基于物联网技术的机场智能驱鸟系统的制作方法

本发明涉及一种基于物联网技术的机场智能驱鸟系统。

背景技术：

1、机场(空港)作为现代社会高速运转的重要交通之一，是国家重要的口岸是航空业重要主成部分。机场可分为"非禁区"和"禁区"(管制区)范围，非禁区范围包括停车场、公共交通车站、储油区和连外道路等；禁区范围包括所有飞机进入的地方，包括跑道、滑行道、停机坪和储油库等。大多数的机场都会在非禁区到禁区的中间区域，实行严格的控管，其中，虫害防控和鸟类食物链管理(“禁区”鸟类生物链管理：通过连续的虫情检测、灭除和跟踪工作，降低鸟类食物密度，从而降低鸟类密度，最终降低鸟击事件的概率，保障飞机飞行安全)更是不可小觑。

2、鸟击，也称鸟撞，主要是指飞行器在高速飞行过程中，与鸟类等动物发生碰撞的事件。据统计，全球每年约发生21000起鸟击事件，造成经济损失约100亿美元。美国联邦航空局(faa)、欧洲航空安全局(easa)和中国民用航空局(caac)在各自的适航规定中都针对鸟击事件提出了相关要求。随着航班量的持续增长和生态环境的改善，我国机场的鸟击防范工作压力越来越大，飞鸟作为航班起降阶段的传统安全威胁因素，对航空公司带来的损失远远超出其他因素。

3、目前常用的驱鸟方式有：采用大功率扬声器播放鸟害怕的声音，如煤气炮、钛雷炮等。采用激光驱鸟器发出鸟类反应最强烈的绿光，根据不同鸟类发射不同的光，这种方式还有搭配无人机使用的。采用声波驱鸟器，放出鸟类听到人听不到的声音驱赶鸟类。采用驱鸟无人机，外形像老鹰，且有老鹰的叫声以恐吓驱赶鸟类。采用化学驱鸟剂，其散发芬芳味道，对鸟类中枢神经有一定影响，使得鸟类远离化学驱鸟剂区域，但对环境及鸟类无害。陈裕通在《计算机应用与软件》第36卷第4期2019年4月发表的论文《机场智能驱鸟系统的上位机设计与实现》中指出，现有机场内驱鸟设备的驱鸟方式存在单一性、重复性及毫无目的性等缺陷，使得鸟类很快就“患上”惯性适应症，对设备近乎达到“免疫”的状态，给机场驱鸟的工作带来沉重的压力。其提出一种智能驱鸟系统，将鸟情信息与驱鸟设备的动作联系起来，并结合物联网技术，有效地避免了无意义的设备启动而导致“惯性症”的加重，有效地改善了设备的使用效果。但其一方面需要安排对应的工作人员蹲点观察记录，另一方面还需要大量的图像识别设备以捕捉鸟情(如不同鸟类飞行轨迹、特点等)，以辅助改变驱鸟系统的驱鸟方式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种基于物联网技术的机场智能驱鸟系统，可避免鸟类“患上”惯性适应症，采用多种不同驱鸟设备在不同时间段使用，或者多设备陆续使用的顺序隔段时间就更换；既节省了新种类驱鸟设备的增设；还无需蹲点观察记录，无需或减少图像识别设备的数量。设计巧妙，技改容易，还降低了驱鸟的繁琐复杂性，驱鸟方式简单易行且驱鸟效果优良。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种基于物联网技术的机场智能驱鸟系统，包括

3、中央处理器：发送处理信息到控制基站中；

4、控制基站：用于接受中央处理器给出的处理信息，同时发出控制信息给各个驱鸟设备组；

5、驱鸟设备组：接收控制基站发出的电信号，用于同一区域点的不同驱鸟设备不同时间段启动，或用于同一区域点的多种驱鸟设备按顺序启动。控制基站，用于采集驱鸟设备组的状态数据，并向驱鸟设备组发送相应控制指令数据；还可以包括控制总站，用于汇总各控制基站采集的状态数据，并向各控制基站发送相应控制指令数据。控制总站将汇总的各控制基站所采集的状态数据上传至中央处理器，并通过中央处理器经控制总站向各控制基站下发控制指令。

6、进一步的技术方案是，中央处理器与控制基站间通过gprs网络相连，进行设备状态信息及控制命令的传递；驱鸟设备组处的传感器节点通过zigbee无线通信网络与无线路由节点相连；无线路由节点通过zigbee无线通信网络与控制基站内的无线网关相连；无线网关用于连接gprs网络与zigbee无线通信网络。传感器节点通过燃气压力传感器、微动开关、限位开关、电池电量检测电路自动地采集设备信息，并结合预设的上下限值进行分析，判断是否需要对设备进行维护。

7、进一步的技术方案是，驱鸟设备组设置在多个区域点处，每个区域点处的驱鸟设备组包括多个不同种类的驱鸟设备。所有区域点可以沿机场跑道一圈设置，相邻区域点间设有间距，为简便实施驱鸟方案可以等距设置，间距设置得小一点，比如50米(或者100米，但是在鸟撞事件多发区域如飞机起飞与降落点处间距设置为50米)。虽然这样驱鸟设备数量增加了，但由于本方案无需图像采集设备，还无需人员蹲守观察，所以总体上本方案是简化了驱鸟的方式的。

8、进一步的技术方案为，控制基站还用于发出控制驱鸟设备组中的部分设备移动至同一另一区域点的控制信息。在本驱鸟系统运行一段时间后，通过场务人员手动移动或通过向中央处理器下达指令实现控制驱鸟设备组中的部分设备移动至同一另一区域点，这样使得两个区域点的驱鸟设备组中的驱鸟设备组合均发生变化，这样再启动各驱鸟设备组中的驱鸟设备依次启动时产生的驱鸟声音组合发生变化，可避免鸟类“患上”惯性适应症。

9、进一步的技术方案为，驱鸟设备组由煤气炮、钛雷炮、激光驱鸟器及声波驱鸟器共四个驱鸟设备构成；每个驱鸟设备上集成有无线网络通信模块，无线网络通信模块用于接收控制基站发出的信息。另一种技术方案是，还可以在不同的区域点的声波驱鸟器采用播放不同猛禽的声波，这样使得驱鸟声音组合的变化性更多，更可避免鸟类“患上”惯性适应症。

10、进一步的技术方案为，不同区域点之间通过轨道相连，驱鸟设备组中的各个驱鸟设备的下端均设置万向轮，万向轮的轮轴与减速电机的输出轴相连，减速电机与无线网关信号相连。控制基站包括：信号转换控制器，与该信号转换控制器相连的无线网关；其中无线网关适于将信号转换控制器发送的本地异步串口数据进行调制成无线扩频信号，即向中央处理器发送相应状态数据；以及通过无线网关将接收的无线扩频信号解调成本地异步串口数据后发送至信号转换控制器，即向减速电机发送相应控制指令。

11、本发明还提供的技术方案为，基于物联网技术的机场智能驱鸟系统，包括

12、中央处理器：接收由控制基站发送的鸟情信息，以及发送处理信息到控制基站中；

13、控制基站：用于接收驱鸟设备发送的鸟情信息并发送给中央处理器；用于接收中央处理器给出的处理信息，同时发出控制信息给驱鸟设备；

14、驱鸟设备：向控制基站发送鸟情信息，接收控制基站发出的电信号，用于先后启动捕鸟无人机及驱鸟无人机。中央处理器与控制基站间通过gprs网络相连，进行设备状态信息及控制命令的传递；驱鸟设备处的图像采集设备通过zigbee无线通信网络与无线路由节点相连；无线路由节点通过zigbee无线通信网络与控制基站内的无线网关相连；无线网关用于连接gprs网络与zigbee无线通信网络。

15、进一步的技术方案为，驱鸟无人机上设置用于采集鸟情信息的图像采集设备，驱鸟无人机上设置猎鹰仿生爪结构及猎鹰仿生嘴结构；捕鸟无人机上设置捕鸟袋以及可对鸟儿吸引的捕鸟灯。首都机场有使用猎鹰驱鸟(冬季出现大量云雀、百灵、铁爪鹀这些小型鸟在机场聚集；割草，草割得比较矮的情况下，喷药效果好，灭虫效果好，控制草籽也好，但矮草特别能吸引在机场地区越冬的云雀、百灵、铁爪鹀，因为它的天敌猛禽少了)的驱鸟方式。而猎鹰要经过各种考核指标之后精选出来，还要进行严格的门科目训练(科目还是分步分层的)，科目都做完后还要对选出的猎鹰进行考核，考核合格达标后才能服役，费时费力，对鸟类的损伤虽然只有不多的数量，但仍存在一定的鸟损伤量。现有技术中有采用驱鸟无人机，外形像老鹰，且有老鹰的叫声以恐吓驱赶鸟类的方式。申请人结合上述两点，制备驱鸟无人机其外形像猎鹰，且有猎鹰的叫声，并且设置捕鸟爪，将通过捕鸟无人机捕捉到的鸟置于驱鸟无人机飞行后返回初始位置，救治被捕鸟，既在“猎鹰”驱鸟无人机“捕猎”(其实是飞行)时通过被捕到的鸟惨叫引起大范围驱鸟的效果(当“猎鹰”(即驱鸟无人机)模仿对某一只鸟进行攻击或抓捕(就是采用猎鹰形驱鸟无人机上的仿生爪结构和仿生嘴结构对鸟按压固定)，被捕到的鸟惨叫，可以很大范围的同种鸟个体，甚至不同种的个体的鸟)，并且最小程度减少鸟类的损伤，对环境更加友好，相比饲养真实猎鹰，省时省力，对鸟类伤害还更小。另外，由于采用被捕鸟自身的叫声引起周围同种鸟群或附近不同种鸟群起到震慑驱赶的效果，也能避免鸟类“患上”惯性适应症，驱赶效果佳。相比于真实猎鹰捕猎机场中的鸟，更小程度减少鸟的损失与伤亡，并且在仿生爪结构和仿生嘴结构上设置橡胶套，最大程度减轻被按压的鸟的不适。

16、本发明的优点和有益效果在于：可避免鸟类“患上”惯性适应症，采用多种不同驱鸟设备在不同时间段使用，或者多设备陆续使用的顺序隔段时间就更换；既节省了新种类驱鸟设备的增设；还无需蹲点观察记录，无需或减少图像识别设备的数量。设计巧妙，技改容易，还降低了驱鸟的繁琐复杂性，驱鸟方式简单易行且驱鸟效果优良。

17、所有区域点可以沿机场跑道一圈设置，相邻区域点间设有间距，为简便实施驱鸟方案可以等距设置，间距设置得小一点，比如50米(或者100米，但是在鸟撞事件多发区域如飞机起飞与降落点处间距设置为50米)。虽然这样驱鸟设备数量增加了，但由于本方案无需图像采集设备，还无需人员蹲守观察，所以总体上本方案是简化了驱鸟的方式的。

18、在本驱鸟系统运行一段时间后，通过场务人员手动移动或通过向中央处理器下达指令实现控制驱鸟设备组中的部分设备移动至同一另一区域点，这样使得两个区域点的驱鸟设备组中的驱鸟设备组合均发生变化，这样再启动各驱鸟设备组中的驱鸟设备依次启动时产生的驱鸟声音组合发生变化，可避免鸟类“患上”惯性适应症。

19、还可以在不同的区域点的声波驱鸟器采用播放不同猛禽的声波，这样使得驱鸟声音组合的变化性更多，更可避免鸟类“患上”惯性适应症。

20、猎鹰形驱鸟无人机最小程度减少鸟类的损伤，对环境更加友好，相比饲养真实猎鹰，省时省力，对鸟类伤害还更小。另外，由于采用被捕鸟自身的叫声引起周围同种鸟群或附近不同种鸟群起到震慑驱赶的效果，也能避免鸟类“患上”惯性适应症，驱赶效果佳。