和电源电路，其特征在于主控电路为一单片机，单片机接有音频存储电路、音频处理播放电路和触摸键盘输入电路，所述音频存储电路信号输出端接音频处理播放电路输入端，音频存储电路控制端接单片机输出端；所述音频处理及播放电路输出端接扬声器输入端，所述触摸键盘输入电路、音频处理及播放电路控制端分别接单片机输入端。
2. 根据权利要求1所述的智能语音驱鸟器，其特征在于其中单片机接有用于判断采用 白天模式或者夜晚模式工作的时钟电路和光敏感应电路。
3. 根据权利要求1或2所述的智能语音驱鸟器，其特征在于其中单片机接有用于选择不 同种类的监测输出信号的拨码选择电路。
4. 根据权利要求3所述的智能语音驱鸟器，其特征在于其中单片机接有用于指示工作模 式、输出信号间隔时间和是否为随机方式的发光二极管指示电路。
5. 根据权利要求4所述的智能语音驱鸟器，其特征在于其中音频存储电路包括数据存 储器和与其相连的锁存器，数据存储器为多个并设有用于选择更换的插槽。
6. 根据权利要求5所述的智能语音驱鸟器，其特征在于音频处理播放电路包括数模转换 器和与其相连的音频功率放大器，以及用于改变音频功率放大器放大倍数的电位开关。
专利摘要本实用新型提供的智能语音驱鸟器包括扬声器及其主控电路和电源电路，主控电路为一单片机，单片机接有音频存储电路、音频处理播放电路和触摸键盘输入电路，音频存储电路信号输出端接音频处理播放电路输入端，音频存储电路控制端接单片机输出端；音频处理播放电路输出端接扬声器输入端，音频处理播放电路控制端接单片机输出端，触摸键盘输入电路用于选择工作模式、输出信号间隔时间和是否为随机方式。由于设有数据存储器和拨码选择电路，用户可以根据果园的鸟害状况在插槽中选择更换不同的数据存储器并通过拨码电路选择数据存储器中有针对性的音频来满足实际需求，因此可以完全实现野外自制和无人值守。
文档编号A01M29/16GK201015382SQ200720103610
公开日2008年2月6日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者军 刘, 吴文彪, 刚 孙, 健 王, 王纪华, 申长军, 郑文刚, 魏钦平 申请人:北京农业信息技术研究中心