CN109799383B - 一种基于物联网的防电鱼预警装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的防电鱼预警装置,包括中空的外罩,所述外罩下方焊接有地锚;所述外罩顶部设置有密封扣,所述密封扣下表面设置有主板保护罩,所述的主板保护罩内设置有集成控制IC主板,所述集成控制IC主板通过导线分别连接有电池、4G主控模块,所述集成控制IC主板还通过传感器线缆分别连接有电流传感器和4G信号天线,所述的电流传感器和4G信号天线设置在外罩的外侧;所述密封扣的上表面上设置有启动开关,所述启动开关通过导线与电池相连接。本装置能够及时发现保护区水域的违法电击捕捞行为,通知鱼类保护及执法部门前往执法,阻止、打击和震慑违法活动,从而有效保护装置/系统布设区域鱼类资源和水生生态系统。
Description
技术领域
本发明属于生态环境及生物保护技术领域,具体地说,涉及一种基于物联网的防电鱼预警装置。
背景技术
为保护和合理利用水产种质资源及其生存环境,国家和各级政府部门在水产保护对象的产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道等主要生长繁育区域依法划出一定面积的水域、滩涂和必要的土地,予以特殊保护和管理。这些区域通常称为水产种质资源保护区或土著鱼类保护区,具有重要经济价值、遗传育种价值或特殊生态保护和科研价值。然而,这些保护区时常受到着盗猎、盗捕水产渔业资源等违法行为的袭扰,其中“电鱼”行为危害最大、最难以防范。
利用水体导电及电位差原理,使用电瓶及简单自制设备产生高压电,在江河湖泊乃至鱼类保护区水体中以电击方式捕获鱼类(俗称“电鱼”),因其对水生生态及鱼类资源的破坏力巨大,是国家明令禁止的捕捞行为。与通常的网捕、钓捕等方式不同,电鱼危害极大。渔网捕鱼,往往只会捉住大鱼,体型较小的鱼、鱼苗等可从渔网网目中逃脱,成为漏网之鱼,小鱼、鱼苗等可继续生长繁殖。电鱼行为常发生在天然水域,对水中电场范围内生物实施无差别击杀,破坏性极强,大鱼击晕,小鱼耐受力弱,通常被电击后导致死亡;水体中的鱼卵、虫卵等也被扼杀,导致水产品资源枯竭,水生生态系统遭到破坏。《中华人民共和国渔业法》第三十条规定,禁止使用炸鱼、毒鱼、电鱼等破坏渔业资源的方法进行捕捞,第三十八条规定,使用禁用的渔具(包括电鱼渔具)、捕捞方法的捕鱼行为,构成犯罪的,依法追究刑事责任。电鱼不仅违法,亦成为河流湖泊区域居民深恶痛绝的行为。
长期以来,除加强法制宣传和人工巡防外,保护区监管部门并无技术手段开展电鱼行为的监测和预警,电鱼行为的时间、地点不确定性导致难以防范,人工巡防成本高昂且收效甚微。其主要原因在于:电鱼行为的电击捕获装置造价低廉,制作简单,部件易从市场采购获得;单人操作,捕获率高;不受昼夜、地点及气象条件限制;此外,电击捕获装置相对较小,易于隐匿、丢弃。执法机关难以全面管控,更无法预测此类违法捕捞行为的精确发生地点和时间。电鱼行为无法预警、屡禁不止,给野生鱼类资源保护,特别是鱼类保护区的日常监管带来极大困难。
针对上述问题,业内尚未提出有效的解决方案,因此,亟需一种能够预警和防止电击捕捞鱼类的装置。
发明内容
有鉴于此,本发明针对上述的问题,提供了一种基于物联网的防电鱼预警装置,本发明基于电击捕捞鱼类时,水中电流强度变化原理,开发设计一种基于物联网的防电鱼预警装置,能够及时发现保护区水域的违法电击捕捞行为,通知鱼类保护及执法部门前往执法,阻止、打击和震慑违法活动,从而有效保护装置/系统布设区域鱼类资源和水生生态系统。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种基于物联网的防电鱼预警装置,包括中空的外罩,所述外罩下方焊接有地锚;所述外罩顶部设置有密封扣,所述密封扣下表面设置有主板保护罩,所述的主板保护罩内设置有集成控制IC主板,所述集成控制IC主板通过导线分别连接有电池、4G主控模块,所述集成控制IC主板还通过传感器线缆分别连接有电流传感器和4G信号天线,所述的电流传感器和4G信号天线设置在外罩的外侧;所述密封扣的上表面上设置有启动开关,所述启动开关通过导线与电池相连接。
可选地,所述外罩内设置有中空的伸缩杆,所述伸缩杆的一端伸出密封扣外侧,伸出密封扣外侧的伸缩杆上设置有电流传感器和4G信号天线。
可选地,所述地锚的底部呈圆锥形,所述地锚外壁上设置有螺纹状凸起。
可选地,所述伸缩杆内设置有传感器线路保护管,所述传感器线缆设置在传感器线路保护管内。
可选地,所述伸缩杆外壳有若干锁止插销。
可选地,所述的外罩的材质为铸铝;所述的地锚的材质为铸铁;所述伸缩杆的材质为铝。
与现有技术相比,本发明可以获得包括以下技术效果:
1)本装置轻便易携,单人即可布设及操作,物联网4G信号远程报警,无需人为现场看护;装置布设于水面之下,不易被电鱼行为实施人发现,有效防止人为破坏。
2)本装置的水体电信号感应部件采用电位式/电流式传感器,技术成熟,结构简单,体积小,质量轻,价格低廉,性能稳定,对环境条件要求不高,输出信号较大且不需放大,并易实现函数关系的转换。
3)本装置采用分布式布设,集成控制,扩展性强,可根据实际情况选择单个或多个装置组合使用,适应单点及面域水体的防控。
4)本装置选择微电路、低功耗系统并采用18650锂离子充电电池供电,可实现2年以上连续不间断工作,显著降低后期物料及人工野外维护成本。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明基于物联网的防电鱼预警装置布设于水体中的运行示意图;
图2是本发明基于物联网的防电鱼预警装置的结构示意图;
图3是本发明基于物联网的防电鱼预警装置的剖面示意图;
图4是本发明探测头拉杆闭合状态(左侧)和开启状态(右侧)示意图。
图中,1、4G信号天线;2、电流传感器;3、密封垫;4、IC控制主板;5、主板保护罩;6、电池;7、外罩;8、伸缩杆;9、地锚;10、启动开关;11、密封扣;12、4G主控模块;13、传感器线路护管;14、锁止插销;15、传感器线缆。
具体实施方式
以下将配合实施例来详细说明本发明的实施方式,藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本发明公开了一种基于物联网的防电鱼预警装置,技术原理是:基于电鱼行为发生时,水体中电场发生剧烈变化的现象,采取水中电位探测的方法,探测其发生时间、地点及强度,利用物联网技术将电鱼信息收集、汇总并分发。鱼类保护区控制中心可根据收集到的信息,采取制止行动,从而实现鱼类保护区的保护与监管目的。根据现有技术条件,可以将此方法进行实体化应用,制作水下电场探测预警装置,将1个或若干个预警装置联网运行,可形成物联网技术的鱼类保护区水下电场预警系统,如图1所示,布置于需要进行防止电鱼行为的河流、湖泊等水体底部,包括中空的外罩7,所述外罩7下方焊接有地锚9;所述外罩7顶部设置有密封扣11,所述密封扣11下表面设置有主板保护罩5,所述的主板保护罩5内设置有集成控制IC主板4,所述集成控制IC主板4通过导线分别连接有电池6、4G主控模块12,所述集成控制IC主板4还通过传感器线缆15分别连接有电流传感器2和4G信号天线1,所述的电流传感器2和4G信号天线1设置在外罩7的外侧;所述密封扣11的上表面上设置有启动开关10,所述启动开关10通过导线与电池6相连接。
可选地,所述外罩7内设置有中空的伸缩杆8,所述伸缩杆8的一端伸出密封扣11外侧,伸出密封扣11外侧的伸缩杆8上设置有电流传感器2和4G信号天线1;伸缩杆8可根据需要在垂直方向上伸缩,使位于铝制伸缩杆顶端的电流传感器2和4G信号天线1处于近水面位置,便于感知水中电流和进行数据通讯信号发射。
可选地,所述地锚9的底部呈圆锥形,所述地锚9外壁上设置有螺纹状凸起。
可选地,所述伸缩杆8内设置有传感器线路保护管13,增强传感器线缆15与电子设备的密闭防水性;所述传感器线缆15设置在传感器线路保护管13内。
可选地,所述伸缩杆8外壳有若干锁止插销14,与外罩7锁止后形成密封防水结构。
可选地,所述的外罩7的材质为铸铝;所述的地锚9的材质为铸铁;所述伸缩杆8的材质为铝。
当电鱼行为发生时,水体中电压、电流瞬间升高,电流传感器2侦测到电信号后,电流传感器2向集成控制IC4发送报警指令,通过4G模块12向远程服务器通报监测点电鱼警报,管理部门即可同步获悉电鱼行为发生的时间及地点,采取相应措施。
所述防电鱼预警装置伸缩杆8闭合状态时,推荐总长度50cm,铝制伸缩杆8总长度25cm,可拉伸长度20cm;装置布置于河流、湖泊等水体的河床、湖底中,推荐埋入河床或湖底20~25cm后,拉出铝制伸缩杆8,使其顶端接近水表,但又不露出水面。
可根据现场需要,布设1个至若干个防电鱼预警装置,从而扩大监测范围,单个防电鱼预警装置的有效监测区域面积一般为200~400m2。
防电鱼预警装置/系统,可设定程序拨打特定电话进行提示,也可利用移动终端的软件进行预警提示。
防电鱼预警装置外壳7上,可蚀刻管理部门联系人及联系方式,从而使得他人拾获、发现后可及时进行沟通和上报。
所述4G主控模块上,安装移动通讯SIM卡,并开启数据传输模式。
所述电流传感器,探针/探头部位与水体接触,采用直流互感器或线性霍尔电流传感器。
所述铝制伸缩杆顶部安装的4G天线为耐腐蚀的玻璃纤维增强塑料(SMC)制成。
所述铝制伸缩杆伸缩时,与铸铝外罩相连处,密封垫与锁止插销结构紧固后,保证内部设备密封且与水隔绝。
所述铸铁地锚为水下地锚或重力锚。
当电鱼行为发生时,水体中电压、电流瞬间升高,电流传感器侦测到电信号后,电流传感器向集成控制IC发送报警指令,通过4G模块向远程服务器或预定电话通报监测点电鱼警报,管理部门即可同步获悉电鱼行为发生的时间及地点。
实施例1
本实施例应用于云南省某流域,是多种土著鱼类的唯一洄游通道,流域内设有“某鱼类保护区”,调查显示保护区内鱼类种类多达190余种。流域主要涉及5个县市,18个乡镇,常住人口约18万。鱼类保护区位于流域中下段,2007年列为州级鱼类自然保护区,保护区总长度90公里,核心保护区全长46公里,重点保护鱼类为中国结鱼、丝尾鱯、湄南缺鳍鲶、巨魾、叉尾鲇等鱼种。为了保护流域内水生生态系统和渔业资源,当地政府不断加强渔业安全执法检查力度,在辖内分别设立了禁止电鱼、毒鱼、炸鱼宣传牌,建立了“渔业巡查队”,配备执法艇,加大巡查力度,打击各类违法行为。
位于鱼类保护区及保护区毗邻区的甲村、乙村、丙村、丁村等4个河段,是电鱼行为易发和高发区。经过现场勘察,综合考虑鱼类产卵繁殖场、摄食场等场所位置,在河流近岸水下布设了基于物联网的防电鱼预警装置,外壳采用铝压铸“一次压铸成型技术”制作,具有防水防爆特性。水体中的电流感应装置集成了南京茶花电气出品的DS-LTA直流互感器,并冗余了一套集成线性霍尔电流模块IC的电流传感器,当水体中电压、电流瞬间升高,同时触发两套传感器时,传感器向总控集成IC发送报警指令,通过4G模块向远程服务器通报监测点电鱼警报。远程服务器接收到报警指令后,提示报警,并自动记录事件时间、地点、持续时长、电压、电流强度等信息。远程服务器同时向移动终端发送预警信息,通知渔政、保护区管理局等机构前往执法。单个防电鱼预警装置监测范围达200~400m2,可有效监控电鱼易发地和必经路线。
利用手机客户端(移动终端),对布设了预警装置的监测点开展实时监测预警,实验运行期设备工作状态良好。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围,则都应在发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于物联网的防电鱼预警装置,其特征在于,包括中空的外罩(7),所述外罩(7)下方焊接有地锚(9);所述外罩(7)顶部设置有密封扣(11),所述密封扣(11)下表面设置有主板保护罩(5),所述的主板保护罩(5)内设置有集成控制IC主板(4),所述集成控制IC主板(4)通过导线分别连接有电池(6)、4G主控模块(12),所述集成控制IC主板(4)还通过传感器线缆(15)分别连接有电流传感器(2)和4G信号天线(1),所述的电流传感器(2)和4G信号天线(1)设置在外罩(7)的外侧;所述密封扣(11)的上表面上设置有启动开关(10),所述启动开关(10)通过导线与电池(6)相连接;
所述外罩(7)内设置有中空的伸缩杆(8),所述伸缩杆(8)的一端伸出密封扣(11)外侧,伸出密封扣(11)外侧的伸缩杆(8)上设置有电流传感器(2)和4G信号天线(1)。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的防电鱼预警装置,其特征在于,所述地锚(9)的底部呈圆锥形,所述地锚(9)外壁上设置有螺纹状凸起。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的防电鱼预警装置,其特征在于,所述伸缩杆(8)内设置有传感器线路保护管(13),所述传感器线缆(15)设置在传感器线路保护管(13)内。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的防电鱼预警装置,其特征在于,所述伸缩杆(8)外壳有若干锁止插销(14)。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的防电鱼预警装置,其特征在于,所述的外罩(7)的材质为铸铝;所述的地锚(9)的材质为铸铁;所述伸缩杆(8)的材质为铝。
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