基于电子技术的驱鼠器

钟道金 魏盛开 曾伟明 莫小灵

摘 要：采用超声波频段驱鼠原理，运用现代集成电路（IC）电子技术和STM32F407VET6系列嵌入式微控制器，通过硬件电路以及软件程序设计和实物制作并实现了一款新型驱鼠器设计。对鼠类生理特点进行研究以及分析，确定了驱鼠器的总体设计。驱鼠器共分为五个模块电源模块，超声波模块，蓝牙模块，温湿度模块，控制器模块以及OLED模块。通过详细的规划最终有效地实现了超声波驱鼠器电路设计制作

关键词：超声波驱鼠、集成电路（IC）、STM32微控制器、硬件电路设计

基本设计原理：

1、随着科学技术的蓬勃发展，进入科技新时代，我们进入了电子产业的蓬勃发展时期。人们对生活的要求更高，这就我们有了更加高效更加环保的方法驱鼠。这种新型驱鼠器本驱鼠器采用超声波驱鼠原理，运用现代集成电路和STM32式嵌入式微控制器，通过可调频超声波电路，来达到可观的驱鼠效果。同时改进超声波发射的电路，使它通过控制器产生可调的PWM波连续连续发出高频无规律变化的声波，避免老鼠对某这一频率的适应性。

2、总体设计路线

该驱鼠器的总体分为五个模块，即电源模块，超声波模块，蓝牙模块和控制器模块、温湿度模块、OLED模块。电源模块为整个系统提供+5v的直流电源，支撑驱鼠器的整体运作，实现整流滤波稳压电源。超声波模块主要发出高频率的超声波来破坏老鼠的神经系统使其坐立不安。控制器模块运用STM32嵌入式控制器编程进行时钟进行控制输出可调的PWM来调整频率，使其输出变化的超声工作频率（20-70KHZ）。蓝牙模块通过手机蓝牙控制驱鼠器的开启与关闭并反馈给应用者，温湿度模块主要是检测环境温度和湿度超过工作温度工作湿度的环境驱鼠器会发出警报提醒应用者。OLED模块显示工作状态开启或关闭，工作状态是否正常，以便应用者调整。

系统工作原理：首先，电源模块的作用是给系统供电。是接市电然后整流滤波稳压供电。STM32嵌入式控制器控制PWM波是用于超声波模块的控制，具体的系统总体布局如图1所示。图1给出了各个模块的物理连接关系，即电器特性。图2给出了超声波模块数据测试的数据图。

一、模块简介

1、电源模块

直流稳压电源的工作原理：直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置，它需要经过变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。

四个环节的工作原理如下：

（1）电源变压器：是降压变压器，它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压，并送给整流电路，变压器的变比由变压器的副边电压确定。

（2）整流滤波电路：整流电路将交流电压Ui变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的纹波成分，输出纹波较小的直流电压U1。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。

（3）滤波电路：可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除，从而得到比较平滑的直流电压各滤波电容C满足RL-C=（3～5）T/2，或中T为输入交流信号周期，RL为整流滤波电路的等效负载电阻。

（4）稳压电路：稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定，不随交流电网电压和负载的变化而变化。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器与可调式三端稳压器

功能：通过桥式整流电路以及滤波电路以及7805芯片将接入的市电通过降压、整流、滤波将电压稳定在5V左右可供控制芯片及各功能模块正常。

2、超声波模块

功能：根据老鼠的生理特点，调制一定频率范围的超声波，干扰老鼠的神经活动和取食从而达到驱赶的效果。

3、温湿度模块

DHT11模块功能：

用来检测周围环境的湿度以及湿度的变化，防止元器件在温度过高和过低，湿度过大发生损坏，以及可以通过蓝牙模块及时反馈温湿度的变化。

4、OLED显示模块：

有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料，故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。OLED具备有构造简单、自发光不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优点。

5、蓝牙模块：

HC-05 蓝牙串口通信模块，是基于 Bluetooth Specification V2.0 帶 EDR 蓝牙协议的 数传模块。无线工作频段为 2.4GHz ISM，调制方式是 GFSK。模块最大发射功率为 4dBm， 接收灵敏度-85dBm，板载 PCB 天线，可以实现 10 米距离通信。模块采用 CSR 的 BC417 芯片，支持 AT 指令，可根据需要更改角色（主、从模式） 以及串口波特率、设备名称等参数。HC-05 可以与安卓手机自带蓝牙连接，通讯测试可以使用安卓串口助手软件。

结语：随着科技社会经济文化的发展，传统的猫抓老鼠已经不能满足人们对于生活质量的要求，新一代基于STM32系列的老鼠驱赶器符合人们对于许多生活的需要本文主要介绍了基于STM32的新一代驱鼠器的设计原理已经环境适应性进行了描述。

参考文献：

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[2] 王明芳 . 电子制作中的焊接技术应用研究 [J]. 山东工业技术，2016，（10）：18.

[3] 陈苏良，李泽明 .《电子产品制作》任务引领型课程设计与实践 [J].教育界 ：高等教育研究，2016，（3）：50-58.