[實(shí)用新型]一種螢火蟲閃光信號(hào)采集復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920954440.9
• 申請(qǐng)日: 2019-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN210005113U
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付新華;李巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢市洪山區(qū)螢火文化創(chuàng)意工作室
• 主分類號(hào): G01J1/42
• 分類號(hào): G01J1/42
• 代理公司: 42250 武漢泰山北斗專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 董佳佳

本實(shí)用新型適用于螢火蟲閃光信號(hào)研究技術(shù)領(lǐng)域，提供一種螢火蟲閃光信號(hào)采集復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)，包括順次連接的光敏元件陣列、多路信號(hào)并行采集電路、微控制器、PWM驅(qū)動(dòng)電路和LED發(fā)光板，所述光敏元件陣列前方還放置有聚焦透鏡。本實(shí)用新型用極低成本實(shí)現(xiàn)超高速閃光信號(hào)采集，采集頻率不低于10KHz；另外，可以直接使用所采集到的螢火蟲閃光信號(hào)樣本進(jìn)行發(fā)光復(fù)現(xiàn)，不再必須通過USB數(shù)據(jù)線從上位機(jī)獲取；同時(shí)本系統(tǒng)具備自動(dòng)回應(yīng)功能，在螢火蟲發(fā)出某種閃光回應(yīng)信號(hào)的同時(shí)，采集目標(biāo)活體螢火蟲的閃光情況并適時(shí)做出嘗試和調(diào)整，從而能夠像活體螢火蟲一樣，通過閃光信號(hào)與對(duì)象互動(dòng)回應(yīng)；在優(yōu)選方案中，增設(shè)微量噴霧泵，可以根據(jù)需要散發(fā)微量信息素氣霧。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于螢火蟲閃光信號(hào)研究技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種螢火蟲閃光信號(hào)采集復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

體螢火蟲之間的交流(交互行為)是依靠其發(fā)光器產(chǎn)生的“閃光信號(hào)”完成。不同異性蟲體之間、不同行為階段、不同行為模式所對(duì)應(yīng)的“閃光信號(hào)”均不相同，這種“閃光信號(hào)”成為螢火蟲的交流語(yǔ)言。此外，某些品種螢火蟲的交流需要“閃光信號(hào)”和“信息素”共同作用。

目前已有的螢火蟲發(fā)光模擬方案，是通過USB接口從計(jì)算機(jī)獲取發(fā)光波形數(shù)據(jù)，然后驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光二極管產(chǎn)生相應(yīng)的閃光信號(hào)。此種方案的缺點(diǎn)是：

①只能被動(dòng)接受來自上位機(jī)的波形數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單的復(fù)現(xiàn)出閃光信號(hào)，自身不具備觀察功能，即無法根據(jù)當(dāng)前活體螢火蟲的閃光信號(hào)自動(dòng)做出與之對(duì)應(yīng)的回應(yīng)；使用前，上位機(jī)必須編輯好發(fā)光波形數(shù)據(jù)，否則無法使用；使用時(shí)需要通過USB接口連接上位機(jī)，自身不具備存儲(chǔ)功能，攜帶使用不便。

②不具備活體螢火蟲閃光信號(hào)記錄和采集能力，不具備螢火蟲信息素散發(fā)功能，不具備發(fā)光強(qiáng)度擬合功能，存在實(shí)際發(fā)光強(qiáng)度變化與活體螢火蟲光強(qiáng)變化差異問題，導(dǎo)致復(fù)現(xiàn)失真。

目前已有的螢火蟲閃光信號(hào)采集方案，依賴于高速紅外攝影機(jī)錄制螢火蟲活動(dòng)視頻，再通過人工觀看視頻并選取特征片段后，交由圖形識(shí)別軟件將該片段中每一幀圖像內(nèi)螢火蟲發(fā)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，從而得到連續(xù)的發(fā)光數(shù)據(jù)。此種方案的缺點(diǎn)是：

①成本高。高速紅外攝像機(jī)價(jià)格昂貴，視頻存儲(chǔ)設(shè)備，圖像識(shí)別處理軟件價(jià)格昂貴。

②丟失細(xì)節(jié)造成失真。由于攝像機(jī)拍攝的視頻存在圖像幀之間的時(shí)隙(時(shí)隙較大，約幾十毫秒)，即在視頻連續(xù)兩個(gè)圖像幀之間存在時(shí)間間隔。此間隔內(nèi)的螢火蟲閃光信號(hào)變化是錄制不到的，因而丟失了細(xì)節(jié)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)失真。為解決這一問題，只能采用更高速的攝像機(jī)，達(dá)到縮小圖像幀間時(shí)隙的目的。但這樣做會(huì)導(dǎo)致成本大幅度提高

③需要人工干預(yù)，自動(dòng)化程度低。

④只能被動(dòng)錄制螢火蟲閃光信號(hào)，無法與之互動(dòng)。即無法實(shí)現(xiàn)用人工指定的閃光信號(hào)刺激螢火蟲從而錄制到它對(duì)該信號(hào)的反應(yīng)視頻。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種螢火蟲閃光信號(hào)采集復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有螢火蟲閃光信號(hào)采集和發(fā)光模擬成本高、使用效果不佳的技術(shù)問題。

所述螢火蟲閃光信號(hào)采集復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)包括順次連接的光敏元件陣列、多路信號(hào)并行采集電路、微控制器、PWM驅(qū)動(dòng)電路和LED發(fā)光板，所述光敏元件陣列前方還放置有聚焦透鏡。

進(jìn)一步的，所述聚焦透鏡為凸透鏡或菲涅爾透鏡。

進(jìn)一步的，所述光敏元件陣列為陣列排布的光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管或微型硅光電池片，在電路板上構(gòu)成m行×n列矩陣，構(gòu)成昆蟲復(fù)眼狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述多路信號(hào)并行采集電路總共有m×n路信號(hào)濾波放大器，每一個(gè)光敏元件連接到一路信號(hào)濾波放大器，然后連接至微控制器。