[发明专利]一种基于活体昆虫的无线视音频传输及飞行行为控制装置

说明书

本发明公开了一种基于活体昆虫的无线视音频传输及飞行行为控制装置，该装置由蓝牙从机电子背包、蓝牙主机端及PC上位机三部分组成。从机电子背包中传感器数据的读取、组合、无线发送以及上位机控制指令的接收、拆分以及昆虫行为控制刺激信号的产生都是在单块蓝牙芯片上实现的；图像传感器参数的配置是通过I2C接口实现的；图像传感器数据采集是通过SPI接口实现的；模拟音频数据采集是通过ADC接口实现的；数字音频数据采集是通过I2S接口实现的；刺激脉冲的产生是通过PWM接口实现的；数据的无线发送与指令接收是通过蓝牙芯片上的射频接口实现的。本发明整个电子背包体积小、质量轻，可安装在甲虫身上，是昆虫行为控制及视音频采集系统的执行装置。

技术领域

本发明涉及微机电系统(MEMS)、无线通信技术和生物学等相关领域，具体涉及到一种基于活体昆虫的无线视音频传输及飞行行为控制装置。

背景技术

昆虫经过亿万年的进化从而具有飞行、行走、游泳、跳跃等多种运动能力。但由于昆虫生理学及昆虫运动学的发展不足以及控制技术的局限性，现阶段的昆虫仿生机器人在各方面运动性能上均远远落后于自然的昆虫。昆虫-电子混合机器人，是一个将昆虫平台与微型电子装置的融合。工程师可以通过嵌入在昆虫身体上的微型设备来刺激其神经肌肉部位，从而触发昆虫产生所需的运动动作和行为。运动是昆虫本体而不是由人工驱动器产生的，因此相较于传统机械机器人，具有能耗低，运动稳定和满足恶劣环境应用等优良特点。

视觉是昆虫必不可少的感觉输入，可为提供了一种可以远距离感知世界的方法。通过携带图像传感载荷，昆虫-计算机混合机器人借此可以获取昆虫第一人称视角的图像信息，同时搭配声音传感载荷，可以感知周围环境载体。以上两种环境信息的收集，有着重要的军事价值和广泛的生物学用途。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了针对现有技术不足，本发明提出了一种基于活体昆虫的无线视音频传输及飞行行为控制装置，其由蓝牙从机电子背包、蓝牙主机端及PC上位机三部分组成。从机电子背包通过蓝牙5.0协议与蓝牙主机端无线连接，蓝牙主机端通过USB 2.0协议与PC上位机有线连接。

(1)从机背包中传感器数据的读取、组合、无线发送以及上位机控制指令的接收、拆分以及昆虫行为控制刺激信号的产生都是在单块蓝牙芯片上实现的；图像传感器参数的配置是通过I2C接口实现的；图像传感器数据采集是通过SPI接口实现的；模拟音频数据采集是通过ADC接口实现的；数字音频数据采集是通过I2S接口实现的；电刺激器脉冲的产生是通过PWM接口实现的；数据的无线发送与指令接收是通过蓝牙芯片上的射频接口实现的。(2)数据采集、组合、传输的时序逻辑是通过蓝牙内部定时器实现的。(3)传感器数据采集间隙，蓝牙芯片处于低功耗状态。