CN201436850U - 一种输电线路声光电子驱鸟器 - Google Patents

Abstract

一种输电线路声光电子驱鸟器，属输配电技术领域，用于解决鸟害问题。其技术方案是：它由阳光检测电路、单片机、发光电路和发声电路组成，所述阳光检测电路的输出端接单片机的输入端口，所述发光电路和发声电路的信号输入端分别接单片机的不同输出端口。本实用新型采用声光结合、多种声音随机播放的方法主动破坏鸟类的栖息环境和适应能力，不仅驱鸟效果好，而且耗电量小，制造成本低，易于推广应用。

Description

一种输电线路声光电子驱鸟器

技术领域

本实用新型涉及一种用于防止鸟类在输电线路高压铁塔上栖息的驱鸟装置，属输配电技术领域。

背景技术

随着人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围日趋扩大，给输电线路造成的危害也越来越严重。鸟类在输电线路杆塔上筑巢或排泄粪便时，容易造成线间短路或绝缘强度下降，导致线路闪络甚至跳闸，严重地威胁着电力系统及网络的安全运行，因此必须在输电线路杆塔处设置驱鸟装置。

目前，用于高压铁塔输电线路的驱鸟装置主要有鸟刺、风轮和电子驱鸟器等几类。鸟刺类驱鸟器成本低，效果好，但是防护范围小，只适用于防止鸟类在绝缘子上空栖息停落；风轮式驱鸟器是在风能驱动的叶轮上加装反光物体，利用反光来驱赶鸟类，其缺点是在无风的条件下便失去了作用；电子驱鸟器又分为高压电子驱鸟器、超声波驱鸟装置和发声驱鸟器，高压电子驱鸟器是采用大容量高效电容器做储能元件，发出高压电子脉冲电压(20KV)电击驱赶临近鸟类，其缺点是鸟必须落在或非常靠近装置本身时才对鸟实施电击，工作死区过大；由于经历一段时间后鸟类会对超声信号有适应性，且人们对于不同鸟的敏感波段缺乏足够的经验，因此，超声波驱鸟装置效果也不理想，而且这种装置需要较大的太阳能电池板，成本较高，安装不便；发声驱鸟器发出猛禽或各种鸟都害怕或厌烦的声音来达到驱鸟的目的，目前这种驱鸟器的缺点是声音单一，鸟能适应很快，而且声音存储部件一般为MP3，与微处理器的接口电路较复杂，成本较高。

为了解决发声或超声波驱鸟器装置盲目动作而引发的鸟类适应性增强的问题，一些电子驱鸟装置设置了用于检测鸟飞来的多普勒雷达或红外检测器。配置多普勒雷达的驱鸟器成本高，且检测范围仅为整个空间的三分之一左右；配置红外检测器的驱鸟器成本虽低，但盲区更大，故很少使用。装置检测不到鸟飞近时自然不会动作(无论鸟在横担上停留多长时间)，这增加了鸟在上面排泄粪便的机会。

综上所述，尽管人们已研发了多种输电驱鸟或惊鸟的装置或方法，但还没有一种在实践中认为是完美无缺的，都还存在这样或那样的缺点，无法在供电部门推广，继续研制经济、实用的驱鸟器势在必行。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足、提供一种结构简单、成本低廉、性能可靠的输电线路声光电子驱鸟器。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种输电线路声光电子驱鸟器，由阳光检测电路、单片机U1、发光电路和发声电路组成，所述阳光检测电路的输出端接单片机U1的输入端口，所述发光电路和发声电路的信号输入端分别接单片机U1的不同输出端口。

上述输电线路声光电子驱鸟器，所述发声电路由声音存储芯片U2、功率放大器U3、扬声器SP和电子开关组成，所述声音存储芯片U2采用ISD2540，其数据输入端和控制端接单片机U1的PB和PD端口，所述功率放大器U3采用SJ2025，其IN1+端经耦合电路接声音存储芯片U2的SP+端，BTLout端的输出信号接扬声器SP，所述电子开关由开关三极管Q1构成，三极管Q1串联于功率放大器U3的供电回路中，其基极接单片机U1的PC4端。

上述输电线路声光电子驱鸟器，所述阳光检测电路由光电池GV构成，其输出电压经分压电路接单片机U1的ADC7端。

上述输电线路声光电子驱鸟器，所述发光电路由大功率发光二极管LED和三极管Q2构成，三极管Q2串联于发光二极管LED供电回路中，其基极由单片机U1的ADC6端控制。

本实用新型夜间采用发光二极管间歇闪烁的红色灯光驱鸟，白天则利用扬声器将多种声音间歇、随机播放，使鸟类远离输电线路杆塔，不仅没有盲区，鸟类也不容易适应。阳光检测电路输出与太阳光的强弱有关的信号，用于判断黑夜和白天，电子开关的作用是控制发声电路工作，并使待机情况下发声电路的功耗最低，这样可降低对太阳能电池板供电能力的要求，减小太阳能板的尺寸，降低成本。本实用新型采用声光结合、多种声音随机播放的方法主动破坏鸟类的栖息环境和适应能力，不仅驱鸟效果好，而且耗电量小，制造成本低，易于推广应用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电原理框图；

图2是电原理图；

图3是本实用新型控制流程图。

图中各标号为：U1、单片机，U2、声音存储芯片，U3、功率放大器，SP、扬声器，GV、光电池，Q1、Q2、三极管，LED、发光二极管，R1～R5、电阻，C1、C2、电容。

具体实施方式

本实用新型结合目前国内外驱鸟器现状，从驱赶方式上进行了合理的调整和改变。采用声光综合的方式，通过白天夜晚判断，实现分别适用于白天和晚上的不同的驱赶方式。采用基于无检测的驱赶方式，硬性地破坏掉鸟类的生存环境，使得鸟类无法在驱鸟器附近生存。采用多段驱赶声音随机播放方式来防止鸟类的适应。

系统控制部分核心为单片机U1，用单片机U1来控制发光电路和发声电路。为了能够达到节能的目的，在每个单元供电系统中，都加入了控制开关，使得系统的待机电流可以达到最小。

本实用新型采用高性能单片机U1实现对整个系统的监测和控制。单片机U1会根据光照不同时光电池GV的输出电压不同来判断夜晚和白天，然后通过白天发声夜晚发光的方式来驱赶鸟类。当判断为白天时，单片机U1通过随机选择播放存储在声音存储芯片U2内的高品质声音来驱赶鸟类。当判断为晚上时，为了避免对居民生活环境的破坏，单片机U1通过控制高亮度发光二极管LED来发光驱赶鸟类。所有的驱赶方式都是基于主动无检测技术的。其优点是无盲区，功耗低，太阳能电池板面积小，安装方便。系统主要工作流程如图3所示。

系统采用的单片机U1有着很多其他单片机不可替代的特点：(1)无需外部晶振源驱动，内部及成晶振；(2)内部含有上拉电阻可使得外围电路省去上拉部分，使得系统故障率降到最低；(3)单片机U1内部集成有高精度10位A/D转换器；(4)单片机U1采用32脚TQFP封装，有效地减小了印刷电路板的面积，功率极小，工作状态下3.4mA，空闲状态下1.0mA，节电模式下0.5uA。

鉴于人们对于鸟类栖息习性的认识有一定经验但又不全面的实际，驱鸟器采用多种方式阻止鸟类接近或筑巢于电力架空线路的杆塔。为保障其工作的有效性和稳定性，系统设计采用了以下技术：

(1)针对鸟类厌倦红色的特点，将驱鸟器外壳涂成红色，这样在白天仅靠颜色就能起到相当程度阻止鸟类接近的效果；晚间靠红灯间隔一定时间闪烁，既起到使其恐慌又带来“熬鹰”的效果。

(2)驱鸟器配有声音存储芯片U2，录有包括多种鸟类的天敌叫声(如猫头鹰)、动物的惨叫和枪炮声在内的声音，在白天间隔一定时间随机发出不同的声音，达到使鸟恐慌或厌烦的效果。同采用MP3存储声源的驱鸟器相比，本装置采用的具有声音存储芯片廉价、外围电路简单的优点。

(3)采用太阳能电池板作为电源并使用微型蓄电池解决装置的供电问题，太阳能板的寿命为10年，蓄电池的寿命为3年。在蓄电池服务过期未及时更换的条件下，驱鸟器在有少许阳光的条件下仍能正常工作，仍具有驱鸟效果。

(4)在电路设计中采取了节能措施：电路板上的各功能模块均增设了电子开关，只有需要工作时才由单片机U1负责接通电源，这样使得装置在待机情况下的功耗最低。系统的活跃电流为850mA，待机电流为0.5mA，设定活跃占空比为：1∶20，则最终平均电流仅为约40mA(I≈850mA÷21≈40mA)。这样本装置对于太阳能电池板的供电能力有较小的要求，从而减小了太阳能板的尺寸，也就缩小了装置的尺寸。

(5)采用硬件看门狗技术，简单而有效地解决了因阴雨天气过长和其它因素导致的死机自恢复问题，使得系统可以在苛刻地环境中运行，而不需要人工干预系统的恢复。阴雨天气较长会致使电源电压较低，看门狗就不会输出让单片机U1恢复的信号，从而避免了单片机U1在电源电压较低条件下的起动。

图2中，电阻R4、R5构成光电池GV的分压电路，阳光检测电路中的光电池GV可以单独设置，也可以采用给本装置供电的太阳能电池板。电阻R1是发光二极管LED的限流电阻，声音存储芯片U2的SP+端输出的信号经电阻R2、R3分压后由电容C1耦合至功率放大器U3的IN1+端。电容C2是扬声器的隔直电容。

Claims (4)

1.一种输电线路声光电子驱鸟器，其特征是，它由阳光检测电路、单片机(U1)、发光电路和发声电路组成，所述阳光检测电路的输出端接单片机(U1)的输入端口，所述发光电路和发声电路的信号输入端分别接单片机(U1)的不同输出端口。

2.根据权利要求1所述输电线路声光电子驱鸟器，其特征是，所述发声电路由声音存储芯片(U2)、功率放大器(U3)、扬声器(SP)和电子开关组成，所述声音存储芯片(U2)采用ISD2540，其数据输入端和控制端接单片机(U1)的PB和PD端口，所述功率放大器(U3)采用SJ2025，其IN1+端经耦合电路接声音存储芯片(U2)的SP+端，BTLout端的输出信号接扬声器(SP)，所述电子开关由开关三极管(Q1)构成，三极管(Q1)串联于功率放大器(U3)的供电回路中，其基极接单片机(U1)的PC4端。

3.根据权利要求1或2所述输电线路声光电子驱鸟器，其特征是，所述阳光检测电路由光电池(GV)构成，其输出电压经分压电路接单片机(U1)的ADC7端。

4.根据权利要求3所述输电线路声光电子驱鸟器，其特征是，所述发光电路由发光二极管(LED)和三极管(Q2)构成，三极管(Q2)串联于发光二极管(LED)供电回路中，其基极接单片机(U1)的ADC6端。

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