CN109619008A - 一种深海网箱网衣状况实时监测系统和方法 - Google Patents

一种深海网箱网衣状况实时监测系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种深海网箱网衣状况实时监测系统和方法，包括供电模块、网衣监测模块、无线网桥模块、陆地监控中心和网衣，其中，所述供电模块为所述网衣监测模块和网衣供电；网衣监测模块一端与网衣连接，实时监测网衣状况，另一端与无线网桥模块连接，将监测到的数据按照预设的协议打包上传至陆地监控中心。本发明避免了由于各种原因导致网衣破损时，不能及时发现，而及时采取有效措施，导致鱼产品逃逸以及渔民遭受巨大损失的问题。

Description

一种深海网箱网衣状况实时监测系统和方法
技术领域
本发明属于海洋领域，特别涉及一种深海网箱网衣状况实时监测系统和方法。
背景技术
近年来，随着我国对海产品的需求与日俱增，渔业资源衰退以及传统的海产品养殖带来的弊端愈发明显，在国家相关部门的决策下，深水网箱作为一种新型的渔业养殖方式已经得到迅速发展，但是仍存在诸多问题。例如，由于各种原因导致网衣破损时，如若不能及时发现，及时采取有效措施，必将致使鱼产品逃逸以及渔民遭受巨大损失。目前，尚未有效实时的方法用于深海网箱的网衣状况实时监测方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种深海网箱网衣状况实时监测系统，包括供电模块、网衣监测模块、无线网桥模块、陆地监控中心和网衣，其中，
所述供电模块为所述网衣监测模块和网衣供电；网衣监测模块一端与网衣连接，实时监测网衣状况，另一端与无线网桥模块连接，将监测到的数据按照预设的协议打包上传至陆地监控中心；
所述网衣由网衣线交织组成，正常工作状态下网衣两端电压差为24V；
所述网衣监测模块包括依次连接的第一无线网桥、串口转以太网模块、STM32单元和网衣监测电路，网衣监测电路的一端与网衣连接，另一端与STM32单元的PB口连接，STM32单元检测电压变化；
所述网衣监测电路包括并联的第四电阻和滤波电容，滤波电容的两端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第一电阻和第二电阻的另一端分别为运算放大器的同相输入端和反相输入端，输出端连接第五电阻，并通过第三电阻反馈连接到同相输入端，运算放大器的放大倍数为第一电阻和第三电阻的和除以第一电阻，网衣监测电路将从网衣一端采集到的0-20mA的电流信号转换成0-3.3V的电压信号输出给STM32单元；
所述陆地监控中心包括依次连接的第二无线网桥、服务器、监控终端软件和用户终端，第二无线网桥接受来自深海的实时网箱网衣状况监测数据，并将数据存至服务器的数据库中，再由监控终端软件解析数据，实时显示网衣状况，当网衣状况异常时，监控终端软件向用户终端发送异常状况的网衣编号。
优选地，所述网衣线从外之内由网线、绝缘线和导线组成。
优选地，所述运算放大器为OP-07。
基于上述目的，本发明还提供了一种图像识别方法，包括以下步骤：
S10，对网衣监测模块和网衣供电；
S20，网衣监测模块对网衣两端电压进行监测，是否为24V；
是则重复S20；
S30，否，则按照预设协议打包数据，通过无线网桥模块上传至陆地监控中心实时显示网衣状况及破损位置。
与现有技术相比，本发明公开的深海网箱网衣状况实时监测系统和方法，网衣监测模块由24V供电模块提供电能，保障整个系统正常工作，其中网衣监测模块一端连着无线网桥模块，通过无线网桥模块将数据按事先约定好的协议打包发送至陆地监控中心，通过陆地监控中心实时显示网箱网衣状况，实现故障报警；一端连着深海网箱的网衣，实时检测着网衣的破损状况。网衣由网衣线编成，网线内编入导线，工作时由24V供电模块上电，正常情况下，网衣的两端间电压差为24V，当网衣破损时，网衣的两端间电压会明显下降，使网衣监测模块发出故障警告信号。网衣监测模块实时监测网衣状况，一旦发生网衣损坏，立即发出故障警告信号，按照事先约定好的协议打包数据，通过无线网桥模块发送至陆地监控中心实时显示网衣实时状况，以及破损位置，实现故障报警。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例深海网箱网衣状况实时监测系统的结构框图；
图2为本发明实施例深海网箱网衣状况实时监测系统的网衣结构示意图；
图3为本发明实施例深海网箱网衣状况实时监测系统的网衣线剖面图；
图4为本发明实施例深海网箱网衣状况实时监测系统的网衣监测模块结构框图；
图5为本发明实施例深海网箱网衣状况实时监测系统的网衣监测电路原理图；
图6为本发明实施例深海网箱网衣状况实时监测系统的陆地监控中心结构框图；
图7为本发明实施例深海网箱网衣状况实时监测方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
系统实施例参见图1-6，包括供电模块10、网衣监测模块20、无线网桥模块30、陆地监控中心40和网衣50，其中，
供电模块10为网衣监测模块20和网衣50供电；网衣监测模块20一端与网衣50连接，实时监测网衣50状况，另一端与无线网桥模块30连接，将监测到的数据按照预设的协议打包上传至陆地监控中心40；
网衣50由网衣线交织组成，正常工作状态下网衣50两端电压差为24V；
网衣监测模块20包括依次连接的第一无线网桥21、串口转以太网模块22、STM32单元23和网衣监测电路24，网衣监测电路24的一端与网衣50连接，另一端与STM32单元23的PB口连接，STM32单元23检测电压变化；
网衣监测电路24包括并联的第四电阻R4和滤波电容C1，滤波电容C1的两端分别连接第一电阻R1和第二电阻R2的一端，第一电阻R1和第二电阻R2的另一端分别为运算放大器A1的同相输入端和反相输入端，输出端连接第五电阻R5，并通过第三电阻R3反馈连接到同相输入端，运算放大器A1的放大倍数为第一电阻R1和第三电阻R3的和除以第一电阻R1，网衣监测电路24将从网衣50一端采集到的0-20mA的电流信号转换成0-3.3V的电压信号输出给STM32单元23；
陆地监控中心40包括依次连接的第二无线网桥41、服务器42、监控终端软件43和用户终端44，第二无线网桥41接受来自深海的实时网箱网衣50状况监测数据，并将数据存至服务器42的数据库中，再由监控终端软件43解析数据，实时显示网衣50状况，当网衣50状况异常时，监控终端软件43向用户终端44发送异常状况的网衣50编号。
上述系统中由24V的供电模块10供能保障系统正常工作，网衣监测模块20一端与无线网桥模块30连接，通过无线网桥模块30将数据按事先约定好的协议打包发送至陆地监控中心40，通过陆地监控中心40实时显示网箱网衣50状况，实现故障报警；其另一端连接着网衣监测电路24，网衣监测电路24两端用24V供电模块10上电，由网衣监测模块20监测网衣50两端电压，正常情况下，网衣50两端电压为24V左右，一旦网衣50破损，两端电压必然极具下降，网衣监测模块20立即发出故障信号，经无线网桥模块30发送至陆地监控中心40实时显示网衣50状况，以及破损位置。
STM32单元23通过串口转以太网模块22以网线的方式与第一无线网桥21相连，上行监测数据与下行控制数据通过第一无线网桥21与陆地监控中心40实现通信。以某一网衣监测电路24为具体实施例，电路一端与网衣50相连，另一端与STM32单元23的PB口相连，由STM32单元23检测PB8电压信号变化。网衣监测电路24中运放的放大倍数为A＝(R1+R3)/R1，经过该电路将0-20mA电流信号转换成0-3.3V电压信号，因为电流输入信号是从运算放大器A1的同相输入端输入的，故选用OP-07运算放大器，该放大器具有较高共模抑制比特点。整个网箱由42块大小一样的网衣50组成，每一块网衣50都与一个网衣监测电路24连接，每一个电路与STM32单元23连接。正常情况下，导线53内电流为20mA左右，一旦网衣50破损，导线53内电流为0-2mA，STM32单元23立即将故障信号数据以事先约定好的协议打包，通过第一无线网桥21发送至陆地监控中心40。
陆地监控中心40由第二无线网桥41、服务器42、监控终端软件43、用户终端44组成，其中第二无线网桥41接收来自远海的实时网箱网衣50状况监测数据并将数据存至服务器42的数据库中，由监控终端软件43解析数据，实时显示网衣50状况，一旦出现网衣50故障，监控终端软件43立即将故障网衣50的编号通过GSM模块发送短信给操作用户终端44，用户收到短信后立即即可实施补救措施。监控终端软件43为用户提供实时的网箱网衣50状况界面显示、故障预警与报警功能，同时网箱网衣50状况数据实时入库。当网箱某一片网衣50出现故障时，陆地监控中心40收到实时上行监测数据，按照事先预定好的协议解析，实时在监控终端软件43显示故障，通过声光、发送手机短信等多种方式通知相关人员以便及时处理。用户可以通过监控终端软件43实时在线查看网衣监测电路24工作状况，当网衣监测模块20发生故障时，监控软件自动发出故障报警，告知工作人员及时到现场查看、更换相关设备。
参见图2、3，网衣线从外之内由网线51、绝缘线52和导线53组成，每一块网衣50由网衣线以一定规律编成，整个网箱均分成42块网衣50。系统工作时，网衣50两端之间通24V直流电，电路上有1200Ω电阻，正常工作下导线53内电流为20mA。
方法实施例的步骤流程图参见图7包括以下步骤：
S10，对网衣监测模块和网衣供电；
S20，网衣监测模块对网衣两端电压进行监测，是否为24V；
是则重复S20；
S30，否，则按照预设协议打包数据，通过无线网桥模块上传至陆地监控中心实时显示网衣状况及破损位置。
方法实施例参见系统实施例，不再赘述。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种深海网箱网衣状况实时监测系统，其特征在于，包括供电模块、网衣监测模块、无线网桥模块、陆地监控中心和网衣，其中，
所述供电模块为所述网衣监测模块和网衣供电；网衣监测模块一端与网衣连接，实时监测网衣状况，另一端与无线网桥模块连接，将监测到的数据按照预设的协议打包上传至陆地监控中心；
所述网衣由网衣线交织组成，正常工作状态下网衣两端电压差为24V；
所述网衣监测模块包括依次连接的第一无线网桥、串口转以太网模块、STM32单元和网衣监测电路，网衣监测电路的一端与网衣连接，另一端与STM32单元的PB口连接，STM32单元检测电压变化；
所述网衣监测电路包括并联的第四电阻和滤波电容，滤波电容的两端分别连接第一电阻和第二电阻的一端，第一电阻和第二电阻的另一端分别为运算放大器的同相输入端和反相输入端，输出端连接第五电阻，并通过第三电阻反馈连接到同相输入端，运算放大器的放大倍数为第一电阻和第三电阻的和除以第一电阻，网衣监测电路将从网衣一端采集到的0-20mA的电流信号转换成0-3.3V的电压信号输出给STM32单元；
所述陆地监控中心包括依次连接的第二无线网桥、服务器、监控终端软件和用户终端，第二无线网桥接受来自深海的实时网箱网衣状况监测数据，并将数据存至服务器的数据库中，再由监控终端软件解析数据，实时显示网衣状况，当网衣状况异常时，监控终端软件向用户终端发送异常状况的网衣编号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网衣线从外之内由网线、绝缘线和导线组成。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运算放大器为OP-07。
4.一种权利要求1-3之一所述的系统中实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10，对网衣监测模块和网衣供电；
S20，网衣监测模块对网衣两端电压进行监测，是否为24V；
是则重复S20；
S30，否，则按照预设协议打包数据，通过无线网桥模块上传至陆地监控中心实时显示网衣状况及破损位置。
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