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[STM32F4]

【Nucleo-F413ZH创想】声源引导害虫防治装置

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楼主
戈卫东|  楼主 | 2016-12-26 03:16 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。

沙发
戈卫东|  楼主 | 2016-12-27 09:28 | 只看该作者
版主快进来表扬我。。。。。@香水城 @grant_jx @mmuuss586 @icecut

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板凳
icecut| | 2016-12-27 09:52 | 只看该作者
想法很好....
Digital filters for sigma delta modulator
这是一个 adc 的滤波器.数字的...
其实需要滤波器最多的地方是四轴飞行器...不知这个滤波器能不能用.还是用来对 sigma adc 进行滤波达到其他 adc 的效果.因为我知道 sigma adc 比较快

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地板
grant_jx| | 2016-12-30 15:37 | 只看该作者
有想法,不过没接触过这类应用,不熟悉。
昆虫飞起来的声音要大过背景环境升很大才能捕获到吧,这是否现实?

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5
zhuotuzi| | 2016-12-30 17:26 | 只看该作者
可以录制环绕音的,太给力了。

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6
戈卫东|  楼主 | 2016-12-30 20:31 | 只看该作者
grant_jx 发表于 2016-12-30 15:37
有想法,不过没接触过这类应用,不熟悉。
昆虫飞起来的声音要大过背景环境升很大才能捕获到吧,这是否现实 ...

当然没有接触过了。
因为可能是我首先这么想的啊。
至于环境噪音什么的,其实我已经说了....."可以在有多个声源的环境中,定位和分离器其中的任何一个声音",于是就不存在这个问题。当然,它究竟能不能做到,还有待于进一步研究。。。。。。

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戈卫东|  楼主 | 2016-12-30 20:33 | 只看该作者
grant_jx 发表于 2016-12-30 15:37
有想法,不过没接触过这类应用,不熟悉。
昆虫飞起来的声音要大过背景环境升很大才能捕获到吧,这是否现实 ...

有了这些强大的MCU产品,这些研究才会越来越方便经济。

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8
地瓜patch| | 2016-12-31 11:11 | 只看该作者
声音驱蚊,有原理么?

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9
戈卫东|  楼主 | 2016-12-31 11:16 | 只看该作者
地瓜patch 发表于 2016-12-31 11:11
声音驱蚊,有原理么?

可以用机械手挥动一个电蚊拍。
蚊子被锁定之后,让电蚊拍刷一下拍过去,如果够得着的话。。。可以么?
要不搞个小车,把这些放小车上,可以追杀它。

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10
地瓜patch| | 2016-12-31 11:34 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2016-12-31 11:16
可以用机械手挥动一个电蚊拍。
蚊子被锁定之后,让电蚊拍刷一下拍过去,如果够得着的话。。。可以么?
要 ...

好厉害,不过你吓着我了

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11
戈卫东|  楼主 | 2016-12-31 12:07 | 只看该作者
地瓜patch 发表于 2016-12-31 11:34
好厉害,不过你吓着我了

其实可以简化一下。
把一个小型的电蚊拍安在小车上,根据蚊子的声音,锁定和估计它的轨迹,把电蚊拍移动过去等着它。。。。

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12
地瓜patch| | 2016-12-31 22:54 | 只看该作者
为了壹个蚊子,值么

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13
戈卫东|  楼主 | 2017-1-1 12:24 | 只看该作者
地瓜patch 发表于 2016-12-31 22:54
为了壹个蚊子,值么

它是一只蚊子,也不是一只蚊子。。。。。
面对同样的问题,在不同的时代可以有不同的解决办法。
当新的元器件出现了,可能就为新的办法创造了条件。我们电工的任务就是把它做出来。

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地瓜patch| | 2017-1-1 19:55 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2017-1-1 12:24
它是一只蚊子,也不是一只蚊子。。。。。
面对同样的问题,在不同的时代可以有不同的解决办法。
当新的元 ...

为了满足壹个工程师的好奇心?

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15
戈卫东|  楼主 | 2017-1-1 20:35 | 只看该作者
地瓜patch 发表于 2017-1-1 19:55
为了满足壹个工程师的好奇心?

是的。

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16
戈卫东|  楼主 | 2017-1-1 20:39 | 只看该作者
地瓜patch 发表于 2017-1-1 19:55
为了满足壹个工程师的好奇心?

这个理由已经足够了。虽然还有更好更多的理由但是我认为没有必要说了。

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17
还是看不穿| | 2017-1-6 17:38 | 只看该作者
哈哈,想法好啊。加个好友哈

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18
wangshujun| | 2017-11-6 14:59 | 只看该作者
记得比尔盖茨赞助过一个类似项目,最终的武器系统是激光

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