CN102098610A - 扬声器单元、扬声装置及定向声波驱鸟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扬声器单元、扬声装置及定向声波驱鸟装置。其中，扬声装置包括安装基座；一个或多个扬声器单元，扬声器单元包括：反射式辐射器；扬声器，安装在反射式辐射器的腔体内；前置反射件，设置在扬声器的前方。另一方面，定向声波驱鸟装置包括：音源供给电路模块，产生一个或多个第一驱鸟音频信号；音频处理电路模块，对第一驱鸟音频信号进行信号处理，以获取第一数字调制的音频数据流；功率处理电路模块，对第一数字调制的音频数据流作放大和滤波处理，并转换成第二驱鸟音频信号；扬声装置，用于输出第二驱鸟音频信号。通过本发明，能够达到远距离有效驱鸟的效果。

Description

扬声器单元、扬声装置及定向声波驱鸟装置

技术领域

本发明涉及声波产生及应用领域，具体而言，涉及一种扬声器单元、扬声装置及定向声波驱鸟装置。

背景技术

随着人们保护环境、爱鸟、护鸟意识的增强，鸟类数量逐年增加，同时人类活动范围不断的扩大，使适合鸟类生活、栖息、繁衍的自然环境大幅度减少，机场便成为鸟类生活、栖息、繁衍的理想场所。因此鸟类危及飞行安全的事件逐年增多，造成的损失越来越大。一旦发生鸟击事件，轻则造成一定的经济损失，重则机毁人亡。

现有相关技术中，当鸟类飞落到红外探测区域时，热释电元件将该红外光信号转换为电信号，驱动定向声波告警系统发出驱鸟声音，装置的作用范围为16m，可有效驱除输电线塔上部的鸟类。

现有相关技术中，当鸟类进入到保护区时，雷达信号模块将探测到的信息反馈给超声波驱鸟模块，超声波驱鸟模块发出超声波，具有较好的驱鸟效果，但驱鸟的范围不大于20m。目前公开了一种定向声波驱鸟装置，其发明的主要特点在于可远程接收指令，音量可随机变化，存储的音频库可及时更新，但驱鸟范围不大于20m。

目前针对相关技术的机场驱鸟设备都局限在比较小的作用范围内，无法对整个机场跑道或起落航道上的鸟类实施远距离驱赶的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术的机场驱鸟设备都局限在比较小的作用范围内，无法对整个机场跑道或起落航道上的鸟类实施远距离驱赶的问题，目前尚未提出有效的解决方法而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种扬声器单元、扬声装置及定向声波驱鸟装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种扬声器单元，包括：反射式辐射器，该反射式辐射器包括朝向前方敞开的锥形的反射侧壁以及连接在反射侧壁后端的后壁，反射侧壁和后壁之间形成腔体；扬声器，安装在反射式辐射器的腔体内；前置反射件，设置在扬声器的前方。

进一步地，前置反射件是反射罩。

进一步地，反射罩的敞开端朝向反射式辐射器的后壁，并与后壁之间有预定距离。

进一步地，反射式辐射器的后壁的中间部位具有朝向扬声器的相位塞。

进一步地，扬声器单元还包括环形固定件，该环形固定件包括环形板以及设置在环形板一侧的基脚，环形固定件通过基脚固定在反射式辐射器的后壁，使得环形板与反射式辐射器的后壁留有空隙。

进一步地，环形固定件的基脚的高度与反射式辐射器的后壁的相位塞的高度相同。

进一步地，反射式辐射器的反射侧壁为指数型曲面。

进一步地，扬声器的喇叭口朝向反射式辐射器的后壁。

根据本发明的另一个方面提供了一种扬声装置，该装置包括：安装基座；扬声器单元，设置在安装基座上，并朝向预定的方向布置。

进一步地，安装基座呈盘状，具有多个安装孔，每个安装孔中分别安装有一个对应的扬声器单元，使各扬声器单元均朝向安装基座的第一侧布置；扬声装置还包括网状板，安装在安装基座的第一侧，覆盖在各扬声器单元的前方。

进一步地，安装基座上的安装孔为通孔；扬声装置还包括盖板，设置在安装基座的与第一侧相对的第二侧，覆盖在各扬声器单元的后方，盖板的外表面上设有双把手。

进一步地，反射式辐射器相互间距小于或等于扬声装置输出的驱鸟音频信号最长波长的四分之一。

根据本发明的另一个方面提供了一种定向声波驱鸟装置，该定向声波驱鸟装置包括以上任意一项上述的扬声装置。

进一步地，该定向声波驱鸟装置还包括：音源供给电路模块，产生一个或多个第一驱鸟音频信号；音频处理电路模块，对第一驱鸟音频信号进行信号处理，以获取第一数字调制的音频数据流；功率处理电路模块，对第一数字调制的音频数据流作放大和滤波处理，并转换成第二驱鸟音频信号；扬声装置，用于输出第二驱鸟音频信号；电源电路模块，与音频处理电路模块相连，并实现电源管理。

进一步地，音频处理电路模块包括：AD转换器，用于对第一驱鸟音频信号进行数模转换，获得第二数字调制的音频数据流；音频DSP，用于对第二数字调制的音频数据流波形进行整形，将音频数据流的PCM信号转换成PWM信号，同时完成对PWM信号参数的设置，以获得第一数字调制的音频数据流；可编程逻辑器件CPLD，用于获取第一数字调制的音频数据流，并完成对第一数字调制的音频数据流通道延时控制。

进一步地，功率处理电路模块，包括：MOSFET功率管，将第一数字调制的驱鸟音频数据流进行功率放大，以获得放大后的驱鸟音频数据流；低通滤波器，对放大后的驱鸟音频数据流进行滤波，以获取第二驱鸟音频信号；第二驱鸟音频信号经由扬声装置输出。

进一步地，音源供给电路模块还包括音频存储单元，音频存储单元中的第一驱鸟音频信号为预先录制或U盘即时输入。

进一步地，第二驱鸟音频信号声压为160dB，有效驱鸟距离为3000m，所发音频声波波束角小于或等于10°。

通过本发明，采用了一种扬声器单元、扬声装置及定向声波驱鸟装置：其中，扬声装置包括安装基座；一个或多个扬声器单元，扬声器单元包括：反射式辐射器；扬声器，安装在反射式辐射器的腔体内；前置反射件，设置在扬声器的前方。另一方面，定向声波驱鸟装置包括：音源供给电路模块，产生一个或多个第一驱鸟音频信号；音频处理电路模块，对第一驱鸟音频信号进行信号处理，以获取第一数字调制的音频数据流；功率处理电路模块，对第一数字调制的音频数据流作放大和滤波处理，并转换成第二驱鸟音频信号；扬声装置，用于输出第二驱鸟音频信号；电源电路模块，与音频处理电路模块相连，，解决了机场驱鸟设备都局限在比较小的作用范围内，无法对整个机场跑道或起落航道上的鸟类实施远距离定向驱赶的问题，进而达到了远距离有效驱鸟的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的扬声器单元剖面示意图；

图2是根据本发明实施例的扬声装置中反射式辐射器结构及剖面示意图；

图3是根据本发明实施例的扬声器单元中环形固定件结构示意图；

图4是根据本发明实施例的扬声器单元中环形固定件剖面示意图；

图5是根据本发明实施例的扬声装置结构示意图；

图6是根据本发明实施例的定向声波驱鸟装置的结构原理示意图；

图7是根据本发明实施例的音频处理电路模块以及功率处理电路模块处理流程示意图；

图8是根据本发明实施例的定向声波驱鸟装置音源供给电路模块示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是根据本发明实施例的扬声器单元剖面示意图，图2是根据本发明实施例的扬声装置中反射式辐射器结构及剖面示意图。结合图1以及图2所示：该扬声器单元包括：反射式辐射器11，其包括朝向前方敞开的锥形的反射侧壁111以及连接在反射侧壁后端的后壁112，反射侧壁111和后壁112之间形成腔体113；扬声器14，安装在反射式辐射器11的腔体113内；前置反射件15，设置在扬声器14的前方。

在本发明的上述实施例中，前置反射件15可以是反射罩。如图1所示，反射罩的敞开端朝向反射式辐射器11的后壁112，并与后壁112之间有预定距离。

优选地，反射式辐射器11的后壁112的中间部位具有朝向扬声器的相位塞112a，该相位塞112a为一表面为双曲线型的凸起。

图3是根据本发明实施例的扬声器单元中环形固定件结构示意图。该扬声器单元还包括环形固定件13，该环形固定件13包括环形板132以及设置在环形板一侧的基脚131，环形固定件13通过基脚131固定在反射式辐射器11的后壁112，使得环形板132与反射式辐射器11的后壁112留有空隙。

图4是根据本发明实施例的扬声器单元中环形固定件剖面示意图。结合图1与图4所示，环形固定件13的基脚131的高度与反射式辐射器11的后壁112的相位塞112a的高度相同。

本发明的具体实施例如下：反射式辐射器11的反射侧壁111与反射侧壁后端的后壁112形成空腔113；扬声器14，安装在反射式辐射器11的空腔113内，且扬声器14的喇叭口朝向反射式辐射器的后壁112；反射式辐射器的反射侧壁111为指数型曲面；反射式辐射器的后壁112的中间部位具有朝向扬声器14的相位塞112a，相位塞112a为一表面为双曲线型的凸起。环形固定件包括环形板132以及设置在环形板132一侧的基脚131，环形固定件13通过基脚131固定在反射式辐射器的后壁112，使得环形板与反射式辐射器的后壁112留有空隙。基脚131的高度与反射式辐射器的后壁112的相位塞112a的高度相同。

在本发明的上述实施例中，结合图1和图2，环形固定件13与反射式辐射器底部的相位塞112a同轴线，环形固定件13通过环形板132将扬声器14的喇叭口置于反射式辐射式的相位塞112a的上方，保证扬声器所发出的声波由反射式辐射器的反射侧壁111与反射式辐射器的后壁112形成的喉道发出；扬声器14优选采用磁电式高保真喇叭，扬声器14另一端紧罩前置反射罩15，且与反射式辐射器的后壁112之间有预定距离。前置反射罩15可以是反射罩，其主要作用在于控制声场的一致性和固定扬声器信号线。

图5是根据本发明实施例的扬声装置结构示意图，该扬声装置1包含有如上所述的扬声器单元，如图5所示，该扬声装置1还包括有安装基座12，其呈盘状，具有多个安装孔。安装基座12的材质可以是具有防辐射和阻燃功能的非金属材料，也可以是钛合金或不锈钢。安装基座上的安装孔为通孔，每个安装孔中分别安装有一个对应的扬声器单元，使各扬声器单元均朝向安装基座的第一侧布置。扬声器单元可以按照环状或矩形状排布在安装基座中，更优选的方式为按中心一只扬声器单元，周边六只扬声器单元紧密排列。每个扬声器单元的相互间距小于或等于所述扬声装置1输出的驱鸟音频信号最长波长的四分之一。扬声装置1还包括网状板16，由紧固钉17安装在安装基座12的第一侧，覆盖在各扬声器单元的前方，网状板16的网眼直径优先选用1-3mm。扬声装置1还包括盖板18，设置在安装基座12的与第一侧相对的第二侧，覆盖在各扬声器单元的后方，所述盖板的外表面上设有双把手19，操作人员通过紧握双把手19调节扬声装置1的俯仰和方位角。

图6是根据本发明实施例的定向声波驱鸟装置的结构原理示意图。如图6所示，该装置可以包括：音源供给电路模块4，用于产生一个或多个第一驱鸟音频信号；音频处理电路模块3，对第一驱鸟音频信号进行信号处理，以获取第一数字调制的音频数据流；功率处理电路模块2，用于在对第一数字调制的音频数据流作放大、滤波处理之后，并转换成第二驱鸟音频信号；扬声装置1，用于输出第二驱鸟音频信号。该装置还包括电源电路模块5，电源电路模块5将220V交流电压转化为48V的直流电压，进而再生成24V、12V、5V和3V直流电源，分别供给扬声装置1、音频处理电路模块3、功率处理电路模块2及音源供给电路模块4。

在本发明上述实施例中，通过由扬声装置1、功率处理电路模块2、音频处理电路模块3、音源供给电路模块4和电源电路模块5构成的定向声波驱鸟装置，来使得机场驱鸟设备发出的驱鸟信号不局限在比较小的作用范围内，可以对整个机场跑道或起落航道上的鸟类实施远距离定向驱赶，进而达到远距离有效驱鸟的效果。

具体的，本发明上述实施例的工作流程如下详细介绍，首先由音源供给电路模块4产生针对不同地区、不同季节和不同鸟类的第一驱鸟音频信号，音源供给电路模块4可以提供预先录制的第一驱鸟音频信号，也可以通过U盘即时输入各类第一驱鸟音频信号。然后通过音频处理电路模块3对音源供给电路模块4输入的音频信号进行运算放大处理，同时进行参数设置、并行计算和通道延时，以获取第一数字调制的音频数据流，最终将该第一数字调制的音频数据流提供给功率处理电路模块2进行放大、滤波，再转换成第二驱鸟音频信号，该第二驱鸟音频信号以模拟信号的形式通过扬声装置1输出，经扬声装置1输出的第二驱鸟音频信号声压可以达到160dB，有效驱鸟距离可以达到3000m，所发音频声波波束角小于或等于10°。

图7是根据本发明实施例的音频处理电路模块以及功率处理电路模块处理流程示意图。音频处理电路模块3包括：AD转换器，用于对第一驱鸟音频信号进行数模转换，获得第二数字调制的音频数据流；音频DSP，用于对第二数字调制的音频数据流波形进行整形，将第二数字调制的音频数据流PCM信号转换成PWM信号，同时完成对PWM信号参数的设置，以获得第一数字调制的音频数据流；可编程逻辑器件CPLD，用于获取第一数字调制的音频数据流，并完成对第一数字调制的音频数据流通道延时控制。音频处理电路模块中音频信号的更新、播放开始、停止和选择由外置选择键控制操作。功率处理电路模块2包括：MOSFET功率管，将第一数字调制的驱鸟音频数据流功率放大，以获得放大后的驱鸟音频数据流；低通滤波器，转换放大后的驱鸟音频数据流，以获取第二驱鸟音频信号；第二驱鸟音频信号经由扬声装置1输出。

在本发明上述实施例中，音频处理电路模块3可以单独成为独立系统，也可以与功率处理电路模块2级联，实现主从控制模式。如图7所示，音频处理电路模块3与功率处理电路模块2优选采用级联的方式，音频处理电路模块3为主模块，功率处理电路模块2为从模块。该音频处理电路模块3控制处理板提供了U盘音源输入接口31，输入信号经过级联电路32得到可以级联到其他模块的差分信号，将当前处理模块与从模块的级联接口32采用屏蔽线对应连接，最大可以级联8个模块，即64路输出，这样可以将第二驱鸟音频信号输出到多路扬声器14上。音频处理电路模块3除具有音频运放33和为后级供电的作用外，还提供输出接口35、单片机在线更新代码接口36和参数设置接口37，同时，音频处理电路模块3还有短路，过载，过温保护功能。音量控制显示模块38设计有音量控制编码器，通过调节编码器来控制输出音量的大小，并将音量的大小分为0～100的范围区间显示于音量控制显示模块38的LED屏上。音频处理电路模块3具有供后端功率处理电路模块2所需的电源电路模块5，电源电路模块5采用车载级的DC-DC将48V稳压源转换为功率处理电路模块2上芯片所需的5V、3.3V、1.8V等电压。第一驱鸟音频信号经过音频DSP(例如，D2Audio智能音频处理器34)进行DSP编码以完成码型变换，得到所需的数字调制的驱鸟音频数据流，经过小信号数字驱动电路送入MOSFET功率放大电路进行功率放大，最后将放大后的驱鸟音频数据流通过滤波器，提取模拟的第二驱鸟音频信号。

图8是根据本发明实施例的定向声波驱鸟装置音源供给电路模块示意图。如图8所示，该音源供给电路模块4包括：主控MCU41、闪存存储系统42、调试接口电路43，电源系统45以及输出接口44，在该模块中，如图7所示，主控MCU41采用8位多媒体微处理器AT89C51SND1C芯片，该芯片自带MPEG I/II-Layer硬件解码器和Human Interface的51内核单片机，支持对8～320kbps基本数据流的解码，支持的取样频率范围为16～48kHz。闪存存储系统42选用SAMSUNG公司的1GB FLASH存储芯片K9F5608U0B。该存储器能够存储19小时128kbp/s的音乐，效果可以达到CD音质。调试接口电路43通过USB接口与便携电脑进行音频信息的下载，音频信息包括鸟类天敌的声音、猛禽捕捉鸟类的惨叫声、鸟类被猎枪击中的哀鸣声和爆炸声等。音源信号的更新、播放开始、停止和选择均由外置选择键控制操作。电源系统45与电源电路模块5相连，第一驱鸟音频信号由输出接口44与音频处理电路模块3的音源输入接口31匹配。

本发明的定向声波驱鸟装置，可安装在汽车或其它动力源拖拽的箱式设备等运动平台上，形成可定向远程作用、大范围机动的驱鸟装备。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

针对现有技术的相关问题，本发明提供的扬声器单元、扬声装置及定向声波驱鸟装置解决了机场驱鸟设备都局限在比较小的作用范围内，无法对整个机场跑道或起落航道上的鸟类实施远距离定向驱赶的问题，进而达到了远距离有效驱鸟的效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种扬声器单元，包括：

反射式辐射器(11)，包括朝向前方敞开的锥形的反射侧壁(111)以及连接在所述反射侧壁后端的后壁(112)，所述反射侧壁(111)和所述后壁(112)之间形成腔体(113)；

扬声器(14)，安装在所述反射式辐射器(11)的腔体(113)内；

前置反射件(15)，设置在所述扬声器(14)的前方。

2.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述前置反射件(15)是反射罩。

3.根据权利要求2所述的扬声器单元，其特征在于，所述反射罩的敞开端朝向所述反射式辐射器的后壁(112)，并与所述后壁(112)之间有预定距离。

4.根据权利要求3所述的扬声器单元，其特征在于，所述反射式辐射器的后壁(112)的中间部位具有朝向所述扬声器的相位塞(112a)。

5.根据权利要求4所述的扬声器单元，其特征在于，所述扬声器单元还包括：环形固定件(13)，所述环形固定件(13)包括环形板(132)以及设置在所述环形板(132)一侧的基脚(131)，所述环形固定件(13)通过基脚(131)固定在所述反射式辐射器的后壁(112)，使得所述环形板(132)与所述反射式辐射器的后壁(112)留有空隙。

6.根据权利要求5所述的扬声器单元，其特征在于，所述基脚(131)的高度与所述反射式辐射器的后壁(112)的相位塞(112a)的高度相同。

7.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述反射式辐射器的反射侧壁(111)为指数型曲面。

8.根据权利要求1所述的扬声器单元，其特征在于，所述扬声器的喇叭口朝向所述反射式辐射器的后壁(112)。

9.一种扬声装置，其特征在于，包括：

安装基座(12)；

一个或多个如权利要求1-8中任一项所述的扬声器单元，设置在所述安装基座(12)上，并朝向预定的方向布置。

10.根据权利要求9所述的扬声装置，其特征在于：

所述安装基座(12)呈盘状，具有多个安装孔，每个所述安装孔中分别安装有一个对应的所述扬声器单元，使各所述扬声器单元均朝向所述安装基座的第一侧布置；

所述扬声装置还包括网状板(16)，安装在所述安装基座(12)的第一侧，覆盖在各所述扬声器单元的前方。

11.根据权利要求10所述的扬声装置，其特征在于：

所述安装基座(12)上的所述安装孔为通孔；

所述扬声装置还包括盖板(18)，设置在所述安装基座(12)的与所述第一侧相对的第二侧，覆盖在各所述扬声器单元的后方，所述盖板的外表面上设有双把手(19)。

12.根据权利要求10所述的扬声装置，其特征在于，所述反射式辐射器(11)相互间距小于或等于所述扬声装置输出的驱鸟音频信号最长波长的四分之一。

13.一种定向声波驱鸟装置，其特征在于，包括：权利要求9-12中任一项所述的扬声装置(1)。

14.根据权利要求13所述的定向声波驱鸟装置，其特征在于，该装置还包括：

音源供给电路模块(4)，产生一个或多个第一驱鸟音频信号；

音频处理电路模块(3)，对所述第一驱鸟音频信号进行信号处理，以获取第一数字调制的音频数据流；

功率处理电路模块(2)，对所述第一数字调制的音频数据流作放大和滤波处理，并转换成第二驱鸟音频信号；

电源电路模块(5)，与所述音频处理电路模块(3)相连。

15.根据权利要求14所述的定向声波驱鸟装置，其特征在于，所述音频处理电路模块(3)包括：

AD转换器，用于对所述第一驱鸟音频信号进行数模转换，获得第二数字调制的音频数据流；

音频DSP，用于对所述第二数字调制的音频数据流波形进行整形，将所述第二数字调制的音频数据流PCM信号转换成PWM信号，同时完成对所述PWM信号参数的设置，以获得第一数字调制的音频数据流；

可编程逻辑器件CPLD，用于获取所述第一数字调制的音频数据流，并对所述第一数字调制的音频数据流的通道进行延时控制。

16.根据权利要求14所述的定向声波驱鸟装置，其特征在于，所述功率处理电路模块(2)包括：

MOSFET功率管，将所述第一数字调制的驱鸟音频数据流进行功率放大，以获得放大后的驱鸟音频数据流；

低通滤波器，对所述放大后的驱鸟音频数据流进行滤波，以获取第二驱鸟音频信号；

所述第二驱鸟音频信号经由所述扬声装置(1)输出。

17.根据权利要求14所述的定向声波驱鸟装置，其特征在于，所述音源供给电路模块(4)还包括音频存储单元，所述音频存储单元中的第一驱鸟音频信号为预先录制或U盘即时输入。

18.根据权利要求14或16所述的定向声波驱鸟装置，其特征在于，所述第二驱鸟音频信号声压为160dB，有效驱鸟距离为3000m，所发音频声波波束角小于或等于10°。

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