CN109856472B - 基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，属于电子技术领域，包括参考源、若干个被测源、多路分频模块、时间间隔计数器、锁存器和PC端，被测源及综合源输入多路分频模块，经处理后，分别得到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信号；多路分频模块将1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信号传递至时间间隔计数器中进行计数；时间间隔计数器将1pps的开门秒信号和1pps的关门秒信号的计数结果传递至锁存器中进行保存；多路分频模块中的微处理器通过访问锁存器中的数据得到相应的计数值，并通过RS232口传递给PC端，经PC端对计数数据进行计算，以得出被测源的检定数据。本发明达到能够通过数据来分析鱼的进食，可以利用多路检测器完成同时检定的技术效果。

Description

基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置

技术领域

本发明属于电子技术领域，特别涉及一种基于多路检测信号的小 型化鱼池捕检定装置。

背景技术

随着科技的发展，对于鱼业饲养的技术攻关越来越多，鱼池管理 可以是利用池塘、海洋等进行养鱼生产和繁育的技术与管理工作。主 要饲养技术包括混养和密养、轮捕轮放、日常管理和综合经营。

在现有的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定的技术中，鱼类 进食的种类和次数直接决定了鱼类生长的健康与否，过于偏食与进食 都会影响其正常生长甚至造成死亡。现在市面上的各类鱼种的食料举 不胜数，都标榜着“最佳”、“最优”等字眼。但是对于具体的鱼进食 而言，想要做到精致必须得用数据来说话。

综上所述，在现有的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定的技 术中，难以通过数据来分析鱼的进食，无法利用多路检测器完成同时 检定的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在现有的基于多路检测信号的小 型化鱼池捕检定的技术中，难以通过数据来分析鱼的进食，无法利用 多路检测器完成同时检定的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于多路检测信号的小 型化鱼池捕检定装置，所述基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装 置包括参考源和若干个被测源；多路分频模块，所述多路分频模块分 别和所述参考源、所述若干个被测源相通，所述参考源和所述若干个 被测源将被测源及综合源输入所述多路分频模块，经处理后，分别得 到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信号；时间间隔计数器，所述 时间间隔计数器和所述多路分频模块相通，所述多路分频模块将所述 1pps的开门秒信号、所述1pps的关门秒信号传递至所述时间间隔计 数器中进行计数；锁存器，所述锁存器分别和所述时间间隔计数器、所述多路分频模块相通，所述时间间隔计数器将所述1pps的开门秒 信号和所述1pps的关门秒信号的计数结果传递至所述锁存器中进行 保存；PC端，所述PC端和所述多路分频模块相通，所述多路分频模 块中的微处理器通过访问所述锁存器中的数据得到相应的计数值，并 通过RS232口传递给所述PC端，经所述PC端对计数数据进行计算， 以得出被测源的检定数据。

进一步地，所述基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置包括 所述多路分频模块包括若干个单一化电路。

进一步地，所述基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置包括 所述若干个为不小于2个的整数。

进一步地，所述单一化电路包括隔离放大器，所述隔离放大器用 于接收频率源信号。

进一步地，所述单一化电路包括走时计数器，所述走时计数器和 所述隔离放大器相通，所述走时计数器对所述被测源进行处理，得到 相应的频率值。

进一步地，所述单一化电路包括单一化锁存器，所述单一化锁存 器和所述走时计数器相通，所述走时计数器将所述相应的频率值传递 至所述单一化锁存器中进行保存。

进一步地，所述单一化电路包括DDS分频单元，所述DDS分频单 元和所述隔离放大器相通。

进一步地，所述单一化电路包括微处理器，所述微处理器分别和 所述单一化锁存器、所述DDS分频单元相通，通过对单一化锁存器的 访问得到转化后的被测源的频率值。

进一步地，所述单一化电路包括所述微处理器通过命令字改写 DDS中另一路自所述隔离放大器送入的被测源频率信号的分频值，使 所述DDS分频单元输出信号为1Hz。

进一步地，所述单一化电路包括滤波整形器，所述DDS分频单元 输出信号经所述滤波整形器和所述微处理器控制的一路‘0’或‘1’ 信号送至，经‘与’运算得到受微处理器‘0’、‘1’控制的检定用 1pps的信号输出。

有益效果：

本发明提供一种基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，通 过多路分频模块分别和所述参考源、所述若干个被测源相通，所述参 考源和所述若干个被测源将被测源及综合源输入所述多路分频模块， 经处理后，分别得到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信号。时间 间隔计数器和所述多路分频模块相通，所述多路分频模块将所述1pps 的开门秒信号、所述1pps的关门秒信号传递至所述时间间隔计数器 中进行计数。锁存器分别和所述时间间隔计数器、所述多路分频模块 相通，所述时间间隔计数器将所述1pps的开门秒信号和所述1pps的 关门秒信号的计数结果传递至所述锁存器中进行保存。PC端和所述 多路分频模块相通，所述多路分频模块中的微处理器通过访问所述锁 存器中的数据得到相应的计数值，并通过RS232口传递给所述PC端， 经所述PC端对计数数据进行计算，以得出被测源的检定数据。从而 达到能够通过数据来分析鱼的进食，可以利用多路检测器完成同时检定的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面 将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来 讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的 附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的小型化鱼 池捕检定装置的示意图1；

图2为本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的小型化鱼 池捕检定装置的示意图2；

图3为本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的小型化鱼 池捕检定装置的信号传输示意图；

图4为本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的小型化鱼 池捕检定装置的单一化电路的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的小型化鱼 池捕检定装置的示意图3；

图6为本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的小型化鱼 池捕检定装置的频率走势曲线的示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置， 通过多路分频模块分别和所述参考源、所述若干个被测源相互连通， 所述参考源和所述若干个被测源将被测源及综合源输入所述多路分 频模块，经处理后，分别得到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信 号。时间间隔计数器和所述多路分频模块相互连通，所述多路分频模 块将所述1pps的开门秒信号、所述1pps的关门秒信号传递至所述时 间间隔计数器中进行计数。锁存器分别和所述时间间隔计数器、所述 多路分频模块相互连通，所述时间间隔计数器将所述1pps的开门秒 信号和所述1pps的关门秒信号的计数结果传递至所述锁存器中进行 保存。PC端和所述多路分频模块相互连通，所述多路分频模块中的 微处理器通过访问所述锁存器中的数据得到相应的计数值，并通过 RS232口传递给所述PC端，经所述PC端对计数数据进行计算，以得 出被测源的检定数据。从而达到能够通过数据来分析鱼的进食，可以 利用多路检测器完成同时检定的技术效果。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部 分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围；其 中本实施中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句 话说，本发明实施例所提及的A和/或B，表示了A和B、A或B两 种情况，描述了A与B所存在的三种状态，如A和/或B，表示：只 包括A不包括B；只包括B不包括A；包括A与B。

同时，本发明实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件， 它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被 认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可 能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件， 它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本发 明实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类 似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本发明。

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于多路检测信号 的小型化鱼池捕检定装置的示意图1。本发明实施例提供的一种基于 多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置包括参考源、若干个被测源、 多路分频模块、时间间隔计数器、锁存器和PC端，现分别对参考源、 若干个被测源、多路分频模块、时间间隔计数器、锁存器和PC端进 行以下详细说明：

对于参考源和若干个被测源而言:

请参见图2、图3，图2是本发明实施例提供的一种基于多路检 测信号的小型化鱼池捕检定装置的示意图2；图3是本发明实施例提 供的一种基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置的信号传输示 意图。所述若干个被测源可以是指被测源1、被测源2.....被测源N 等。参考源和被测源1、被测源2.....被测源N等都与下述多路分频 模块相互连通。

可以在饲养的鱼池器中固定放置N个鱼食袋，即图2的参考源、 被测源1、被测源2.....被测源N等。其中各个被测源中放置某一种 鱼食，而参考源中混有各个被测源的鱼食。在每个源中我们放置触碰 传感器，即让鱼每一次来触及进食时转化为电路上的脉冲‘1’。同时 让这个脉冲信号经过N级奇数个非门获得延时后的信号，会产生自激 振荡，该电路构成一个环形振荡器。设电路中非门的个数N为奇数， 每个门电路的平均传输时延迟间为t，环形振荡器产生的振荡周期为 T。假定某时刻A1点的初态为1，则经过1个传输延迟t后，A2点变 为0，再经过1个传输延迟t，A3点变为1，…，奇数N个传输延迟Nt后，初态‘1’变为‘0’。同样的道理：初态‘0’变为‘1’。信 号传输示意图如图3所示。依次循环，在输出端会出现‘1’—‘0’ —‘1’…‘0’的变化，通过控制器单元对频率信号的检测，我们即 可得出相应的参考源或者是被测源的频率信号。

对于多路分频模块、时间间隔计数器和锁存器而言:

多路分频模块分别和所述参考源、所述若干个被测源相互连通， 所述参考源和所述若干个被测源将被测源及综合源输入所述多路分 频模块，经处理后，分别得到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信 号。时间间隔计数器和所述多路分频模块相互连通，所述多路分频模 块将所述1pps的开门秒信号、所述1pps的关门秒信号传递至所述时 间间隔计数器中进行计数。锁存器分别和所述时间间隔计数器、所述 多路分频模块相互连通，所述时间间隔计数器将所述1pps的开门秒 信号和所述1pps的关门秒信号的计数结果传递至所述锁存器中进行 保存。

多路分频模块可以包括若干个单一化电路，所述若干个为不小于 2个的整数。所述单一化电路包括隔离放大器、走时计数器、单一化 锁存器、DDS分频单元、微处理器和滤波整形器。隔离放大器用于接 收频率源信号。所述走时计数器和所述隔离放大器相互连通，所述走 时计数器对所述被测源进行处理，得到相应的频率值。所述单一化锁 存器和所述走时计数器相互连通，所述走时计数器将所述相应的频率 值传递至所述单一化锁存器中进行保存。所述DDS分频单元和所述隔 离放大器相互连通。所述微处理器分别和所述单一化锁存器、所述 DDS分频单元相互连通，通过对单一化锁存器的访问得到转化后的被 测源的频率值。所述微处理器通过命令字改写DDS中另一路自所述隔 离放大器送入的被测源频率信号的分频值，使所述DDS分频单元输出 信号为1Hz。所述DDS分频单元输出信号经所述滤波整形器和所述微 处理器控制的一路0或1的信号送至，经与运算得到受微处理器0、1控制的检定用1pps的信号输出。

请参见图4，图4是本发明实施例提供的一种基于多路检测信号 的小型化鱼池捕检定装置的单一化电路的示意图。走时计数器可以是 指走时计数。单一化锁存器可以是指锁存器1。DDS分频单元可以是 指DDS。滤波整形器可以是指滤波整形。时间间隔计数器可以是指高 精度时间间隔计数器。

整个专利装置核心原理为：被测源及综合源输入多路分频模块， 经处理后，分别得到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信号，均送至 高精度时间间隔计数器进行计数，并将计数结果送至锁存器保存。多 路分频模块中的微处理器通过访问锁存器中的数据得到相应的计数 值，通过RS232口传递给PC，经PC对计数数据进行计算，得出被测源 的检定数据。其中多路分频模块由N个单一化电路组成，如图4为单一 化电路。

以被测源1单一化电路为例：被测源1加载到上图中的频率源信号 端，经过隔离放大器后，一路信号进入走时计数中，走时计数对被测 源1进行处理，得到相应的频率值并送至锁存器1。微处理器通过对锁 存器1的访问得到转化后的被测源1的频率值，并通过命令字改写DDS 中另一路自隔离放大器送入的被测源1频率信号的分频值，使DDS输出 信号为1Hz，经滤波整形与微处理器控制的一路‘0’或‘1’信号送 至，经‘与’运算得到受微处理器‘0’、‘1’控制的检定用1pps的信 号输出。其余的综合源、被测源2…被测源N信号的处理均同上。

请参见图5，图5是本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的 小型化鱼池捕检定装置的示意图3。其中高精度时间间隔计数器工作 时的开门信号、关门信号如图5所示，假定A为综合源，B为被测源， 而同时被检定的时钟源N＝10台，采样的时间T为“天”，则有下列一 种方案：对N＝1的被测源1，在某一早上6：01，微处理器根据图4原理 给图5中综合源‘与’门‘1’信号，当图5中A时钟源(即综合源) 上升沿到来时，图4中与门运算得到‘1’启动高精度时间间隔计数器 开门信号，计数器开始计数；同时微处理器根据图4原理给图5中被测 源1‘与’门‘1’信号，当图5中B时钟源(即被测源)上升沿到来 时，图4中与门运算得到‘1’关闭高精度时间间隔计数器计数操作， 计数器停止计数。从而得到一个被测源1与综合源时差数据t₁。次日 早上6：01，重复上面过程，从而得到一个被测源1与综合源时差数据t₂，我们有，Δt₁＝t₂-t₁，再重复上面Δt₁的过程，有公式(1)：Δt_i＝t_i+1-t_i。 其它的N＝2、3、…10对应的被测源2、被测源3、…被测源10的测量方 法和被测源1一样，只是测量时间选择在早上6：02、早上6：03、… 早上6：10即可。这种方法还有一个好处：在短时间内完成多台N＝10 台时钟源的检定，其它时间可以让图4中的器件“睡觉”。

采样的时间T为“天”，计算被测源稳定度，根据式(1)有式(2)： (Δf/f)_i＝(Δt_i+1-Δt_i)/(t)。在式(2)中，因为采样的时间T为“天” (即86400秒)，故t＝86400。将式(2)得到的(Δf/f)_i数据代入式 (3)：

中得出最后的被测源稳 定度指标。其中τ为取样时间，y_k为每个取样时间测得的相对频差值， m为测量次数。上式括号中的(y_k+2-2y_k+1+y_k)可以改写成式(4)： (y_k+2-y_k+1)-(y_k+1-y_k)式中两个括号相减，前一个括号中包含有频率漂 移的贡献，后一个括号的结果同样也包含有频率漂移的贡献，且贡献 量相同，两括号差相减就完全扣除了频率漂移率对频率稳定度的影响。

对于PC端而言:

PC端和所述多路分频模块相互连通，所述多路分频模块中的微 处理器通过访问所述锁存器中的数据得到相应的计数值，并通过 RS232口传递给所述PC端，经所述PC端对计数数据进行计算，以得 出被测源的检定数据。

参见图6，图6是本发明实施例提供的一种基于多路检测信号的 小型化鱼池捕检定装置的频率走势曲线的示意图。PC端可以是指PC。 如果被测源的频率漂移率是线性的，按线性一次拟合来扣除漂移当然 正确。事实却不完全如此，因为进行鱼投食时，鱼群会混成一团，杂 乱无章得显示没有选择性。对于一个被测源而言，通电后的频率走势 曲线可能如图6所示.由图可见，在被测源通电工作初期，漂移率较 大，随着时间推移，漂移率逐步减小，显然在被测源的频率漂移中存 在一次漂移以外的成份，如此时按线性拟合的方法来估算扣除漂移， 再求方差值，必然使方差的计算值中包含系统频率漂移率的贡献。但 是随着通电时间的延长，系统输出频率的漂移逐步趋向于线性，此时 再按一次线性拟合的方法估算系统漂移率，扣除此漂移率后，计算出 的方差值应是可靠的。

本发明提供一种基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，通 过多路分频模块分别和所述参考源、所述若干个被测源相互连通，所 述参考源和所述若干个被测源将被测源及综合源输入所述多路分频 模块，经处理后，分别得到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信号。 时间间隔计数器和所述多路分频模块相互连通，所述多路分频模块将 所述1pps的开门秒信号、所述1pps的关门秒信号传递至所述时间间 隔计数器中进行计数。锁存器分别和所述时间间隔计数器、所述多路 分频模块相互连通，所述时间间隔计数器将所述1pps的开门秒信号 和所述1pps的关门秒信号的计数结果传递至所述锁存器中进行保存。PC端和所述多路分频模块相互连通，所述多路分频模块中的微处理 器通过访问所述锁存器中的数据得到相应的计数值，并通过RS232口 传递给所述PC端，经所述PC端对计数数据进行计算，以得出被测源 的检定数据。从而达到能够通过数据来分析鱼的进食，可以利用多路 检测器完成同时检定的技术效果。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术 方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普 通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替 换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的 权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置包括：

参考源和若干个被测源，其中，所述参考源和所述被测源为分别固定放置在鱼池器中的鱼食袋，每个所述参考源和所述被测源中放置触碰传感器，每个所述被测源中放置单一种类的鱼食，所述参考源中混有所述若干个所述被测源中的所述鱼食；

多路分频模块，所述多路分频模块分别和所述参考源、所述若干个被测源相通，所述参考源和所述若干个被测源将被测源及参考源输入所述多路分频模块，经处理后，分别得到1pps的开门秒信号、1pps的关门秒信号；

时间间隔计数器，所述时间间隔计数器和所述多路分频模块相通，所述多路分频模块将所述1pps的开门秒信号、所述1pps的关门秒信号传递至所述时间间隔计数器中进行计数；

锁存器，所述锁存器分别和所述时间间隔计数器、所述多路分频模块相通，所述时间间隔计数器将所述1pps的开门秒信号和所述1pps的关门秒信号的计数结果传递至所述锁存器中进行保存；

PC端，所述PC端和所述多路分频模块相通，所述多路分频模块中的微处理器通过访问所述锁存器中的数据得到相应的计数值，并通过RS232口传递给所述PC端，经所述PC端对计数数据进行计算，以得出被测源的检定数据，包括：当系统输出频率的漂移趋向于线性时，按一次线性拟合的方法估算系统漂移率，扣除所述系统漂移率后计算方差值，得到所述检定数据。

2.如权利要求1所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置包括：

所述多路分频模块包括若干个单一化电路。

3.如权利要求2所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置包括：

所述若干个为不小于2个的整数。

4.如权利要求2所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述单一化电路包括：

隔离放大器，所述隔离放大器用于接收频率源信号。

5.如权利要求4所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述单一化电路包括：

走时计数器，所述走时计数器和所述隔离放大器相通，所述走时计数器对所述被测源进行处理，得到相应的频率值。

6.如权利要求5所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述单一化电路包括：

单一化锁存器，所述单一化锁存器和所述走时计数器相通，所述走时计数器将所述相应的频率值传递至所述单一化锁存器中进行保存。

7.如权利要求6所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述单一化电路包括：

DDS分频单元，所述DDS分频单元和所述隔离放大器相通。

8.如权利要求7所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述单一化电路包括：

微处理器，所述微处理器分别和所述单一化锁存器、所述DDS分频单元相通，通过对单一化锁存器的访问得到转化后的被测源的频率值。

9.如权利要求8所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述单一化电路包括：

所述微处理器通过命令字改写DDS中另一路自所述隔离放大器送入的被测源频率信号的分频值，使所述DDS分频单元输出信号为1Hz。

10.如权利要求9所述的基于多路检测信号的小型化鱼池捕检定装置，其特征在于，所述单一化电路包括：

滤波整形器，所述DDS分频单元输出信号经所述滤波整形器和所述微处理器控制的一路0或1的信号送至，经与运算得到受微处理器0、1控制的检定用1pps的信号输出。

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