CN107831507B - 一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置，包括浮标、数字信号处理单元、数据库存储器、海洋水文数据库和模式修正数据库；所述浮标包括外壳、电源模块、全球卫星定位接收器、卫星通讯收发器、晶振；所述数据库存储器存储海洋水文数据库和模式修正数据库信息；所述全球卫星定位接收器传送浮标经纬度信息到数字信号处理单元，所述数字信号处理单元采集经纬度、UTC(世界标准时间或协调世界时)数据，结合所述海洋水文数据库、模式修正数据库中数据处理运算，判断渔情跟踪浮标位置是否正常，判断异常时，通过卫星通讯收发器向作业船或捕捞控制中心发送报警信号，防止浮标被盗与流失，确保浮标正常工作，保障并提高渔业捕捞效率。

Description

一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置
技术领域
本发明属于海洋渔业技术领域，具体涉及一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置。
背景技术
渔情跟踪浮标是金枪鱼围网捕捞作业的关键设备之一，通过卫星定时向作业船或控制中心发送渔情跟踪浮标所在的位置、渔情、UTC时间、温度、电量等相关信息，作为是否值得进行捕捞作业的参考依据。由于渔情跟踪浮标长期漂浮在海面上，被盗与流失情况时有发生，不仅造成浮标设备经济损失，关键是作业船或控制中心不能及时了解渔情等信息，结果导致无法进行有效捕捞作业。
目前商用渔情跟踪浮标大都没有有效防盗装置，现有的离水、红外、声学等防盗报警装置，由于技术(防盗装置自身缺陷)和偷盗者偷盗手段多变等种种原因，防盗效果欠佳而没有获得有效应用。其中离水防盗技术装置简单功耗低，但防盗效果不佳(存在不离水拖拽被盗风险)；红外防盗技术防盗效果尚可，但存在误报(飞鸟经过)、有效距离短、功耗大等问题。
发明专利CN 104071305 B《一种金枪鱼跟踪浮标声学防盗装置》利用声学防盗技术实施防盗，声学防盗技术防盗有效距离远，但存在误报(无声源接近偷盗与水生动物声源导致误报)、功耗大等问题，因此亟需一种低成本、高可靠、低功耗、实用方便的防盗技术来保障浮标被盗与流失，从而提高渔业捕捞效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置，防止浮标被盗。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置，
包括浮标、数字信号处理单元、数据库存储器、海洋水文数据库和模式修正数据库；
所述浮标包括外壳、电源模块、全球卫星定位接收器、卫星通讯收发器、晶振；
所述数字信号处理单元通过控制电路板分别与所述浮标晶振的UTC输出、数据库存储器、全球卫星定位接收器、卫星通讯收发器集成连接；
所述数据库存储器存储海洋水文数据库和模式修正数据库信息；
所述全球卫星定位接收器传送浮标经纬度信息到数字信号处理单元，所述数字信号处理单元采集经纬度、UTC时间数据，结合所述海洋水文数据库、模式修正数据库中数据进行处理运算，判断渔情跟踪浮标位置是否正常，判断位置异常时，通过卫星通讯收发器向作业船或捕捞控制中心发送报警信号，同时发出报警声。
渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置原理图如图2。
进一步的，所述浮标内配置有USB接口，所述海洋水文数据库、模式修正数据库可通过USB接口定期更新数据。
进一步的，所述浮标电源模块为太阳能电池板和/或蓄电池，所述蓄电池可通过充电适配器充电。
进一步的，所述浮标外壳由蘑菇型壳体和弧形透明盖子组成，所述透明盖子上配置有磁黄开关。
一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗方法，包括以下步骤：
S1.建立海洋水文数据库、模式修正数据库；
S2.获取浮标当前位置的经纬度值；
S3.数字信号处理单元采集经纬度值和UTC时间数据并保存；
S4.搜索海洋水文数据库中与当前位置采集纬度值和UTC时间最接近的数据；
S5.读取海洋水文数据库中的经纬度值、UTC时间、水流流速与流向、风速、浪高等海洋水文数据；
S6.分别计算步骤S3采集值与步骤S5读取的海洋水文数据库值两者之间的经度差值、纬度差值及UTC差值；
S7.根据步骤S6计算的差值，从修正模式库中搜索与差值范围最接近的修正系数数据；
S8.读取修正系数；
S9.数字信号处理单元再次采集浮标经纬度值和UTC时间数据并保存，所述采集经纬度值即为实际经纬度值；
S10，通过数学模型计算再次采集UTC时间点浮标理论经纬度值；
计算再次采集UTC时间点浮标理论经纬度值与实际经纬度值之差的绝对值；
如果绝对值超出误差设定范围，则漂移异常，发出报警信号；
如果绝对值未超出误差设定范围，当防盗监测超时，进入低功耗休眠状态，休眠定时唤醒后，转执行步骤S3；
如果绝对值未超出误差设定范围，当防盗监测未超时，继续监测，转执行步骤S3。
进一步的，所述步骤S2中的经纬度值由所述全球卫星定位接收器获得。
进一步的，所述步骤S10综合步骤S3采集的经纬度值、海洋水文数据库经纬度、水流流速与流向、风速、浪高、修正系数等数据、以及再次采集的UTC时间，计算再次采集UTC时间点浮标理论经纬度值。
为了降低防盗装置的功耗，由作业船或捕捞控制中心根据需要发送不同监测频率、时长等参数控制浮标防盗工作模式，非工作时处于低功耗休眠状态。
相比现有技术,本发明具有如下有益效果:
1.本发明实时采集浮标位置信息，综合海洋水文数据库、模式修正数据库信息，结合实际水流流速与流向、风速、浪高，对数据进行综合修正处理，判断准确率高，低功耗设计，有效防止浮标被盗与流失，确保浮标正常工作，保障并提高渔业捕捞效率。
2.采用全球卫星定位技术，不依赖于声源，有效解决声学防盗技术中无声源接近偷盗与水生动物声源导致误报的问题，高可靠，实用方便的防盗技术防止浮标被盗与流失，从而提高渔业捕捞效率。
附图说明
图1渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置结构示意图
图2渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置原理图
图3渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置软件流程图
其中：1.浮标支撑，2.底部木质支架，3.支柱，4.O形密封圈，5.太阳能电池板，6.透明盖子，7.卫星通讯收发器与全球卫星定位接收器，8.磁黄开关，9.控制电路板，10.蓄电池，11.壳体，12.市电充电与USB接口，13.上部木质支架。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。
渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置结构示意图如图1，跟踪浮标至置于蘑菇型壳体11和弧形透明盖子6形成的外壳内，所述壳体与所述透明盖子6的固接处用O形密封圈4进行水密处理，壳体内底部中心处设置有市电充电与USB接口12，壳体内底部四周是底部木质支架2，在底部木质支架2上表面设置蓄电池10，控制电路板9位于蓄电池10的上方，上部木质支架13将透明盖子6与壳体11的空间隔开，太阳能电池板5和卫星通讯收发器与全球卫星定位接收器7位于上部木质支架13上方与透明盖子6下方形成的空间内，所述太阳能电池板5通过多个支柱3固定于上部木质支架13上，所述跟踪浮标底端外部分布有浮标支撑1，所述透明盖子6配置有磁黄开关8。
所述控制电路板9含数字信号处理单元和数据库存储器，所述数字信号处理单元通过控制电路板9分别与数据库存储器、浮标UTC输出、全球卫星定位接收器、卫星通讯收发器连接。
拔去磁黄开关8磁条，将浮标放入海中，浮标处于待工作状态。渔情跟踪浮标卫星定位防盗装置软件流程图3。
全球卫星定位接收器接收浮标经纬度值，数字信号处理器定时采集经纬度定位、UTC时间数据；从海洋水文数据库中搜索与采集经纬度值和UTC时间值最接近的相关数据；读取海洋水文数据库中的经纬度、水流流速与流向、风速、浪高等海洋水文数据；分别计算采集值与海洋水文数据库值两者之间的经度差值、纬度差值及UTC时间差值；根据差值从修正模式库中搜索与差值范围最接近的修正系数数据，读取修正系数；一定时间后，数字信号处理器再次采集经纬度定位、UTC时间数据；综合采集经纬度值、海洋水文数据库经纬度、水流流速与流向、风速、浪高、修正系数等数据、以及再次采集的UTC时间，通过数学模型计算再次UTC时间点浮标理论经纬度值，计算再次采集UTC时间点浮标理论经纬度值与实际经纬度值之差的绝对值；
如果绝对值超出误差设定范围，则漂移异常，发出报警信号；
如果绝对值未超出误差设定范围，当防盗监测超时，进入低功耗休眠状态，休眠定时唤醒后，数字信号处理器继续采集经纬度定位、UTC时间数据；
如果绝对值未超出误差设定范围，且防盗监测未超时，继续监测，数字信号处理器继续采集经纬度定位、UTC时间数据。
以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种渔情跟踪浮标卫星定位防盗方法，本方法涉及的装置包括浮标、数字信号处理单元、数据库存储器、海洋水文数据库和模式修正数据库；
所述浮标包括外壳、电源模块、全球卫星定位接收器、卫星通讯收发器、晶振；
所述数字信号处理单元通过控制电路分别与所述浮标晶振的UTC输出、数据库存储器、全球卫星定位接收器、卫星通讯收发器集成连接；
所述数据库存储器存储海洋水文数据库和模式修正数据库信息；
所述全球卫星定位接收器传送浮标经纬度信息到数字信号处理单元，所述数字信号处理单元采集经纬度、UTC时间数据，结合所述海洋水文数据库、模式修正数据库中数据进行处理运算，判断渔情跟踪浮标位置是否正常，判断位置异常时，通过卫星通讯收发器向作业船或捕捞控制中心发送报警信号，同时发出报警声；
所述浮标内配置有USB接口，所述海洋水文数据库、模式修正数据库可通过USB接口定期更新数据，所述浮标电源模块为太阳能电池板和/或蓄电池，所述蓄电池可通过充电适配器充电，所述浮标外壳由蘑菇型壳体和弧形透明盖子组成，所述透明盖子上配置有磁黄开关；
本方法包括以下步骤：
S1.建立海洋水文数据库、模式修正数据库；
S2.获取浮标当前位置的经纬度值；
S3.数字信号处理单元采集经纬度值和UTC时间数据并保存；
S4.搜索海洋水文数据库中与当前位置采集纬度值和UTC时间最接近的数据；
S5.读取海洋水文数据库中的经纬度值、UTC时间、水流流速与流向、风速、浪高海洋水文数据；
S6.分别计算步骤S3采集值与步骤S5读取的海洋水文数据库值两者之间的经度差值、纬度差值及UTC差值；
S7.根据步骤S6计算的差值，从修正模式库中搜索与差值范围最接近的修正系数数据；
S8.读取修正系数；
S9.数字信号处理单元再次采集浮标经纬度值和UTC时间数据并保存，所述采集经纬度值即为实际经纬度值；
S10，通过数学模型计算再次采集UTC时间点浮标理论经纬度值；
计算再次采集UTC时间点浮标理论经纬度值与实际经纬度值之差的绝对值；
如果绝对值超出误差设定范围，则漂移异常，发出报警信号；如果绝对值未超出误差设定范围，当防盗监测超时，进入低功耗休眠状态，休眠定时唤醒后，转执行步骤S3；如果绝对值未超出误差设定范围，当防盗监测未超时，继续监测，转执行步骤S3。
2.根据权利要求1所述的渔情跟踪浮标卫星定位防盗方法，其特征在于：所述步骤S2中的经纬度值由所述全球卫星定位接收器获得。
3.根据权利要求1所述的渔情跟踪浮标卫星定位防盗方法，其特征在于：所述步骤S10综合步骤S3采集的经纬度值、海洋水文数据库经纬度、水流流速与流向、风速、浪高、修正系数数据、以及再次采集的UTC时间，计算再次采集UTC时间点浮标理论经纬度值。
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