一种智能捕鼠宝的制作方法

1.本发明涉及捕鼠器领域，尤其涉及一种智能捕鼠宝。


背景技术：

2.现有的一些灭鼠装置虽能够在短时间内使鼠类致死，但无法监控鼠类数量，并且无法了解区域性的鼠类种群分布、密度指数及季节消长情况，进而无法制定较为合适的灭鼠措施，同时，现有的一些可监控灭鼠装置对鼠类的识别准确性较低，可能会造成对其他非鼠类生物的误杀。
3.因此，提供一种新的技术方案改善上述问题，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种智能捕鼠宝，以解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种智能捕鼠宝，包括检测模块、控制模块、人机交互模块、诱捕模块、数据传输模块和智能终端模块。
7.在上述的方案中，所述检测模块用于获取检测区域的视频图像信息、语音信息、环境信息、老鼠信息以及鼠类诱饵信息。
8.在上述的方案中，所述控制模块与所述检测模块相连接，所述人机交互模块和所述诱捕模块均与所述控制模块相连接，所述控制模块用于对所述检测模块检测的信息进行处理后控制所述人机交互模块和所述诱捕模块进行工作。
9.在上述的方案中，所述人机交互模块用于在所述控制模块的控制下发送报警信号，并将用户的操作指令信息发送至所述控制模块后接收所述控制模块发送的回执信息。
10.在上述的方案中，所述诱捕模块用于在所述控制模块的控制下诱捕检测区域中的老鼠。
11.在上述的方案中，所述智能终端模块通过所述数据传输模块与所述控制模块相互通信，所述智能终端模块用于用户远程获取捕鼠信息，并发送远程控制指令至所述控制模块。
12.在上述的方案中，所述检测模块包括传感器单元，所述传感器单元包括生物感测模块和环境信息采集模块，所述生物感测模块通过多个红外感应接收器获取检测区域的生物信息以及距离信息；所述环境信息采集模块包括空气质量传感器、温湿度传感器和亮度传感器，所述空气质量传感器用于获取检测区域的空气质量信息，所述温湿度传感器用于获取检测区域的环境温度和湿度信息，所述亮度传感器用于获取检测区域的环境亮度信息。
13.在上述的方案中，所述检测模块还包括饵料检测单元，所述饵料检测单元包括料位检测器、第一重量传感器和微型摄像头，所述料位检测器用于获取饵料盒中饵料的剩余量信息，所述第一重量传感器用于获取饵料盒中饵料的重量信息，所述微型摄像头用于环
境获取饵料盒中饵料的图像信息。
14.在上述的方案中，所述检测模块还包括视频采集单元和老鼠重量检测单元，所述视频采集单元包括可旋转红外摄像头、步进电机和继电器，所述步进电机和所述继电器均与所述可旋转红外摄像头相连接，所述可旋转红外摄像头用于采集检测区域的视频信息，所述步进电机用于驱动所述可旋转红外摄像头进行转动，所述继电器用于控制所述可旋转红外摄像头的开启与关闭，所述老鼠重量检测单元通过设置在饵料盒前方的第二重量传感器获取老鼠的重量信息。
15.在上述的方案中，所述检测模块还包括语音采集单元，所述语音采集单元用于对老鼠发出的声音进行采集，所述语音采集单元包括音频收集模块和预处理模块，所述音频收集模块通过多个全向麦克风获取检测区域的音频信息，所述预处理模块与所述音频收集模块相连接，所述预处理模块包括音频滤波器和音频信号放大器，所述音频滤波器用于对所述全向麦克风采集的音频信息进行滤波处理，所述音频信号放大器与所述音频滤波器相连接，所述音频信号放大器用于对经过所述音频滤波器处理后的音频信号进行放大处理。
16.在上述的方案中，所述控制模块包括缓存单元和分析比较单元，所述缓存单元用于对所述检测模块发送的信息、各参数预设值信息、图像数据库以及音频数据库进行存储，所述分析比较单元与所述缓存单元相连接，所述分析比较单元用于对所述存储单元存储的信息进行分析和比较处理。
17.在上述的方案中，所述分析比较单元包括视频预处理单元和图像识别单元，所述视频预处理单元包括视频转换模块、去噪模块、颜色识别模块和灰度化模块，所述视频转换模块用于将所述检测模块获取的检测区域的视频信息转换为图像帧，所述去噪模块与所述视频转换模块相连接，所述去噪模块用于通过中值滤波算法抑制经过所述视频转换模块处理后的图像帧的噪声，所述颜色识别模块与所述去噪模块相连接，所述颜色识别模块用于对经过所述去噪模块处理后的图像的颜色进行检测，所述灰度化模块与所述颜色识别模块相连接，所述灰度化模块用于在所述颜色识别模块检测到的图像为rgb模型图像时，对图像进行灰度化处理；所述图像识别单元与所述视频预处理单元相连接，所述图像识别单元包括特征提取模块和特征匹配模块，所述特征提取模块用于通过调用opencv库的特征提取算法来对经过所述视频预处理单元处理后获取的图像进行特征提取，所述特征匹配模块与所述特征提取模块相连接，所述特征匹配模块通过深度学习算法对所述特征提取模块提取的特征信息与所述图像数据库的特征信息进行特征匹配得到匹配率，并根据匹配率获取图像识别结果。
18.在上述的方案中，所述分析比较单元还音频识别单元和数据比较单元，所述音频识别单元包括音频转换模块、特征提取模块和识别模块，所述音频转换模块包括分帧单元、加窗单元、傅里叶变换单元、声谱图形成单元和声谱图转换单元，所述分帧单元用于对所述缓存单元存储的语音信息进行分帧处理，所述加窗单元与所述分帧单元相连接，所述加窗单元用于对经过所述分帧单元的语音信号进行加窗处理，所述傅里叶变换单元与所述加窗单元相连接，所述傅里叶变换单元用于对经过所述加窗单元的语音信号进行傅里叶变换，所述声谱图形成单元与所述傅里叶变换单元相连接，所述声谱图形成单元用于对经过所述傅里叶变换单元的信号进行取模平方，并得到声谱图，所述声谱图转换单元与所述声谱图形成单元相连接，所述声谱图转换单元用于通过梅尔滤波器将所述声谱图转换成梅尔声谱
图，所述特征提取模块与所述音频转换模块相连接，所述特征提取模块用于通过训练好的残差网络模型对所述梅尔声谱图进行特征提取，所述识别模块与所述特征提取模块相连接，所述识别模块用于通过随机森林分类器对所述特征提取模块提取的特征进行分类识别；所述数据比较单元用于对所述缓存单元存储的各参数和与各参数相对应的参数预设值进行比较，并根据比较结果发送控制信号至相应模块。
19.在上述的方案中，所述人机交互模块包括报警单元、显示单元和指示单元，所述报警单元包括双色led灯和语音播报器，所述双色led灯用于指示饵料盒中的饵料是否充足，所述语音播报器用于播报饵料不足信息以及老鼠捕杀信息，所述显示单元通过lcd触摸显示屏来显示捕鼠信息以及将用户的触摸操作指令发送至所述控制模块，所述指示单元包括多个单色led指示灯来指示各个模块的工作情况。
20.在上述的方案中，所述诱捕模块包括驱动单元和捕杀单元，所述驱动单元与所述捕杀单元相连接，所述驱动单元用于驱动所述捕杀单元对老鼠进行捕杀，所述驱动单元包括门驱动电机和可控硅触发电路，所述捕杀单元包括高压装置。
21.综上所述，本发明的有益效果是：通过检测模块获取检测区域的视频图像信息、语音信息、环境信息、老鼠信息以及鼠类诱饵信息，并通过控制模块对获取的老鼠图像信息和语音信息进行识别，可提高老鼠识别的准确率，减少了误杀的概率，同时，通过智能终端模块远程获取检测信息，节省了人力。
附图说明
22.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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。
23.图1为本发明智能捕鼠宝的组成示意图。
24.图2为检测模块的组成示意图。
25.图3为传感器单元的组成示意图。
26.图4为饵料检测单元的组成示意图。
27.图5为视频采集单元的组成示意图。
28.图6为语音采集单元的组成示意图。
29.图7为控制模块的组成示意图。
30.图8为分析比较单元的组成示意图。
31.图9为视频预处理单元的组成示意图。
32.图10为图像识别单元的组成示意图。
33.图11为音频识别单元的组成示意图。
34.图12为音频转换模块的组成示意图。
35.图13为人机交互模块的组成示意图。
36.图14为诱捕模块的组成示意图。
37.图15为本发明智能捕鼠宝的结构示意图。
38.附图标记列表：感应接收头1、感应发射头2、一次性饵料盒3。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
40.如图1所示，本发明的一种智能捕鼠宝，包括检测模块、控制模块、人机交互模块、诱捕模块、数据传输模块和智能终端模块。
41.下面结合附图对本发明上述各模块间的连接关系做进一步详细说明。
42.进一步地，所述检测模块用于获取检测区域的视频图像信息、语音信息、环境信息、老鼠信息以及鼠类诱饵信息；所述控制模块与所述检测模块相连接，所述人机交互模块和所述诱捕模块均与所述控制模块相连接，所述控制模块用于对所述检测模块检测的信息进行处理后控制所述人机交互模块和所述诱捕模块进行工作；所述人机交互模块用于在所述控制模块的控制下发送报警信号，并将用户的操作指令信息发送至所述控制模块后接收所述控制模块发送的回执信息；所述诱捕模块用于在所述控制模块的控制下诱捕检测区域中的老鼠；所述智能终端模块通过所述数据传输模块与所述控制模块相互通信，所述智能终端模块用于用户远程获取捕鼠信息，并发送远程控制指令至所述控制模块。
43.在本实施例中，所述数据传输模块包括wifi通信单元、4g通信单元和5g通信单元中的一种或多种。
44.在本实施例中，所述智能终端模块包括智能手机、ipad和笔记本电脑等设备中的一个或多个。
45.如图2和图3所示，所述检测模块包括传感器单元，所述传感器单元包括生物感测模块和环境信息采集模块，所述生物感测模块通过多个红外感应接收器获取检测区域的生物信息以及距离信息；所述环境信息采集模块包括空气质量传感器、温湿度传感器和亮度传感器，所述空气质量传感器用于获取检测区域的空气质量信息，所述温湿度传感器用于获取检测区域的环境温度和湿度信息，所述亮度传感器用于获取检测区域的环境亮度信息。
46.如图2和图4所示，所述检测模块还包括饵料检测单元，所述饵料检测单元包括料位检测器、第一重量传感器和微型摄像头，所述料位检测器用于获取饵料盒中饵料的剩余量信息，所述第一重量传感器用于获取饵料盒中饵料的重量信息，所述微型摄像头用于环境获取饵料盒中饵料的图像信息。
47.如图2和图5所示，所述检测模块还包括视频采集单元和老鼠重量检测单元，所述视频采集单元包括可旋转红外摄像头、步进电机和继电器，所述步进电机和所述继电器均与所述可旋转红外摄像头相连接，所述可旋转红外摄像头用于采集检测区域的视频信息，所述步进电机用于驱动所述可旋转红外摄像头进行转动，所述继电器用于控制所述可旋转红外摄像头的开启与关闭，所述老鼠重量检测单元通过设置在饵料盒前方的第二重量传感器获取老鼠的重量信息。
48.如图2和图6所示，所述检测模块还包括语音采集单元，所述语音采集单元用于对老鼠发出的声音进行采集，所述语音采集单元包括音频收集模块和预处理模块，所述音频收集模块通过多个全向麦克风获取检测区域的音频信息，所述预处理模块与所述音频收集模块相连接，所述预处理模块包括音频滤波器和音频信号放大器，所述音频滤波器用于对
所述全向麦克风采集的音频信息进行滤波处理，所述音频信号放大器与所述音频滤波器相连接，所述音频信号放大器用于对经过所述音频滤波器处理后的音频信号进行放大处理。
49.如图7所示，所述控制模块包括缓存单元和分析比较单元，所述缓存单元用于对所述检测模块发送的信息、各参数预设值信息、图像数据库以及音频数据库进行存储，所述分析比较单元与所述缓存单元相连接，所述分析比较单元用于对所述存储单元存储的信息进行分析和比较处理。
50.如图8至图10所示，所述分析比较单元包括视频预处理单元和图像识别单元，所述视频预处理单元包括视频转换模块、去噪模块、颜色识别模块和灰度化模块，所述视频转换模块用于将所述检测模块获取的检测区域的视频信息转换为图像帧，所述去噪模块与所述视频转换模块相连接，所述去噪模块用于通过中值滤波算法抑制经过所述视频转换模块处理后的图像帧的噪声，所述颜色识别模块与所述去噪模块相连接，所述颜色识别模块用于对经过所述去噪模块处理后的图像的颜色进行检测，所述灰度化模块与所述颜色识别模块相连接，所述灰度化模块用于在所述颜色识别模块检测到的图像为rgb模型图像时，对图像进行灰度化处理；所述图像识别单元与所述视频预处理单元相连接，所述图像识别单元包括特征提取模块和特征匹配模块，所述特征提取模块用于通过调用opencv库的特征提取算法来对经过所述视频预处理单元处理后获取的图像进行特征提取，所述特征匹配模块与所述特征提取模块相连接，所述特征匹配模块通过深度学习算法对所述特征提取模块提取的特征信息与所述图像数据库的特征信息进行特征匹配得到匹配率，并根据匹配率获取图像识别结果。
51.如图11和图12所示，所述分析比较单元还音频识别单元和数据比较单元，所述音频识别单元包括音频转换模块、特征提取模块和识别模块，所述音频转换模块包括分帧单元、加窗单元、傅里叶变换单元、声谱图形成单元和声谱图转换单元，所述分帧单元用于对所述缓存单元存储的语音信息进行分帧处理，所述加窗单元与所述分帧单元相连接，所述加窗单元用于对经过所述分帧单元的语音信号进行加窗处理，所述傅里叶变换单元与所述加窗单元相连接，所述傅里叶变换单元用于对经过所述加窗单元的语音信号进行傅里叶变换，所述声谱图形成单元与所述傅里叶变换单元相连接，所述声谱图形成单元用于对经过所述傅里叶变换单元的信号进行取模平方，并得到声谱图，所述声谱图转换单元与所述声谱图形成单元相连接，所述声谱图转换单元用于通过梅尔滤波器将所述声谱图转换成梅尔声谱图，所述特征提取模块与所述音频转换模块相连接，所述特征提取模块用于通过训练好的残差网络模型对所述梅尔声谱图进行特征提取，所述识别模块与所述特征提取模块相连接，所述识别模块用于通过随机森林分类器对所述特征提取模块提取的特征进行分类识别；所述数据比较单元用于对所述缓存单元存储的各参数和与各参数相对应的参数预设值进行比较，并根据比较结果发送控制信号至相应模块。
52.在本实施例中，所述控制模块根据所述图像识别单元和所述音频识别单元的识别结果，根据以下公式：s＝ai bv获取最终识别结果，其中，s为检测老鼠与某一类鼠的最终匹配率，i为图像识别单元获取的匹配率，v为音频识别单元获取的匹配率；当最终匹配率高于预设值时，所述控制模块判定检测的老鼠属于某一种鼠类，从而提高了老鼠的识别准确性。
53.如图13所示，所述人机交互模块包括报警单元、显示单元和指示单元，所述报警单元包括双色led灯和语音播报器，所述双色led灯用于指示饵料盒中的饵料是否充足，所述
语音播报器用于播报饵料不足信息以及老鼠捕杀信息，所述显示单元通过lcd触摸显示屏来显示捕鼠信息以及将用户的触摸操作指令发送至所述控制模块，所述指示单元包括多个单色led指示灯来指示各个模块的工作情况。
54.在本实施例中，所述双色led灯在饵料盒中的饵料充足时，显示为绿色，在饵料盒中的饵料小于预设值时，显示为红色；指示相应模块的单色led指示灯在其指示的模块工作时点亮，在其指示的模块未工作时关闭。
55.在本实施例中，所述控制模块根据环境信息和一段时间内检测到老鼠的个数，分别形成空气质量
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老鼠个数曲线图、温湿度
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老鼠个数曲线图和亮度
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老鼠个数曲线图，并通过显示lcd触摸显示屏或智能终端模块进行显示，用户可根据环境与老鼠的信息为鼠害防治作出准确的预判和准备。
56.如图14所示，所述诱捕模块包括驱动单元和捕杀单元，所述驱动单元与所述捕杀单元相连接，所述驱动单元用于驱动所述捕杀单元对老鼠进行捕杀，所述驱动单元包括门驱动电机和可控硅触发电路，所述捕杀单元包括高压装置。
57.如图15所示，智能捕鼠宝采用易防腐材料，智能捕鼠宝包括感应接收头1、感应发射头2和一次性饵料盒3，所述一次性饵料盒3用于放置鼠类饵料，吸引鼠类，饵料盒后方设置有1个微型摄像头，该摄像头可以拍摄饵料盒中的饲料情况，还设置有4个感应接收头1和4个感应发射头2，其分别设置于鼠盒通道两侧，当通道两侧的红外感应接收器感受到有物体进入鼠盒后，所述控制模块控制可旋转红外摄像头开启拍摄功能，此外，所述控制模块控制两侧的入口关闭，防止鼠盒中的物体逃逸，而若摄像头识别物体为非鼠类后，所述控制模块控制两侧的入口打开，防止误杀其他非鼠类生物，另外4个设置在通道中部，用于统计鼠类数量，一次性饵料盒正前方的通道底部安装有重量传感器，能够准确称取鼠类重量，通过将该重量传送至所述控制模块，所述控制模块通过数据比较单元对老鼠重量与老鼠重量预设值进行比较，能够判断老鼠是否受孕，进一步准确收集鼠类信息，为利用高压灭鼠，通道的底部安装有高压装置，鼠盒中还安装有由可控硅触发电路，能够通过高压装置对老鼠进行电击。
58.以上所述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，本发明实施例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。