龙岩学院毕业设计 题目： 基于单片机的超声波驱蚊驱鸟系统的设计 专业： 电子信息工程 学号： 2014041824 作者： 王玲 指导教师(职称)： 王宇松 讲师 二零一六年五月二十八日基于单片机的超声波驱蚊驱鸟系统的设计【摘要】鸟类在农场除了捕捉害虫之外还喜欢啃食蔬菜和水果等农作物，人们在保护鸟类的同时也受到了鸟害的困扰，鸟害问题给农场生产带来了巨大的经济损失。及蚊子会吸取果实叶子茎的液汁、血、传播疾病且影响人类的休息。因此，鸟害蚊害已成为必须解决的问题，需要在保护生物链的同时能有效的驱赶鸟类和驱赶蚊子的驱鸟驱蚊器。为此，介绍一种绿色环保、经济实用的电子驱蚊驱鸟器。它采用超声波，解决了鸟类蚊子的适应力问题，让驱鸟驱蚊效果更长久；采用太阳能和锂电池供电，解决了野外农场供电问题；采用外部按键定时，根据需要可自动停止工作，解决了能耗问题。采用光敏电阻和比较器，自动切换超声波频率，解决白天驱鸟，晚上驱蚊的问题。【关键词】鸟害 蚊害 超声波 太阳能 Thedesignofrepellbirdandmosquisystem basedonsinglechipmicrocomputer【Abstract】Inadditiontocatchingpestsbirdsalsolikeeatingcropslikevegetablesandfruitsonthefarm.Peopletrytheirbesttoprotectthebirdswhilewasstillbesetbythebirdstrike.Theproblemofbirdshascausedtremendouslossesonthefarmproduction.Forexample,themosquitoeswillsuckthesapfromtheleaves.Alsomosquitoeswouldcarrydiseasethroughblood.Therefore,thebirdstrikeandmosquitoeshasbecometheproblemthatmustbesolvedinthefirstplace.Soontheonehand,wepeopleneedtoprotectthebiologicalchainfromdestroyed;ontheotherhand,measuresshouldbetakentodriveawayvermin.Withregardstothis,anelectronicmosquitodestroyerwasborn.Thiselectronicequipmenthassucceedinsolvingtheadaptabilityproblemofbirdsandmosquitoesbyultrasonictechnology,whichprolongtheefficacyofdrivingpests.Whatsmore,operatingfromsolarenergycellandlithiumbattery,italsosuccessfullysettledthepowersupplyproblemonthewildfarm.Asfortheenergyconsumption,thedeviceusesthekeystroketoautomaticallyadjustthejob.Alsoadoptingthephotosensitiveresistanceandcomparator,whichhavethefunctionofautomaticallyswitchingultrasonicfrequency,thefacilityhasalreadysolvedtheproblemofrepellingvermindayandnight.【Key Words】 birds trouble anophelism ultrasonic The solar energy 基于单片机的超声波驱蚊驱鸟系统的设计目录第1章 引言11.1课题研究的背景11.2课题研究的意义21.3课题主要研究内容2第2章 系统方案设计32.1系统原理及整体设计思路32.2设计的方案及论证32.2.1驱赶方式的选择32.2.2方案论证4第3章 硬件单元电路分析与设计53.1 各功能模块的介绍53.1.1单片机最小系统53.1.2电源模块53.1.3光控模块电路63.1.4超声波频率喇叭83.1.5 LCD液晶显示模块83.1.6按键模块10第4章软件设计114.1程序流程图114.2主程序设计12第5章 安装与调试135.1 调试准备-检查电路135.2组装调试135.3系统测试135.3.1 LCD液晶显示测试135.3.2外部按键定时测试145.3.3光控电路测试145.3.4超声波频率测试15第6章 结论17致谢语18参考文献19附录一 程序清单20附录二 总原理图27第1章 引言本章主要讲述的是单片机实现的驱鸟驱蚊器研究的背景、研究的意义 、及主要研究内容。1.1课题研究的背景随着我国经济的飞速发展，人们对自然保护意识相对而言也越来越重视，开始了很多措施保护自然环境，如退耕还林、禁止狩猎小鸟、节能减排等。正是因为如此，人们捕捉鸟类的行为也随之减少，鸟类的数量也就随之增多，鸟害事件也越发的严重，以至影响到了农业生产，尤其是对水果园的危害最为严重。在果园鸟类对果实构成的危害及损失比我们想象中的还要严重。尤其是对小水果，例如，樱桃、葡萄等造成的影响特别的严重。它啄食水果，使水果引起腐烂，不仅严重老乱了水果的产量和销售，且间接给果农们的经济带来了非常大的损失。在首都鸟类对水果造成的损害在5%-10%，甚至有一小部分果园的损害达到30%以上之高。不仅国内如此，在美国，鸟类对蓝莓啄食，破坏。造成的损失平均每年高达1千万美元，即蓝莓受到10%的危害。损失也是相当的惨重。鸟害已经是国内外相当关注的问题。它的危害越来越大，已经成为果农要重要防治对象之一。再说说蚊子，雄蚊子主要是吸果实叶子茎的液汁，母蚊吸血液间还会在人熟睡的时候在耳边发出“嗡嗡”的声音，严重影响果农们的休息。不仅如此，蚊子还会传播80多种的疾病。因此，寻找一种绿色环保、经济实用的驱鸟驱蚊器已成为必须解决的问题。目前传统的驱鸟方式主要有架设防鸟网、驱鸟剂、套袋法、艾蒿辫子扎鞭炮法等。传统的驱蚊方法主要有，蚊香、杀虫剂等。虽然这些传统的驱鸟驱蚊方法中有一些驱鸟驱蚊效果不错，但这些都不尽如意，或多或少都存在不足，如效果不显著、成本过高、对人体危害较大、损害果实品质、破坏生态环境等，其中最为重要的一点是破坏生态环境，导致大量的鸟类蚊子死亡，带来了越来越多的自然保护问题。当然目前也有较为先进的驱鸟器，声音电子驱鸟器和超声波驱鸟器。声音驱鸟器是将鸟类的天敌如鞭炮声、枪声、老鹰的叫声等突发声响录音下来，放在果园或者农场的中央位置，循环播放这些突发声响，以达到驱鸟的效果。声音驱鸟器的诞生是因为国外的研究发现，鸟类对天敌声音或突发声响很敏感，从而害怕逃离，所以利用这一鸟类特性制成了一种声音驱鸟器。起初这种声音驱鸟器驱鸟效果很好，可以挽回70%的鸟害损失。但是这种单调的声音循环播放，鸟类很快就适应，又有恃无恐飞回来危害果园。此外，声音驱鸟器还存在能耗较高、寿命较短的问题，使驱鸟器很容易出现失效。超声波驱鸟器是物理驱鸟，它是采用超声波破坏和干扰鸟类各感官系统、神经生理等系统，从而使它生理混乱，使其害怕难受，从而达到驱鸟的目的。它无噪声，效果显著持久。因此，此次的毕业设计，我通过网上查找资料、翻阅书籍，和自身所学的专业知识，及自身的实力而设计了一个在驱鸟的基础上增加驱蚊功效的，基于单片机的超声波驱蚊驱鸟系统。超声波驱鸟是选用一种超声波脉冲来破坏和干扰鸟类各感官系统、神经生理等系统，从而使它生理混乱，来达到驱鸟的目的。驱蚊是超声波利用雄蚊子发出的频率去驱赶。驱鸟驱蚊器的效果不仅很好且长久，而且无毒无害，不需要依赖任何的化学药物，也不会造成污染。此外，为了解决能耗大的问题，本次设计采用太阳能和锂电池供电，为能耗提供了保障。该电子驱蚊驱鸟器还采用时钟定时，减少了不必要的能耗。此设计的太阳能的超声波驱蚊驱鸟器称得上是一种绿色环保且经济实用的驱鸟驱蚊器，不仅适用于各种农业生产场所，夜间还可适用于室内驱蚊。1.2课题研究的意义在现实生活中，鸟类对果园里的水果影响巨大，不仅啄食水果而引起水果的腐烂，严重影响了水果的产量与销售，且间接给果农们带来了巨大的经济损失。蚊子就更不用说了，不仅吸取人类的血液及果实叶子茎的液汁，趁人们熟睡在耳边发出嗡嗡的声响，严重影响人类的休息，更重要的是蚊子会传播疾病，疾病可达80多种。所以此次设计的意义在于，不仅能够不伤害它们，维持生态平衡，且无毒无害，不需要依赖任何的化学药物，也不会造成污染的情况下，驱赶鸟类及蚊子，让人类不受它们的困扰。1.3课题主要研究内容本次设计研究的是基于单片机的超声波驱蚊驱鸟系统是以STC12C5A60S2为控制核心，要求白天对鸟类用25KHZ的超声波对其有效的驱逐，夜间对蚊子用20KHZ的超声波对其有效的驱逐，当系统自动检测到夜间，超声波频率要自行切换。且对超声波工作时间具有外部按键定时功能。具体包括：(1)选用的元器件应功耗低、耐用、操作简单方便、价格合理。(2)设计接口电路和外围电路。（单片机最小系统设计、电源设计、液晶显示器接口设计、外部按键定时电路设计、光控电路设计。）(3)按照设计的电路图，焊接元器件。(4)按照设计的模块流程图，编写程序(5)对程序进行调试，生成单片机能识别的文件，烧录进单片机，实现本课题的基本功能。第2章 系统方案设计超声波驱蚊驱鸟系统设计框图如下图2-1所示。太阳能电池板和锂电池自行切换电源构成一个电源模块，LM393比较器和光敏电阻构成一个光控模块。图2-1 超声波驱蚊驱鸟系统设计框图2.1系统原理及整体设计思路本设计采用超声波利用鸟类蚊子敏感的频率进行驱赶，即超声波驱蚊驱鸟器，从而降低它们的危害。设计思路如图2-1电子驱鸟驱蚊器系统设计框图:电源模块（白天时候，太阳能电池板通过太阳能为系统供电，夜间及阴雨天的时候自行切换为锂电池供电。太阳能电池板和锂电池为整个电路供应工作电源。）框图中的单片机STC12C5A60S2为整个系统的核心。该电子驱鸟驱蚊器分别有各自的两个频率，通过光控模块，白天时工作在驱鸟的频率25KHZ，晚上自动切换为驱蚊的20KHZ。也可根据自身需要给超声波工作时间定时，减少不必要的电能浪费。2.