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基于热释电器件的鸟探测技术研究软件部分

2021-04-13 15:34编辑: www.jxszl.com景先生毕设
近些年来,人们开始重视对环境的保护,对于鸟类也不再采取如许多年前一样的猎杀手段,逐渐开始采取注重生态保护类型的驱鸟方式。越来越多的驱鸟设备开始采用高科技的探测方式。本次课题主要研究的就是以热释电器件制成的红外探测器。红外探测器的工作原理是由于鸟类会向外辐射红外线,这样探测器就可以接收到这些红外辐射。课题拟采用STC12C5A60S2型号的单片机作为系统控制核心,采用热释电器件制成的红外探测器作为传感器进行鸟探测系统软件的设计,整个软件子系统系统包括热释电检测模块,信号处理模块,数码显示模块,通信模块,主控模块。关键词 鸟探测器,热释电,单片机
目 录
1 引言 1
1.1 选题背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 常用的鸟探测技术 2
1.4 本文将要研究的内容 2
2 鸟探测器的总体设计 3
2.1 探测器的总体设计框图 3
2.2 探测器的软件模块框图 4
3 鸟探测器的模块设计 4
3.1 热释电检测模块 4
3.2 信号处理模块 6
3.3 数码显示模块 7
3.4 通信模块 10
3.5 主控模块 12
4 鸟探测器软件流程设计 15
4.1 主程序程序控制 15
4.2 中断服务程序控制 16
4.3 通讯程序的程序控制 18
5 代码编写部分 19
5.1 编译预处理 19
5.2 软件代码编写 19
5.3 系统调试以及问题分析 20
5.4 本次设计出现的问题及解决方法 23
6 系统调试部分 23
结论 25
致 谢 26
参考文献 27
附录A 原理图 28
附录B 程序代码 32
1 引言
1.1 选题背景与意义
近些年来,由于技术革新与观念的转变,社会经济得到高速井喷式地发展,但不可否认的是生态环境的问题日益严峻。 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072
在科学发展观等环保观念的倡导之下,人民对生态环境的保护越来越重视起来。但随之也带来了问题,随着人们对动物的保护,捕杀鸟类的行为减少了许多,导致了鸟类种群和数量的急剧增加,尤其是在山区,丘陵等地的果园中,由于鸟类种类数量太多,在春季种植时就对嫩芽,花瓣以及枝条造成破坏,而在果实成熟之际,鸟类会对这些果实进行侵袭,严重的会使果实感病。如今,鸟类灾害对于果园的问题,已经处于生活中亟需解决的境地了,应该采取适当的方式进行防治,保护果园成果。本课题的目的是设计一个鸟的综合探测与报警系统。该子课题主要研究基于热释电技术的鸟类探测技术。
1.2 国内外研究现状
本次课题中最关键的部分是热释电红外探测技术。研究证明,所有的生命体都会从内部向外散射红外线,根源是因为物质内部在不断地运动,由此可见,物体会不间断的向外界发出红外辐射,而这种辐射量的大小由物体本身的性质决定。红外线不单拥有与可见光类似的相同特性,还存在这一些特殊的特性,例如对于人眼来说,红外线是无法观察到的,需要红外探测器才能接收到。红外线的发现对于各领域都有极大的发展意义。如今,红外技术被广泛地运用于医学,交通,农业以及军事等各个领域。
由于红外线对人眼不可见,所以经过研究人们制成了热释电红外传感器,英文全称是Pyro electric Infrared Detector,简称PIR。热释电红外传感器的制作主要以某些高热电系数的材料为主体,举个例子比如说钽酸锂、硫酸三甘钛等材料就属于这类材料。由于待测物体会向外界发射红外辐射,探测元件会寻找到这些辐射信号并将它接收,通过A/D转换后将原信号变成电信号并且放大输出。但一般探测器所包括的探测间隔有限,为了能够探测到更广泛的区域,最普遍的办法就是在探测器的前端设置一个菲涅尔透镜,它可以将信号放大,这样就可以探测更大的范围。菲涅尔透镜是运用特殊的光学原理制成的一种透镜,它的作用就是将所收集接收到的红外辐射信号聚焦并反射到PIR上,其次是将我们将要探测的区域分为一个个相互交替的敏感区域和盲区,这样物体在经过这些区域时由于接收到的能量幅度不同,这样PIR上就会产生热释电红外信号,并且可以通过温度变化来进行区分。
其实早在20世纪60年代,热释电红外传感器的发展就引起了人们的关注了,对它的探索开发一直不曾断绝。近些年来,因为人们对集成电路的探索越来越广,以及对传感器特性的研究认识不断深入,相关的技术越来越成熟稳定。尤其是在人们对公共以及家居环境安全方面,由于PIR探测器价格实惠,体积小,功耗低等优点,人们开始对以PIR探测器为核心的各种警报产品的需求与日俱增,例如监控报警系统等更是被运用在智能家居以及道路巡查监控等方方面面,为生活带来更多便利。
1.3 常用的鸟探测技术
伴随着人们对科学发展思想的重视,引起环保意识和保护鸟类意识不断提高,导致鸟类的数目越来越多。这个出发点原本是好的,但鸟类过度地繁殖却给果园种植业和民用航空业带来了烦恼。常乘坐飞机的人们都知道机场为了保护飞机的航空安全,会采取一系列的办法。例如:放置驱鸟稻草人,驱鸟雷达,爆音驱鸟等等方式。虽然这些措施也达到了一定的效果,但对世界范围内来说由于鸟类造成的惨剧并不少见,由此可见,驱鸟成为一个生活中亟需处理的问题。
在国内的果园中,目前主要使用的探鸟方式有超声波探测器,红外探测器,雷达探测器等。超声波探测器顾名思义是利用超声波来探测果园中是否有鸟类存在,虽然这种探测速度快且能显示距离,但是成本太过昂贵。雷达器主要依靠物体发出的反射波来进行探测,相比较于超声波探测器来说,尽管效果较好,但因为装置这天线,存在许多限制,也无法多台一起工作。如今,我们也该采取更加高科技和绿色的模式来实现这个目的 。

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