一种基于单片机的智能杀虫灯控制装置的制作方法

本实用新型涉及一种杀虫灯控制装置，具体地说是一种基于单片机的智能杀虫灯控制装置。

背景技术：

现在农林业管理向着越来越机械化、智能化的方向发展。但是农林病虫害的防治方面却没有很好的进展。传统的农林病虫害防治有的靠生物防治，但是存在见效慢、效果差、成本高的问题；而绝大部分病虫害是靠化学农药防治的，这不仅存在着会杀死害虫的天敌，危害其他农林生物物的问题。而且存在着农药残留的问题。大部分农药不易分解，这极易造成空气污染、水污染、土壤污染、食物中毒，严重威胁着人们的生命健康安全和环境健康安全。

物理防治为人们的农林病虫害除害提供一种良好方法。传统的杀虫灯杀虫电压唯一不可变，存在着杀虫范围小、种类单一、能源浪费严重的问题。

因此，迫切需要一种采用具有智能杀虫灯控制装置的杀虫灯。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种基于单片机的智能杀虫灯控制装置，能够根据环境因素来控制杀虫灯工作，用以实现杀虫灯的自动控制开启与关闭，不仅具有一定的自我保护能力，还可以节省大量的人力、物力、财力及精力。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于单片机的智能杀虫灯控制装置，其特征是，包括杀虫灯、环境信息采集装置、单片机控制器、控制电路和电源模块，所述环境信息采集装置设置在杀虫灯上，用以采集杀虫灯的工作环境信息，环境信息采集装置的输出端与单片机控制器的输入端相连；所述单片机控制器的输出端与控制电路的控制端相连，所述控制电路设置在杀虫灯的供电回路中，用以根据杀虫灯的工作环境信息来控制杀虫灯工作；所述电源模块用以为杀虫灯、环境信息采集装置和单片机控制器提供工作电源。

优选地，所述环境信息采集装置包括雨水传感器、光传感器、温度传感器、湿度传感器、倾角传感器和红外线传感器，所述雨水传感器、光传感器、温度传感器、湿度传感器、倾角传感器和红外线传感器的输出端分别与单片机控制器的输入端相连；所述的雨水传感器、光传感器、温度传感器和湿度传感器设置在杀虫灯的上方，用以采集雨水、光照强度和温湿度信息；所述倾角传感器设置在杀虫灯的底部，用以采集杀虫灯的倾斜角度；所述红外线传感器设置在杀虫灯的周围，用以检测红外热源的红外线信号。

优选地，所述倾角传感器包括水银式倾角传感器。

优选地，所述单片机控制器包括STC89C52单片机。采用的STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，512字节RAM，有32个I/O端口满足本次设计对通信I/O端口的要求以及未来扩展电路设计的需求。单片机的RAM、ROM已满足设计的需要。STC89C52单片机还连接有ZigBee通信模块，用以与上位机通信。

优选地，所述电源模块采用太阳能电源模块，所述太阳能电源模块包括太阳能电池板、充放电控制器、蓄电池、逆变器和DC/DC模块，所述太阳能电池板与充放电控制器连接，所述充放电控制器与蓄电池连接，所述蓄电池分别与逆变器和DC/DC模块连接，所述逆变器用以提供交流工作电压，所述DC/DC模块用以提供直流工作电压。

优选地，所述杀虫灯的外壳中间设置诱虫灯管，诱虫灯管四周具有高压网丝形成的高压栅，所述高压栅产生用于击杀飞虫的高压，杀虫灯上还设置有自动清虫装置和防触电装置；所述控制电路包括照明控制电路、高压网丝控制电路和自动清虫控制电路，所述照明控制电路设置在诱虫灯管的供电回路中，所述高压网丝控制电路设置在高压栅的供电回路中，所述自动清虫控制电路设置在自动清虫装置的供电回路中。

优选地，所述自动清虫装置包括旋转毛刷和驱动电机，所述旋转毛刷设置在诱虫灯管和高压栅之间，所述驱动电机的控制电路与控制器连接，驱动电机驱动旋转毛刷转动清除附在高压栅上的虫体。

优选地，所述驱动电机的控制电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、第一继电器和第二继电器；所述第一驱动电路的输入端和第二驱动电路的输入端分别与控制器的信号输出端相连，第一驱动电路的输出端和第二驱动电路的输出端分别与第一继电器和第二继电器的线圈相连，所述第一继电器的常开触点串联在驱动电机的供电回路中，所述第一继电器的单刀双掷触点的动触片与第一继电器的常开触点相连，第一继电器的单刀双掷触点的两个定触点分别与驱动电机正反转控制端相连。

优选地，所述防触电装置包括断电保护装置，所述断电保护装置的输入端与单片机控制器的输出端相连，断电保护装置的输出端与高压栅的供电电路相连。

优选地，所述断电保护装置包括第三驱动电路和第三继电器，所述第三驱动电路的输入端与单片机控制器的输出端相连，第三驱动电路的输出端与第三继电器的线圈串联，所述第三继电器的常闭触点串联在高压栅的供电电路中，第三继电器的常开触点的两端分别串联一电阻后与高压栅的输出端相连。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过红外线传感器、温度传感器、湿度传感器、雨水传感器、倾度传感器、光传感器等多个传感器监测环境数据传送给单片机控制器，单片机控制器根据这些环境信号控制杀虫灯的自动清虫模块、照明模块和高压模块来实现杀虫灯的自动控制；使杀虫灯能够自动清理虫子的尸体，避免杀死的害虫尸体堆积过多造成网丝连电时间过长烧毁坏电路；高压网丝的电压能够根据时间的不同、吸引的飞虫的不同而改变，可以节省大量的电能，解决了目前普遍存在的单一电压杀虫有限、高电压造成能源浪费的问题。本实用新型主要是针对于室外环境使用，与市面上现有的的杀虫灯相比，本产品具有较好的自我保护能力，适合市场推广使用。

本实用新型设计了一种新型杀虫灯，在节约电能、减少能源浪费的情况下，扩大杀虫范围，实现最大化的杀虫。

本实用新型通过雨水传感器、光照传感器、温度传感器、倾度传感器、红外传感器等控制单片机的信号输出来控制高压模块、照明模块、清虫模块等，实现了杀虫灯自动控制，完全不用人工操作，不仅具有一定的自我保护能力，还可以节省大量的人力、物力、财力及精力。在推动农业管理走向信息化、智能化，提高了农业生产管理水平，进一步保障农产品和食品安全方面，又迈进了一步。采用的单片机应用在检测、控制领域中，具有以下特点：机动灵活、成本低、易于产品化。它能灵活方便快捷的监测、控制设备及输出信号。

本实用新型使用太阳能供电系统供电，不仅节能环保，而且解决了野外偏远地方无法供电的难题。具有很大的灵活性，只要有阳光的地方都可以。本设计使用太阳能电池板及蓄电池组合的太阳能供电系统给杀虫灯设备供电。这是一种清洁能源，在能源愈来愈缺乏的情况下，未来的能源也将会大部分由太阳能供给。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型所述自动清虫装置的驱动电机控制电路的电路图；

图3是本实用新型所述防触电装置中断电保护装置的电路图；

图中，1为单片机控制器，2为蓄电池，3为高压栅。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本实用新型省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的一种基于单片机的智能杀虫灯控制装置，它包括杀虫灯、环境信息采集装置、单片机控制器、控制电路和电源模块，所述环境信息采集装置设置在杀虫灯上，用以采集杀虫灯的工作环境信息，环境信息采集装置的输出端与单片机控制器的输入端相连；所述单片机控制器的输出端与控制电路的控制端相连，所述控制电路设置在杀虫灯的供电回路中，用以根据杀虫灯的工作环境信息来控制杀虫灯工作；所述电源模块用以为杀虫灯、环境信息采集装置和单片机控制器提供工作电源。

优选地，所述环境信息采集装置包括雨水传感器、光传感器、温度传感器、湿度传感器、倾角传感器和红外线传感器，所述雨水传感器、光传感器、温度传感器、湿度传感器、倾角传感器和红外线传感器的输出端分别与单片机控制器的输入端相连；所述的雨水传感器、光传感器、温度传感器和湿度传感器设置在杀虫灯的上方，用以采集雨水、光照强度和温湿度信息；所述倾角传感器设置在杀虫灯的底部，用以采集杀虫灯的倾斜角度；所述红外线传感器设置在杀虫灯的周围，用以检测红外热源的红外线信号。

优选地，所述倾角传感器包括水银式倾角传感器。

本实用新型通过各种传感器监测外界环境的光照强度、降雨、空气温度湿度、设备倾斜角度、红外检测等，实现对环境的全方位立体化监控。单片机控制器可以根据监控所得的数据进行控制诱虫光源的开启关闭、高压模块高压网丝的电压以及清虫模块电机的运转，从而实现设备的自动化管理。

本实用新型具有以下具体功能：1)具有监测光照强度的功能。2)具有自动清虫功能：杀虫灯自动启动，开始启动时自动清虫模块的电机旋转。清理网丝上的害虫尸体，避免因害虫粘在网丝上引起高压长时间导通，高压毁坏设备。3)具有防触电保护功能：在有人靠近杀虫灯时，高压网丝断电并释放高压。等人离开后杀虫灯高压网丝再自动接电，避免发生危险。4)具有温度检测的功能：当温度低于一定温度时，害虫活动会基本消失，因此杀虫灯需要自动关闭，以节约能源。5)可以监测是否降雨。6)具有监测湿度的功能：当阴雨天空气湿度达到一定程度时，因为杀虫灯高压网丝之间是几千伏的高压，相邻的高压网丝之间容易被击穿，为了防高压网丝短路烧毁设备，杀虫灯会自动关闭来保护设备。7)具有倾斜开关的功能：当刮大风杀虫灯倾斜角度超过90度时，为避免发生危险，杀虫灯会自动关闭。8)具有自动调压的功能：根据不同害虫的活动时间不同，高压网丝会有不同电压输出。在害虫活动高峰时间过后杀虫灯会自动关闭，这样可以节约能源，避免造成浪费，延长杀虫灯的使用寿命。

优选地，所述单片机控制器包括STC89C52单片机。采用的STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，512字节RAM，有32个I/O端口满足本次设计对通信I/O端口的要求以及未来扩展电路设计的需求。单片机的RAM、ROM已满足设计的需要。STC89C52单片机还连接有ZigBee通信模块，用以与上位机通信。

优选地，所述电源模块采用太阳能电源模块，所述太阳能电源模块包括太阳能电池板、充放电控制器、蓄电池、逆变器和DC/DC模块，所述太阳能电池板与充放电控制器连接，所述充放电控制器与蓄电池连接，所述蓄电池分别与逆变器和DC/DC模块连接，所述逆变器用以提供交流工作电压，所述DC/DC模块用以提供直流工作电压。

优选地，所述杀虫灯的外壳中间设置诱虫灯管，诱虫灯管四周具有高压网丝形成的高压栅，所述高压栅产生用于击杀飞虫的高压，杀虫灯上还设置有自动清虫装置和防触电装置；所述控制电路包括照明控制电路、高压网丝控制电路和自动清虫控制电路，所述照明控制电路设置在诱虫灯管的供电回路中，所述高压网丝控制电路设置在高压栅的供电回路中，所述自动清虫控制电路设置在自动清虫装置的供电回路中。

优选地，所述自动清虫装置包括旋转毛刷和驱动电机，所述旋转毛刷设置在诱虫灯管和高压栅之间，所述驱动电机的控制电路与控制器连接，驱动电机驱动旋转毛刷转动清除附在高压栅上的虫体。

如图2所示，优选地，所述驱动电机的控制电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、第一继电器和第二继电器；所述第一驱动电路的输入端和第二驱动电路的输入端分别与控制器的信号输出端相连，第一驱动电路的输出端和第二驱动电路的输出端分别与第一继电器和第二继电器的线圈相连，所述第一继电器的常开触点串联在驱动电机的供电回路中，所述第一继电器的单刀双掷触点的动触片与第一继电器的常开触点相连，第一继电器的单刀双掷触点的两个定触点分别与驱动电机正反转控制端相连。通过三极管触发第一继电器进行控制驱动电机来带动旋转毛刷转动进行清虫操作，并通过触发第二继电器来控制驱动电机的正反转，从而带动旋转毛刷正反转动以达到更好地清虫效果。

所述驱动电机的控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第一二极管D1、第二二极管D2、第一继电器RL1、第二继电器RL2和电容C1，第二电阻R2一端与单片机控制器的I/O端口1相连，第二电阻R2另一端与第一三极管Q1的基极相连，第一三极管Q1的集电极接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接第四三极管Q4的基极，第四三极管Q4的集电极与第一继电器RL1的第三引脚相连；第一继电器RL1的第一引脚接220v电源的正极，第一继电器RL1的第二引脚和第四引脚接地，第一继电器RL1的第五引脚接第二继电器RL2的第一引脚；第四电阻R4的一端与单片机控制器的I/O端口2与相连，第四电阻R4另一端与第三三极管Q3的基极相连，第三三极管Q3的集电极接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极与第二继电器RL2的第三引脚相连；第二继电器RL2的第四引脚与第五引脚之间并联电容C，第二继电器RL2的第四引脚接驱动电机motor的第一引脚，第二继电器RL2的第五引脚接驱动电机motor的第二引脚和第三引脚，驱动电机motor的第四引脚接220v电源的负极，第二继电器RL2的第二引脚接地；第一二极管D1的两端分别与第一继电器RL1的第三引脚与第二引脚连接，第二二极管D2串联在第二继电器RL2的第三引脚与第二引脚之间；第一三极管Q1和第一三极管Q3的发射极分别接地，第二三极管Q2和第四三极管Q4的发射极分别接5V电源。驱动电路采用NPN型三极管和PNP型三极管相结合来驱动继电器，结构简单且成本低；通过触发第一继电器进行控制驱动电机来带动旋转毛刷转动进行清虫操作，并通过触发第二继电器来控制驱动电机的正反转，从而带动旋转毛刷正反转动以达到更好地清虫效果。

优选地，本实用新型所述防触电装置包括断电保护装置，所述断电保护装置的输入端与单片机控制器的输出端相连，断电保护装置的输出端与高压栅的供电电路相连。

如图3所示，所述断电保护装置包括第三驱动电路和第三继电器，所述第三驱动电路的输入端与单片机控制器的输出端相连，第三驱动电路的输出端与第三继电器的线圈串联，所述第三继电器的常闭触点串联在高压栅的供电电路中，第三继电器的常开触点的两端分别串联一电阻后与高压栅的输出端相连。红外线传感器探测到人的信息后单片机控制器控制第三驱动电路触发第三继电器来控制高压栅的供电电源，实现切断高压电，避免了人靠近杀虫灯发生触电现象的发生。

优选地，所述第三驱动电路包括第五三极管Q5、第六三极管Q6、第三二极管D3、第五电阻R5、第六电阻R6和第八电阻R8，单片机控制器的输出端经过第六电阻R6与第五三极管Q5的基极连接，第五三极管Q5的集电极经过第八电阻R8与第六三极管Q6的基极连接，第六三极管Q6串接第三继电器RL3的线圈后与5V电源连接，第五三极管Q5的发射极与5V电源连接，第五电阻R5的两端分别与第五三极管Q5的发射极和基极连接，第三二极管D3与第三继电器RL3的线圈反向并联，第六三极管Q6的发射极接地。驱动电路采用NPN型三极管和PNP型三极管相结合来驱动继电器，结构简单且成本低，通过设置光电耦合器可以构成第三驱动电路，由于光电耦合器的抗干扰性能和隔离性能比晶体管好，使第三驱动电路的逻辑电路更可靠。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。