驅(qū)鳥器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目 錄前 言1第1章 緒 論3§1.1 鳥類對(duì)輸電安全的影響3§1.2 驅(qū)鳥器的驅(qū)鳥原理3§1.3 驅(qū)鳥器的總體設(shè)計(jì)4第2章 驅(qū)鳥器的硬件設(shè)計(jì)7§2.1 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)7§2.1.1 單片機(jī)的選擇7§2.1.3傳感器選擇7§2.2 系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計(jì)8第3章 驅(qū)鳥器飛鳥檢測軟件設(shè)計(jì)10§3.1 軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)10§3.2 軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容10§3.3 主程序設(shè)計(jì)10§3.4 定時(shí)器t0中斷程序設(shè)計(jì)12§3.5 外部中斷0中斷程序設(shè)計(jì)13第4章 驅(qū)鳥器語音輸出軟件設(shè)計(jì)17第6章

2、驅(qū)鳥器使用說明書24第7章 驅(qū)鳥器測試分析報(bào)告25第8章 驅(qū)鳥器項(xiàng)目開發(fā)總結(jié)28結(jié) 論30參考文獻(xiàn)32致 謝34附 錄35一、isd2560內(nèi)部地址單元尋址35二、功能樣機(jī)照片36前 言隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和社會(huì)用電需求的不斷提高，人們對(duì)輸電線路供電可靠性的要求越來越高，但值得注意的是鳥類的生息繁衍條件逐年得到改善，由于鳥類活動(dòng)引起的輸電線路跳閘事故近幾年卻有不斷增多的趨勢(shì)。鳥害故障已成為電力線路的頻發(fā)性故障之一。因此，如何降低鳥類活動(dòng)對(duì)輸電線和變電站電力設(shè)備危害已成為世界性的課題。鳥類對(duì)電力線路的危害主要表現(xiàn)在：(1)鳥類筑巢，口叼樹枝，鐵絲在空中往返飛行，當(dāng)樹枝等掉落在線路導(dǎo)線間或反搭

3、在導(dǎo)線與橫擔(dān)上就會(huì)造成短路事故；桿塔上鳥巢被風(fēng)吹散亦會(huì)造成類似情況，引起短路事故。(2)較大鳥類在導(dǎo)線間飛行，爭斗可能導(dǎo)致相間短路。(3)鳥糞污染瓷裙，或稀糞沿瓷瓶下流時(shí)可能會(huì)造成閃絡(luò)。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)范圍也日趨擴(kuò)大。而隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，必然會(huì)破壞鳥類的自然棲息環(huán)境，如何因勢(shì)利導(dǎo)，達(dá)到人類和鳥類的和諧相處，是我們目前應(yīng)該研究的一個(gè)新課題。因此，對(duì)于輸電線路的防鳥害，應(yīng)該從研究鳥的種群分布、生活習(xí)性及規(guī)律、遷徙特點(diǎn)等入手，有意識(shí)地去引導(dǎo)鳥類適應(yīng)新的環(huán)境，這樣才能使得鳥類有了新的棲息地而不去危害線路。同時(shí)，隨著鳥類適應(yīng)能力的增強(qiáng)，各種防鳥害措

4、施需不斷更新使用，才能收到好的效果。雖然現(xiàn)今隨著鳥害對(duì)工農(nóng)業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹奈：Φ牟粩嗉哟?，市面上涌現(xiàn)出了各種各樣價(jià)位不同用處不同的驅(qū)鳥器，比如超聲波驅(qū)鳥器、語音驅(qū)鳥器、太陽能驅(qū)鳥器等等。這些五花八門的驅(qū)鳥器在一定時(shí)間內(nèi)還是能起到明顯的驅(qū)鳥效果的，但是時(shí)間長了，鳥類就會(huì)適應(yīng)驅(qū)鳥器的存在，繼續(xù)危害正常生產(chǎn)和生活，而此時(shí)驅(qū)鳥器也就失效了。鑒于這方面原因，本設(shè)計(jì)為基于飛鳥檢測系統(tǒng)的語音驅(qū)鳥器，即設(shè)計(jì)驅(qū)鳥器，實(shí)時(shí)檢有無測到有鳥飛來時(shí)才開啟驅(qū)鳥，沒鳥飛來時(shí)不驅(qū)鳥，從而解決鳥類的適應(yīng)問題。該檢測系統(tǒng)用微波位移傳感器檢測一定范圍的物體移動(dòng)速度，輸出信號(hào)經(jīng)過后續(xù)電路調(diào)理后，送給單片機(jī)，單片機(jī)分析、計(jì)算并判斷是

5、否有鳥飛來、當(dāng)確定有鳥則啟動(dòng)驅(qū)鳥器的語音驅(qū)鳥。本文第一章主要介紹了驅(qū)鳥器檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，概述其設(shè)計(jì)思想及方案。第二章是驅(qū)鳥器檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，列出了相應(yīng)的電路連接圖。第三章是軟件設(shè)計(jì)，具體詳細(xì)的介紹了如何檢測是否有鳥飛來，如何驅(qū)動(dòng)驅(qū)鳥器的語音芯片的單片機(jī)匯編語言程序。本設(shè)計(jì)在進(jìn)行過程中，得到了河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院測控技術(shù)與儀器教研室老師們的大力支持和幫助。在這里要特別感謝指導(dǎo)老師尚振東老師給予的指導(dǎo)和諄諄教誨，沒有他的指導(dǎo)和教誨，我的設(shè)計(jì)是不可能按時(shí)完成的。由于水平有限，錯(cuò)誤之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。第1章 緒 論§1.1 鳥類對(duì)輸電安全的影響輸電線路的研究主要包

6、括桿塔塔型、線路外絕緣、電場分布的計(jì)算、導(dǎo)線的布置方式等課題。近年來出現(xiàn)了一些新的研究領(lǐng)域如靜電感應(yīng)、可聽噪音、無線電干擾等，為抵御和防止自然災(zāi)害對(duì)輸電線路所造成的事故又形成了防雷、防污、防冰等三大課題。輸電線路的安全運(yùn)行對(duì)于保證向用戶不間斷地供電至關(guān)重要。目前輸電線路的鳥害事故己成為影響輸電線路安全運(yùn)行的一大隱患，越來越引起電力部門的重視。鳥害包括鳥啄食絕緣子、鳥排泄糞便及鳥筑巢所引起的絕緣子閃絡(luò)、線路跳閘等。目前國內(nèi)的防鳥害措施主要有在線路桿塔上安裝警鳥用的風(fēng)車、恐怖眼，掛小紅旗，安裝防鳥刺等。目前國外的研究發(fā)現(xiàn)，利用鳥類遇難報(bào)警或垂死前的鳴叫、求救等鳥類物種中特有的，并具有遺傳共性的、富

7、有生物學(xué)意義的鳴叫聲制成的驅(qū)鳥器驅(qū)鳥效果最好。因此出現(xiàn)了市面上熱賣的聲音驅(qū)鳥器，把鳥類遇難報(bào)警或垂死前的鳴叫、求救等的聲音錄制在數(shù)碼芯片內(nèi)，安裝在輸電線路鐵塔上驅(qū)鳥。然而雖然這類驅(qū)鳥器在一定時(shí)間內(nèi)起到了明顯的驅(qū)鳥效果，但是鳥類是有靈性的動(dòng)物，久而久之，它們能識(shí)別這一騙局，從新肆意妄為，危害輸電電路。鑒于此方面原因，此次設(shè)計(jì)的驅(qū)鳥器增加了飛鳥檢測裝置，解決鳥類識(shí)別、適應(yīng)的問題。§1.2 驅(qū)鳥器的驅(qū)鳥原理本設(shè)計(jì)采用的是語音驅(qū)鳥器，即電子聲音驅(qū)鳥器。它是利用聲音進(jìn)行驅(qū)鳥，大大降低了鳥類的危害。目前有兩種播放電子合成聲音進(jìn)行驅(qū)鳥的設(shè)備：隨機(jī)的噪音，令鳥類情緒激動(dòng)（早期的方法）；模仿、復(fù)制不同

8、種類鳥類的哀鳴或其天敵的叫聲進(jìn)行驅(qū)鳥。早期的電子聲音驅(qū)鳥器會(huì)產(chǎn)生讓鳥類感到難受和不安感的噪音，在某些案例中，掠食的鳥們由于不能和同伴們交流令它們感到恐慌和不舒服，于是便飛走了。這種方法效果不錯(cuò)。 新一代的電子聲音驅(qū)鳥器利用數(shù)字技術(shù)產(chǎn)生不同種類鳥的哀鳴，這種聲音集成在數(shù)字芯片上，會(huì)對(duì)同類的鳥造成恐嚇作用，另外，這種聲音還可以把他們的天敵吸引過來，同時(shí)把過路的鳥類嚇走。新一代的聲音驅(qū)鳥器的分貝小，而且不同于早期的噪音驅(qū)鳥方法，更不會(huì)造成擾民影響了。 本次設(shè)計(jì)正式基于新一代聲音驅(qū)鳥器的基礎(chǔ)上，增加了檢測裝置，有鳥過來時(shí)才驅(qū)鳥，從而達(dá)到更好的驅(qū)鳥效果。§1.3 驅(qū)鳥器的總體設(shè)計(jì)由于鳥害對(duì)輸電

9、線路的危害會(huì)造成大面積的停電，嚴(yán)重影響到了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活，且這種趨勢(shì)卒年增加，而現(xiàn)有的驅(qū)鳥器不能解決鳥類的適應(yīng)問題，故研發(fā)出新型的能檢測到有無鳥存在的驅(qū)鳥器迫在眉睫。本系統(tǒng)采用微波位移傳感器hb100及后續(xù)電路、單片機(jī)at89c51和isd2560語音芯片作為本設(shè)計(jì)的三個(gè)核心模塊。傳感器hb100可以檢測鳥飛來的速度，并將速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)處理這一信號(hào)，看其是否滿足要求，若滿足則驅(qū)動(dòng)語音芯片isd2560放音驅(qū)鳥。實(shí)驗(yàn)表明傳感器可以精確檢測到10米范圍內(nèi)的物體移動(dòng)，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，因此選用的傳感器是可行的。單片機(jī)是最常用的，能滿足資源空間的要求。語音芯片選用能

10、滿足語音播放的功能。驅(qū)鳥器智能系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，既硬件和軟件。硬件由傳感器及其后續(xù)處理電路、語音芯片電路、電源及復(fù)位電路和單片機(jī)等組成，在此不多做介紹。系統(tǒng)的軟件采用模塊化程序設(shè)計(jì)思想，整個(gè)軟件系統(tǒng)由主程序、驅(qū)動(dòng)程序、計(jì)算子程序、放音子程序、延時(shí)子程序等組成。微波位移傳感器hb100是標(biāo)準(zhǔn)的10.525ghz微波多普勒雷達(dá)探測器，這種探測方式與其它探測方式相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)：非接觸探測；不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響，適合惡劣環(huán)境；抗射頻干擾能力強(qiáng)；輸出功率小，對(duì)人體構(gòu)不成危害；遠(yuǎn)距離：探測范圍超過20米。系統(tǒng)的主機(jī)采用傳統(tǒng)的at89c51單片機(jī)。數(shù)碼語音芯片選用的是isd

11、2500系列單片語音錄放集成電路isd2560，它具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無須專用的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。錄音時(shí)間為60s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬次。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，省去了a/d、d/a轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠接、接口簡單、等特點(diǎn)，系統(tǒng)的框圖見圖1-1。由圖1-1可以看出，該系統(tǒng)硬件接口方便。整個(gè)系統(tǒng)的供電電壓為5v。復(fù)位電路在系統(tǒng)的開機(jī)時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，isd2560通過地址總線與單片機(jī)進(jìn)行連接。圖1-1 原理框圖系統(tǒng)的工作原理是微波位移傳感器hb100需要一個(gè)頻率為4.7khz的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，這個(gè)脈沖信號(hào)可以通過單片機(jī)生成。本設(shè)計(jì)才采用單片機(jī)p1.2口輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，控

12、制三極管給傳感器供電。驅(qū)動(dòng)后的hb100一直在發(fā)射微波，當(dāng)有鳥飛來時(shí)，傳感器接受反射回來的微波，將其頻率信號(hào)經(jīng)過后續(xù)放大電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這一電信號(hào)在無鳥飛來時(shí)持續(xù)為高電平，檢測到速度時(shí)會(huì)產(chǎn)生低脈沖。速度達(dá)到5m/s時(shí)信號(hào)特征是在10ms內(nèi)產(chǎn)生3個(gè)低脈沖，如圖1-2所示，此時(shí)認(rèn)為有鳥飛來。這一信號(hào)線連接到單片機(jī)的外部中斷0上（p3.2），通過軟件編程來判斷是否有鳥飛來，若有鳥飛來則置低管腳p1.3,p1.3通過繼電器連接語音芯片isd2560，從而確定是否放音驅(qū)鳥。p1.3為低電平時(shí)，語音芯片放音驅(qū)鳥。圖1-2 有飛鳥時(shí)放大器輸出信號(hào)調(diào)試時(shí)設(shè)計(jì)過程的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)，調(diào)試過程應(yīng)逐步進(jìn)行，先檢

13、查p1.2口是否產(chǎn)生脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)傳感器，若無則在此認(rèn)真檢查定時(shí)中斷程序。在驅(qū)動(dòng)傳感器成功的條件下，檢查外部中斷0的接口p3.2口，沒有物體移動(dòng)時(shí)該端應(yīng)為高電平，若不對(duì)則可能是硬件電路哪里出了故障，此時(shí)應(yīng)檢查修改硬件電路。若p3.2口為高電平，則以人手模擬飛鳥移動(dòng)，此時(shí)在此檢查p3.2口確定其是否有低電平擾動(dòng)，若無仍是硬件電路的毛病，需再次檢查硬件電路直至有有物體移動(dòng)時(shí)p3.2口產(chǎn)生低脈沖。接著查看p1.3口，若程序正確則有物體移動(dòng)時(shí)p1.3口為低電平，p1.3口是語音芯片的片選端，若放音程序和聲音程序正確則有物體移動(dòng)時(shí)放音驅(qū)鳥。這樣一步一步檢查，修改，調(diào)試直至整個(gè)系統(tǒng)能夠正常工作。另外，還需要

14、考慮驅(qū)鳥器的防雨、防潮、抗震能力，設(shè)計(jì)合適的機(jī)殼將所需器件、電路裝入其中，以便安裝在高壓鐵塔上。由于精度需要，傳感器hb100h發(fā)射微波還會(huì)受機(jī)殼、環(huán)境的影響，因此，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的調(diào)試成功并不代表能在實(shí)地應(yīng)用，應(yīng)用前還得不斷的實(shí)驗(yàn)。另外檢測模塊的供電電路需要保障，這里選用蓄電池供電，以保證能有較長的使用壽命。通過以上簡單介紹，對(duì)驅(qū)鳥器系統(tǒng)有了概括的了解。詳細(xì)介紹見第二、三和第四章節(jié)。第2章 驅(qū)鳥器的硬件設(shè)計(jì)§2.1 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)§2.1.1 單片機(jī)的選擇系統(tǒng)的主機(jī)采用傳統(tǒng)的at89c51單片機(jī)，由于整個(gè)系統(tǒng)的軟件不太復(fù)雜所以單片機(jī)不需要外擴(kuò)存儲(chǔ)器，利用at89c51單片機(jī)的內(nèi)

15、部資源即可滿足要求。語音芯片選擇isd2560芯片。§2.1.3傳感器選擇傳感器選用的是微波位移傳感器hb100，它的優(yōu)點(diǎn)這里不再贅述。下面介紹一下它的技術(shù)指標(biāo)。供電：給hb100供電有連續(xù)直流供電（cw）模式和脈動(dòng)供電（pw）模式兩種：hb100適應(yīng)電壓范圍為5v±5。在連續(xù)直流供電（cw）模式下工作時(shí)典型電流為35ma（典型值）。在低占空比脈沖供電(pw)模式下工作時(shí)，推薦給hb100 提供5v、脈沖的寬度在5s30s 之間（典型值為20s）、頻率為24khz（典型值為2.0khz）的脈沖供電。310的占空比脈沖供電時(shí)平均電流為 1.2ma4ma。脈沖供電電壓必須在4.

16、75v5.25v之間，脈沖頂端的平坦度會(huì)影響hb100的探測能力。電源電壓超過5.25v時(shí)，它的可靠性會(huì)降低，并可能導(dǎo)致標(biāo)稱頻率外的射頻輸出和該電路永久性損壞。射頻輸出：在所有推薦工作模式下，hb100的射頻功率輸出是非常低的，均在對(duì)人體構(gòu)不成任何危害的安全范圍內(nèi)工作。在連續(xù)直流供電（cw）模式下工作時(shí)，總輸出功率小于15mw。輸出功率密度在5mm 處為1mw/，1m 處為0.72w/。當(dāng)在5占空比的脈沖供電模式工作時(shí)，功率密度分別減少到50w/和0.036w/。if輸出：當(dāng)物體在hb100的有效探測范圍內(nèi)以1m/s的速度相對(duì)于hb100做徑向移動(dòng)時(shí)，hb100的if輸出為72hz/ ms，i

17、f的脈動(dòng)輸出頻率與物體相對(duì)徑向移動(dòng)速度成近似線性關(guān)系。if 的輸出幅度與物體的大小、距離有關(guān)，當(dāng)一個(gè)體重70kg、身高170cm 的測試者在距離hb100 1m處以1m/s 的速度相對(duì)hb100 做徑向移動(dòng)時(shí)，if的輸出為5mv、72hz/s 脈動(dòng)信號(hào)，if的輸出幅度與距離的平方成近似反比關(guān)系。簡單測試方法：連接電源，vcc5vdc，if連接示波器，示波器在10mv/div （ac）20ms/div檔，手在hb100前5cm處做徑向移動(dòng)時(shí)，示波器上顯示脈動(dòng)信號(hào)幅度在2050mv之間。簡單故障判斷：hb100的if輸出在焊接的時(shí)候很容易被擊穿，用萬用表的二極管檔測量if對(duì)gnd和gnd對(duì)if的壓

18、降，正常時(shí)（vif-gnd vgnd-if）分別均在0.25v左右。§2.2 系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計(jì)微波位移傳感器hb100的放大電路與單片機(jī)at89c51的接口電路如圖2-2所示。單片機(jī)的復(fù)位電路與晶振電路如圖2-3所示。語音芯片與單片機(jī)的接口電路如圖2-4所示。圖2-2 hb100及放大電路與單片機(jī)接口圖2-3 復(fù)位及晶振電路圖2-4 語音芯片接口電路第3章 驅(qū)鳥器飛鳥檢測軟件設(shè)計(jì)§3.1 軟件設(shè)計(jì)的任務(wù)軟件設(shè)計(jì)，即單片機(jī)匯編程序的編寫，其主要任務(wù)是生成一個(gè)4.7khz的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)傳感器hb100，并與傳感器檢測信號(hào)線連接，以確定是否有鳥飛來。單片機(jī)與語音芯片isd256

19、0連接，當(dāng)檢測到有鳥啟動(dòng)語音芯片驅(qū)鳥。單片機(jī)的資源利用情況如下：定時(shí)器t0、t1，外部中斷int0；與外設(shè)連接的管腳有p1.2為傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出口，p1.3置低驅(qū)動(dòng)語音芯片；內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用情況為30h-33h：to初始值，,40h41h：非初次外部中斷時(shí)讀t1值，50h51h：初次外部中斷讀t1值，42h43h：10ms的初始值。本設(shè)計(jì)的主程序是對(duì)所需資源的初始化；定時(shí)器t0中斷產(chǎn)生4.7khz的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)傳感器hb100；外部中斷0接檢測信號(hào)線，通過調(diào)用計(jì)算子程序確定有無鳥，若有鳥，調(diào)用放音子程序使語音芯片放音驅(qū)鳥。§3.2 軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容軟件包括：主程序，初始化子程序，定

20、時(shí)器中斷程序，外部中斷程序，計(jì)算子程序，放音子程序，聲音子程序，延時(shí)子程序。§3.3 主程序設(shè)計(jì)主程序的任務(wù)是將所需要用到的資源初始化，并等待中斷。其流程圖如圖3-1所示。其對(duì)應(yīng)的匯編程序如下：org 0000h ljmp main ;復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序 org 0003h ljmp iint0 ;轉(zhuǎn)入外部中斷0 org 000bh ljmp it0p ;轉(zhuǎn)入t0中斷 org 0030hmain:mov sp,#60h 圖3-1 主程序流程圖lcall ptom2 ;調(diào)用t0,t1初始化程序 mov r2,#03h clr f0 ll2:setb ea ljmp ll2;t0,int0

21、初始化ptom2:mov tmod,#11h ;t0定時(shí),t1定時(shí) mov 30h,#0ech mov 31h,#0ffh ;t0啟動(dòng)脈沖為高電平時(shí)的初值 mov 32h,#52h mov 33h,#0ffh;t0啟動(dòng)脈沖為低電平時(shí)的初值 mov tl0,#52h mov th0,#0ffh ;t0賦低電平初值 mov 42h,#23h mov 43h,#83h ;42h43h為10ms所用的機(jī)器周期數(shù) clr p1.2 ;輸出信號(hào)初始化 clr it0 ;外部中斷0為電平觸發(fā)模式 setb ex0 ;開外部中斷0 setb pt0 ;定時(shí)器t0為高級(jí)中斷 clr px0 ;外部中斷0為低級(jí)中

22、斷 setb tr0 setb et0 ;開t0定時(shí) setb tr1 ;t1開始計(jì)時(shí) setb ea ;開中斷 ret其中定時(shí)器t0中斷的優(yōu)先級(jí)高于外部中斷0的，以保證傳感器hb100的驅(qū)動(dòng)信號(hào)不受干擾，從而傳感器能持續(xù)工作。§3.4 定時(shí)器t0中斷程序設(shè)計(jì)定時(shí)器t0是給微波位移傳感器hb100提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的，其流程圖如圖3-2所示。其程序設(shè)計(jì)如下：;驅(qū)動(dòng)傳感器 it0p:push psw ;現(xiàn)場保護(hù) clr ea clr tr0 ;關(guān)t0中斷 mov a,32h mov r0,#30h xch a,r0 mov 32h,a mov tl0,a mov a,33h inc r0 x

23、ch a, r0 mov a,33h mov th0,a ;交換t0定時(shí)高低電平初值 cpl p1.2 ;交換輸出脈沖高低電平 圖3-2 t0中斷流程圖 clr tf0 ;置0t0溢出標(biāo)志 setb tr0 setb et0 setb ea;開t0中斷 pop psw reti§3.5 外部中斷0中斷程序設(shè)計(jì) 圖3-3 外部中斷0中斷流程圖 圖3-4 計(jì)算子程序流程圖 外部中斷0為電平觸發(fā)方式，當(dāng)它的管腳p3.2為低電平時(shí)中斷，進(jìn)入中斷程序，通過計(jì)算子程序計(jì)算在10ms內(nèi)有是否有三個(gè)以上低脈沖，即是否在10ms內(nèi)有是否有三次外部中斷，若是，則清零管腳p1.3，選中語音芯片isd256

24、0，調(diào)用放音子程序，放音驅(qū)鳥。此處定時(shí)器t1起到計(jì)時(shí)的作用，每次非初次外部中斷到來的時(shí)間減去初次外部中斷的時(shí)間之差與10ms相比，從而使外部中斷次數(shù)有了時(shí)間的限制。其流程圖如圖3-3、圖3-4所示。相應(yīng)程序如下：;檢測 iint0:clr ea push psw;現(xiàn)場保護(hù) cjne r2,#03h,l1;初次外部中斷的t1值放50h 51h mov 50h,th1 mov 51h,tl1 l1:mov 40h,th1;非初次外部中斷的t1值放入40h 41h mov 41h,tl1 lcall jisuan;調(diào)用計(jì)算子程序 jb f0,l2;超過10ms跳出 djnz r2,l2;不是第三次中

25、斷則跳出 clr fy;置0放音標(biāo)志 lcall fyin;調(diào)用放音子程序 lcall delay ;調(diào)用延時(shí)子程序 setb fy;關(guān)閉放音標(biāo)志 mov r2,#03h;r2賦初值 l2:clr f0;初始化10ms標(biāo)志 setb ex0;允許外部中斷0中斷 pop psw reti;計(jì)算子程序 jisuan:clr c mov a,41h subb a,51h mov 41h,a mov a,40h subb a,50h mov 40h,a;非初次外部中斷時(shí)間減去初次外部中斷時(shí)間結(jié)果放入40h41h clr c mov a,41h subb a,43h mov a,40h subb a,4

26、2h;兩次中斷時(shí)間差與10ms比較 jc l4;不超過10ms則跳轉(zhuǎn) setb f0;超過10ms置高10ms標(biāo)志 mov r2,#03h;r2賦初值 l4:ret第4章 驅(qū)鳥器語音輸出軟件設(shè)計(jì)數(shù)碼語音芯片選用的是isd2500系列單片語音錄放集成電路isd2560，它具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無須專用的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。錄音時(shí)間為60 s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬次。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，省去了a/d、d/a轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠接、接口簡單等特點(diǎn)。語音芯片isd2560放音時(shí)，根據(jù)需播放的語音內(nèi)容，找到相應(yīng)的語音段起始地址，并通過口線送出。再將p/r端設(shè)為高電平，pd端設(shè)為

27、低電平，并讓/ce端產(chǎn)生一負(fù)脈沖啟動(dòng)放音，這時(shí)單片機(jī)只需等待isd2560的信息結(jié)束信號(hào)，即/eom的產(chǎn)生。信號(hào)為一負(fù)脈沖，在負(fù)脈沖的上升沿，該段語音才播放結(jié)束，所以單片機(jī)必須要檢測到/eom的上升沿才能播放第二段，否則播放的語音就不連續(xù)，而且會(huì)產(chǎn)生啪啪聲，這一點(diǎn)在編制軟件時(shí)一定要注意。另語音芯片isd2560的地址分配表見附錄1。驅(qū)鳥其軟件程序采用單片機(jī)匯編語言編寫，運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)形式。各模塊之間相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，低級(jí)模塊可以被高級(jí)模塊重復(fù)調(diào)用，這樣既節(jié)省內(nèi)存空間又便于程序的編制及維護(hù)。語音芯片選中后，當(dāng)滿足有鳥飛來的條件時(shí)開始放音驅(qū)鳥，其放音子程序和聲音子程序及延時(shí)子程序的流程圖如圖4-

28、1，圖4-2，圖4-3所示。;放音子程序 fyin:setb p2.5 ;置放音標(biāo)志位 mov p0,#00h ;初始化放音開始地址 clr p2.6 clr p2.7 mov r1,#0 loop1:jb fy,loop1 ;是否允許放音 lcall play retplay:inc r1 圖4-1 放音子程序流程圖 cjne r1,#1,pl1 mov p0,#00h ;送字段1起始地址 clr p2.6 clr p2.7lcall sound ;放字段1錄音inc r1 pl1:cjne r1,#2,pl2 mov p0,#20h ;送字段2起始地址clr p2.6 clr p2.7 l

29、call sound ;放字段2錄音 inc r1 pl2:cjne r1,#3,pl3 mov p0,#40h ;送字段3起始地址 clr p2.6 clr p2.7 lcall sound ;放字段3錄音 inc r1 pl3:cjne r1,#4,pl4 mov p0,#60h ;送字段4起始地址 clr p2.6 clr p2.7 lcall sound ;放字段4錄音 inc r1 pl4:cjne r1,#5,pl5 mov p0,#00h ;送字段5起始地址 clr p2.6 clr p2.7 lcall sound ;放字段5錄音 inc r1 pl5:cjne r1,#6,o

30、ut out:ret sound:clr p2.2 ;選中語音芯片,開始放音 nop nop loop2:jnb p2.4,loop2 ;是否到達(dá)放音結(jié)束標(biāo)志位 setb p2.2 ;到結(jié)束標(biāo)志位后結(jié)束放音 圖4-2 延時(shí)子程序流程圖 圖4-3 聲音子程序流程圖 ret;延時(shí)子程序 delay:mov r5,#0eh kl1:mov r4,#0feh kl2:mov r3,#0feh kl3:djnz r3,kl3 djnz r4,kl2 djnz r5,kl1 ret end第5章 驅(qū)鳥器軟件系統(tǒng)調(diào)試驅(qū)鳥器的軟件設(shè)計(jì)即單片機(jī)匯編語言，是通過編寫、修改、調(diào)試一步步達(dá)到任務(wù)書要求的。源程序可在l

31、ope編譯軟件中打開，點(diǎn)擊“編譯+連接”進(jìn)行編譯連接，生成可執(zhí)行程序qnq.hex。然后可利用mep-300單片機(jī)程序燒寫器燒寫程序。具體方法是：將mep-300單片機(jī)程序燒寫器與電腦連接，將一片at89c51單片機(jī)芯片正確插入燒寫器。打開燒寫軟件mp100.exe，點(diǎn)擊“芯片操作”、“芯片選擇”，然后選擇at89c51。點(diǎn)擊“hex”，在彈出的對(duì)話框中輸入程序存放路徑，打開qnq.hex，點(diǎn)擊“自動(dòng)操作”、“寫入”，等待寫入操作完畢，取出單片機(jī)，插入應(yīng)用電路即可。源程序包括主程序，初始化子程序，定時(shí)中斷程序，外部中斷程序，計(jì)算子程序，放音子程序，聲音子程序和延時(shí)子程序。除了主程序外每一個(gè)程序

32、都可以單獨(dú)調(diào)試，這樣一塊塊的調(diào)試更方便且不易出錯(cuò)。定時(shí)中斷程序的作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)傳感器的脈沖方波，通過p1.2口語傳感器連接，因此最優(yōu)的調(diào)試方法是將該程序燒寫入單片機(jī)接入電路后，看p1.2口是否輸出為脈沖信號(hào)即可。這里莫忘在中斷返回前清零定時(shí)器溢出標(biāo)志位tf0。計(jì)算子程序和延時(shí)子程序都可以在lope編譯軟件的特殊功能寄存器窗口、輸入輸出窗口和內(nèi)部存儲(chǔ)器窗口的數(shù)值變化中的到調(diào)試，這樣可以避免算錯(cuò)數(shù)和延時(shí)進(jìn)入死循環(huán)。放音子程序和聲音子程序通過語音芯片可得到調(diào)試。外部中斷程序的作用是檢測是否有物體移動(dòng)。將所有程序編譯成功后燒寫進(jìn)單片機(jī)，并連接硬件電路，開始調(diào)試。首先檢查p1.2口是否產(chǎn)生脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)傳

33、感器，若無則在此認(rèn)真檢查定時(shí)中斷程序。在驅(qū)動(dòng)傳感器成功的條件下，檢查外部中斷0的接口p3.2口，沒有物體移動(dòng)時(shí)該端應(yīng)為高電平，若不對(duì)則可能是硬件電路哪里出了故障，此時(shí)應(yīng)檢查修改硬件電路。若p3.2口為高電平，則以人手模擬飛鳥移動(dòng)，此時(shí)在此檢查p3.2口確定其是否有低電平擾動(dòng)，若無仍是硬件電路的毛病，需再次檢查硬件電路直至有有物體移動(dòng)時(shí)p3.2口產(chǎn)生低脈沖。接著查看p1.3口，若程序正確則有物體移動(dòng)時(shí)p1.3口為低電平，p1.3口是語音芯片的片選端，若放音程序和聲音程序正確則有物體移動(dòng)時(shí)放音驅(qū)鳥。這樣一步一步檢查，修改，調(diào)試直至整個(gè)系統(tǒng)能夠正常工作。驅(qū)鳥器的測試分析實(shí)際上就是對(duì)傳感器及后續(xù)電路的

34、測試分析。由于傳感器檢測信號(hào)檢測到有物體移動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生脈沖，產(chǎn)生的脈沖數(shù)和脈沖的持續(xù)時(shí)間與物體的移動(dòng)速度有關(guān)?？紤]到產(chǎn)生低脈沖會(huì)有干擾信號(hào)，將一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生三個(gè)低脈沖認(rèn)為是有物體移動(dòng)。而這個(gè)時(shí)間段的選擇將決定驅(qū)鳥器系統(tǒng)檢測環(huán)節(jié)的靈敏度。靈敏度又直接關(guān)系著傳感器的檢測范圍，如距離和角度。分別將傳感器放大電路出來的信號(hào)定為5ms、10ms、20ms內(nèi)有三個(gè)低脈沖時(shí)認(rèn)為有物體移動(dòng)，經(jīng)上面的調(diào)試過程調(diào)試證明當(dāng)10ms內(nèi)有三個(gè)低脈沖時(shí)能檢測到10m內(nèi)角度為30度的范圍內(nèi)的物體移動(dòng)，滿足設(shè)計(jì)要求。而5ms時(shí)靈敏度太低，只能檢測到3m范圍內(nèi)的物體移動(dòng)，20ms時(shí)，靈敏度太高，有風(fēng)就認(rèn)為是有鳥，這樣就會(huì)導(dǎo)致語

35、音芯片一直播音驅(qū)鳥，不能起到驅(qū)鳥效果。故將p3.2口的檢測信號(hào)定為10ms內(nèi)有三個(gè)低脈沖時(shí)認(rèn)為有物體移動(dòng)。另外應(yīng)考慮定時(shí)中斷與外部中斷的優(yōu)先級(jí)，因?yàn)槎〞r(shí)器中斷是產(chǎn)生傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的，傳感器不停的工作，因此驅(qū)動(dòng)信號(hào)不能受打斷，應(yīng)將定時(shí)器中斷設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)的中斷。剛上電時(shí)，由于傳感器的初始狀態(tài)不定，和此時(shí)硬件電路運(yùn)行速度達(dá)不到，所以在剛開始的10秒鐘內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)不能正常檢測和發(fā)音。10秒鐘后，系統(tǒng)能正常檢測有無物體移動(dòng)，并放音驅(qū)鳥。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)成的驅(qū)鳥器滿足以上各個(gè)調(diào)試階段的要求，能夠準(zhǔn)確檢測10米范圍內(nèi)的物體移動(dòng)，語音播放聲音洪亮，能傳播相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，能起到驅(qū)鳥的效果。由于整個(gè)系統(tǒng)各個(gè)部分工作

36、相互聯(lián)系，其中一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，因此調(diào)試過程中應(yīng)該認(rèn)真細(xì)心，不放過每一個(gè)細(xì)節(jié)。只有這樣嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)試方法才能達(dá)到理想效果。第6章 驅(qū)鳥器使用說明書驅(qū)鳥器程序采用單片機(jī)匯編語言編寫。運(yùn)用模塊化結(jié)構(gòu)形式。各模塊之間相互獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)，低級(jí)模塊可以被高級(jí)模塊重復(fù)調(diào)用。現(xiàn)有程序名為：qnq.asm，版本號(hào)為1.0。程序占用資源如下：30h33h:to初始值；40h41h:非初次外部中斷時(shí)讀t1值；50h51h:初次外部中斷讀t1值；42h43h:10ms的初始值；p1.2為傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出口；p1.3置低驅(qū)動(dòng)語音芯片。源程序可在lope編譯軟件中打開，點(diǎn)擊“編譯+連接”進(jìn)行編譯連接，生成

37、可執(zhí)行程序qnq.hex。然后可利用mep-300單片機(jī)程序燒寫器燒寫程序。具體方法是：將mep-300單片機(jī)程序燒寫器與電腦連接，將一片at89c51單片機(jī)芯片正確插入燒寫器。打開燒寫軟件mp100.exe，點(diǎn)擊“芯片操作”、“芯片選擇”，然后選擇at89c51。點(diǎn)擊“hex”，在彈出的對(duì)話框中輸入程序存放路徑，打開qnq.hex，點(diǎn)擊“自動(dòng)操作”、“寫入”，等待寫入操作完畢，取出單片機(jī)，插入應(yīng)用電路即可。按照系統(tǒng)連接圖連接正確，將驅(qū)鳥器固定在輸電鐵塔上，用人手模擬飛鳥進(jìn)行測試，保證系統(tǒng)能夠正確工作。定期檢測飛鳥器，保證其工作正常。第7章 驅(qū)鳥器測試分析報(bào)告驅(qū)鳥器的測試分析實(shí)際上就是對(duì)傳感器

38、及后續(xù)電路的測試分析。傳感器的探測范圍不僅與外界環(huán)境的影響有著密切的聯(lián)系，還與外部電磁干擾，硬件電路的運(yùn)行速度，機(jī)殼對(duì)傳感器發(fā)射和接收微波的阻礙作用等等有關(guān)。也就是說傳感器的理論探測范圍在實(shí)際中不一定能夠達(dá)到，其實(shí)際探測范圍的確定需要基于硬件，結(jié)合軟件而設(shè)定。由于傳感器檢測信號(hào)檢測到有物體移動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生脈沖，產(chǎn)生的脈沖數(shù)和脈沖的持續(xù)時(shí)間與物體的移動(dòng)速度有關(guān)?？紤]到產(chǎn)生低脈沖會(huì)有干擾信號(hào)，將一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生三個(gè)低脈沖認(rèn)為是有物體移動(dòng)。而這個(gè)時(shí)間段的選擇將決定驅(qū)鳥器系統(tǒng)檢測環(huán)節(jié)的靈敏度。靈敏度又直接關(guān)系著傳感器的檢測范圍，如距離和角度。故經(jīng)調(diào)試證明當(dāng)10ms內(nèi)有三個(gè)低脈沖時(shí)能滿足設(shè)計(jì)要求。圖7-1

39、模擬檢測示意圖為測試本文所設(shè)計(jì)程序，將燒寫好程序的單片機(jī)插入硬件電路，給電路供電，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。在空曠的場地上，將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)固定在1.5m高度的適當(dāng)位置，以人手模擬飛鳥，檢測一定區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)對(duì)飛鳥的檢測性能。測試點(diǎn)如下確定：以系統(tǒng)傳感器為圓心，分別以5m、10m、15m為半徑，在傳感器前方畫出圓弧，以傳感器中心點(diǎn)為起點(diǎn)，垂直傳感器端面畫出直線（作為測試區(qū)域中心線）與三圓弧交點(diǎn)確定為測試點(diǎn)，以傳感器中心點(diǎn)為起點(diǎn)，與測試區(qū)中心線兩邊成30°角畫兩條線，與三圓弧交點(diǎn)也確定為測試點(diǎn)，共有9個(gè)測試點(diǎn)（如圖7-1所示）。在如圖7-1所示的9個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測試，測試時(shí)人舉起手處于靜止不動(dòng)，待驅(qū)鳥器沒有驅(qū)鳥

40、操作，晃動(dòng)手掌（保證其他部位靜止），觀察驅(qū)鳥器有無驅(qū)鳥操作（即有無聽到驅(qū)鳥語音），并記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表7-1所示。表7-1 各測試點(diǎn)結(jié)果列表距離（m）測試點(diǎn)驅(qū)鳥操作（：操作，×：未操作）51#2#3#104#5#6#157#×8#9#×鑒于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的驅(qū)鳥器系統(tǒng)能夠滿足任務(wù)書所要求的指標(biāo)，能夠精確檢測10m以內(nèi)發(fā)散角度為30°的物體動(dòng)，并啟動(dòng)語音芯片放音驅(qū)鳥，聲音信號(hào)洪亮，可以傳播相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，能使周圍鳥類聽到。目前僅僅是在試驗(yàn)結(jié)果上滿足了要求，下面就從理論上推導(dǎo)一下這一結(jié)論的可行性。由dopple等式：fd=2v(ft/c)cosq這里 f

41、d為dopple頻率（輸出信號(hào)頻率），v為目標(biāo)速度，ft為發(fā)射頻率=10.525ghz，c為光速（3*10 米/秒），q為物體移動(dòng)方向與使感器生標(biāo)之間的角度。 由常識(shí)可知，鳥類的飛行速度一般超過5m/s，當(dāng)目標(biāo)速度為5m/s，飛行方向與傳感器平行（q=0°）時(shí)，帶入各已知置可得fd=350.85hz。而實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證10ms內(nèi)有三個(gè)低脈沖時(shí)的頻率為250hz，頻率越高越容易檢測，故能檢測到飛鳥靠近飛行。在理論上也同樣滿足要求。另外，還需要考慮驅(qū)鳥器的防雨、防潮、抗震能力，設(shè)計(jì)合適的機(jī)殼將所需器件、電路裝入其中，以便安裝在高壓鐵塔上。裝入機(jī)殼后機(jī)殼對(duì)傳感器發(fā)射和接受微波也會(huì)造成影響，且高壓線

42、路也會(huì)對(duì)傳感器造成干擾，這就會(huì)令傳感器的探測范圍減小或靈敏度降低，因此應(yīng)在實(shí)地再做多次調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，直到達(dá)到預(yù)期效果。第8章 驅(qū)鳥器項(xiàng)目開發(fā)總結(jié)本設(shè)計(jì)目的是要克服傳統(tǒng)驅(qū)鳥器一直持續(xù)驅(qū)鳥的缺點(diǎn)，在閱讀了大量相關(guān)文獻(xiàn)后，研發(fā)出的一種可行的方案，即給其增加檢測裝置。該傳感器是集檢測和定時(shí)驅(qū)鳥為一體的新型驅(qū)鳥器，有鳥是驅(qū)鳥器工作，無鳥時(shí)不工作。它有效解決了以往因鳥類適應(yīng)驅(qū)鳥器而達(dá)不到驅(qū)鳥效果的問題。此外，它還大大提高了驅(qū)鳥器的語音芯片的工作效率，減少工作時(shí)間，延長使用壽命。很明顯檢測系統(tǒng)的傳感器和單片機(jī)就得一直工作，但與語音芯片的高功耗相比還是有明顯的優(yōu)勢(shì)的。設(shè)計(jì)完成了對(duì)驅(qū)鳥器的傳感器的放大電路、轉(zhuǎn)換電

43、路的設(shè)計(jì)和調(diào)試，編制單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)傳感器驅(qū)動(dòng)、飛鳥檢測和語音輸出等功能，完成驅(qū)鳥器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用微波位移傳感器hb100及后續(xù)電路、單片機(jī)at89c51和isd2560語音芯片作為本設(shè)計(jì)的三個(gè)核心模塊。傳感器hb100可以檢測鳥飛來的速度，并將速度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)處理這一信號(hào)，看其是否滿足要求，若滿足則驅(qū)動(dòng)語音芯片isd2560放音驅(qū)鳥。實(shí)驗(yàn)表明傳感器可以精確檢測到10米范圍內(nèi)的物體移動(dòng)，并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，因此選用的傳感器是可行的。單片機(jī)是最常用的，能滿足資源空間的要求。語音芯片選用能滿足語音播放的功能。驅(qū)鳥器的工作原理是微波位移傳感器hb100需要一個(gè)頻率為4.

44、7khz的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，這個(gè)脈沖信號(hào)可以通過單片機(jī)生成。本設(shè)計(jì)才采用單片機(jī)p1.2口輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，控制三極管給傳感器供電。驅(qū)動(dòng)后的hb100一直在發(fā)射微波，當(dāng)有鳥飛來時(shí)，傳感器接受反射回來的微波，將其頻率信號(hào)經(jīng)過后續(xù)放大電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，這一電信號(hào)在無鳥飛來時(shí)持續(xù)為高電平，檢測到速度時(shí)會(huì)產(chǎn)生低脈沖。速度達(dá)到5m/s時(shí)信號(hào)特征是在10ms內(nèi)產(chǎn)生3個(gè)低脈沖，此時(shí)認(rèn)為有鳥飛來。這一信號(hào)線連接到單片機(jī)的外部中斷0上（p3.2），通過軟件編程來判斷是否有鳥飛來，若有鳥飛來則置低管腳p1.3,p1.3通過繼電器連接語音芯片isd2560，從而確定是否放音驅(qū)鳥。p1.3為低電平時(shí)，語音芯片放音驅(qū)鳥。通過

45、了軟件調(diào)試，驗(yàn)證了單片機(jī)匯編程序正確運(yùn)行。程序包括：主程序、定時(shí)中斷子程序、外部中斷子程序、計(jì)算結(jié)果子程序和語音控制子程序等。能生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)傳感器的脈沖信號(hào)，能正確判斷有無物體移動(dòng)，并啟動(dòng)語音芯片的放音子程序。通過了驅(qū)鳥器實(shí)驗(yàn)測試，在空曠的場地上，將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)固定在1.5m高度的適當(dāng)位置，以人手模擬飛鳥，檢測一定區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)對(duì)飛鳥的檢測性能。分別選擇了以5m、10m、15m為半徑的三個(gè)點(diǎn)做測試，結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)工作良好，能過檢測10米范圍內(nèi)的物體移動(dòng)，并發(fā)聲驅(qū)鳥，語音芯片聲音洪亮，能傳播相當(dāng)遠(yuǎn)的范圍。檢測傳感器的供電是通過單片機(jī)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)提供的，而單片機(jī)的供電是5v的直流電壓，考慮到檢測用的單片

46、機(jī)是一直持續(xù)工作的，所以選用容量大的蓄電池給其供電。對(duì)設(shè)計(jì)的驅(qū)鳥器進(jìn)行了電磁兼容設(shè)計(jì)。機(jī)殼采用金屬材料，不僅起到屏蔽的作用，還能在實(shí)際應(yīng)用中防雨、防潮、防雷電。本此設(shè)計(jì)由于條件的限制，尚未在高壓輸電鐵塔上實(shí)驗(yàn)，在高壓輸電鐵塔的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中，該系統(tǒng)的電磁兼容性如何，還需進(jìn)一步研究。結(jié) 論在本次設(shè)計(jì)中，通過對(duì)當(dāng)前國內(nèi)外同類產(chǎn)品的研究，結(jié)合自己所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)出一套基于單片機(jī)的，可用于輸電鐵塔鳥害防治的驅(qū)鳥器系統(tǒng)。設(shè)計(jì)期間通過圖書館、互連網(wǎng)上翻閱了大量的相關(guān)的書籍和論文，完成了對(duì)驅(qū)鳥器的傳感器的放大電路、轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試，編制單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)傳感器驅(qū)動(dòng)、飛鳥檢測和語音輸出等功能，完成驅(qū)鳥

47、器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)目的是要克服傳統(tǒng)驅(qū)鳥器一直持續(xù)驅(qū)鳥的缺點(diǎn)，給其增加檢測裝置，是集檢測和定時(shí)驅(qū)鳥為一體的新型驅(qū)鳥器，即有鳥時(shí)驅(qū)鳥器工作，無鳥時(shí)不工作。它有效解決了以往因鳥類適應(yīng)驅(qū)鳥器而達(dá)不到驅(qū)鳥效果的問題。此外，它還大大提高了驅(qū)鳥器的語音芯片的工作效率，減少工作時(shí)間，延長使用壽命。很明顯檢測系統(tǒng)的傳感器和單片機(jī)就得一直工作，但與語音芯片的高功耗相比還是有明顯的優(yōu)勢(shì)的。設(shè)計(jì)中選用了微波位移傳感器hb100，它是標(biāo)準(zhǔn)的10.525ghz微波dopple雷達(dá)探測器，該探測器具有如下的優(yōu)點(diǎn)：非接觸探測；受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光線等影響小，能夠適應(yīng)露天大氣環(huán)境；抗射頻干擾能力強(qiáng)；輸出功率小

48、，對(duì)人體、鳥類構(gòu)不成危害。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，該傳感器能夠在一定精度范圍內(nèi)測出飛鳥的飛行速度，能夠準(zhǔn)確檢測10米內(nèi)有無飛鳥。因此，該傳感器能夠滿足本設(shè)計(jì)應(yīng)用。單片機(jī)選用常用的at89c51，采用編程語言編程，按不同的用途分成各個(gè)模塊編寫程序，這樣既調(diào)試方便又不易出錯(cuò)，增強(qiáng)了程序的可讀性、可移植性和可擴(kuò)展性。單片機(jī)的資源利用情況如下：定時(shí)器t0,t1，外部中斷int0；與外設(shè)連接的管腳有p1.2為傳感器驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出口，p1.3置低驅(qū)動(dòng)語音芯片；內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用情況為30h-33h:to初始值,40h41h:非初次外部中斷時(shí)讀t1值,50h51h:初次外部中斷讀t1值,42h43h:10ms的初始值。程

49、序包括：主程序、定時(shí)中斷子程序、外部中斷子程序、計(jì)算結(jié)果子程序和語音控制子程序等。經(jīng)調(diào)試、實(shí)驗(yàn)，編制的軟件實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)任務(wù)書所規(guī)定的功能和指標(biāo)。數(shù)碼語音芯片選用的是isd2500系列單片語音錄放集成電路isd2560，它具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無須專用的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。錄音時(shí)間為60 s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬次。芯片采用多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，省去了a/d、d/a轉(zhuǎn)換器。該系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠接、接口簡單等特點(diǎn)。檢測傳感器的供電是通過單片機(jī)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)提供的，而單片機(jī)的供電是5v的直流電壓，考慮到檢測用的單片機(jī)是一直持續(xù)工作的，所以選用容量大的蓄電池給其供電。通過了軟件調(diào)試，驗(yàn)證了單片機(jī)

50、匯編程序正確運(yùn)行。程序包括：主程序、定時(shí)中斷子程序、外部中斷子程序、計(jì)算結(jié)果子程序和語音控制子程序等。能生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)傳感器的脈沖信號(hào)，能正確判斷有無物體移動(dòng)，并啟動(dòng)語音芯片的放音子程序。通過了驅(qū)鳥器實(shí)驗(yàn)測試，在空曠的場地上，將設(shè)計(jì)的系統(tǒng)固定在1.5m高度的適當(dāng)位置，以人手模擬飛鳥，檢測一定區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)對(duì)飛鳥的檢測性能。分別選擇了以5m、10m、15m為半徑的三個(gè)點(diǎn)做測試，結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)工作良好，能過檢測10米范圍內(nèi)的物體移動(dòng)，并發(fā)聲驅(qū)鳥，語音芯片聲音洪亮，能傳播相當(dāng)遠(yuǎn)的范圍。對(duì)設(shè)計(jì)的驅(qū)鳥器進(jìn)行了電磁兼容設(shè)計(jì)。機(jī)殼采用金屬材料，不僅起到屏蔽的作用，還能在實(shí)際應(yīng)用中防雨、防潮、防雷電。本此設(shè)計(jì)由于條件的限制，尚未在高壓輸電鐵塔上實(shí)驗(yàn)，在高壓輸電鐵塔的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中，該系統(tǒng)的電磁兼容性如何，還需進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)1 李功新.輸電線路驅(qū)鳥器的研制j.電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（3）：