CN112042607A - 一种渔网网口姿态声学监测仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及渔网网口监测技术领域，尤其是一种渔网网口姿态声学监测仪及其使用方法，包括船基单元、信标和定向换能器，所述船基单元包括显示模块和控制模块一，所述显示模块包括显示器和工控机，所述控制模块一包括数据接收模块一、数据发射模块一、处理模块和数据接口模块，显示器与工控机视频信号连接，数据接收模块一和数据发射模块一分别与处理模块的I/O端数据互通连接，工控机和定向换能器分别与处理模块通过数据接收模块一和数据发射模块一进行数据互通连接，定向换能器与信标通过水声信道无线通信，本发明能够提高捕捞经济效益，节省油料和人工费用。

Description

一种渔网网口姿态声学监测仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及渔网网口监测技术领域，具体领域为一种渔网网口姿态声学监测仪及其使用方法。

背景技术

渔网是渔民从事捕鱼生产作业的核心装备，往往价值不菲。在捕捞作业中，随着海流风浪漂移，渔网的实际形状尤其网口扩张情况直接影响捕捞产量。渔网网口姿态声学监测仪作为一种无线拖网监视和测量系统，给出完整的拖网形状，可以很好解决这一问题。随着国家近海渔业资源保护政策的出台和落实，推动大吨位远洋捕捞的发展，渔业捕捞人员迫切需要装备渔网网口监视设备来提高经济效益。

网位仪在捕鱼生产作业中具有重要的作用，现有的技术分为有缆网位仪和无缆网位仪，有缆网位仪通过专用水下电缆传输信号，这种方式成本较高、电缆收放不方便；目前的无缆网位仪技术不成熟，难以为渔民捕鱼提供很好的指导。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种渔网网口姿态声学监测仪及其使用方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种渔网网口姿态声学监测仪,包括船基单元、信标和定向换能器，所述船基单元包括显示模块和控制模块一，所述显示模块包括显示器和工控机，所述控制模块一包括数据接收模块一、数据发射模块一、处理模块和数据接口模块，显示器与工控机视频信号连接，数据接收模块一和数据发射模块一分别与处理模块的I/O端数据互通连接，工控机和定向换能器分别与处理模块通过数据接收模块一和数据发射模块一进行数据互通连接，定向换能器与信标通过水声信道无线通信，

所述信标包括圆柱状水密管、设置在圆柱状水密管外部的收发共置换能器和密封设置在圆柱状水密管内的深度测量模块、温度测量模块、控制模块二、数据接收模块二、数据发射模块二，深度测量模块和温度测量模块的信号输出端分别与控制模块二的输入的连接，数据接收模块二和数据发射模块二分别与控制模块二的I/O端连接，收发共置换能器通过数据接收模块二和数据发射模块二与控制模块二数据信号互通，

所述信标设置有4个，4个信标分别布设与渔网网口曳纲的左右上下4处。

优选的，所述定向换能器布设于渔船的龙骨上，定向换能器的入水深度≥2m，辐射面正对着渔网。

优选的，4个信标中的两个信标分别安装在渔网网口曳纲的左右两侧，另外两个信标安装在渔网门板中间的上下两侧。

优选的，所述圆柱状水密管上设置有固定孔，信标通过固定孔固定安装在渔网网口上。

优选的，所述处理模块和控制模块二均为逻辑处理器。

优选的，所述数据接收模块一和数据发射模块一为集成的数据输入输出连接器。

优选的，所述数据接收模块二和数据发射模块二为集成的数据输入输出连接器。

优选的，所述定向换能器为接收换能器。

优选的，所述深度测量模块为水深深度检测传感器，所述温度测量模块为高精度温度检测传感器。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种渔网网口姿态声学监测仪的使用方法，其步骤为：

(1)将船基单元布设于拖网渔船的驾驶舱内,并将定向换能器布设于船舷边，且入水深度≥2m，辐射面正对着渔网；

(2)通过数据电缆将船基单元与定向换能器进行数据互通店连接；

(3)将与定向换能器无线信号传输的信标固定在渔网网口处；

(4)将两个信标安装在渔网网口曳纲的左右两侧，设定左侧为信标一，右侧为信标二；另两个信标安装在渔网门板中间的上下两侧，上侧为信标三，下侧为信标四；

(5)通过控制模块一发出控制信号，通过电缆将控制信号传输到定向换能器，定向换能器将控制信号转换为水声信道信号传输到信标；

(6)在信标一接收信号之后发给信标二，同时将自身信号传给接收换能器，信标二接收到信标二的信号以后将自身信号传给定向换能器；信标三、信标四接收到定向换能器发出的信号之后也将自身信号传给定向换能器；

(7)信标一、二、三和四分别将各自的检测数据传输到定向换能器，定向换能器将接收到的数据传输到控制模块一，控制模块一将接收的数据进行处理得到渔网开口宽度与高度、渔网与渔船的距离、以及渔网的温度信息和深度信息后输出到显示模块进行显示；

(8)通过工控机将控制模块一处理的数据在显示器上以三维图像形式显示渔网信息；

(9)通过在控制模块一上预设间隔刷新时间，使得实现实时跟踪显示渔网状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种监测渔网状态的装置，测量显示渔网与渔船的距离，渔网的开口宽度与高度，给出完整的渔网形状和网口扩张情况；测量渔网的深度，防止拖网速度太快和渔网碰到海底；测量渔网温度信息可知捕获目标鱼种，从而提高捕捞经济效益，节省油料和人工费用。

各个模块之间配合方便，于渔网和船基上安装简单，使用方便；

给出完整的渔网状态，包括渔网开口高度、宽度，渔网与渔船的距离，渔网的温度、深度信息，并利用三维视图显示，渔网信息全面、直观；

本发明测距范围：≤1500m，精度：1％，分辨率：±0.5m，深度范围：≤600m，精度：1％，分辨率：±0.5m，温度范围：0-60℃，精度：±0.5℃，分辨率：±0.1℃，测量范围广，精度高，充分满足渔民需求，从而提高捕捞经济效益，节省油料和人工费用。

附图说明

图1为本发明的设备结构原理图；

图2为本发明的系统原理框图；

图3为本发明的信标结构示意图。

图中：1、船基单元；2、信标；3、定向换能器；4、显示模块；5、控制模块一；6、显示器；7、工控机；8、数据接收模块一；9、数据发射模块一；10、处理模块；11、数据接口模块；12、圆柱状水密管；13、收发共置换能器；14、深度测量模块；15、温度测量模块；16、控制模块二；17、数据接收模块二；18、数据发射模块二；19、固定孔；20、充电口。

具体实施方式

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至3，本发明提供一种技术方案：一种渔网网口姿态声学监测仪，包括船基单元1、信标2和定向换能器3，所述船基单元1包括显示模块4和控制模块一5，所述显示模块4包括显示器6和工控机7，所述控制模块一5包括数据接收模块一8、数据发射模块一9、处理模块10和数据接口模块11，显示器6与工控机7视频信号连接，数据接收模块一8和数据发射模块一9分别与处理模块10的I/O端数据互通连接，处理模块10的I/O端连接数据接口模块11，数据接收模块一8和数据发射模块一9通过数据接口模块11与处理模块10电连接，工控机7和定向换能器3分别与处理模块10通过数据接收模块一8和数据发射模块一9进行数据互通连接，定向换能器3与信标2通过水声信道无线通信，

控制模块一5主要作用接收显控计算机发送的命令，控制定向换能器3发射信号，并接收定向换能器3收到信标2的信息，经控制模块处理后发给显控计算机进行显示。工控机7安装显控软件，通过显示器6实时显示渔网信息，将渔网的开口状态采用三维视图的方式显示在人机交互的界面，用户可以根据需要设置信号刷新时间。使用时船基单元1布设于驾驶船舱内。

所述信标2包括圆柱状水密管12、设置在圆柱状水密管12外部的收发共置换能器13和密封设置在圆柱状水密管12内的深度测量模块14、温度测量模块15、控制模块二16、数据接收模块二17、数据发射模块二18，深度测量模块14和温度测量模块15的信号输出端分别与控制模块二16的输入的连接，数据接收模块二17和数据发射模块二18分别与控制模块二16的I/O端连接，收发共置换能器13通过数据接收模块二17和数据发射模块二18与控制模块二16数据信号互通，

所述信标2设置有4个，4个信标2分别布设与渔网网口曳纲的左右上下4处。

所述定向换能器3布设于渔船的龙骨上，定向换能器3的入水深度≥2m，辐射面正对着渔网。

4个信标2中的两个信标2分别安装在渔网网口曳纲的左右两侧，另外两个信标2安装在渔网门板中间的上下两侧。

所述圆柱状水密管12上设置有固定孔19，信标2通过固定孔19固定安装在渔网网口上，圆柱状水密管12上还设置有充电口20和用于对圆柱状水密管12内各个模块的锂电池，锂电池安装在圆柱状水密管12内，锂电池的充电端设置在充电口20内。

所述处理模块10和控制模块二16均为逻辑处理器。

所述数据接收模块一8和数据发射模块一9为集成的数据输入输出连接器。

所述数据接收模块二17和数据发射模块二18为集成的数据输入输出连接器。

所述定向换能器3为接收换能器。

所述深度测量模块14为水深深度检测传感器，所述温度测量模块15为高精度温度检测传感器。

根据上述内容，本发明通过水声测距原理，信标2收到信号后将自身信息返回，控制单元根据接收信号时间延迟来计算信标2间距，从而得到网口开口大小。网口上下两处信标2测量深度信息，根据深度差得到拖网下纲到上纲高度差，即网口上下高度。利用温度传感器测量渔网所处的温度信息。

一种渔网网口姿态声学监测仪的使用方法，其步骤为：

(1)将船基单元1布设于拖网渔船的驾驶舱内,并将定向换能器3布设于船舷边，且入水深度≥2m，辐射面正对着渔网；

(2)通过数据电缆将船基单元1与定向换能器3进行数据互通店连接；

(3)将与定向换能器3无线信号传输的信标2固定在渔网网口处；

(4)将两个信标2安装在渔网网口曳纲的左右两侧，设定左侧为信标2一，右侧为信标2二；另两个信标2安装在渔网门板中间的上下两侧，上侧为信标2三，下侧为信标2四；

(5)通过控制模块一5发出控制信号，通过电缆将控制信号传输到定向换能器3，定向换能器3将控制信号转换为水声信道信号传输到信标2；

(6)在信标2一接收信号之后发给信标2二，同时将自身信号传给接收换能器，信标2二接收到信标2二的信号以后将自身信号传给定向换能器3；信标2三、信标2四接收到定向换能器3发出的信号之后也将自身信号传给定向换能器3；

(7)信标2一、二、三和四分别将各自的检测数据传输到定向换能器3，定向换能器3将接收到的数据传输到控制模块一5，控制模块一5将接收的数据进行处理得到渔网开口宽度与高度、渔网与渔船的距离、以及渔网的温度信息和深度信息后输出到显示模块4进行显示；

(8)通过工控机7将控制模块一5处理的数据在显示器6上以三维图像形式显示渔网信息；

(9)通过在控制模块一5上预设间隔刷新时间，使得实现实时跟踪显示渔网状态。

通过本技术方案，定向换能器3将收到的信号传给船基单元1，船基单元1的控制模块通过处理接收到的各个信标2返回的信号，得到渔网开口宽度与高度、渔网与渔船的距离、以及渔网的温度信息和深度信息，传给工控机7，在显示器6上以三维图像形式显示渔网信息。

另外，系统正常工作需要四个信标，为避免设备故障，通过设置备用信标，防止因为某一个信标出现异常系统不能正常工作；

由于系统工作时每个信标功能不同，备标需要经过配置才能代替故障信标工作。

(1)将船基单元布设于拖网渔船的驾驶舱内，船基单元包括显示器、工控机、控制单元，在显示器中打开网位仪上位机软件；

(2)将接线盒通过电缆连接船基单元与定向换能器，接线盒布设于甲板；

(3)接收换能器布设于船舷边，入水深度≥2m，辐射面正对着渔网；

(4)备用信标系卡夫拉绳，将备用信标放入船舷边接收换能器附近，入水深度≥2m，辐射面正对着渔网，利用上位机软件对备用信标进行设置，配置为需要代替的故障信标，配置完成后备用信标便可以代替故障信标工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：包括船基单元、信标和定向换能器，所述船基单元包括显示模块和控制模块一，所述显示模块包括显示器和工控机，所述控制模块一包括数据接收模块一、数据发射模块一、处理模块和数据接口模块，显示器与工控机视频信号连接，数据接收模块一和数据发射模块一分别与处理模块的I/O端数据互通连接，工控机和定向换能器分别与处理模块通过数据接收模块一和数据发射模块一进行数据互通连接，定向换能器与信标通过水声信道无线通信，

所述信标包括圆柱状水密管、设置在圆柱状水密管外部的收发共置换能器和密封设置在圆柱状水密管内的深度测量模块、温度测量模块、控制模块二、数据接收模块二、数据发射模块二，深度测量模块和温度测量模块的信号输出端分别与控制模块二的输入的连接，数据接收模块二和数据发射模块二分别与控制模块二的I/O端连接，收发共置换能器通过数据接收模块二和数据发射模块二与控制模块二数据信号互通，

所述信标设置有4个，4个信标分别布设与渔网网口曳纲的左右上下4处。

2.根据权利要求1所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：所述定向换能器布设于渔船的龙骨上，定向换能器的入水深度≥2m，辐射面正对着渔网。

3.根据权利要求1所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：4个信标中的两个信标分别安装在渔网网口曳纲的左右两侧，另外两个信标安装在渔网门板中间的上下两侧。

4.根据权利要求1所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：所述圆柱状水密管上设置有固定孔，信标通过固定孔固定安装在渔网网口上。

5.根据权利要求1所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：所述处理模块和控制模块二均为逻辑处理器。

6.根据权利要求1所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：所述数据接收模块一和数据发射模块一为集成的数据输入输出连接器。

7.根据权利要求6所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：所述数据接收模块二和数据发射模块二为集成的数据输入输出连接器。

8.根据权利要求1所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：所述定向换能器为接收换能器。

9.根据权利要求1所述的一种渔网网口姿态声学监测仪，其特征在于：所述深度测量模块为水深深度检测传感器，所述温度测量模块为高精度温度检测传感器。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种渔网网口姿态声学监测仪的使用方法，其特征在于：其步骤为：

(1)将船基单元布设于拖网渔船的驾驶舱内,并将定向换能器布设于船舷边，且入水深度≥2m，辐射面正对着渔网；

(2)通过数据电缆将船基单元与定向换能器进行数据互通店连接；

(3)将与定向换能器无线信号传输的信标固定在渔网网口处；

(4)将两个信标安装在渔网网口曳纲的左右两侧，设定左侧为信标一，右侧为信标二；另两个信标安装在渔网门板中间的上下两侧，上侧为信标三，下侧为信标四；

(5)通过控制模块一发出控制信号，通过电缆将控制信号传输到定向换能器，定向换能器将控制信号转换为水声信道信号传输到信标；

(6)在信标一接收信号之后发给信标二，同时将自身信号传给接收换能器，信标二接收到信标二的信号以后将自身信号传给定向换能器；信标三、信标四接收到定向换能器发出的信号之后也将自身信号传给定向换能器；

(7)信标一、二、三和四分别将各自的检测数据传输到定向换能器，定向换能器将接收到的数据传输到控制模块一，控制模块一将接收的数据进行处理得到渔网开口宽度与高度、渔网与渔船的距离、以及渔网的温度信息和深度信息后输出到显示模块进行显示；

(8)通过工控机将控制模块一处理的数据在显示器上以三维图像形式显示渔网信息；

(9)通过在控制模块一上预设间隔刷新时间，使得实现实时跟踪显示渔网状态。

Images