鸽子迷宫训练系统的设计与实现

摘要

自20世纪初，迷宫被心理学家用来测试动物能力以来，因其对于动物行为研究和动物认知过程的重要意义，以及迷宫变式的多样性与其对不同研究课题与动物的适应性，迷宫方法已被广泛用于学习记忆、觅食策略和空间认知等方面的研究。但是目前，用以研究大鼠、蚯蚓等小型动物的迷宫变式较多，而用以研究鸟类和其它哺乳类动物的变式较少，且在现阶段的迷宫实验过程中，自动化程度有待改进，其在食物激励、实验参数设置、实验记录等环节，多需人为参与，而一些实验环节中的人为参与，会带给被试很大干扰，造成实验效率低下，试验周期变长等不良影响。
　　针对这种情况，结合课题需要，本文设计了一种用于鸽子转向行为训练的迷宫训练系统，其由上位机控制单元和下位机执行单元两部分构成。上位机主要实现功能包括实验模式选择、实验参数设置以及实验数据处理等。下位机执行单元主要包括食物投放装置、位置检测电路、信号传输单元、声光指示电路等模块。在完成系统的构建调试后，进行了大量的鸽子转向行为训练实验，在对训练数据进行分析整理后得出：该系统能够可靠运行，应用鸽子迷宫训练系统能够有效提高训练效率，提高鸽子转向行为训练正确率，完全满足设计要求。
　　论文主要从以下方面研究设计了鸽子迷宫训练系统：
　　（1）根据需求提出设计目标，设计一种用于鸽子转向行为训练的迷宫训练系统，使得鸽子通过声光信息提示，完成相应转向行为。
　　（2）针对设计目标，对训练系统设计需求从软、硬件两方面进行了分析，并给出设计思路，最终完成了对训练系统的总体方案设计。
　　（3）设计训练系统的硬件系统，主要包括训练平台的设计，以及食物投放装置、位置检测电路、信号传输单元、声光诱导电路等单元的设计与集成。
　　（4）设计训练系统的软件系统，主要包括上位机软件的编程实现以及下位机控制程序编程设计。
　　（5）完成训练系统的总体搭建，并在对训练系统进行调试优化之后，展开大量训练实验，根据训练数据对训练系统性能进行分析验证。

目录

声明

1 绪论

1.1 选题目的和意义

1.2 国内外发展现状

1.3 本文的研究内容

2 迷宫训练系统总体方案设计

2.1 训练系统设计要求

2.2 训练系统总体设计方案

2.3 本章小结

3 迷宫训练系统的硬件设计

3.1 微控制器电路设计

3.2 声光指示电路设计

3.3 食物投放装置

3.4 位置检测单元设计

3.5 数据传输电路设计

3.6 通信电路设计

3.7 在线调试电路

3.8 下位机PCB绘制

3.9 本章小结

4 迷宫训练系统的软件设计

4.1 上位机软件设计

4.2 下位机软件设计

4.3 本章小结

5 迷宫训练系统运行调试与训练数据分析

5.1 迷宫训练系统搭建

5.2 训练数据分析

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果