一种智能高仿真仿生驱鸟器设计

陈洪莲

（国网山东省电力公司五莲县供电公司，山东 五莲262300）

1 概述

近年来，由于人们的生态环境意识逐步增强，都积极对自然生态环境进行保护，鸟类的数量也在逐年的增多，但是鸟类的栖息地却在不断减少，这就导致了部分鸟类会在铁塔等电力区筑巢。

电力部门安装放鸟刺，定期对鸟害进行清理，但无法彻底消除鸟害。市面上有两种清除鸟害的相关产品，分别是风力闪光驱鸟装置和太阳能超声波语音驱鸟器。这两种驱鸟设备都存在一定的缺陷。风力闪光驱鸟装置在遇有5 级以上大风或雷雨天气时，风叶支架部分及顶端内置镜片容易发生折损破裂现象。而风力闪光驱鸟装置对苍鹰等胆大、视觉敏锐度较高的鸟类驱除效果则不佳。为了更好的驱散鸟类，设计了一种智能高仿真的驱鸟器，该驱鸟器通过风力驱鸟、光线驱鸟、气味驱鸟与仿生驱鸟等几种手段集一体，形成多功能的多系统的驱鸟装置，可长期有效的去除鸟害。

2 驱鸟器原理及工作过程

本驱鸟器通过风力驱鸟、光线驱鸟、气味驱鸟与仿生驱鸟等几种手段集一体，为多功能的多系统的驱鸟装置。多种技术相互配合，互相补充，从而达到既不伤害鸟类，又能有效驱散鸟类的目的。驱鸟器主要由32 位微控制器模块、超声波测距模块、红外线测距模块、语音模块、LED 灯光模块、太阳能供电模块组成。微控制器负责处理各种检测模块检测到的数据信息，并根据要求发出相应的动作来警告鸟类；超声波测距模块主要监控较远距离的鸟的飞行情况；红外测距模块主要监控距离较近时的鸟的具体位置和大小等信息；LED 灯光模块装有高亮LED灯，能发出高亮灯光，达到爆闪的效果；太阳能供电模块可以保证整个系统一直处于供电状态，不会因为电量耗尽而使驱鸟器停止工作。本驱鸟器上配置有超声波测距感应器和红外线传感器，可准确检测远距离和近距离靠近鸟的距离和大小，内置的32 位微控制器会根据鸟的距离和位置作出不同的反应动作。超声波的测距原理是利用超声波在空气中的传播速度已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算发射点到障碍物的距离。红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物的远近的检测。通常超声波测距的距离较长，通常能达到几十米，但是精度稍低；而红外测距的距离较短，通常只有几米远，但精度较高。驱鸟器内系统工作时，系统内的频率发生器会首先随机发送一个频率信号，经功率放大器放大后驱动语音喇叭发出仿真声音进行驱鸟。同时系统内的微控制器会自动记录鸟类的活动次数，当在一段时间内检测到鸟类的活动次数增多时，系统会自动改变发送的频率，然后再次记录鸟类的活动次数。通过不断变换信号发送的频率，以及检测不同频率的信号对鸟类的驱散效果，从而选出驱散效果最好的频率。当鸟的距离较远，通常超过10 米左右时，驱鸟器的头部会转向鸟的方向发送超声波，超声波是一种指向性强、频率比较高的声音，频率超出了人耳听觉的上限（20000Hz），然而鸟类灵敏的听觉却能够听到，超声波驱鸟能够在不影响人类生活的情况下达到驱鸟的目的；对于胆大、视觉敏锐度较高的鸟类，如果不惧怕超声波而继续靠近驱鸟器，当两者的距离只有几米时，驱鸟器体内安置的微控制器会利用红外传感器和超声波测距感应器准确定位到鸟的位置，利用头部安装的全彩高亮LED 灯突然发出不同颜色的光线，达到爆闪的效果，对鸟类起到警示和恐吓作用。驱鸟器采用太阳能电池板供电，不需要外接电源设备；控制器采用超低功耗的32 位微控制器，功耗低，再没有鸟类靠近时基本不耗电。可长时间运行而无需更换电池。

2.1 风力及光线驱鸟

对于小型的鸟类，驱鸟器采用传统的风车驱鸟功能和反光镜折射光线驱鸟功能，这个功能实现简单，不需要外部提供动力，完全利用自然动力，环保安全，长期使用不会对环境造成污染。但是对于苍鹰等胆大、视觉敏锐度较高的鸟类，传统的风力和反光镜折射光线驱鸟效果不佳，而且长期单一的驱鸟样式使鸟类产生了适应性，逐渐丧失了驱鸟效果。驱鸟器的头部位置还装有全彩高亮LED 灯，当鸟距离驱鸟器足够近时，驱鸟器内的微控制器判定该鸟有降落的可能性，驱鸟器的头部会转向鸟的方向，LED 灯突然发出彩色强光，达到爆闪的效果，同时配以鸟类天敌的语音警告，使靠近的鸟产生恐惧从而离开铁搭。实践证明，该功能非常实用，效果好。

2.2 仿生驱鸟功能

本驱鸟器的外形设计成高仿真猛禽模型，模仿猛禽飞行姿态的外形和颜色的仿真猛禽身体模型外壳，仿真猛禽身体模型外壳是由具有一定强度和韧性的材料，按照与猛禽尺寸和飞行姿态完全相同的比例和颜色制作的身体模型，由于栖息在各地区的猛禽种类不同，因此猛禽模型的选择应该是出没在该地区猛禽的模型。驱鸟器的头部可360 度旋转，眼睛部位为两个高亮的全彩LED 灯。当鸟类距离驱鸟器不足1 米且试图想要降落时，驱鸟器的超声波测距传感器和红外线传感器能够精确定位到鸟的位置，并将驱鸟器的头部转向鸟的位置，突然发出鸟类天敌的声音，同时驱鸟器的眼睛部位LED 灯会发出不同颜色的强光，将鸟类吓跑。驱鸟器内置了多种鸟类天敌的声音，会根据检测到鸟的大小自动发出不同的声音，具有突然性和多样性，有效的避免了鸟对驱鸟器的适应性，对各种鸟都具有良好的驱散效果。

2.3 生物驱鸟功能

本驱鸟器体内放置了一种挥发性制剂，能散发一种令鸟类极为恶心厌恶气味的驱鸟香精气味，可缓慢持久地释放出一种影响禽鸟中枢神经系统的清香气体，鸟雀闻后即会飞走，在其记忆期内不会再来。可有效驱赶，且不伤害鸟类，对人畜完全无公害，符合我国食品卫生标准GB2760-86。

3 结论

输电线路的安全是电网维护的重要组成部分，直接影响着用户的供电可靠性，然后鸟类在铁搭等部位的不断的筑巢行为却一直困扰的巡检人员。传统的驱鸟器安装繁琐、检修困难，时间一长效果就会大大降低，达不到预期的驱鸟效果；人工拆鸟巢费时费力，往往在同一个地点需要多次拆除；现有的电子驱鸟器无论何时，一直都在不停的发射超声波，功耗较大，同时也会产生噪声污染，时间一长鸟类就会产生对该声音的适应性，逐渐不再惧怕驱鸟器的声音，驱鸟效果也就大打折扣。本智能高仿真仿生驱鸟器通过风力驱鸟、光线驱鸟、气味驱鸟与仿生驱鸟等几种手段集一体，形成多功能的多系统的驱鸟装置，可长期有效的去除鸟害。平时没有鸟类经过时，驱鸟器只是间歇性的发射超声波脉冲来检测物体，其他功能都处于休眠状态，功耗低，耗电量少。当检测到有鸟类靠近时，驱鸟器会对着鸟发射驱鸟超声波，干扰鸟的生理功能，使其远离；当鸟依然靠近驱鸟器，距离足够近时，驱鸟器会突然对着鸟发出LED 强光爆闪，同时发出模拟鸟类天敌的语音，对靠近的鸟发出警告和恐吓，实现对鸟的驱散作用。同时驱鸟器的外形为高仿真猛禽模型，形象逼真，对鸟类有较强的迷惑性；驱鸟器的体内放置有挥发性的驱鸟香精气体，可缓慢持久地释放出一种影响禽鸟中枢神经系统的清香气体，同样也能达到较好的驱鸟效果。实践证明，该驱鸟器使用简便，具有很好的驱鸟效果，是一种超低功耗的智能驱鸟设备，具有广阔的市场推广价值。