智能综合驱鸟装置介绍

方案书

河北五星电力设备有限公司

二零一四年

目 录

一、 二、 三、 、 、 、 、 四、 五、 、 、 、 六、 、 、 、 、 七、

概述 ................................................. 错误!未定义书签。 工作原理 .............................................. 错误!未定义书签。 技术说明 .............................................. 错误!未定义书签。 双探测技术 .......................................... 错误!未定义书签。 四手段驱鸟技术 ...................................... 错误!未定义书签。 高智能芯片技术 ...................................... 错误!未定义书签。 装置功耗和供电 ...................................... 错误!未定义书签。 装置基本工作方式 ...................................... 错误!未定义书签。 技术参数 .............................................. 错误!未定义书签。 设备主要参数 ........................................ 错误!未定义书签。 雷达技术参数 ........................................ 错误!未定义书签。 声音方向传感技术参数 ................................ 错误!未定义书签。 装置安装方式 .......................................... 错误!未定义书签。 猫头塔 .............................................. 错误!未定义书签。 双回塔安装方式 ...................................... 错误!未定义书签。 其他铁塔安装方式 .................................... 错误!未定义书签。 实际安装效果 ........................................ 错误!未定义书签。 智能综合驱鸟装置产品实物图 ............................ 错误!未定义书签。

智能综合驱鸟装置

智能综合驱鸟装置一改传统的物理驱鸟器和简单超声波被动驱鸟装置的弊端，提出了“双探测、四手段、高智能”智能综合驱鸟装置，具有如下功能：

1、

双探测：

（1） 具有雷达技术主动探测鸟类的靠近，若探测到鸟类靠近，立即启动驱鸟； （2） 具有高灵敏拾音器探测鸟类声音，若探测到鸟类声音，立即启动驱鸟； 2、

四手段：

（1） 具有高亮度的强光频闪灯，利用强光驱赶鸟类； （2） 具有四方向的超声波发生器，利用超声波驱赶鸟类； （3） 具有高仿真模拟枪声，利用枪声驱赶鸟类； （4） 具有高仿真模拟老鹰叫，利用老鹰叫驱赶鸟类； 3、

高智能：

装置为了防止鸟类的适应性，不仅利用扫频模式，不断变换频率；而且具有学习功能，收集成功驱赶鸟类的频率，提高驱鸟的效率；

智能综合驱鸟装置安装于铁塔上部或者变电站内，需要保护的区域范围内，通过金属件的方式固定在铁塔上或变电站内。装置使用太阳能及蓄电池进行能源的补给，保证设备在连续阴雨天气使用的可靠性。装置使用雷达和声音辅助方式对鸟类的靠近进行有效探测并通过内部算法发送不同频率的声波、强光、枪声、老鹰叫对鸟类实现惊吓，同时恶化鸟类的生存环境，从而达到有效的驱鸟作用。

该装置和目前传统的驱鸟装置相比较，出了上述三点优势，主要还具备以下的优势：

（1） 智能微电脑芯片技术：采用智能微电脑芯片技术，具有低电压、低功率，处理能力强、工作稳定、高效、快速等特点；

（2） 开关及指示灯：驱鸟装置下面凹部装有船型开关和高亮度发光二级管。运输及安装时不会产生误动作；发光管便于巡查人员观察驱鸟器的工作状态。

（3） 高效太阳能及蓄电池：采用进口多晶硅太阳能电池板对系统进行供电，并通过后备电池对设备进行辅助供电，以保证设备能在夜间及长时阴雨天气的环境下正常工作。

（4） 系统安装：系统应能不停电即可安装，安装地点灵活方便，装置拆卸方便。

（5） 抗高低温：系统自身能在低温条件下工作。

（6） 电磁兼容：系统安装在线路塔基上，可以抗电磁干扰，电磁兼容强。 （7） 防雷设计：室外设备要具有防雷设计。 （8） 防水防腐：室外设备要具有防水防腐蚀设计。

一、 概述（）

鸟类在繁殖季节喜欢在铁塔上筑巢，其筑巢材料有树枝、枯藤、废棉线，甚至还有铁丝。这些材料下落可能短接几片瓷瓶，从而引起线路跳闸。各种大鸟觅食后喜欢落在铁塔中线横担上。歇息时大量排放粪便，会污染瓷瓶，降低瓷瓶串外绝缘强度，而引起线路跳闸。线路上鸟害故障点全部在带拉线或钢性铁塔上，绝大部份在直线铁塔中线瓷瓶串和耐张中线跳线悬垂绝缘子串上。水泥杆一般无鸟害故障发生。变电站主要是鸟类经常钻进变压器或交流滤波器的空隙中导致瞬间故障。

我司针对电力驱鸟需求，专门针对性的开发出一套“智能综合驱鸟装置”，该装置安装于铁塔上部或者变电站内，需要保护的区域范围内，通过金属件的方式固定在铁塔上或变电站内。装置使用太阳能及蓄电池进行能源的补给，保证设备在连续阴雨天气使用的可靠性。装置使用雷达和声音辅助方式对鸟类的靠近进行有效探测并通过内部算法发送不同频率的声波、强光、枪声、老鹰叫对鸟类实现惊吓，同时恶化鸟类的生存环境，从而达到有效的驱鸟作用。

二、 工作原理

根据研究，首先、鸟类的听觉是人类的10倍，对声音极其敏感。某个频率范围内的声波对鸟类有很大的刺激，比如会使鸟感到烦躁和不安。瞬间的高声压频率对鸟也有一定的惊吓作用。

第二、很对鸟类对老鹰也很恐惧，高仿真的老鹰叫足以惊吓鸟类； 第三、鸟类永远怕听到猎人的枪声，高仿真的猎人的枪声足以惊吓鸟类； 第四、传统的风力驱鸟就是利用鸟类怕太阳反射光的原理，利用高亮度的LED频闪光也足以惊吓鸟类；

在工作初期，由微处理器内部的频率发生器随机产生一个频率，经功率放大后驱动喇叭发出声音、启动强光、高仿真枪声、老鹰叫进行驱鸟。同时，微处理器通过接收雷达的信号判断是否有鸟类活动，并把鸟类活动的次数进行存储。当在一段时间内，检测到多次鸟类活动，就控制频率发生器改变驱鸟频率，然后再次记录鸟类的活动次数。通过不断的改变频率，以及检测每个频率所对应的鸟类活动次数可以优选出最适合驱鸟的超声波频率来进行驱鸟。当鸟类对频率产生适应能力，或者是有另外的鸟类进入被保护区域，通过雷达检测到鸟类的活动次数会升高，这样又可以重复上述过程，找到一个最适合驱赶的频率进行有效驱鸟。

探测模块检测频率发生功率放大存储效果比对微处理器图 1：工作原理

同时，驱鸟装置会定时的发出不同频率的超声波，频率范围在人的听觉范围以外，人一般不会有所感知。但是听觉能力是人类近10倍的鸟类对声音却非常敏感。使用定时的方式的主要目的是营造一个超声波的环境，恶化鸟类的生存环境，使鸟在该区域感到不适。

实践证明，通过雷达、声音双探测鸟类靠近的方式，并结合超声波、强光、高仿真枪声、老鹰叫四种惊吓鸟类手段的结合可以达到比较良好的驱鸟效果。

三、

3.1、

技术说明

双探测技术

“双探测”模块包括雷达和声音方向识别两个部分。

雷达是一种将微波收、发设备合置的探测器，工作原理基于多普勒效应。微波的波长很短，在1mm～1000mm之间，因此很容易被物体反射。微波信号遇到移动物体反射后会产生多普勒效应，即经反射后的微波信号与发射波信号的频率会产生微小的偏移。此时被认为是有物体闯入布防区域。

雷达工作原理示意图

采用多普勒雷达的原理，将微波发射天线与接收天线装在一起。使用场效应管作微波固态振荡源，通过与波导的组合，形成一个小型的发射微波信号的发射源。探头中的肖基特检波管与同一波导组成单管波导混频器作为接收机与发射源耦合回来的信号混频，从而得到一个频率差，再送到低频放大器处理后控制报警的输出。微波段的电磁波由于波长较短，穿透力强，玻璃、木板、砖墙等非金属材料都可穿透。

多普勒雷达的使用已经有很长的历史了，但是大多局限在军用，气象或者是交通领域，成本较高。而民用和工业上的应用才刚刚起步。因为产品成本与市场接受

能力的多种原因，目前用于报警领域的多普勒雷达还有很大的局限性，有效检测半径较短，对于较大物体（例如：成年人）的检测半径约为30米（人体大小的物体以1m/s的速度移动）。当被测物理的面积减小到㎡的情况下，有效检测半径迅速下降到8M以内。考虑到鸟雀的大小、活动范围与输电铁塔的基本构造，又根据实地考察的结果，本装置设计应用的高性价比多普勒雷达模块至少需要15-30M的检测半径。目前通过技术上的改进，已经在成功研制出有效检测半径为15M（㎡的物体以1m/s的速度移动），性价比较高的多普勒雷达，并有望通过进一步的改进达到20M到30M的检测距离。

声音探测部分主要通过鸟类的叫声和在塔上落脚的撞击声来判断其来源方向是否对输电线路造成威胁。其主要针对一些没有被雷达检测到的小鸟或在雷达探测范围内，但不对输电线路造成威胁的鸟类的识别，通过两组声音识别装置，判断鸟类访问铁塔的方向，使其能够有效的辅助雷达探测鸟类到来。 3.2、

四手段驱鸟技术

（1） 具有四方向的超声波发生器，利用超声波驱赶鸟类；

超声波驱鸟，采用的是物理驱鸟法，利用一种超声波脉冲干扰刺激和破坏鸟类神经系统、生理系统，使其生理紊乱以达到驱鸟、灭鸟的最终目的；在多次实验中取得的结果证明，如果迫使鸟类不停的听强力的超声波后，鸟类会产生食欲不振、厌食 、抽搐等症状，甚至间接导致其死亡；有关部门研究结果证明：在一定的空间有一定“供养量”,杀死一只鸟类,就会多生一只鸟类,因此“驱鸟”比“杀鸟”更具有积极意义。因此我们建议在电力线路及变电站使用含有超声波功能的驱鸟装置。

（2） 具有高亮度的强光频闪灯，利用强光驱赶鸟类；

强光驱鸟，采用的夜视物理驱鸟法，原来传统的风车反光驱鸟，利用的是太阳能反光驱鸟，但是由于天气以及晚上的原因，经常反光非常弱，起不到良好的效果，因此在装置上加入强光频闪功能，利用闪烁的高亮度LED灯光，惊吓鸟类。

（3） 具有高仿真模拟枪声，利用枪声驱赶鸟类；

高仿真枪声驱鸟，这个就毋庸置疑了，长时间的猎人喜欢用猎枪捕鸟，已经让鸟类成了“惊枪之鸟”了，我司针对这一原理在装置上加入枪声，高仿真的枪声对鸟的惊吓驱赶有良好的效果。

（4） 具有高仿真模拟老鹰叫，利用老鹰叫驱赶鸟类；

有一句俗语叫：高飞的鸟儿遇老鹰--凶多吉少，说明一般的鸟都惧怕老鹰，也就惧怕老鹰叫，听到老鹰叫，那就要赶快飞走。因此根据这一原理加入了高仿真老鹰叫，逼真的老鹰叫对鸟类的惊吓驱赶有良好的效果。 3.3、

高智能芯片技术

考虑到鸟类种类的繁多，并且生活习性较为复杂，单一频段的超声波驱鸟效果并不明显。因此该项目利用雷达作为反馈装置（相当于该装置的眼睛），同时需要对雷达反馈的数据进行分析，分离出鸟类靠近和离开的信号。进一步，通过调用数据库不断新增的驱赶记录与对应的鸟类数据，该中央处理模块将优选适合的超声波频率来进行有效的驱鸟。在整个过程中，智能中央处理模块具有智能学习的能力，其驱鸟的成功率也将不断提高，并且持之有效。模块根据历史数据的分析，学习到什么样的频率对驱赶什么样的鸟类最有效。如果鸟类对该频率已经有一定的适应性，那么智能中央处理模块根据雷达的反馈就可以智能的调校超声波的频率，最终实现有效驱赶。

3.4、

装置功耗和供电

根据对鸟类习性的相关研究，发现晚上绝大多数的鸟类活动将停止。因此设备在晚上处于休眠的状态，几乎不耗电。装置可以根据太阳能电池板的电压来监测白天和夜晚，在太阳能电池电压低于一定限度后，装置进入夜间工作方式，在夜间工

作方式的开始2个小时，装置仍然工作，两小时后进入休眠方式。经过测算，装置每天工作大约16小时，晚上休眠8小时。

系统功耗分配示意图

系统采用12V铅酸蓄电池作为主电源，配备18W太阳能电池对蓄电池进行充电。装置的平均电流低于55ma，在24小时内的有效工作时间是16小时，整体能耗=；配备15W太阳能电池，按照日平均1小时满负荷工作，太阳能电池提供15wh的电能，可以满足使用要求。另外装置提供了一个12V，8AH的蓄电池。通过太阳能对蓄电池的充电，可以满足装置在连续阴雨天气下的有效工作。

四、 装置基本工作方式

（1） 启动智能驱鸟器开关，开启探测功能，初启动时运行一遍驱鸟程序：语音喇叭、超声波喇叭、LED灯；

（2） 若连续运行了三次驱鸟程序，则启动防误报功能，关闭探测功能，计时 10-15分钟后重新启动探测功能；

（3） 在空闲状态时启动定时驱鸟功能，计时20--30分钟启动超声波喇叭、LED灯，计时45--60分钟启动语音喇叭。具体运行机制如下：

五、

5.1、

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 技术参数

设备主要参数

项目 电池 太阳能电池 雷达检测范围 声音检测范围 环境超声波 驱鸟声波 声强 频闪光 高仿真枪声 高仿真老鹰叫 使用环境 使用寿命 参数 12V 4AH 16V 15W 60度，15米 160度 15K~35K 1K~15K >110db 100lm 110dB 110dB -45~+85 ℃ 5~15年 说明 铅酸蓄电池 多晶高效太阳能电池 多普勒雷达 和距离无关 超声波，间歇扫频 16个频点，智能学习选择 2个LED强光频闪灯 2个 2个 每5年需要进行电池维护 5.2、

雷达技术参数

参数 中心频率 辐射功率 杂波抑制 建立时间 最小值 12 典型值 15 3 最大值 20 6 单位 GHz dBm dBm μSec 接收信号强度 噪音输出 3dB天险方向图－方位 3dB天线方向图－俯仰 电源电压 电源电流 脉冲重复频率 脉冲宽度 操作温度 主要干扰 抗干扰方式 4 -20 雨水 软件矫正 200 80 40 30 2 10 5 40 70 μVp-p μVrms ° ° VDC mA KHz μSec °C 5.3、

项目 采集方式 声道数 声道分离度 灵敏度 方位灵敏度 鉴别方式 主要干扰 抗干扰方式 电容话筒 2声道 >90db <-35db >160° 相位/幅度 雨水、刮风、雷电、飞机 软件矫正、陷波技术 声音方向传感技术参数

参数 备注 六、

6.1、

装置安装方式

猫头塔

对于普通猫头塔，满足保护距离在15米范围内的，如下图将设备安装于井架位置，可以安装于铁塔侧面，也可以安装于塔身内。

猫头塔安装方式1

对于超高压猫头塔，在不满足以上距离的情况下，一基塔需要安装两台设备，具体安装方式如下图，设备安装于K点附近。

猫头塔安装方式2

6.2、 双回塔安装方式

对于普通双回铁塔，满足距离在15米范围内，可考虑只安装一台驱鸟设备，具体安装方式如下图，设备安装于井架位置，同样可安装在铁塔侧面或铁塔内。

双回塔安装方式1

对于超高压双回塔，不满足保护限制距离的，需要安装两台设备，其中一台安装于井架位置附近，可在塔侧，也可在塔内，另外一台安装于上横担和中横担之间，如下图所示。

双回塔安装方式2

6.3、 其他铁塔安装方式

在满足15米限制距离的情况下，使用一台设备，安装于井架位置附近，同样可在塔侧或塔内安装，如图所示。

其他塔安装方式1

对于超过限制距离的铁塔，安装两台设备，一台安装于井架位置附近，可在塔侧，也可在塔内，另一台在两根横担之间安装，安装位置如下图所示。

其他塔安装方式2

6.4、

实际安装效果

七、 智能综合驱鸟装置产品实物图

河北五星一直在努力，但从未被超越！！

~