ST的MCU大约从F412开始有了个叫做“DFSDM”的接口,本来不知道这个东东是干啥用的,当我看到这么一张图登时明白它其实是用来接麦克风阵列的。
这麦克风阵列,放到了这么强大的MCU上面,可就不仅仅可以用来做高保真声音拾取,它还可以有别的用途。
带上这个麦克风阵列,再带上两个驱动运动的电机,和一个“射击”控制,就成了一个小型的主动防御装置了哦。不过我们这个防御装置是用来做害虫防治的。
我们知道,很多昆虫的成虫是会飞的,它飞到植物叶子上产卵,然后幼虫孵化出来,对植物的芽、叶、花、果、枝条根茎进行疯狂啃啮。受其摧残的植物,如果它是我们人类种植的,将会降低其产出,并且通常还会降低产品的品质。为了保住产量,有时候据需要使用杀虫剂来消灭害虫,而杀虫剂的使用往往也会影响种植产品的品质。
我设想中的“声源引导害虫防治装置”要改善这个问题。
麦克风阵列负责发现和设别飞行的昆虫。适当配置的麦克风阵列,带上合适的程序,可以在有多个声源的环境中,定位和分离其中的任何一个声音。把它安装到植物种植场所,当一只昆虫飞近,我们的装置可以确定它的位置,根据其声音特征分辨它的种类(还可以分辨出它是公的或母的——相信我,迟早能做到),如果这只虫子被分类为害虫,并且它已经足够靠近,我们的防御装置将会转动武器并锁定它,当这只害虫进入射程,就执行“射击”动作,将其驱逐,或消灭。
针对不同昆虫,可以有显著不同的对付方式,不一定都要弄死它们。很多飞虫一旦受到惊扰,就会迅速逃走,利用这一点,只要对准它喷一点水就可以有效驱逐,这时候“武器”是喷水的喷头;而且就算某些虫子必须要消灭掉,才能够保护植物,也可以选择在种植场所的外围对其使用杀虫剂,而避免损害产品的品质,这时候“武器”是喷洒杀虫剂的喷头,因为可以对准害虫喷洒,需要喷洒的计量应该可以减少。可以在种植场地的外围适当多布置一些“防御塔”来驱逐、阻挡入侵的害虫,而不必用杀虫剂污染植物。
由于我们的防治装置能够辨认昆虫的种类,和确定其位置,于是可以对害虫的总数进行统计,管理节点可以参照这些数据快速做出应对措施。
这些功能都可以由一片STM32F413来实现。麦克风阵列连接到DFSDM接口,电机根据其不同种类,或者是由TIMER来控制,或者是用GPIO来控制,STM32F413总有足够的资源可以用。STM32F413的大容量RAM/FLASH,用于声音的分离、分辨与定位估计也是足够的。而QSPI/SDIO可以提供大容量数据存储支持,为复杂应用提供了可能;CAN/UART这些通信接口则是数据/指令传递通道。
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