CN104504873B - 延绳钓监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延绳钓监测系统。本发明包括安装在每个鱼钩上的监测和数据发送模块，船上数据接收和显示基站，监测和数据发送模块包括鱼钩，MEMS运动传感器，微处理单元，无线发送模块，微型数据存储器，船上数据接收和显示基站包括无线接收模块，中央控制器，数据存储器，显示器，用户接口，监测和数据发送模块和所述船上数据接收和显示基站是两个互相关联的独立模块，分别用于实现从鱼钩运动信息的采集到显示。本发明通过连接在多个鱼钩上的传感器装置来采集运动数据和判断，并实现存储，发送到船上数据接收和显示基站进行数据处理和显示，从而确定收绳时机，该监测系统全面实现自动化检测，具有小巧、灵活、迅速、精确的特点。

Description

延绳钓监测系统

技术领域

本发明属于渔业和海洋捕捞的技术领域，特别涉及一种利于保护海洋生态的高效友好型金枪鱼延绳钓辅助型设备。

背景技术

金枪鱼是一种栖息于大洋上层的大型鱼类，具有高度的洄游特性，属于无国界鱼类。从鱼类利用的角度来讲，金枪鱼一般指经济价值较大的金枪鱼、蓝旗金枪鱼、大眼金枪鱼、黄鳍金枪鱼、长鳍金枪鱼以及鲣鱼这六种，延绳钓捕捞技术成为了我国乃至世界远洋金枪鱼捕捞作业中重要技术之一。

延绳钓是将一根数十米至数千米长的干线在有鱼的水域拉直，有一定数量的支线和浮子以一定的间距系在干线上，末端结有吊钩和饵料，借助浮子的浮力使支线悬浮在一定深度的水中，利用饵料诱使金枪鱼上钩，以达到捕捞的目的。可是，由于延绳钓下钩的范围非常大，鱼钩的收放很不方便，所以每一次延绳钓下钩的周期都很长，并且是固定的，而且并不知道每个鱼钩的上钩情况，无法确定合适的收绳时机，这就降低延绳钓的工作效率。

在延绳钓辅助设备的研究中，美国学者做过对延绳钓动态工作监督设备的研制。他们利用计时器和鱼钩的整合来作为主要的监督设备，正常状态时计时器上的塞子是合上的，当鱼上钩并挣扎时会将装置上的塞子拔出从而激活计时器，这个装置可以有效地提高延绳钓工作率。但是，装置只有记录鱼上钩时间，无无线通信功能，只有在收钩后才能知道有无鱼上钩。而且在水下复杂环境中容易被水草或者垃圾影响造成误检测。而国内对延绳钓的辅助设备的研究非常少，基本上是一个技术空白。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种延绳钓监测系统。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

本发明主要包括安装在每个鱼钩上的监测和数据发送模块，船上数据接收和显示基站，所述监测和数据发送模块包括鱼钩，MEMS运动传感器，微处理单元，无线发送模块，微型数据存储器，所述船上数据接收和显示基站包括无线接收模块，中央控制器，数据存储器，显示器，用户接口，所述监测和数据发送模块和所述船上数据接收和显示基站是两个互相关联的独立模块，分别用于实现从鱼钩运动信息的采集到显示。

进一步说，所述监测和数据发送模块是分别安装在每一根对应的支线上，并有彼此区分的地址或者序号以实现信息和相应支线的正确对应。

进一步说，所述MEMS运动传感器是直接固结在所述鱼钩上的，具体是鱼钩的末端或者其他不容易被损坏的部位。

进一步说，所述MEMS运动传感器采集到的信号进入所述微处理单元进行初步处理，并判断运动数据的可靠性，只保留最有可能是鱼咬钩挣扎时的运动数据和判别结果。

进一步说，所述微型数据存储器保存的数据包含三个坐标轴的运动信息和相对应序列及取样时间。

进一步说，所述无线发送模块受所述微处理单元控制，以一定的时间间隔向对象船发送存储在所述微型数据存储器中的工作状态信号一次，当产生鱼咬钩的信号时，立即触发所述无线发送模块，向对象船发送信息，在发送的信息中包含设定的地址或者编号，以区别不同的支线数据，采用无线通信模块发送水下信息，结构中需要设置天线装置。

进一步说，所述微处理单元，所述无线发送模块，所述微型数据存储器和锂电池封装在密封防水结构中，并保证结构的小巧紧凑。

进一步说，所述无线接收模块具有多路通信功能，分别同时接收来自不同支线的数据。

进一步说，所述中央控制器对接收到的多路信息进行处理分析，根据需求对振动强度、运动特征进行数据划分，和实验采集到的参考数据库进行比对，预估鱼的种类和大小，并根据需要存储在所述数据存储器中。

进一步说，所述显示器对相应信息进行显示，显示包括每个鱼钩的编号，所述监测和数据发送模块的工作信号，振动信息，预计的鱼的种类或者大小以及总体的上钩率。

进一步说，所述用户接口对数据进行传输或者拷贝。

进一步说，所述监测和数据发送模块采用高聚合物锂电池供电，工作时间可以再一个月以上，所述船上数据接收和显示基站采用220V电源供电。

本发明通过连接在多个鱼钩上的传感器装置来采集运动数据和判断，并实现存储，发送到船上数据接收和显示基站进行数据处理和显示，从而确定收绳时机，该监测系统全面实现自动化检测，具有小巧、灵活、迅速、精确的特点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明做进一步说明，附图中：

图1 是根据一个实施例的延绳钓检测系统的系统工作示意图。

图2是根据一个实施例的延绳钓监测系统的系统结构框图。

图中：1监测和数据发送模块、2接收和显示基站、11鱼钩12MEMS运动传感器、13微处理单元、14无线发送模块、15微型数据存储器、21无线接收模块、22中央控制器、23数据存储器、24显示器、25用户接口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

本发明是通过监测鱼钩的振动状态来估计金枪鱼的上钩情况，从而帮助捕鱼者判断收绳时机的延绳钓辅助装置。由于延绳钓装置的特殊性，干线长，支线多，鱼钩都在海面以下，几乎不可能监测到每个鱼钩的上钩情况或者鱼的质量等等，这就为捕鱼者判断收绳时机带来很多不便，同时，延绳钓装置大都比较复杂，收放线麻烦，这就为捕鱼者工作的效率提出了挑战，可是目前市场上还没有相关的辅助监测设备。所以，本发明基于以上问题，提出一种无线监测系统来解决延绳钓的监测问题。

如图1和图2所示，该装置主要包括安装在每个支线上的监测和数据发送模块1，设置在对象船上的接收和显示基站2，用于接收和显示支线上的信息，监测和数据发送模块1包括鱼钩11，MEMS运动传感器12，微处理单元13，无线发送模块14，微型数据存储器15，接收和显示基站2包括无线接收模块21，中央控制器22，数据存储器23，显示器24，用户接口25。

监测和数据发送模块1中的微处理单元13通过数字总线和其他模块连接实现数据传输和控制，该处理单元采用的芯片具有优异的低功耗性能，并且高度集成化，节约了空间和重量。供电部分采用一级稳压芯片，将锂电池组提供的6V电源降低到3.3V供给控制芯片。

监测和数据发送模块1是分别安装在每一根对应的支线上，结构小巧，不影响延绳钓的正常使用效果，同时有彼此区分的地址或者序号以实现信息和相应支线的正确对应，在后处理时方便对数据进行管理。

MEMS运动传感器12采用ADXL345高精度数字式振动传感器，需要直接安装在和鱼钩固结的机构中，该振动传感器可以采集加速度、速度和位移三个振动监测值，并向未处理单元发送信息进行处理。它可以提供振动测量范围为±2g，±4g，±8g，±16g，振动分辨率可高达13位，频率范围0-3.2kHz。工作电压1.8-3.6V，具有低功耗模式，适合电池供电，工作温度范围-40℃-+85℃。

MEMS运动传感器12是直接固结在鱼钩11上的，可以采用焊接或者粘结的方式，具体使鱼钩的末端或者其他不容易被损坏的部位，其有益效果是既可以直接检测到鱼钩的运动信息，又可以最大限度的保护传感器。

MEMS运动传感器12采集到的信号进入微处理单元13进行初步处理，并判断运动数据的可靠性，只保留最有可能是鱼咬钩挣扎时的运动数据，同时触发无线发射模块，其有益效果是只保存和发送有效数据，节约微型存储器空间和发送的数据量，这样还可以起到一定的节能作用。

在实际运用中，监测和数据发送模块1中的各项元器件包括锂电池在内需要封装在密封结构中，封装模块内部还应包含焊接的导线和密封胶等等，这些是属于工艺方面的设计，保证模块良好的密封性，满足长时间水下工作需要。

无线发送模块14应具有低功耗的特点，除了定时发送系统工作状态信号外，长时间处于休眠状态，只有当采集到鱼上钩后挣扎时的振动信号时，微处理单元13才会再次激活该模块，向接收模块发送信息，之后继续处于休眠状态，保持定时发送状态信号的低功耗状态，直到下次被人工激活。如果由于干扰等原因造成接收和显示基站2未能收到正确的数据，就需要触发相应模块的重发机制，续传后续数据。

无线发送模块14受微处理单元13控制，每过一定的时间间隔向外发送整个模块的工作信号一次，向对象船报告每个模块的工作状态，特别的当收到鱼咬钩的信号时，立即触发无线发送模块，发送存储在所述微型数据存储器15中的信息一次，在发送的信息中包含特定的地址或者编号，以区别不同的支线数据，无线通信模块，其有益效果是既可以保证工作状态的实时监测反馈，可以及时提示鱼的咬钩信息，又可以降低系统工作能耗。

微型数据存储器15保存的数据包含三个坐标轴的运动信息和相对应序列及取样时间，其有益效果是便于后期数据处理，提高系统判断结果的可靠性

微处理单元13，无线发送模块14，微型数据存储器15和锂电池封装在密封防水结构中，并保证结构的小巧，其有益效果是在保证功能实现的基础上最大限度的降低对一般延绳钓作业的影响。监测和数据发送模块1必须通过一定标准的电磁干扰测试和防水耐压抗振测试，能够保证在复杂环境下的正常工作。

该系统软件采用层次化的设计思路，可以有效降低功耗。内部需嵌入看门狗程序，防止软件在意外的情况下出现死机等现象，进一步提高了系统的鲁棒性。

设置在对象船上的接收和显示基站2是主要的控制和显示端，用于实时显示每个鱼钩的数据信息和工作状态。同时设置有数据库，实施存储接收到的数据信息。

无线接收模块21具有多路通信功能，分别同时接收来自不同支线的数据，可采无线通信模块，这是一些非常成熟的应用，方便可靠，其有益效果是实现了低功耗高效通信。

中央控制器22对接收到的多路信息进行处理和分析，根据需求对振动强度进行数据划分，预估鱼的种类和大小，并根据需要存储在数据存储器23中，建立数据库，方便之后调用分析。

显示器24可以对相应信息进行显示，显示包括每个鱼钩的编号，模块的工作状态信息，振动信息，预计的鱼的种类或者大小以及总体的上钩率，一目了然，帮助使用者判断收绳时机。

用户接口25可以对数据进行传输或者拷贝，满足离线分析的需求，帮助对仪器或者算法的改进，用户接口25可以采用usb2.0或者串口。

上述参照实例对该延绳钓监测系统进行了详细的描述，是具有补充性和说明性的作用而不具有限定性，因此，在不脱离本发明总体构思的变化和修改，应属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.延绳钓监测系统，主要包括安装在每个鱼钩上的监测和数据发送模块（1），船上数据接收和显示基站（2），所述监测和数据发送模块（1）包括鱼钩（11），MEMS运动传感器（12），微处理单元（13），无线发送模块（14），微型数据存储器（15），所述船上数据接收和显示基站（2）包括无线接收模块（21），中央控制器（22），数据存储器（23），显示器（24），用户接口（25），其特征在于，所述监测和数据发送模块（1）和所述船上数据接收和显示基站（2）是两个互相关联的独立模块，分别用于实现从鱼钩运动信息的采集到显示；

所述监测和数据发送模块（1）是分别安装在每一根对应的支线上，并有彼此区分的地址或者序号以实现信息和相应支线的正确对应；

所述MEMS运动传感器（12）是直接固结在所述鱼钩（11）上的，具体是鱼钩的末端或者其他不容易被损坏的部位；所述MEMS运动传感器（12）采集到的信号进入所述微处理单元（13）进行初步处理，并判断运动数据的可靠性，只保留最有可能是鱼咬钩挣扎时的运动数据和判别结果；

所述中央控制器（22）对接收到的多路信息进行处理分析，根据需求对振动强度、运动特征进行数据划分，和实验采集到的参考数据库进行比对，预估鱼的种类和大小，并根据需要存储在所述数据存储器（23）中。

2.根据权利要求1所述的延绳钓监测系统，其特征在于，所述微型数据存储器（15）保存的数据包含三个坐标轴的运动信息和相对应序列及取样时间。

3.根据权利要求1所述的延绳钓监测系统，其特征在于，所述无线发送模块（14）受所述微处理单元（13）控制，以一定的时间间隔向对象船发送存储在所述微型数据存储器（15）中的工作状态信号一次，当产生鱼咬钩的信号时，立即触发所述无线发送模块（14），向对象船发送信息，在发送的信息中包含设定的地址或者编号，以区别不同的支线数据，采用无线通信模块发送水下信息，结构中设置天线装置。

4.根据权利要求1所述的延绳钓监测系统，其特征在于，所述无线接收模块（21）具有多路通信功能，分别同时接收来自不同支线的数据。

5.根据权利要求1所述的延绳钓监测系统，其特征在于，所述显示器（24）对相应信息进行显示，显示包括每个鱼钩的编号，所述监测和数据发送模块（1）的工作信号，振动信息，预计的鱼的种类或者大小以及总体的上钩率。

6.根据权利要求1所述的延绳钓监测系统，其特征在于，所述用户接口（25）对数据进行传输。