CN105738906A - 一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，包括网纲传感器、网板传感器以及控制端；控制端布设于拖网渔船的驾驶舱内，控制端包括通信组件和处理设备，处理设备通过通信组件与网纲传感器进行通信，接收网纲传感器发来的数据并进行处理；网板传感器布设于拖网渔船的拖网网板处，用于采集网板状态数据并将其通过水声通信的方式发送到网纲传感器；网纲传感器布设于拖网渔船的拖网网纲处，用于采集网纲状态数据，并获取网板传感器的网板状态数据；网纲状态数据和网板状态数据由网纲传感器一并传输至控制端。该无缆网位仪用于进行网板和网纲的工作状态测量，及拖网的工作状态测量。

Description

一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪
技术领域
本发明属于船用电子装备技术领域，具体涉及一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪。
背景技术
中国近海渔民拖网捕捞渔船大多不超过500吨，属于小型拖网渔船，目前还是采用底拖方式，随着近海渔业资源的枯竭、环境保护的日益重视，变水层拖作业方式将逐步取代底拖作业方式，以前不受重视的网位仪将对提高捕捞效率变得尤为重要。目前，国外已有的有缆网位仪以多波束声纳为基本工作原理，对网口四周、前方、下方鱼群和网口状态进行监控。这种网位仪一般适用于大型远洋渔船，由于成本高、电缆收放不方便等原因并不适用于小型拖网渔船的捕捞作业。对于变水层小型拖网渔船来说，最主要的监控参数是网口的深度和温度，此外，为了达到变水层拖的目的，网板的工作状态也需要监控。
据国内公开的文献及专利，目前未见近海拖网渔船捕捞用的网位仪相关资料文献。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，用于进行网板和网纲的工作状态测量，及拖网的工作状态测量。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，包括网纲传感器、网板传感器以及控制端。
控制端布设于拖网渔船的驾驶舱内，控制端包括通信组件和处理设备，处理设备通过通信组件与网纲传感器进行通信，接收网纲传感器发来的数据并进行处理。
网板传感器布设于拖网渔船的拖网网板处，用于采集网板状态数据并将其通过水声通信的方式发送到网纲传感器。
网纲传感器布设于拖网渔船的拖网网纲处，用于采集网纲状态数据，并获取网板传感器的网板状态数据；网纲状态数据和网板状态数据由网纲传感器一并传输至控制端。
进一步地，拖网渔船的拖网具有左、右两个网板。
则在左、右两个网板处分别布设左网板传感器和右网板传感器。
无缆网位仪工作时，左、右网板传感器配合工作如下：由左网板传感器发射水声询问信号A至右网板传感器，右网板传感器收到水声询问信号A后立刻将自身测量数据传输至左网板传感器；左网板传感器收到右网板传感器的测量数据后，根据声应答测距原理计算左、右网板间距离信息，然后融合左、右网板传感器的测量数据和距离信息，通过水声信号传输至网纲传感器。
进一步地，左网板传感器由第一测距换能器、第一收发转换电路、第一预处理电路、信号处理电路、第一发射控制电路、第二发射控制电路、发射机电路、发射换能器及第一综合控制电路、第一采集端组成。
第一测距换能器、第一收发转换电路、第一预处理电路和信号处理电路顺次连接形成第一接收电路。
第一发射控制电路、第一收发转换电路以及第一测距换能器顺次连接形成第一发射电路。
第二发射控制电路、发射机电路以及发射换能器顺次连接形成第二发射电路。
右网板传感器由第二采集端、综合控制电路、第二预处理电路、第三发射控制电路、第二收发转换电路和第二测距换能器组成。
其中第二测距换能器、第二收发转换电路和第二预处理电路顺次连接组成第二接收电路。
第三发射控制电路、第二收发转换电路和第二测距换能器顺次连接组成第三发射电路。
第一测距换能器和第二测距换能器之间通信。
左、右网板传感器配合工作如下：第一综合控制电路中形成并发出水声询问信号A，信号A经由第一发射电路、第二接收电路传输至第二综合控制电路；第二综合控制电路收到信号A之后，将由第二采集端处获得的测量数据M经由第三发射电路、第一接收电路传输至第一综合控制电路，第一综合控制电路收到测量数据M后，根据声应答测距原理计算左、右网板间距离信息，然后融合从第一采集端获得的测量数据N、测量数据M以及距离信息，通过第二发射电路发射出去。
进一步地，第一采集端包括姿态传感器、深度传感器、温度传感器以及渔获传感器；第二采集端包括姿态传感器、深度传感器以及温度传感器。
进一步地，网板传感器每间隔6s中向网纲传感器发送一次网板状态数据，网纲传感器每隔6s向控制端发送一次数据。
有益效果：
1、本发明能够同时兼顾网板和网纲的状态测量，通过一定的通信顺序，实现了针对小型(不超过500吨)拖网渔船的状态采集，同时兼顾了通信效率，采用网板传感器至网纲传感器至控制端的形式，能够保证通信效率。
2、本发明针对左右网板进行了不同的电路处理，实现了左右网板的配合工作，兼顾了通信的高效性和采集数据的全面性。
附图说明
图1为本发明中网位仪组成框图；
图2为左右网板传感器配合工作流程示意图；
图3为左网板传感器组成框图；
图4为右网板传感器组成框图；
图5为第一、第二综合控制电路实例；
图6为预处理电路实例；
图7为信号处理电路实例。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1、
一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，包括网纲传感器、网板传感器、控制端。具体组成框图如图1所示。
控制端布设于拖网渔船的驾驶舱内，控制端包括通信组件和处理设备，处理设备通过通信组件与网纲传感器进行通信，接收网纲传感器发来的数据并进行处理。
本实施例中，控制端由通信组件和计算机组成，计算机通过通信组件与网纲传感器进行通信，接收网纲传感器发来的数据并进行处理；计算机的显示屏显示计算机处理后的数据。
网板传感器布设于拖网渔船的拖网网板处，用于采集网板状态数据并将其通过水声通信的方式发送到网纲传感器；本实施例中网板状态数据包括水中姿态、间距与深度。
网纲传感器布设于拖网渔船的拖网网纲处，用于采集网纲状态数据，并获取网板传感器的网板状态数据；网纲状态数据和网板状态数据由网纲传感器一并传输至控制端中。本实施例中，网纲状态数据包括温度、姿态、对底深度和网口张度，并获取拖网上纲处的渔获传感器的测量数据。
本实施例中，网板传感器每间隔6s中向网纲传感器发送一次数据，同样网纲传感器每隔6s向干端发送一次数据。
实施例2、
本实施例是在实施例1的基础上，针对拖网渔船的拖网具有左、右两个网板的情况，进行如下处理：
则在左、右两个网板处分别布设左网板传感器和右网板传感器；
无缆网位仪工作时，左、右网板传感器配合工作如图2所示：由左网板传感器发射水声询问信号A至右网板传感器，图2中①所示；右网板传感器收到水声询问信号A后立刻将自身测量数据传输至左网板传感器，图2中②所示；左网板传感器收到右网板传感器的测量数据后，根据声应答测距原理计算左、右网板间距离信息，然后融合左、右网板传感器的测量数据和距离信息，通过水声信号传输至网纲传感器，图2中③所示。
网纲传感器收到信息后融合自身采集的温深信息和姿态信息一并传输，图2中④所示。为了防止各换能器之间的干扰，换能器的工作频段各不相同，且工作时段也不相同。
左网板传感器如图3所示，第一测距换能器、第一收发转换电路、第一预处理电路、信号处理电路、第一发射控制电路、第二发射控制电路、发射机电路、发射换能器及第一综合控制电路、第一采集端组成。
第一测距换能器、第一收发转换电路、第一预处理电路和信号处理电路顺次连接形成第一接收电路；第一发射控制电路、第一收发转换电路以及第一测距换能器顺次连接形成第一发射电路；第二发射控制电路、发射机以及发射换能器顺次连接形成第二发射电路。
本实施例中所采用的以上各电路均可采用现有技术中已有的成熟技术完成，例如：第一综合控制电路和第二综合控制电路可能采用如图5所示的形式，即以FPGA为控制核心的嵌入式处理系统，主要具备串口通信功能、发射控制功能，串口通信主要用于接收第一采集端采集到的数据和信息处理电路解析的右网板传感器的姿态数据，发射控制功能主要通过IO引脚或串口控制DDS以形成声纳信号发射波形。
第一预处理电路可以采用如图6所示的形式，预处理的主要作用是对接收到的微弱声纳信号进行放大滤波，将生成好的信号传送给A/D进行采样。该部分主要由前置放大器、带通滤波器、AGC自动增益控制、后放电路、电压比较电路组成。
信号处理电路可以采用如图7所示的形式，信号处理电路
信号处理电路为以FPGA为处理核心。其外部电路除电源部分外，还包含AD采集电路和串口通信电路，其中AD采集电路用于采集水声信号，串口通信电路用于向综合控制电路发送解析的声呐信息。
右网板传感器如图4所示，由第二采集端、综合控制电路、第二预处理电路、第三发射控制电路、第二收发转换电路和第二测距换能器组成；
其中第二测距换能器、第二收发转换电路和第二预处理电路顺次连接组成第二接收电路；
第三发射控制电路、第二收发转换电路和第二测距换能器顺次连接组成第三发射电路；
第一测距换能器和第二测距换能器之间通信；
左、右网板传感器配合工作如下：第一综合控制电路中形成并发出水声询问信号A，信号A经由第一发射电路、第二接收电路传输至第二综合控制电路；第二综合控制电路收到信号A之后，将由第二采集端处获得的测量数据M经由第三发射电路、第一接收电路传输至第一综合控制电路，第一综合控制电路收到测量数据M后，根据声应答测距原理计算左、右网板间距离信息，然后融合从第一采集端获得的测量数据N、测量数据M以及距离信息形，通过第二发射电路发射出去。
本实施例中：第一采集端包括姿态传感器、深度传感器、温度传感器以及渔获传感器；第二采集端包括姿态传感器、深度传感器以及温度传感器。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，其特征在于，包括网纲传感器、网板传感器以及控制端；
所述控制端布设于所述拖网渔船的驾驶舱内，所述控制端包括通信组件和处理设备，处理设备通过通信组件与网纲传感器进行通信，接收网纲传感器发来的数据并进行处理；
所述网板传感器布设于所述拖网渔船的拖网网板处，用于采集网板状态数据并将其通过水声通信的方式发送到所述网纲传感器；
所述网纲传感器布设于所述拖网渔船的拖网网纲处，用于采集网纲状态数据，并获取网板传感器的网板状态数据；网纲状态数据和网板状态数据由网纲传感器一并传输至所述控制端。
2.如权利要求1所述的一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，其特征在于，所述拖网渔船的拖网具有左、右两个网板；
则在左、右两个网板处分别布设左网板传感器和右网板传感器；
所述无缆网位仪工作时，左、右网板传感器配合工作如下：由左网板传感器发射水声询问信号A至右网板传感器，右网板传感器收到水声询问信号A后立刻将自身测量数据传输至左网板传感器；左网板传感器收到右网板传感器的测量数据后，根据声应答测距原理计算左、右网板间距离信息，然后融合左、右网板传感器的测量数据和距离信息，通过水声信号传输至所述网纲传感器。
3.如权利要求2所述的一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，其特征在于，所述左网板传感器由第一测距换能器、第一收发转换电路、第一预处理电路、信号处理电路、第一发射控制电路、第二发射控制电路、发射机电路、发射换能器及第一综合控制电路、第一采集端组成；
第一测距换能器、第一收发转换电路、第一预处理电路和信号处理电路顺次连接形成第一接收电路；
第一发射控制电路、第一收发转换电路以及第一测距换能器顺次连接形成第一发射电路；
第二发射控制电路、发射机电路以及发射换能器顺次连接形成第二发射电路；
所述右网板传感器由第二采集端、综合控制电路、第二预处理电路、第三发射控制电路、第二收发转换电路和第二测距换能器组成；
其中第二测距换能器、第二收发转换电路和第二预处理电路顺次连接组成第二接收电路；
第三发射控制电路、第二收发转换电路和第二测距换能器顺次连接组成第三发射电路；
第一测距换能器和第二测距换能器之间通信；
左、右网板传感器配合工作如下：第一综合控制电路中形成并发出水声询问信号A，信号A经由第一发射电路、第二接收电路传输至第二综合控制电路；第二综合控制电路收到信号A之后，将由所述第二采集端处获得的测量数据M经由第三发射电路、第一接收电路传输至第一综合控制电路，第一综合控制电路收到测量数据M后，根据声应答测距原理计算左、右网板间距离信息，然后融合从所述第一采集端获得的测量数据N、测量数据M以及距离信息，通过第二发射电路发射出去。
4.如权利要求3所述的一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，其特征在于，
所述第一采集端包括姿态传感器、深度传感器、温度传感器以及渔获传感器；
所述第二采集端包括姿态传感器、深度传感器以及温度传感器。
5.如权利要求1所述的一种小型拖网渔船捕捞用无缆网位仪，其特征在于，
所述网板传感器每间隔6s中向网纲传感器发送一次网板状态数据，网纲传感器每隔6s向所述控制端发送一次数据。
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