專利名稱：一種輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于防止鳥類在輸電線路高壓鐵塔上棲息的驅(qū)鳥裝置，屬輸
配電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著人類對(duì)自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，鳥類的繁衍數(shù)量逐漸增多，活動(dòng)范圍 日趨擴(kuò)大，給輸電線路造成的危害也越來越嚴(yán)重。鳥類在輸電線路桿塔上筑巢或排泄糞便 時(shí)，容易造成線間短路或絕緣強(qiáng)度下降，導(dǎo)致線路閃絡(luò)甚至跳閘，嚴(yán)重地威脅著電力系統(tǒng)及 網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，因此必須在輸電線路桿塔處設(shè)置驅(qū)鳥裝置。 目前，用于高壓鐵塔輸電線路的驅(qū)鳥裝置主要有鳥剌、風(fēng)輪和電子驅(qū)鳥器等幾類。 鳥剌類驅(qū)鳥器成本低，效果好，但是防護(hù)范圍小，只適用于防止鳥類在絕緣子上空棲息停 落；風(fēng)輪式驅(qū)鳥器是在風(fēng)能驅(qū)動(dòng)的葉輪上加裝反光物體，利用反光來驅(qū)趕鳥類，其缺點(diǎn)是 在無風(fēng)的條件下便失去了作用；電子驅(qū)鳥器又分為高壓電子驅(qū)鳥器、超聲波驅(qū)鳥裝置和發(fā) 聲驅(qū)鳥器，高壓電子驅(qū)鳥器是采用大容量高效電容器做儲(chǔ)能元件，發(fā)出高壓電子脈沖電壓 (20KV)電擊驅(qū)趕臨近鳥類，其缺點(diǎn)是鳥必須落在或非?？拷b置本身時(shí)才對(duì)鳥實(shí)施電擊， 工作死區(qū)過大；由于經(jīng)歷一段時(shí)間后鳥類會(huì)對(duì)超聲信號(hào)有適應(yīng)性，且人們對(duì)于不同鳥的敏 感波段缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)，因此，超聲波驅(qū)鳥裝置效果也不理想，而且這種裝置需要較大的太 陽能電池板，成本較高，安裝不便；發(fā)聲驅(qū)鳥器發(fā)出猛禽或各種鳥都害怕或厭煩的聲音來達(dá) 到驅(qū)鳥的目的，目前這種驅(qū)鳥器的缺點(diǎn)是聲音單一，鳥能適應(yīng)很快，而且聲音存儲(chǔ)部件一般 為MP3，與微處理器的接口電路較復(fù)雜，成本較高。 為了解決發(fā)聲或超聲波驅(qū)鳥器裝置盲目動(dòng)作而引發(fā)的鳥類適應(yīng)性增強(qiáng)的問題，一 些電子驅(qū)鳥裝置設(shè)置了用于檢測鳥飛來的多普勒雷達(dá)或紅外檢測器。配置多普勒雷達(dá)的驅(qū) 鳥器成本高，且檢測范圍僅為整個(gè)空間的三分之一左右；配置紅外檢測器的驅(qū)鳥器成本雖 低，但盲區(qū)更大，故很少使用。裝置檢測不到鳥飛近時(shí)自然不會(huì)動(dòng)作(無論鳥在橫擔(dān)上停留 多長時(shí)間)，這增加了鳥在上面排泄糞便的機(jī)會(huì)。 綜上所述，盡管人們已研發(fā)了多種輸電驅(qū)鳥或驚鳥的裝置或方法，但還沒有一種 在實(shí)踐中認(rèn)為是完美無缺的，都還存在這樣或那樣的缺點(diǎn)，無法在供電部門推廣，繼續(xù)研制 經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的驅(qū)鳥器勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足、提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、性能 可靠的輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器。 本實(shí)用新型所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，由陽光檢測電路、單片機(jī)Ul 、發(fā)光電路和發(fā)聲電路 組成，所述陽光檢測電路的輸出端接單片機(jī)Ul的輸入端口 ，所述發(fā)光電路和發(fā)聲電路的信 號(hào)輸入端分別接單片機(jī)U1的不同輸出端口。[0009] 上述輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，所述發(fā)聲電路由聲音存儲(chǔ)芯片U2、功率放大器 U3、揚(yáng)聲器SP和電子開關(guān)組成，所述聲音存儲(chǔ)芯片U2采用ISD2540，其數(shù)據(jù)輸入端和控制 端接單片機(jī)Ul的PB和PD端口 ，所述功率放大器U3采用SJ2025，其IN1+端經(jīng)耦合電路接 聲音存儲(chǔ)芯片U2的SP+端，BTLout端的輸出信號(hào)接揚(yáng)聲器SP，所述電子開關(guān)由開關(guān)三極管 Q1構(gòu)成，三極管Q1串聯(lián)于功率放大器U3的供電回路中，其基極接單片機(jī)U1的PC4端。 上述輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，所述陽光檢測電路由光電池GV構(gòu)成，其輸出電壓 經(jīng)分壓電路接單片機(jī)Ul的ADC7端。 上述輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，所述發(fā)光電路由大功率發(fā)光二極管LED和三極管 Q2構(gòu)成，三極管Q2串聯(lián)于發(fā)光二極管LED供電回路中，其基極由單片機(jī)Ul的ADC6端控制。 本實(shí)用新型夜間采用發(fā)光二極管間歇閃爍的紅色燈光驅(qū)鳥，白天則利用揚(yáng)聲器將 多種聲音間歇、隨機(jī)播放，使鳥類遠(yuǎn)離輸電線路桿塔，不僅沒有盲區(qū)，鳥類也不容易適應(yīng)。陽 光檢測電路輸出與太陽光的強(qiáng)弱有關(guān)的信號(hào)，用于判斷黑夜和白天，電子開關(guān)的作用是控 制發(fā)聲電路工作，并使待機(jī)情況下發(fā)聲電路的功耗最低，這樣可降低對(duì)太陽能電池板供電 能力的要求，減小太陽能板的尺寸，降低成本。本實(shí)用新型采用聲光結(jié)合、多種聲音隨機(jī)播 放的方法主動(dòng)破壞鳥類的棲息環(huán)境和適應(yīng)能力，不僅驅(qū)鳥效果好，而且耗電量小，制造成本 低，易于推廣應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖； 圖2是電原理圖； 圖3是本實(shí)用新型控制流程圖。 圖中各標(biāo)號(hào)為U1、單片機(jī)，U2、聲音存儲(chǔ)芯片，U3、功率放大器，SP、揚(yáng)聲器，GV、光 電池，Q1、Q2、三極管，LED、發(fā)光二極管，Rl R5、電阻，C1、C2、電容。
具體實(shí)施方式本實(shí)用新型結(jié)合目前國內(nèi)外驅(qū)鳥器現(xiàn)狀，從驅(qū)趕方式上進(jìn)行了合理的調(diào)整和改 變。采用聲光綜合的方式，通過白天夜晚判斷，實(shí)現(xiàn)分別適用于白天和晚上的不同的驅(qū)趕方 式。采用基于無檢測的驅(qū)趕方式，硬性地破壞掉鳥類的生存環(huán)境，使得鳥類無法在驅(qū)鳥器附 近生存。采用多段驅(qū)趕聲音隨機(jī)播放方式來防止鳥類的適應(yīng)。 系統(tǒng)控制部分核心為單片機(jī)Ul ，用單片機(jī)Ul來控制發(fā)光電路和發(fā)聲電路。為了能 夠達(dá)到節(jié)能的目的，在每個(gè)單元供電系統(tǒng)中，都加入了控制開關(guān)，使得系統(tǒng)的待機(jī)電流可以 達(dá)到最小。 本實(shí)用新型采用高性能單片機(jī)U1實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測和控制。單片機(jī)U1會(huì)根 據(jù)光照不同時(shí)光電池GV的輸出電壓不同來判斷夜晚和白天，然后通過白天發(fā)聲夜晚發(fā)光 的方式來驅(qū)趕鳥類。當(dāng)判斷為白天時(shí)，單片機(jī)Ul通過隨機(jī)選擇播放存儲(chǔ)在聲音存儲(chǔ)芯片U2 內(nèi)的高品質(zhì)聲音來驅(qū)趕鳥類。當(dāng)判斷為晚上時(shí)，為了避免對(duì)居民生活環(huán)境的破壞，單片機(jī)U1 通過控制高亮度發(fā)光二極管LED來發(fā)光驅(qū)趕鳥類。所有的驅(qū)趕方式都是基于主動(dòng)無檢測技 術(shù)的。其優(yōu)點(diǎn)是無盲區(qū)，功耗低，太陽能電池板面積小，安裝方便。系統(tǒng)主要工作流程 圖3所示。 系統(tǒng)采用的單片機(jī)U1有著很多其他單片機(jī)不可替代的特點(diǎn)(l)無需外部晶振 源驅(qū)動(dòng)，內(nèi)部及成晶振；(2)內(nèi)部含有上拉電阻可使得外圍電路省去上拉部分，使得系統(tǒng)故 障率降到最低；(3)單片機(jī)Ul內(nèi)部集成有高精度10位A/D轉(zhuǎn)換器；(4)單片機(jī)Ul采用32 腳TQFP封裝，有效地減小了印刷電路板的面積，功率極小，工作狀態(tài)下3. 4mA，空閑狀態(tài)下 1. 0mA，節(jié)電模式下0. 5uA。 鑒于人們對(duì)于鳥類棲息習(xí)性的認(rèn)識(shí)有一定經(jīng)驗(yàn)但又不全面的實(shí)際，驅(qū)鳥器采用多 種方式阻止鳥類接近或筑巢于電力架空線路的桿塔。為保障其工作的有效性和穩(wěn)定性，系 統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了以下技術(shù) (1)針對(duì)鳥類厭倦紅色的特點(diǎn)，將驅(qū)鳥器外殼涂成紅色，這樣在白天僅靠顏色就能 起到相當(dāng)程度阻止鳥類接近的效果；晚間靠紅燈間隔一定時(shí)間閃爍，既起到使其恐慌又帶 來"熬鷹"的效果。 (2)驅(qū)鳥器配有聲音存儲(chǔ)芯片U2，錄有包括多種鳥類的天敵叫聲(如貓頭鷹)、動(dòng) 物的慘叫和槍炮聲在內(nèi)的聲音，在白天間隔一定時(shí)間隨機(jī)發(fā)出不同的聲音，達(dá)到使鳥恐慌 或厭煩的效果。同采用MP3存儲(chǔ)聲源的驅(qū)鳥器相比，本裝置采用的具有聲音存儲(chǔ)芯片廉價(jià)、 外圍電路簡單的優(yōu)點(diǎn)。 (3)采用太陽能電池板作為電源并使用微型蓄電池解決裝置的供電問題，太陽能 板的壽命為10年，蓄電池的壽命為3年。在蓄電池服務(wù)過期未及時(shí)更換的條件下，驅(qū)鳥器 在有少許陽光的條件下仍能正常工作，仍具有驅(qū)鳥效果。 (4)在電路設(shè)計(jì)中采取了節(jié)能措施電路板上的各功能模塊均增設(shè)了電子開關(guān)， 只有需要工作時(shí)才由單片機(jī)U1負(fù)責(zé)接通電源，這樣使得裝置在待機(jī)情況下的功耗最低。系 統(tǒng)的活躍電流為850mA，待機(jī)電流為0.5mA，設(shè)定活躍占空比為1 : 20，則最終平均電流僅 為約40mA(I " 850mA + 21 " 40mA)。這樣本裝置對(duì)于太陽能電池板的供電能力有較小的要 求，從而減小了太陽能板的尺寸，也就縮小了裝置的尺寸。 (5)采用硬件看門狗技術(shù)，簡單而有效地解決了因陰雨天氣過長和其它因素導(dǎo)致 的死機(jī)自恢復(fù)問題，使得系統(tǒng)可以在苛刻地環(huán)境中運(yùn)行，而不需要人工干預(yù)系統(tǒng)的恢復(fù)。陰 雨天氣較長會(huì)致使電源電壓較低，看門狗就不會(huì)輸出讓單片機(jī)U1恢復(fù)的信號(hào)，從而避免了 單片機(jī)U1在電源電壓較低條件下的起動(dòng)。 圖2中，電阻R4、R5構(gòu)成光電池GV的分壓電路，陽光檢測電路中的光電池GV可以 單獨(dú)設(shè)置，也可以采用給本裝置供電的太陽能電池板。電阻R1是發(fā)光二極管LED的限流電 阻，聲音存儲(chǔ)芯片U2的SP+端輸出的信號(hào)經(jīng)電阻R2、 R3分壓后由電容Cl耦合至功率放大 器U3的IN1+端。電容C2是揚(yáng)聲器的隔直電容。
權(quán)利要求一種輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，其特征是，它由陽光檢測電路、單片機(jī)(U1)、發(fā)光電路和發(fā)聲電路組成，所述陽光檢測電路的輸出端接單片機(jī)(U1)的輸入端口，所述發(fā)光電路和發(fā)聲電路的信號(hào)輸入端分別接單片機(jī)(U1)的不同輸出端口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，其特征是，所述發(fā)聲電路由聲音存 儲(chǔ)芯片(U2)、功率放大器(U3)、揚(yáng)聲器(SP)和電子開關(guān)組成，所述聲音存儲(chǔ)芯片(U2)采用 ISD2540，其數(shù)據(jù)輸入端和控制端接單片機(jī)(Ul)的PB和PD端口，所述功率放大器(U3)采 用SJ2025，其INl+端經(jīng)耦合電路接聲音存儲(chǔ)芯片(U2)的SP+端，BTLout端的輸出信號(hào)接 揚(yáng)聲器(SP)，所述電子開關(guān)由開關(guān)三極管(Ql)構(gòu)成，三極管(Ql)串聯(lián)于功率放大器(U3) 的供電回路中，其基極接單片機(jī)(Ul)的PC4端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，其特征是，所述陽光檢測電路由 光電池(GV)構(gòu)成，其輸出電壓經(jīng)分壓電路接單片機(jī)(Ul)的ADC7端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，其特征是，所述發(fā)光電路由發(fā)光二 極管(LED)和三極管(Q2)構(gòu)成，三極管(Q2)串聯(lián)于發(fā)光二極管(LED)供電回路中，其基極 接單片機(jī)(Ul)的ADC6端。
專利摘要一種輸電線路聲光電子驅(qū)鳥器，屬輸配電技術(shù)領(lǐng)域，用于解決鳥害問題。其技術(shù)方案是它由陽光檢測電路、單片機(jī)、發(fā)光電路和發(fā)聲電路組成，所述陽光檢測電路的輸出端接單片機(jī)的輸入端口，所述發(fā)光電路和發(fā)聲電路的信號(hào)輸入端分別接單片機(jī)的不同輸出端口。本實(shí)用新型采用聲光結(jié)合、多種聲音隨機(jī)播放的方法主動(dòng)破壞鳥類的棲息環(huán)境和適應(yīng)能力，不僅驅(qū)鳥效果好，而且耗電量小，制造成本低，易于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02G7/00GK201436850SQ20092010235
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者于浩, 張東陽, 朱永利, 王春青, 白淑玲, 胡建昭 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)(保定);衡水供電公司