CN206866384U - 一种新型的水产养殖池声呐探测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型的水产养殖池声呐探测系统，通过声呐信号探测养殖池中的水生动物，包括水产养殖池声呐探测器、LoRa集中屏、智能手表探鱼器、手机APP应用、远程管理平台及WEB应用端；本实用新型成本价格低，采用的LoRa技术比常见的蓝牙技术通讯距离更远；没有复杂的安装和接线，使用便捷，维护简单；可在智能手表、手机或者LoRa网关的显示屏上直观观察到各个养殖池中的水生动物的大小轮廓、位置、水池深度及水体温度，具备很好的实用性；数据大量汇总后，可以进行智能分析，得到结论可用于养殖优化和科学指导。
Description
技术领域
本实用新型涉及水产养殖池中水生动物的声呐探测技术领域，特别是一种新型的水产养殖池声呐探测系统。
背景技术
在水产养殖领域，及时掌握了解养殖池中的水生动物的大小，是每个水产养殖从业者每天需要做的工作之一，因为只有掌握水生动物的成长情况和吃食情况，才能及时根据实际情况调整投料数量和时间，在减少饵料浪费的同时，也是在减少养殖风险。在当前水产养殖场景中，基本都是采用打捞少量个体观察的方式，比较麻烦，无法及时在现场外就能了解相关情况。
如果采用水下视频探测，可以实现类似功能，但由于水下视频探测系统价格昂贵，普通的养殖场所很少有能力或者不愿意消费这类设备及系统。
因此研发一款可以随时查看水体水生动物大小等状态的设备，只要站在岸边或其他地方，就可以观察到各个池塘的鱼虾等水生动物的大小及所处位置，具备很强的实用价值。
传统的声呐探鱼相关设备，没有组成一个完整的系统，不具备综合各个池塘的实时情况，进行比对分析。在垂钓领域，有些声呐探鱼设备具备与手机连接的功能，通常是采用蓝牙技术与手机配对连接，但这种方式有一个很明显的技术劣势，就是蓝牙通讯距离太短，而水产养殖领域，有些地方距离很远。而且采用蓝牙一般是一对一配对，如果组网，其节点个数有限。这类传统的垂钓领域的设备并不太适合在水产养殖领域使用。特别是工厂化养殖程度较高的养殖基地，更需要一种通讯距离较远且能够组网的探测设备，方便统一管理，或者并入原有已经部署的相关水质监测系统中。
实用新型内容
本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种通过声呐原理探测水生动物大小轮廓并远距离无线上报信息、可以在现场集中显示或通过手表或手机显示、具备数据汇总分析管理平台的水产养殖池声呐探测系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种新型的水产养殖池声呐探测系统，通过声呐信号探测养殖池中的水生动物，包括水产养殖池声呐探测器、LoRa集中屏、智能手表探鱼器、手机APP应用、远程管理平台及WEB应用端。
进一步地，所述水产养殖池声呐探测器与所述LoRa集中屏通过LoRa通讯连接。
进一步地，所述LoRa集中屏与所述远程管理平台通讯连接，用于集中向所述远程管理平台上传相关探测信息。
进一步地，所述水产养殖池声呐探测器包括有声呐传感器，用于探测水体中水生动物的大小及轮廓相关信息，并通过LoRa通讯技术将所述相关信息传输至所述LoRa集中屏上。
进一步地，所述智能手表探鱼器与所述LoRa集中屏通过蓝牙无线连接。
进一步地，所述手机APP应用及所述WEB应用端通过网络与所述远程管理平台连接，用于查看相关探测信息。
进一步地，所述LoRa集中屏是一种配备有显示屏的LoRa网关，其包括有微控制器单元，以及与所述微控制器单元相连接的远程通讯模组、供电单元、蓝牙模块、LoRa通讯模块、显示单元及存储单元。
进一步地，所述供电单元包括有电源管理电路，分别为所述微控制器单元、所述远程通讯模组、所述蓝牙模块、所述LoRa通讯模块、所述显示单元及所述存储单元供电。
进一步地，所述远程通讯模组是一种基于蜂窝网络及LTE协议的集合了多种通讯方式的通讯模组，包括有NB-IoT、eMTC和GPRS的多模通讯方式。
进一步地，所述远程通讯模组可以配置为NB-IoT模式，将接收到的LoRa协议转换为符合NB-IoT通信标准协议，转发至所述远程管理平台。同样，也可以配置为eMTC模式或者GPRS模式。
进一步地，所述远程通讯模组优选移远通信BG96 模组。
进一步地，所述LoRa集中屏还包括有基准时钟，用于与所述水产养殖池声呐探测器进行时间校准。
进一步地，所述基准时钟与所述与之相连的所述水产养殖池声呐探测器在通讯前进行时间同步，减少通讯信息的同步时差。
进一步地，所述水产养殖池声呐探测器与所述LoRa集中屏之间采用时分多址（TDMA）方式进行通讯。
进一步地，所述水产养殖池声呐探测器可以与多个所述LoRa集中屏通讯连接并传输相关信息。
进一步地，所述水产养殖池声呐探测器内置的声呐传感器对水体深度探测范围是0.6~40米，返回的信息包括有水生动物的轮廓大小、所处位置、水体深度。
进一步地，所述声呐传感器工作频率是120KHZ，采用的辐射角为45度。
进一步地，所述水产养殖池声呐探测器是一个浮体结构还内置有温度传感器。
声呐探测传感器基本原理是：声呐探测传感器发出声波信号，遇到物体后会反射回来，依据反射时间及波形可以计算出物体所处的位置及距离、还有轮廓大小。
系统工作方式说明：将每个都预设有特征码以及对应的池塘编号的所述水产养殖池声呐探测器放置并浮在水面上，不断对水体进行探测和信息采集，包括水体中的水生动物的大小、位置及轮廓信息、养殖池水体深度信息，以及所述声呐传感器内置的温度传感器采集到的水体温度信息。将采集到的信息按预设的周期时间以LoRa无线通讯方式上传至所述LoRa集中屏上，并在所述LoRa集中屏上储存和显示。所述LoRa集中屏根据池塘编号选择显示对应的包括有池塘水深度参数、水体温度参数、水生动物大小及位置的参数信息。
进一步地，所述LoRa集中屏将多个所述水产养殖池声呐探测器探测到的信息不断通过所述远程通讯模组上传至所述远程管理平台。所述手机APP应用及所述WEB应用端通过网络与所述远程管理平台连接，同样根据特征码或池塘编号获取到相关所述水产养殖池声呐探测器探测到的信息。
进一步地，所述远程管理平台储存有包括时间信息在内的大量探测数据信息，在数据汇总后进行智能分析，其科学分析的结果用于后续的养殖指导参考。
进一步地，所述智能手表探鱼器与所述水产养殖池声呐探测器进行蓝牙配对，同样根据池塘编号获取到并在所述智能手表探鱼器的显示屏上显示相关信息。
与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
（1）成本低，结合声呐传感器使用，与常规的水下视频监控相比，价格只有十分之一甚至更低；
（2）与常见的蓝牙技术相比，LoRa通讯距离更远，组网个数更多；
（3）方便直观，可在智能手表、手机或者LoRa网关的显示屏上观察到各个养殖池中的水生动物的大小轮廓、位置、水池深度及水体温度，具备很好的实用性；
（4）使用便捷，维护简单，基于LoRa无线通讯，没有复杂的安装和接线；
（5）数据大量汇总后，可以进行智能分析，得到结论可用于养殖优化和科学指导。
附图说明
图1为本实用新型实施例的水产养殖池声呐探测系统的系统架构图。
图2为本实用新型实施例的水产养殖池声呐探测系统的LoRa集中屏的原理框图。
图1中：1-水产养殖池声呐探测器、2-WEB应用端、3- LoRa集中屏、4-智能手表探鱼器、5-手机APP应用、6-远程管理平台。
图2中：301-远程通讯模组、302-微控制器单元、303-供电单元、304-蓝牙模块、305- LoRa通讯模块、306-显示单元、307-存储单元。
具体实施方式
下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，附图是本实用新型的一些实施方式，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形式的附图。
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本说明书描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。
如图1所示，一种新型的水产养殖池声呐探测系统，通过声呐信号探测养殖池中的水生动物，包括水产养殖池声呐探测器1、LoRa集中屏3、智能手表探鱼器4、手机APP应用5、远程管理平台6及WEB应用端2。
所述水产养殖池声呐探测器1与所述LoRa集中屏3通过LoRa通讯连接。
在本实施例中，所述LoRa集中屏3与所述远程管理平台6通讯连接，用于集中向所述远程管理平台6上传相关探测信息。
在本实施例中，所述水产养殖池声呐探测器1包括有声呐传感器，用于探测水体中水生动物的大小及轮廓相关信息，并通过LoRa通讯技术将所述相关信息传输至所述LoRa集中屏3上。
在本实施例中，所述智能手表探鱼器4与所述LoRa集中屏3通过蓝牙无线连接。
在本实施例中，所述手机APP应用5及所述WEB应用端2通过网络与所述远程管理平台6连接，用于查看相关探测信息。
做为可选的一种实施方式，所述智能手表探鱼器4可用LoRa通讯模块替换蓝牙模块，通过LoRa通讯替代蓝牙与所述LoRa集中屏3连接。
在本实施例中，所述LoRa集中屏3是一种配备有显示屏的LoRa网关，如图2所示，所述LoRa网关包括有微控制器单元302，以及与所述微控制器单元302相连接的远程通讯模组301、供电单元303、蓝牙模块304、LoRa通讯模块305、显示单元306及存储单元307。
在本实施例中，所述供电单元303包括有电源管理电路，分别为所述微控制器单元302、所述远程通讯模组301、所述蓝牙模块304、所述LoRa通讯模块305、所述显示单元306及所述存储单元307供电。
在本实施例中，所述微控制器单元302采用基于ARM cortex-M3内核的STM32L152微控制器。
在本实施例中，所述远程通讯模组301是一种基于蜂窝网络及LTE协议的集合了多种通讯方式的通讯模组，包括有NB-IoT、eMTC和GPRS的多模通讯方式。
见图1及图2，在本实施例中，所述远程通讯模组301可以配置为NB-IoT模式，将接收到的LoRa协议转换为符合NB-IoT通信标准协议，转发至所述远程管理平台6。
需要说明的是，作为一种可选的实施方式，所述远程通讯模组301也可以替换成单独模式的NB-IoT模组、eMTC模组或者GPRS模组。
在本实施例中，所述远程通讯模组301采用移远通信BG96 模组。
做为可选的一种实施方式，所述移远通信BG96 模组可以用型号为BC95的NB-IoT模组替换使用。
在本实施例中，所述LoRa集中屏3还包括有基准时钟，用于与所述水产养殖池声呐探测器1进行时间校准。
在本实施例中，所述基准时钟与所述与之相连的所述水产养殖池声呐探测器1在通讯前进行时间同步，减少通讯信息的同步时差。
在本实施例中，所述水产养殖池声呐探测器1与所述LoRa集中屏3之间采用时分多址（TDMA）方式进行通讯。
在本实施例中，所述水产养殖池声呐探测器1可以与多个所述LoRa集中屏3通讯连接并传输相关信息。
在本实施例中，所述水产养殖池声呐探测器1内置的声呐传感器对水体深度探测范围是0.6~40米，返回的信息包括有水生动物的轮廓大小、所处位置、水体深度。
在本实施例中，所述声呐传感器工作频率是120KHZ，采用的辐射角为45度。
在本实施例中，所述水产养殖池声呐探测器1是一个浮体结构还内置有温度传感器。
见图1及图2，在本实施例中，将每个都预设有特征码以及对应的池塘编号的所述水产养殖池声呐探测器1放置并浮在水面上，不断对水体进行探测和信息采集，包括水体中的水生动物的大小、位置及轮廓信息、养殖池水体深度信息，以及所述声呐传感器内置的温度传感器采集到的水体温度信息。将采集到的信息按预设的周期时间以LoRa无线通讯方式上传至所述LoRa集中屏3上，并在所述LoRa集中屏3上储存和显示。所述LoRa集中屏3根据池塘编号选择显示对应的包括有池塘水深度参数、水体温度参数、水生动物大小及位置的参数信息。
在本实施例中，所述LoRa集中屏3将多个所述水产养殖池声呐探测器1探测到的信息不断通过所述远程通讯模组301上传至所述远程管理平台6。所述手机APP应用5及所述WEB应用端2通过网络与所述远程管理平台6连接，同样根据特征码或池塘编号获取到相关所述水产养殖池声呐探测器1探测到的信息。
在本实施例中，所述远程管理平台6储存有包括时间信息在内的大量探测数据信息，在数据汇总后进行智能分析，其科学分析的结果用于后续的养殖指导参考。所述智能手表探鱼器4与所述水产养殖池声呐探测器1进行蓝牙配对，同样根据池塘编号获取到并在所述智能手表探鱼器4的显示屏上显示相关信息。
在本实施例中，本实用新型与常规的水下视频监控相比，价格只有十分之一甚至更低，采用的LoRa技术与常见的蓝牙技术相比，LoRa通讯距离更远，组网个数更多；使用便捷，维护简单，基于LoRa无线通讯，没有复杂的安装和接线；方便直观，可在智能手表、手机或者LoRa网关的显示屏上观察到各个养殖池中的水生动物的大小轮廓、位置、水池深度及水体温度，具备很好的实用性；数据大量汇总后，可以进行智能分析，得到结论可用于养殖优化和科学指导。
以上所述仅为本实用新型较佳实施例，任何人在本实用新型启示下都可以得出其他各种形式的水产养殖池声呐探测系统，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型涵盖范围。
Claims (8)
1.一种新型的水产养殖池声呐探测系统，通过声呐信号探测养殖池中的水生动物，其特征在于，包括水产养殖池声呐探测器（1）、LoRa集中屏（3）、智能手表探鱼器（4）、手机APP应用（5）、远程管理平台（6）及WEB应用端（2）；
所述水产养殖池声呐探测器（1）与所述LoRa集中屏（3）通过LoRa通讯连接；
所述LoRa集中屏（3）与所述远程管理平台（6）通讯连接，用于集中向所述远程管理平台（6）上传相关探测信息；
所述水产养殖池声呐探测器（1）包括有声呐传感器，用于探测水体中水生动物的大小及轮廓相关信息，并通过LoRa通讯技术将所述相关信息传输至所述LoRa集中屏（3）上；
所述智能手表探鱼器（4）与所述LoRa集中屏（3）通过蓝牙无线连接；
所述手机APP应用（5）及所述WEB应用端（2）通过网络与所述远程管理平台（6）连接，用于查看相关探测信息。
2.根据权利要求1所述的一种新型的水产养殖池声呐探测系统，其特征在于，所述LoRa集中屏（3）是一种配备有显示屏的LoRa网关，其包括有微控制器单元（302），以及与所述微控制器单元（302）相连接的远程通讯模组（301）、供电单元（303）、蓝牙模块（304）、LoRa通讯模块（305）、显示单元（306）及存储单元（307）；
所述供电单元（303）包括有电源管理电路，分别为所述微控制器单元（302）、所述远程通讯模组（301）、所述蓝牙模块（304）、所述LoRa通讯模块（305）、所述显示单元（306）及所述存储单元（307）供电。
3.根据权利要求2所述的一种新型的水产养殖池声呐探测系统，其特征在于，所述远程通讯模组（301）是一种基于蜂窝网络及LTE协议的集合了多种通讯方式的通讯模组，包括有NB-IoT、eMTC和GPRS的多模通讯方式。
4.根据权利要求2所述的一种新型的水产养殖池声呐探测系统，其特征在于，所述LoRa集中屏（3）还包括有基准时钟，用于与所述水产养殖池声呐探测器（1）进行时间校准。
5.根据权利要求1所述的一种新型的水产养殖池声呐探测系统，其特征在于，所述水产养殖池声呐探测器（1）与所述LoRa集中屏（3）之间采用时分多址（TDMA）方式进行通讯。
6.根据权利要求1所述的一种新型的水产养殖池声呐探测系统，其特征在于，所述水产养殖池声呐探测器（1）可以与多个所述LoRa集中屏（3）通讯连接并传输相关信息。
7.根据权利要求1所述的一种新型的水产养殖池声呐探测系统，其特征在于，所述水产养殖池声呐探测器（1）内置的声呐传感器对水体深度探测范围是0.6~40米，返回的信息包括有水生动物的轮廓大小、所处位置、水体深度。
8.根据权利要求1所述的一种新型的水产养殖池声呐探测系统，其特征在于，所述水产养殖池声呐探测器（1）是一个浮体结构还内置有温度传感器。
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