一种激光灭虫设备的制作方法
【专利摘要】本发明是一种激光灭虫设备，通过声频接收器对害虫翅膀振动频率的接收，单片机对害虫种类进行智能判断，通过CCD图像传感器拍摄空间图像的变化和单片机对数据的处理确定害虫的空间坐标，脉冲激光经过凸透镜和声光调制器将光束迅速击灭害虫，整个过程仅需10-20毫秒。本发明实现了对特定害虫的智能选择和无污染灭虫的效果，能够在极短时间内消灭害虫，对控制疾病传播，减少农林业农药污染，起到极大的推动作用。
【专利说明】一种激光灭虫设备
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种激光灭虫设备，可以在短时间内主动捕获消灭大量的害虫。
【背景技术】
[0002]众所周知，在各种病虫害中，蚊子是最严重的公共卫生问题。通过雌蚊的吸血，极易引起疾病的传播，目前可通过雌蚊传播的疾病有80余种，极大地危害着人类的健康。所以，一种高效灭蚊装置一直是人们讨论的热点话题。在农业生产中，瓢虫蝗虫等害虫危害农业生产，影响农产品质量和产量，而常规的化学试剂灭虫方法会在农产品表面残留大量农药，严重影响食品安全，对土壤和水质也产生严重污染。
[0003]目前，灭蚊方法主要分为三种，生物、化学和物理法。生物法，主要是通过诱虫剂引诱害虫进入，然后通过高压电灭虫。这种方法的弊端是无法有效的吸引害虫进入电网区域，对害虫生物学习性的了解还有待人们的进一步研究。化学法是市场上最常见灭虫方法，例如灭蚊，主要有燃烧蚊香和电热蚊香，通过燃烧或者电加热，使蚊香中的化学物质挥发到空气中起到了良好的灭蚊作用，但是长期使用化学物质不仅对蚊子会产生抗药性问题，而且危害人体健康污染生活环境。目前农林业最主要杀虫方式是依靠农药杀虫，农药杀虫能起到立竿见影的效果，然而由此带来的后续问题也层出不穷，大量农药在农产品表面的残留和随土壤的渗透，给食品安全带来隐患的同时也严重的污染了土壤水质，以及引起生物链的破坏。近年来超声驱虫是兴起的灭虫新方法，属于物理灭虫法。超声驱虫依靠设备发射与害虫翅膀振动频率相同的超声波，引起害虫翅膀的共振，使害虫飞翔功能紊乱。这种方法只能起到驱赶的作用，不能实现灭虫的实质作用。
【发明内容】
[0004]为了克服现有的灭虫法不能在害虫密集区高效灭虫，对人体健康危害和污染环境的缺点，本发明专利提供一种 新型灭虫装置，该激光装置采用毫瓦级激光不仅不会影响人体健康污染环境而且通过计算机软件设备可以进行主动捕获灭虫。
[0005]本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是:将声频接收器、CCD图像传感器、脉冲激光器(毫瓦级)同单片机连接，脉冲激光器再与声光调制器、透镜、声光调制器依次连接。
[0006]本发明专利的激光灭虫设备中CXD视角为120°，用一个旋转步进电机连接设备，这样可以形成一种全景扫描。每隔一段时间转动120°拍摄一张背景照片为NI。如果在这段时间内没有害虫飞入则CCD处于休眠状态；以蚊子为例其翅膀振动频率约为600Hz，如果在这段时间内有蚊子飞入音频接受器范围内时，音频接收器接收到蚊子振动翅膀的频率。CCD开始连续两次闪光拍出两组数据，分别为N2，N3。进行做差运算N4=N2-N1，N5=N3_N2，通过N4就可以找出背景与第一次拍摄的不同点，通过N5就可以算出蚊子的位置和飞行速度。对这些点进行去同存异后就得到差值角坐标。启动脉冲激光发出一束脉冲激光，激光通过声光调制器，利用声光效应所产生的布雷格衍射的特点，实现对激光束传播方向的控制，发散激光通过凸透镜后在焦点处形成汇聚光，将光线进行纵向偏转到指定的角度，传到第二个声光调制器上，将光进行横向偏转，将CCD采集到得蚊子击落。
[0007]本发明专利可以实现对目标害虫的筛选判断，在短时间内实现害虫位置和速度的判断，通过激光迅速击灭害虫。整个过程迅速安全，对人身安全健康和环境毫无影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为激光灭虫设备结构图
图中I声频接收器2CCD图像传感器3脉冲激光源4透镜5声光调制器6声光调制
器
图2为激光灭蚊设备三维图。
【具体实施方式】
[0009]本发明专利附图1中激光灭虫设备的CXD图像传感器2视角为120°，用一个旋转步进电机连接设备，每隔一段时间转动120°，CXD图像传感器2可以形成一种全景扫描。由于每种害虫飞行时翅膀振动频率不同，根据所需消灭害虫的种类，可以在单片机设定特定害虫翅膀的振动频率。当有音频信号进入监控空间时，音频接收器I开始接受音频信号，通过单片机数据处理与已设定的该害虫翅膀特定振动频率数据进行比对，如果数据结果不一致，证明发出该频率信号的不是激光灭虫设备的目标害虫，CCD图像传感器2继续处于休眠状态。如果数据结果一致，说明发出该频率信号的为该类目标害虫，单片机传输工作信号给CCD图像传感器2，CCD图像传感器2拍摄图片NI。间隔10毫秒后CXD图像传感器2以相同间隔时间拍出两组数据，分别为N2，N3。单片机进行做差运算N4 = N2-NI, N5= N3-N2 ,通过N4就可以找出背景与第一次拍摄的不同点，通过N5就可以算出害虫的位置和飞行速度。对这些点进行去同存异后就得到差值极坐标，即在监控空间中该目标害虫的空间坐标。声光调``制器的工作原理是利用声光效应所产生的布雷格衍射的特点，实现对激光束传播方向的控制。单片机启动脉冲激光3发出一束脉冲激光，激光通过凸透镜4将光线在焦点处进行汇聚，发射给垂直放置的声光调制器5进行纵向偏转到指定的角度，再传到水平放置的声光调制器6上，经横向偏转的激光将CCD采集到得的害虫击落。
【权利要求】
1.一种激光灭虫设备，由单片机、声频接收器、CCD图像传感器、脉冲激光器、声光调制器、凸透镜电连接而成，其特征是:单片机连接声频接收器、CXD图像传感器和脉冲激光器，对声频数据和图像数据进行处理，对脉冲激光器进行开关控制，声光调制器和凸透镜组合将脉冲激光射向任意方向。
2.根据权利要求1所述的激光灭虫设备，其特征是:声频接收器接收翅膀扇动频率，将数据传输给单片机，该频率数据与单片机中储存的目标害虫翅膀的扇动频率数据对比，判断是否为目标害虫。
3.根据权利要求1所述的激光灭虫设备，其特征是:CCD图像传感器可通过步进电机旋转间隔进行360°全景扫描。
4.根据权利要求1所述的激光灭虫设备，其特征是:单片机传输工作信号给CCD图像传感器，CCD图像传感器拍摄图片NI，间隔几个毫秒后C⑶图像传感器拍出两组数据，分别为N2，单片机进行做差运算N4 二 N2-N1,通过N4就可以找出背景与第一次拍摄的不同点，确定害虫的空间极坐标。
5.根据权利要求1所述的激光灭虫设备，其特征是:单片机启动脉冲激光发出一束脉冲激光，激光通过声光调制器将光线进行纵向偏转到指定的角度，光线通过凸透镜后形成平行光线，传到声光调制器上，光线进行横向偏转，射出的激光通过害虫所在的空间点。
6.根据权利要求1所述的激光灭虫设备，其特征是:CCD图像传感器间隔几个毫秒后以相同间隔时间拍出两组数据，分别为N2、N3，N5= H3-N2 ,通过N5就可以算出害虫的位置和飞行速度。
7.根据权利要求1所述`的激光灭虫设备，其特征是:两个声光调制器相互垂直排列。
【文档编号】A01M1/22GK103783016SQ201310117483
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年4月7日 优先权日:2013年4月7日
【发明者】马兆远 申请人:北京志光伯元科技有限公司