【正文】 鳥類的活動(dòng)頻繁。本文所研究的主要內(nèi)容如下：（1）對(duì)一期項(xiàng)目鳥情信息采集系統(tǒng)中的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改造設(shè)計(jì)，增加了溫度報(bào)警保護(hù)、中繼站、主站狀態(tài)檢測(cè)管理系統(tǒng)，提高了無線驅(qū)鳥網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，將網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)管。 物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展1995 年比爾（4）定位跟蹤型基于物聯(lián)網(wǎng)的定位追蹤方式多種多樣，涉及到射頻技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和 GPS 定位技術(shù)，目前常見的定位系統(tǒng)中短距離的定位系統(tǒng)采用的是射頻技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，中長(zhǎng)距離的定位系統(tǒng)采用的是無線網(wǎng)絡(luò)和 GPS 結(jié)合的定位系統(tǒng)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：（1）自組織在傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用過程中，傳感器節(jié)點(diǎn)經(jīng)常無法按照特定的設(shè)計(jì)進(jìn)行安排，這就對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)提出了自組織的要求，自身必須具有需要的管理和配置能力才能滿足多跳轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)需求。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，短波通信系統(tǒng)大幅度完善，在現(xiàn)階段凸顯出了重要價(jià)值和意義。嵌入式系統(tǒng)一般由四個(gè)主要部分組成，嵌入式系統(tǒng)的組成圖如圖 22 所示，圖 22 嵌入式系統(tǒng)組成（1）嵌入式硬件平臺(tái)嵌入式硬件平臺(tái)是以嵌入式處理器為中心，包括多種存儲(chǔ)器，通用和專用設(shè)備接口，同時(shí)要包含電源、時(shí)鐘等基本的模塊電路，嵌入式硬件平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)是集成化增強(qiáng)，很嵌入式開發(fā)需要軟硬件綜合開發(fā)[39]，主要是因?yàn)椋旱谝?，一個(gè)嵌入式產(chǎn)品是軟硬件的結(jié)合體。（2）查找和替換功能，用戶可以在多個(gè)文件中，利用字符串通配符，進(jìn)行字符串的搜索和替換。15調(diào)頻系統(tǒng)中不僅對(duì)調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)具有較高的要求，對(duì)調(diào)頻接收系統(tǒng)同時(shí)也有較高的要求，調(diào)頻接收機(jī)的性能指標(biāo)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[45]：（1）工作頻率范圍接收機(jī)的工作頻率是指接收系統(tǒng)能夠接收無線電波的頻率范圍，接收系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)的工作頻率要求要相對(duì)應(yīng)。它已經(jīng)成為無線通信網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)研究熱點(diǎn)，ZigBee 技術(shù)的點(diǎn)是低速率、低功耗、短時(shí)延、高容量、低成本等[48]。電源保護(hù)控制電路，該電路采用三極管和單片機(jī) IO 口控制繼電器的通斷，當(dāng)連續(xù)工作次數(shù)超過設(shè)定值時(shí)將通過無線網(wǎng)絡(luò)向中心主站報(bào)告工作狀態(tài)，并自身實(shí)時(shí)檢測(cè)工作溫度，當(dāng)溫度超過設(shè)定溫度上限值時(shí)啟動(dòng)扇熱風(fēng)扇對(duì)設(shè)備進(jìn)行散熱，并向中心平臺(tái)上報(bào)溫度狀況，當(dāng)設(shè)備溫度持續(xù)上升或者仍在高頻率工作，此時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)向基站發(fā)送報(bào)警信息，基站將報(bào)警信息上傳到服務(wù)器平臺(tái)軟件，將關(guān)閉基站工作并開啟快速散熱裝置，待溫度將到合適值時(shí)啟動(dòng)基站，并報(bào)告給上位機(jī)軟件平臺(tái)基站已經(jīng)恢復(fù)正常工作。（3）內(nèi)存管理單元ARM7 一般沒有 MMU，ARM9 一般都有 MMU，MMU 單元是大型操作系統(tǒng)必需的硬件支持，如 LINUX、WINCE 等。溫度采集電路 DS18B20 溫度傳感器電路[50]，DS18B20 和主機(jī) CPU 之間的通信只需要一個(gè)信號(hào)線和一個(gè)地線即可，因?yàn)樗鼈鬏數(shù)臄?shù)據(jù)是 9 位二進(jìn)制的數(shù)據(jù)，而且電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，由于每一個(gè)溫度傳感器都有自身的序列號(hào)，因此同一個(gè)單線上可以放置多個(gè) DS18B20，實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)的信息采集。中繼站節(jié)點(diǎn)的功能是完成兩種無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)的上傳下達(dá)、數(shù)據(jù)的分析處理，由于鳥情采集數(shù)據(jù)較大，復(fù)雜度較高，需要選用數(shù)據(jù)處理能力較好的單片機(jī)才能確保中繼站節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，在本系統(tǒng)中選用的 MCU 是宏晶科技生產(chǎn)的 STC12LE5A60S2，該單片機(jī)是新一代 8051 增強(qiáng)型的單片機(jī)，速度快、功耗低以及較強(qiáng)的抗干擾能力受到了工控型設(shè)備的喜愛。(5）監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)的重要單元，時(shí)刻監(jiān)控檢測(cè)這發(fā)射機(jī)的各模塊工作狀態(tài)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析處理，啟動(dòng)自身保護(hù)和緊急停止。ADS 開發(fā)平臺(tái)：ARM ADS 也是 ARM 公司的集成開發(fā)工具，ADS 開發(fā)平臺(tái)包括 ARM 實(shí)時(shí)庫(kù)、命令行開發(fā)、GUI 開發(fā)、支持軟件和實(shí)際使用程序。CortexM、SecurCore 微處理器多種類型。應(yīng)用較為廣泛的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)有嵌入式 Linux、Windows CE、UC/OSⅡ和 Android。當(dāng)前，基于 ARM 內(nèi)核的 32 位嵌入式處理器以功耗低、成本低和功能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)成為手持設(shè)備、通信設(shè)備和多媒體消費(fèi)產(chǎn)品的最佳選擇。網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)，首先要將輸出傳輸?shù)狡渥罱穆酚晒?jié)點(diǎn)，然后根據(jù)路由表查找到的最優(yōu)路徑，到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)信息與物理世界結(jié)合在一起，將改變自然世界的人與物體的交互模式[22]。65第二章 智能化機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，將能夠查詢到的物理對(duì)象接入互聯(lián)網(wǎng)或者電信網(wǎng)絡(luò)中去，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將傳感器技術(shù)、各種先進(jìn)算法相結(jié)合的新興技術(shù)。決定研制基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)智能化驅(qū)鳥系統(tǒng)來滿足機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥工作的需要，沿著國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥的網(wǎng)捕和獵殺的方式長(zhǎng)期進(jìn)行具有明顯的效果，但是槍殺的方式破壞了生態(tài)平衡。2 Birds collection equipment。I基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥系統(tǒng)的研制摘要隨著航空事業(yè)的快速發(fā)展，航空災(zāi)難帶來的危害和損失越來越引起人們的注意。 智能化驅(qū)鳥機(jī)器人控制板通信解析程序 ............................................................................... 42 硬件外圍電路設(shè)計(jì) ................................................................................................................... 23 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)................................................................................................................................. 8 引言........................................................................................................................................................ 1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)............................................................................................................................................ 5 智能化驅(qū)鳥系統(tǒng)的總體構(gòu)成 .............................................................................................................. 16 智能化驅(qū)鳥機(jī)器人通信下載電路設(shè)計(jì) ................................................................................... 36參考文獻(xiàn)............................................................................................................................................................ 50綜上，該系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備均通過長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)試，并達(dá)到了機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥工作的需要，通過鳥情采集設(shè)備和無線驅(qū)鳥網(wǎng)絡(luò)將機(jī)場(chǎng)鳥情信息上傳到服務(wù)器監(jiān)管平臺(tái)，服務(wù)器監(jiān)管平臺(tái)對(duì)鳥情信息解析處理后制定特定的驅(qū)鳥命令，通過無線驅(qū)鳥網(wǎng)絡(luò)將驅(qū)鳥命令下發(fā)到聯(lián)動(dòng)驅(qū)鳥設(shè)備，實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確、有針對(duì)性的驅(qū)鳥。隨著綠化質(zhì)量越來越高，機(jī)場(chǎng)以及周邊的環(huán)境成為適合鳥類棲息的場(chǎng)所，在堅(jiān)持生態(tài)平衡的原則下和不傷害鳥類的前提下避免鳥撞飛機(jī)事故的發(fā)生，在人與自然和諧相處的情況下將鳥類驅(qū)趕出特定區(qū)域，確保飛機(jī)的安全起飛和降落[67]。（2）聽覺驅(qū)鳥，機(jī)場(chǎng)上現(xiàn)在一般配置的聲音驅(qū)鳥設(shè)備主要包括煤氣壓縮炮、音頻驅(qū)鳥器、驅(qū)鳥車等設(shè)備。 國(guó)內(nèi)外驅(qū)鳥的研究趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在使用的驅(qū)鳥方式雖然成熟穩(wěn)定，但是隨著使用時(shí)間的增加，這些驅(qū)鳥設(shè)備基本落伍，造成舊設(shè)備無法驅(qū)趕新鳥的局面。（4）根據(jù)生物學(xué)鳥類專家的建議，研制出了埋地式機(jī)場(chǎng)誘導(dǎo)式聲驅(qū)炮，有效應(yīng)對(duì)了機(jī)場(chǎng)鳥類對(duì)驅(qū)鳥設(shè)備的耐受性問題。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用類型主要分為四種類型，數(shù)據(jù)采集型、自動(dòng)化控制型、日常生活型和定位跟蹤型[16]。物聯(lián)網(wǎng)的具體工作步驟就是由感知層接收信息并傳遞給網(wǎng)絡(luò)層處理加工，最后由網(wǎng)絡(luò)層發(fā)出指令給應(yīng)用層進(jìn)行實(shí)際處理。 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多種多樣，比較常見的無線網(wǎng)絡(luò)除了日常生活中接觸到的通信網(wǎng)絡(luò)，還有很多常用的傳感器網(wǎng)絡(luò)中的無線技術(shù)，如藍(lán)牙、WIFI、Zigbee 等，在此簡(jiǎn)單介紹本文所研制的系統(tǒng)中用到的兩種無線通信技術(shù)，Zigbee 技術(shù)和短波通信。所以，針對(duì)短波通信存在的問題，形成了短波通信的電子防御技術(shù)。BSP 包括底層硬件的初始化和硬件設(shè)備的配置等功能。一般以微處理器內(nèi)核為核心，集成 ROM/EPROM、RAM、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、Watchdog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A 等各種必要功能和外設(shè)。MDKARM 開發(fā)工具：ARM 自從 2006 年收購(gòu)了德國(guó) Keil 公司后推出了 MDKARM 開發(fā)工具，MDK 吸收了世界上相關(guān)方面較為先進(jìn)的技術(shù)。(2)信號(hào)穩(wěn)定(3)調(diào)頻電臺(tái)的頻帶寬調(diào)頻廣播的發(fā)展方向是數(shù)字化，優(yōu)點(diǎn)是:(1)節(jié)省頻譜和功率(2)聲音質(zhì)量悅耳(3)廣播技術(shù)發(fā)展多樣化(4)廣播技術(shù)所采用的設(shè)備變得精巧調(diào)頻廣播系統(tǒng)主要由調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)和調(diào)頻接收系統(tǒng)兩部分組成，調(diào)頻發(fā)射機(jī)[44]由調(diào)頻激勵(lì)器、功率放大模塊、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、冷卻監(jiān)控系統(tǒng)組成。（4）頻率特性頻率特性也稱為通頻帶是指接收系統(tǒng)的頻率響應(yīng)范圍。18因?yàn)橹行闹髡緦?duì)應(yīng)多個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)站進(jìn)行信息的交互，信息傳輸?shù)拇螖?shù)和負(fù)荷較大，而且信號(hào)強(qiáng)度較高，此處的改進(jìn)設(shè)計(jì)是將電臺(tái)的功率進(jìn)行調(diào)整設(shè)置，增強(qiáng)長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性，確保整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。中繼傳輸節(jié)點(diǎn)的改進(jìn)部分是針對(duì)機(jī)場(chǎng)上主站、基站運(yùn)行出現(xiàn)的問題改造的，在炎熱的夏季，機(jī)場(chǎng)上的主站、基站在高溫下長(zhǎng)時(shí)間高頻工作很容易達(dá)到極限溫度，為應(yīng)對(duì)這種惡劣的工作環(huán)境，特作出改進(jìn)，經(jīng)測(cè)試，現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備已經(jīng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)不同的機(jī)場(chǎng)在機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥方面對(duì)鳥情傳感器信息采集節(jié)點(diǎn)的功能需求大不相同，這就需要將傳感器信息采集節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，添加嵌入式操作系統(tǒng)，既能滿足機(jī)場(chǎng)方面驅(qū)鳥工作的需求，又容易對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行二次開發(fā)，降低了改進(jìn)成本，實(shí)用性更強(qiáng)。在主站和中繼站增加了掉電存儲(chǔ) EEPROM 電路和溫度檢測(cè)電路，對(duì)主站和基站的工作狀態(tài)進(jìn)行永久保存和實(shí)時(shí)記錄。中繼節(jié)點(diǎn)站之間又能夠相互通信，防止信息的重復(fù)發(fā)送，造成通信線路的擁堵，同時(shí)能夠降低主站的通信負(fù)載，防止對(duì)服務(wù)器平臺(tái)主站造成不必要的通信壓力，同時(shí)能夠?qū)⒅欣^站的工作狀態(tài)信息顯示在軟件平臺(tái)。圖 25 調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)圖(1）調(diào)頻激勵(lì)器調(diào)頻激勵(lì)器是將音頻信號(hào)和其它信號(hào)處理后合成，然后通過調(diào)制將基帶信號(hào)調(diào)制到VFH 波段的載波，然后通過功率放大器送出。（3）嵌入式片上系統(tǒng)芯片(片上系統(tǒng))隨著 EDA 技術(shù)的不斷發(fā)展及半導(dǎo)體工藝的迅速改進(jìn)，可以將很復(fù)雜的系統(tǒng)集成到單個(gè)硅片上。（4）應(yīng)用軟件層應(yīng)用軟件層的主要目的是控制被控對(duì)象，一般是由開發(fā)人員開發(fā)的應(yīng)用程序構(gòu)成，面向被控對(duì)象和用戶。星型網(wǎng)絡(luò)是由一個(gè) PAN 協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和其他的終端(End Device)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)（1）采用無線驅(qū)鳥網(wǎng)絡(luò)將機(jī)場(chǎng)鳥情信息和聯(lián)動(dòng)驅(qū)鳥設(shè)備緊密聯(lián)系起來，過去舊的驅(qū)鳥設(shè)備單調(diào)重復(fù)動(dòng)作，應(yīng)對(duì)了鳥類對(duì)驅(qū)鳥設(shè)備的耐受性問題，同時(shí)驅(qū)鳥設(shè)備的在線管理可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)鳥動(dòng)作的多變性，實(shí)現(xiàn)了因地制宜、因時(shí)制宜。目前國(guó)內(nèi)外驅(qū)鳥的研究趨勢(shì)是尋求的驅(qū)鳥方法正在一步一步的和高科技結(jié)合，采用高科技的手段智能化驅(qū)鳥。（3）物理驅(qū)鳥，物理方法主要包括驅(qū)鳥刺、引導(dǎo)式驅(qū)鳥[10]和網(wǎng)捕獵殺等。世界各國(guó)相關(guān)行業(yè)的專家都在努力尋求一種有效的方法避免鳥撞飛機(jī)事故的發(fā)生，所以對(duì)機(jī)場(chǎng)區(qū)域的鳥情信息采集、長(zhǎng)期的分析處理，對(duì)航空業(yè)的發(fā)展有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義，同時(shí)將驅(qū)鳥設(shè)備和機(jī)場(chǎng)的鳥情信息緊密聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)鳥工作的高效準(zhǔn)確性，避免了驅(qū)鳥設(shè)備盲目動(dòng)作，降低了機(jī)場(chǎng)驅(qū)鳥設(shè)備長(zhǎng)期單調(diào)重復(fù)動(dòng)作的可能性，應(yīng)對(duì)了鳥類對(duì)驅(qū)鳥設(shè)備的耐受性問題。關(guān)鍵詞：鳥撞；聯(lián)動(dòng)驅(qū)鳥設(shè)備；鳥情采集設(shè)備；調(diào)頻廣播；中圖分類號(hào)：TN92專利.................................................................................................................................................................... 52 智能化驅(qū)鳥機(jī)器人 SD 卡驅(qū)鳥聲音存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) ................................................................ 38 智能化驅(qū)鳥系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊介紹 ......................................................................................