一種智能高仿真仿生驅鳥器設計

陳洪蓮

（國網山東省電力公司五蓮縣供電公司，山東 五蓮262300）

1 概述

近年來，由于人們的生態環境意識逐步增強，都積極對自然生態環境進行保護，鳥類的數量也在逐年的增多，但是鳥類的棲息地卻在不斷減少，這就導致了部分鳥類會在鐵塔等電力區筑巢。

電力部門安裝放鳥刺，定期對鳥害進行清理，但無法徹底消除鳥害。市面上有兩種清除鳥害的相關產品，分別是風力閃光驅鳥裝置和太陽能超聲波語音驅鳥器。這兩種驅鳥設備都存在一定的缺陷。風力閃光驅鳥裝置在遇有5 級以上大風或雷雨天氣時，風葉支架部分及頂端內置鏡片容易發生折損破裂現象。而風力閃光驅鳥裝置對蒼鷹等膽大、視覺敏銳度較高的鳥類驅除效果則不佳。為了更好的驅散鳥類，設計了一種智能高仿真的驅鳥器，該驅鳥器通過風力驅鳥、光線驅鳥、氣味驅鳥與仿生驅鳥等幾種手段集一體，形成多功能的多系統的驅鳥裝置，可長期有效的去除鳥害。

2 驅鳥器原理及工作過程

本驅鳥器通過風力驅鳥、光線驅鳥、氣味驅鳥與仿生驅鳥等幾種手段集一體，為多功能的多系統的驅鳥裝置。多種技術相互配合，互相補充，從而達到既不傷害鳥類，又能有效驅散鳥類的目的。驅鳥器主要由32 位微控制器模塊、超聲波測距模塊、紅外線測距模塊、語音模塊、LED 燈光模塊、太陽能供電模塊組成。微控制器負責處理各種檢測模塊檢測到的數據信息，并根據要求發出相應的動作來警告鳥類；超聲波測距模塊主要監控較遠距離的鳥的飛行情況；紅外測距模塊主要監控距離較近時的鳥的具體位置和大小等信息；LED 燈光模塊裝有高亮LED燈，能發出高亮燈光，達到爆閃的效果；太陽能供電模塊可以保證整個系統一直處于供電狀態，不會因為電量耗盡而使驅鳥器停止工作。本驅鳥器上配置有超聲波測距感應器和紅外線傳感器，可準確檢測遠距離和近距離靠近鳥的距離和大小，內置的32 位微控制器會根據鳥的距離和位置作出不同的反應動作。超聲波的測距原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度已知，測量聲波在發射后遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算發射點到障礙物的距離。紅外測距傳感器利用紅外信號遇到障礙物距離的不同反射的強度也不同的原理，進行障礙物的遠近的檢測。通常超聲波測距的距離較長，通常能達到幾十米，但是精度稍低；而紅外測距的距離較短，通常只有幾米遠，但精度較高。驅鳥器內系統工作時，系統內的頻率發生器會首先隨機發送一個頻率信號，經功率放大器放大后驅動語音喇叭發出仿真聲音進行驅鳥。同時系統內的微控制器會自動記錄鳥類的活動次數，當在一段時間內檢測到鳥類的活動次數增多時，系統會自動改變發送的頻率，然后再次記錄鳥類的活動次數。通過不斷變換信號發送的頻率，以及檢測不同頻率的信號對鳥類的驅散效果，從而選出驅散效果最好的頻率。當鳥的距離較遠，通常超過10 米左右時，驅鳥器的頭部會轉向鳥的方向發送超聲波，超聲波是一種指向性強、頻率比較高的聲音，頻率超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），然而鳥類靈敏的聽覺卻能夠聽到，超聲波驅鳥能夠在不影響人類生活的情況下達到驅鳥的目的；對于膽大、視覺敏銳度較高的鳥類，如果不懼怕超聲波而繼續靠近驅鳥器，當兩者的距離只有幾米時，驅鳥器體內安置的微控制器會利用紅外傳感器和超聲波測距感應器準確定位到鳥的位置，利用頭部安裝的全彩高亮LED 燈突然發出不同顏色的光線，達到爆閃的效果，對鳥類起到警示和恐嚇作用。驅鳥器采用太陽能電池板供電，不需要外接電源設備；控制器采用超低功耗的32 位微控制器，功耗低，再沒有鳥類靠近時基本不耗電。可長時間運行而無需更換電池。

2.1 風力及光線驅鳥

對于小型的鳥類，驅鳥器采用傳統的風車驅鳥功能和反光鏡折射光線驅鳥功能，這個功能實現簡單，不需要外部提供動力，完全利用自然動力，環保安全，長期使用不會對環境造成污染。但是對于蒼鷹等膽大、視覺敏銳度較高的鳥類，傳統的風力和反光鏡折射光線驅鳥效果不佳，而且長期單一的驅鳥樣式使鳥類產生了適應性，逐漸喪失了驅鳥效果。驅鳥器的頭部位置還裝有全彩高亮LED 燈，當鳥距離驅鳥器足夠近時，驅鳥器內的微控制器判定該鳥有降落的可能性，驅鳥器的頭部會轉向鳥的方向，LED 燈突然發出彩色強光，達到爆閃的效果，同時配以鳥類天敵的語音警告，使靠近的鳥產生恐懼從而離開鐵搭。實踐證明，該功能非常實用，效果好。

2.2 仿生驅鳥功能

本驅鳥器的外形設計成高仿真猛禽模型，模仿猛禽飛行姿態的外形和顏色的仿真猛禽身體模型外殼，仿真猛禽身體模型外殼是由具有一定強度和韌性的材料，按照與猛禽尺寸和飛行姿態完全相同的比例和顏色制作的身體模型，由于棲息在各地區的猛禽種類不同，因此猛禽模型的選擇應該是出沒在該地區猛禽的模型。驅鳥器的頭部可360 度旋轉，眼睛部位為兩個高亮的全彩LED 燈。當鳥類距離驅鳥器不足1 米且試圖想要降落時，驅鳥器的超聲波測距傳感器和紅外線傳感器能夠精確定位到鳥的位置，并將驅鳥器的頭部轉向鳥的位置，突然發出鳥類天敵的聲音，同時驅鳥器的眼睛部位LED 燈會發出不同顏色的強光，將鳥類嚇跑。驅鳥器內置了多種鳥類天敵的聲音，會根據檢測到鳥的大小自動發出不同的聲音，具有突然性和多樣性，有效的避免了鳥對驅鳥器的適應性，對各種鳥都具有良好的驅散效果。

2.3 生物驅鳥功能

本驅鳥器體內放置了一種揮發性制劑，能散發一種令鳥類極為惡心厭惡氣味的驅鳥香精氣味，可緩慢持久地釋放出一種影響禽鳥中樞神經系統的清香氣體，鳥雀聞后即會飛走，在其記憶期內不會再來。可有效驅趕，且不傷害鳥類，對人畜完全無公害，符合我國食品衛生標準GB2760-86。

3 結論

輸電線路的安全是電網維護的重要組成部分，直接影響著用戶的供電可靠性，然后鳥類在鐵搭等部位的不斷的筑巢行為卻一直困擾的巡檢人員。傳統的驅鳥器安裝繁瑣、檢修困難，時間一長效果就會大大降低，達不到預期的驅鳥效果；人工拆鳥巢費時費力，往往在同一個地點需要多次拆除；現有的電子驅鳥器無論何時，一直都在不停的發射超聲波，功耗較大，同時也會產生噪聲污染，時間一長鳥類就會產生對該聲音的適應性，逐漸不再懼怕驅鳥器的聲音，驅鳥效果也就大打折扣。本智能高仿真仿生驅鳥器通過風力驅鳥、光線驅鳥、氣味驅鳥與仿生驅鳥等幾種手段集一體，形成多功能的多系統的驅鳥裝置，可長期有效的去除鳥害。平時沒有鳥類經過時，驅鳥器只是間歇性的發射超聲波脈沖來檢測物體，其他功能都處于休眠狀態，功耗低，耗電量少。當檢測到有鳥類靠近時，驅鳥器會對著鳥發射驅鳥超聲波，干擾鳥的生理功能，使其遠離；當鳥依然靠近驅鳥器，距離足夠近時，驅鳥器會突然對著鳥發出LED 強光爆閃，同時發出模擬鳥類天敵的語音，對靠近的鳥發出警告和恐嚇，實現對鳥的驅散作用。同時驅鳥器的外形為高仿真猛禽模型，形象逼真，對鳥類有較強的迷惑性；驅鳥器的體內放置有揮發性的驅鳥香精氣體，可緩慢持久地釋放出一種影響禽鳥中樞神經系統的清香氣體，同樣也能達到較好的驅鳥效果。實踐證明，該驅鳥器使用簡便，具有很好的驅鳥效果，是一種超低功耗的智能驅鳥設備，具有廣闊的市場推廣價值。