基于超声波驱蚊的便携手环

罗伟树 陈滢滢 李明森 梁卓璐 李敏

摘要：本项目研究的是一款便携式驱蚊手环，是利用超声波对蚊子驱赶的设備。产品采用变频超声波的模式进行驱蚊。本新型驱蚊手环具有结构简单，体积小，重量轻，耗电少，使用方便的优点。超声波驱蚊相比于蚊香驱蚊，优势在于有着安全无毒、无化学残留物、对人体无害、驱蚊率高。该项的创新点在于物理驱蚊，产品环保，小巧便携，响应速度快，续航时间长，革新降噪，驱蚊器设计成可拆卸式表带，使用者可根据喜好选择，防蚊更时尚。还具有防尘防水的功能，适用于多种复杂环境，很好的解决了环境对其他驱蚊方式的限制。

关键词：超声波;驱蚊;便携手环

1 研究目的

提供一种声波驱蚊便携式装置，能够很好地解决环境对驱蚊的限制，让蚊子对人体保持一定的距离，从而达到驱蚊的效果。基于实现上述目的，确定了该产品的三个研究目标：便携轻便性、声波驱蚊、绿色环保。

便携轻便性：该声波驱蚊装置将外形设计为手环或项链或挂饰等形状，小巧轻便，可佩带在手腕上或夹于衣物上，满足便携要求。

声波驱蚊：原理为怀孕的母蚊讨厌公蚊的骚扰，所以回避，利用典型的公蚊声波频率，来达到驱蚊的效果，声波频率为5KHz-10KHz，采用声波共振技术，高频扬声器，产生高频声波。

绿色环保：不采用传统化学药剂利用挥发气味驱蚊，超声波的频率在人体可接受的范围之内，对人体无害，安全无毒，无化学残留物。

2 研究内容

防蚊超声波类型的确定：昆虫生态学研究表面，雌蚊在繁殖期间会咬人或其他动物获得能量供给，由于自然性雌蚊在会在其繁殖期间避开雄蚊的骚扰，驱蚊手环利用这个自然性，原理为模仿雄蚊飞行产生的声音将雌蚊驱走，声波频率为5kHz-10kHz，属超声波频率范围，且该频率超声波对人体没有任何影响，无害、无辐射。

电路理论：采用产生驱蚊频率的振荡电路，通过震荡电路产生振荡电流（大小和方向都周期性发生变化），振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法由线圈在磁场中转动产生，只能由振荡电路产生，由震荡电路对输入量信号进行“调制”变换，输出声波频率为5KHz—10KHz的超声波信号。

实物制造：续航问题的解决：续航问题主要从电池技术方面采取措施。为了兼顾小巧便携的手环外形，拟使用电力强劲的锂聚合电池，其体积小，电容量足，电压稳定

样品各功能检测与优化：优化电路设计，保证震荡电路的基本调制功能稳定。

3国内外研究现状和发展动态

对于超声波驱蚊手环国内外现状资源是短缺，而且也是不普遍的，因为消费者在挑选驱蚊产品的时候，往往眼花缭乱，大多数品牌都是只在网.上销售，导致消费者看不到真实的产品，所以很难判断产品质量的好坏，而且国内，国外的各大知名品牌的驱蚊手环，它们之间看似并没有本质的区别，但是想选择一个效果明显和安全度高的驱蚊手环是比较难寻找的。经查结果发现，国外和国内超声波驱蚊手环的市场鱼龙混杂不是每个品牌的产品都非常的有效果，原材料和产品质量参差不齐，而且市而上的产品，有些商家为了降低成本采用劣质材料，采用化学驱蚊剂，虽有效果，但是也有相当的毒性;还有一些其实是化学香精。“国内有很多仿冒产品，其质量得不到保证，特别是号称韩国进口或者是日本进口的产品，而效果往往是不起作用的。法国也有类似的防蚊手环，手环内置两片防蚊纸片，不防水，且需要经常更换内置的防蚊纸片，气味很冲对孕妇和老人小孩不友好，十分不便。所以，无论国外或者国内的超声波驱蚊手环，都是存在发展不普遍，发展不成熟的现象，更多的用户都会选择传统的驱蚊方法：蚊香丶药片等之类的方法，而不会选择超声波驱蚊手环这一产品。

4创新点与项目特色

4.1. 项目创新点

（1）声波：原理为利用蚊子的习性，来制造5KHz—10KHz频率的声波，以模仿公蚊之声，消除产卵的母蚊，高频扬声器，产生高频声波。利用有效的声波频率5KHz—10KHz写入芯片中驱蚊效果更显著.由按键开关开启震动频率和定时自动关机组合，比目前市场上销售的驱蚊产品，增加了智能开启频率驱蚊，更好地驱赶各类蚊虫。普通的驱蚊都是需要携带蚊香之类的使用完了就没了是消耗品，一次充电可以使用长达约30小时，免除更换电池的麻烦，使用方便、快捷对于外出、徒步、野营、度假都不需要担心蚊子的叮咬。

（2）便携：设计外形为手环或项链或挂饰等形状，小巧轻便，可佩戴于手腕上或夹于衣物上，满足便携要求。

（3）绿色环保：不采用传统化学药剂利用挥发气味驱蚊，超声波对人体无害，安全无毒，因为蚊香里都含有对人体有害的有机化合物，属于低毒农药制剂，若长时间在封闭的室内使用，对于敏感的人群极易引起呼吸道疾病，严重者可发生中毒。而本产品恰好完全避开这个。

（4）续航：本产品采用高容量、耐快充、循环寿命的锂聚合电池，拟使用电力强劲的锂聚合电池，其体积小，电容量足，电压稳定，电池耐快充性能越好，越能承受较大充电电流。

5技术路线、拟解决的问题及预期成果

（1）查阅相关文献，根据相关知识解决声波的频率问题，达到利用声波频率来达到目标。

（2）参考相关产品设计，优化完善便携驱蚊手环的功能;

（3）关于体积小、续航时间长的优质电宝选择，查阅资料电动牙刷续航能力高和减震能力强的功能问题。

上图是一个以产生5KHz--10KHz的超声波驱蚊电路图，当电路接通并开始工作，发光二极管VD指示工作信号。电阻、电位器、电容、多谐振荡器、超声波发出器组成超声波发出电路。电源经电阻、向电容充电，当充电达到峰点电压时，多谐振荡器开始输出方波，经其它电阻放电后，电容电压降低到峰点以下，多谐振荡器改变输出方波，如此反复对电容充电放电，多谐振荡器产生不同的方波输送给超声波发生器，使之频率维持在5KHz--10KHz的范围内。

6已有基础

（一）与本项目有关的研究积累和已取得的成绩

本项目取得发现和了解到：2002 年就发表在权威医学杂志《新英格兰医学期刊》上的一篇论文说的，原文表达了两个意思：

他们发现，香茅、天竺葵这类「植物驱蚊成分」的有效时间不会超过 20 分钟，无法在户外长时间驱蚊;驱蚊片的手环能提供的有效成分浓度堪忧，别说全身，就连手腕都没法有效保护。

杭州拓大飞秒检测中心研发团队研发的驱蚊喷雾驱蚊手环有众多添加剂、涂料、油墨、清洗剂、水处理助剂、表面处理剂，金属加工液、建筑类添加剂等多种添加剂材料，对人体有一定的危害。