[实用新型]一种萤火虫闪光信号采集复现系统

说明书

本实用新型适用于萤火虫闪光信号研究技术领域，提供一种萤火虫闪光信号采集复现系统，包括顺次连接的光敏元件阵列、多路信号并行采集电路、微控制器、PWM驱动电路和LED发光板，所述光敏元件阵列前方还放置有聚焦透镜。本实用新型用极低成本实现超高速闪光信号采集，采集频率不低于10KHz；另外，可以直接使用所采集到的萤火虫闪光信号样本进行发光复现，不再必须通过USB数据线从上位机获取；同时本系统具备自动回应功能，在萤火虫发出某种闪光回应信号的同时，采集目标活体萤火虫的闪光情况并适时做出尝试和调整，从而能够像活体萤火虫一样，通过闪光信号与对象互动回应；在优选方案中，增设微量喷雾泵，可以根据需要散发微量信息素气雾。

技术领域

本实用新型属于萤火虫闪光信号研究技术领域，尤其涉及一种萤火虫闪光信号采集复现系统。

背景技术

体萤火虫之间的交流(交互行为)是依靠其发光器产生的“闪光信号”完成。不同异性虫体之间、不同行为阶段、不同行为模式所对应的“闪光信号”均不相同，这种“闪光信号”成为萤火虫的交流语言。此外，某些品种萤火虫的交流需要“闪光信号”和“信息素”共同作用。

目前已有的萤火虫发光模拟方案，是通过USB接口从计算机获取发光波形数据，然后驱动LED发光二极管产生相应的闪光信号。此种方案的缺点是：

①只能被动接受来自上位机的波形数据，简单的复现出闪光信号，自身不具备观察功能，即无法根据当前活体萤火虫的闪光信号自动做出与之对应的回应；使用前，上位机必须编辑好发光波形数据，否则无法使用；使用时需要通过USB接口连接上位机，自身不具备存储功能，携带使用不便。

②不具备活体萤火虫闪光信号记录和采集能力，不具备萤火虫信息素散发功能，不具备发光强度拟合功能，存在实际发光强度变化与活体萤火虫光强变化差异问题，导致复现失真。

目前已有的萤火虫闪光信号采集方案，依赖于高速红外摄影机录制萤火虫活动视频，再通过人工观看视频并选取特征片段后，交由图形识别软件将该片段中每一帧图像内萤火虫发光强度转换为数据，从而得到连续的发光数据。此种方案的缺点是：

①成本高。高速红外摄像机价格昂贵，视频存储设备，图像识别处理软件价格昂贵。

②丢失细节造成失真。由于摄像机拍摄的视频存在图像帧之间的时隙(时隙较大，约几十毫秒)，即在视频连续两个图像帧之间存在时间间隔。此间隔内的萤火虫闪光信号变化是录制不到的，因而丢失了细节，产生数据失真。为解决这一问题，只能采用更高速的摄像机，达到缩小图像帧间时隙的目的。但这样做会导致成本大幅度提高

③需要人工干预，自动化程度低。

④只能被动录制萤火虫闪光信号，无法与之互动。即无法实现用人工指定的闪光信号刺激萤火虫从而录制到它对该信号的反应视频。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种萤火虫闪光信号采集复现系统，旨在解决现有萤火虫闪光信号采集和发光模拟成本高、使用效果不佳的技术问题。

所述萤火虫闪光信号采集复现系统包括顺次连接的光敏元件阵列、多路信号并行采集电路、微控制器、PWM驱动电路和LED发光板，所述光敏元件阵列前方还放置有聚焦透镜。

进一步的，所述聚焦透镜为凸透镜或菲涅尔透镜。

进一步的，所述光敏元件阵列为阵列排布的光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管或微型硅光电池片，在电路板上构成m行×n列矩阵，构成昆虫复眼状结构。

进一步的，所述多路信号并行采集电路总共有m×n路信号滤波放大器，每一个光敏元件连接到一路信号滤波放大器，然后连接至微控制器。