CN207940236U - 鱼群自动健康检测及档案管理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了鱼群自动健康检测及档案管理装置，具有这样的特征，包括：鱼缸，呈立方体形状；进水口；出水口；第一水泵；第二水泵；多个摄像头，用于采集图像；鱼群计数单元，包括用于检测鱼群的红外发射接收器、用于对鱼群中的鱼进行计数的第一单片机和用于显示鱼的数量的鱼量显示器；水温检测报警单元，包括用于检测实时水温的温度传感器、用于发出报警信号的第二单片机以及用于根据报警信号发出报警的报警器和用于显示实时水温的水温显示器；以及计算机，用于对图像进行处理。所以，本实用新型鱼群自动健康检测及档案管理装置使得鱼缸中的每条鱼都在摄像范围内，且便于使用者粗略掌握鱼的数量，以及便于及时调整水温来保护鱼缸中鱼。

Description

鱼群自动健康检测及档案管理装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种鱼群自动健康检测及档案管理装置。

背景技术

现今，水族馆的鱼类生命状态管理大多只重视环境架构，如鱼缸材质、水质条件、微生物养殖等。同时，对于海洋生物健康管理方案十分陈旧，大多采用以人工捕捉、人工体检、动物医生检查等为主的方式。

但是，上述现有方式的工作效率低，易扰乱鱼群的生存环境，甚至会致使鱼类受伤。而且，水族馆鱼场中的鱼类一般都是以种类或水域划分栖息场所，特定区域内的鱼群种类单一且密集度高，一次简单的人工体检就要将它们全体捕捞，挨个检查，耗费时间的同时损失了海洋的效益。另外，一旦在非体检日出现的传染病源很难被发现，密集的鱼群导致无法区分健康鱼和感染鱼，疫情将难以遏制，从而造成严重损失。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供鱼群自动健康检测及档案管理装置。

本实用新型提供了一种鱼群自动健康检测及档案管理装置，具有这样的特征，包括：鱼缸，呈立方体形状；进水口，设置在鱼缸的一侧面的上部；出水口，设置在鱼缸的另一侧面的下部；第一水泵，设置在与进水口连接的进水管上；第二水泵，设置在与出水口连接的出水管上；多个摄像头，分别安装在鱼缸的四个直角角落以及进水口的位置处，用于采集图像；鱼群计数单元，包括安装在一个摄像头上用于检测鱼群的红外发射接收器、设置在鱼缸的外部并与红外发射接收器连接用于对鱼群中的鱼进行计数的第一单片机和安装在鱼缸的外壁上并与第一单片机连接的用于显示鱼的数量的鱼量显示器；水温检测报警单元，包括安装在一个摄像头上用于检测实时水温的温度传感器、设置在鱼缸的外部并与温度传感器连接用于发出报警信号的第二单片机以及安装在鱼缸的外壁上与第二单片机连接用于根据报警信号发出报警的报警器和用于显示实时水温的水温显示器；以及计算机，与摄像头通信连接，用于对图像进行处理。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，摄像头为水下摄像头。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，摄像头的个数为5个。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，红外发射接收器包括用于发射红外线的红外发射电路和用于接收红外线的红外接收电路，红外发射电路为NE555电路，红外接收电路为LM567电路。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一单片机为AT89C51单片机。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，鱼量显示器设有四合一芯片CL102。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，温度传感器为LM35D温度传感器。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，第二单片机为AT89C51单片机。

在本实用新型提供的鱼群自动健康检测及档案管理装置中，还可以具有这样的特征：其中，第二单片机设有温度存储单元和报警信号生成单元，温度存储单元用于存储鱼缸内水的预设温度，报警信号生成单元用于将实时水温与预设温度进行比较，当实时水温超出预设温度的范围时生成报警信号。

实用新型的作用与效果

根据本实用新型所涉及的鱼群自动健康检测及档案管理装置，因为在鱼缸的四个直角角落位置处分别安装了用于采集图像的摄像头，使得鱼缸中的每条鱼都在摄像范围内，尤其是躲在暗礁等视觉死角处的生病的鱼。另外，在进水口处也设有摄像机，从而保证了每条鱼都会被不定时的检测到。同时，设置了鱼群计数单元和水温检测报警单元，便于使用者粗略掌握鱼的数量，以及便于调整水温来保护鱼缸中鱼。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中鱼群自动健康检测及档案管理装置的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中摄像头的视场范围示意图；

图3是本实用新型的实施例中鱼群计数单元的工作框图；

图4是本实用新型的实施例中水温检测报警单元的工作框图；

图5是本实用新型的实施例中鱼群自动健康检测及档案管理装置的工作流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本实用新型作具体阐述。

<实施例>

图1是本实用新型的实施例中鱼群自动健康检测及档案管理装置的结构示意图。

如图1所示，鱼群自动健康检测及档案管理装置100包括鱼缸10、进水口(图中未示出)、出水口(图中未示出)、第一水泵(图中未示出)、第二水泵(图中未示出)、五个摄像头20、鱼群计数单元30、水温检测报警单元40和计算机(图中未示出)。

鱼缸10，呈立方体形状。

进水口设置在鱼缸10的一侧面的上部。

出水口设置在鱼缸10的另一侧面的下部。

第一水泵设置在与进水口连接的进水管上。

第二水泵设置在与出水口连接的出水管上。

图2是本实用新型的实施例中摄像头的视场范围示意图。

如图1所示，五个摄像头20分别安装在鱼缸10的四个直角角落位置处以及进水口的位置处(图中未示出)，用于采集图像。如图2所示，鱼缸10中的每条鱼都在摄像范围内，尤其是躲在暗礁等视觉死角处的生病的鱼，从而保证了每条鱼都会被不定时的检测到。在本实施例中，摄像头20为水下摄像头。

图3是本实用新型的实施例中鱼群计数单元的工作框图。

如图1和图3所示，鱼群计数单元30包括红外发射接收器31、第一单片机32和鱼量显示器33。

红外发射接收器31安装在一个摄像头20上，用于检测鱼群。红外发射接收器31包括用于发射红外线的红外发射电路和用于接收红外线的红外接收电路。在本实施例中，红外发射电路为NE555电路，红外接收电路为LM567电路。

第一单片机32设置在鱼缸10的外部，与红外发射接收器31连接，用于对鱼群中的鱼进行计数。在本实施例中，第一单片机32为AT89C51单片机。

鱼量显示器33安装在鱼缸10的外壁上，与第一单片机32连接，用于将第一单片机32计数得到鱼的数量进行显示。在本实施例中，鱼量显示器33设有四合一芯片CL102(集译码、驱动、锁存、显示为一体)。

图4是本实用新型的实施例中水温检测报警单元的工作框图。

如图1和图4所示，水温检测报警单元40包括温度传感器41、第二单片机42、报警器43和水温显示器44。

温度传感器41安装在一个摄像头20上，用于检测鱼缸10内的实时水温。在本实施例中，温度传感器41为LM35D温度传感器。

第二单片机42设置在鱼缸10的外部，与温度传感器41连接，用于发出报警信号。在本实施例中，第二单片机42为AT89C51单片机。

第二单片机42设有温度存储单元和报警信号生成单元，温度存储单元用于存储鱼缸内水的预设温度，报警信号生成单元用于将实时水温与预设温度进行比较，当实时水温超出预设温度的范围时生成报警信号。

报警器43安装在鱼缸10的外壁上，与第二单片机42连接，用于根据报警信号发出报警，从而提醒使用者调节鱼缸10内的水温。

水温显示器44安装在鱼缸10的外壁上，与第二单片机42连接，用于显示实时水温，便于使用者实时查看鱼缸10内的水温。

计算机，与摄像头20通信连接，用于对图像进行处理，设有鱼档案管理部、鱼体识别部和鱼类生命体征检测部。

鱼档案管理部，将鱼放入鱼缸10前，根据每条鱼的种类和特征建立鱼的ID档案。

鱼体识别部，通过两个识别模型对摄像头20检测到的图像进行快速、准确、高效的识别。一，鱼形状识别模型，通过对大量鱼的体态特征与其他生物的一同输入学习，将摄像头20检测到的图像与上述特征进行对比，从而判断出摄像头20检测到的图像中鱼的种类；二，鱼ID识别模型，通过对比摄像头20检测到的图像和鱼档案管理部的ID档案识别出每一条鱼的ID。通过两层模型对图像中待识别鱼进行判别，可提高识别准确度及速率。同时，鱼体识别部将识别出的鱼的特征、相应的原始ID以及新测量的数据录入其对应的ID档案中。

因上述两个鱼形识别模型(鱼形识别模型、鱼ID识别验证)的训练程序相同，以鱼形识别模型为例，简述模型学习训练基本步骤：首先向计算机输入存储并学习正样本(鱼体图像)与负样本(非鱼体图像)，使计算机掌握鱼类形态特征。再通过摄像头20检测到的鱼形图像和样本的处理得到IMDB数据，将其进行多层卷积后得到的鱼体图像特征值加入池化层，对图像不同位置的特征进行聚合统计。并连接全连阶层，得到激活层，引入非线性函数，将“激活的神经元的特征”通过函数保留并映射出来。最后对激活层进行数据处理得到概率分布层。根据概率分布层即可输出得到可以针对性识别鱼缸内鱼体的卷积-神经网络模型。

以上为计算机学习训练识别鱼形的训练模型，让计算机自动记忆鱼形并提取其特征形态，便于在摄像头20捕捉到鱼缸10内游鱼的图像时根据其特征将该鱼与ID档案对应起来，识别该鱼的ID身份。

鱼类生命体征检测部，存储有常见鱼病及其在不同种类鱼身上的病理特征，从而可在工作时检测鱼是否患病以及判断患何种病。

图5是本实用新型的实施例中鱼群自动健康检测及档案管理装置的工作流程图。

如图5所示，鱼群自动健康检测及档案管理装置100的工作过程如下：

采用鱼档案管理部在将鱼放入鱼缸10前根据每条鱼的种类和特征建立每条鱼的ID档案。

采用分别安装在鱼缸10的四个直角角落位置处以及进水口的位置处的五个摄像头20采集鱼缸10中各个角度鱼的图像。

基于鱼档案管理部建立的ID档案和鱼体识别部的两个识别模型，采用鱼体识别部对摄像头20检测到的图像进行快速、准确、高效的识别，判断识别出图像中的物体是否是鱼，若为鱼，则识别出图像中待识别鱼体的形状和ID，并确定该待识别鱼体的鱼种，同时将该已识别鱼体的种类和特征录入并更新至鱼档案管理部对应的ID档案中。

基于图像和鱼类生命体征检测部存储的病理特征，采用鱼类生命体征检测部对已确定鱼种的已知鱼的体征进行检测，当已知鱼的病理特征大于第一设定阈值时，摄像头10对该已知鱼进行跟踪并重新拍摄，得到跟踪图像；根据跟踪图像再次分析得到已知鱼的详细病理特征，当详细病理特征仍大于第二设定阈值时，确认已知鱼患病；将已知鱼的病理特征通报给管理员并录入该已知鱼的ID档案中。

进一步，如图3所示，当有鱼经过红外光线的位置时将遮挡红外光线，使得红外接收电路接收不到红外信号，此时放大电路输出高电平并将这个电平信号送入第一单片机32进行控制计数，进而鱼量显示器33显示鱼的数量，上述过程即可统计得到鱼的数量，便于使用者粗略掌握鱼的数量。

另外，如图4所示，采用LM35D温度传感器41采集实时水温(模拟信号)，通过放大电路和A/D转化电路将模拟信号转换为数字信号并输出给第二单片机(AT89C51)42进行处理，然后通过温度显示器44显示实时水温，同时第二单片机42的报警信号生成单元将实时水温与预设温度进行比较，当实时水温超出预设温度的范围时生成报警信号，报警器43根据该报警信号进行报警来提醒使用者及时调节水温来保护鱼缸10中的鱼，由上述过程即可实现了温度的自动检测和报警。

实施例的作用与效果

根据本实施例提到的鱼群自动健康检测及档案管理装置，因为在鱼缸的四个直角角落位置处分别安装了用于采集图像的摄像头，使得鱼缸中的每条鱼都在摄像范围内，尤其是躲在暗礁等视觉死角处的生病的鱼。另外，在进水口处也设有摄像机，从而保证了每条鱼都会被不定时的检测到。同时，设置了鱼群计数单元和水温检测报警单元，便于使用者粗略掌握鱼的数量，以及便于调整水温来保护鱼缸中鱼。

另外，鱼档案管理部为鱼缸中的每一条鱼建立ID档案，并记录其生长状况；结合水下摄像头和鱼档案管理部，能够提高待识别鱼的识别速率和准确率，通过对比ID档案进行身份识别，记录其身体健康情况和长势等，从而实现鱼类的常规体检；鱼类生命体征检测部能够发现染病鱼类，对其进行跟踪、疾病确认、档案标记，并向管理员发出警报。

所以，本实用新型鱼群自动健康检测及档案管理装置使得鱼缸中的每条鱼都在摄像范围内，能及时监督生物生存状态，对鱼缸中鱼类生命体征进行日常监控、简单体检以及疾病发现，从而保护生物生存环境，减少人工操作的日常体检次数。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于，包括：

鱼缸，呈立方体形状；

进水口，设置在所述鱼缸的一侧面的上部；

出水口，设置在所述鱼缸的另一侧面的下部；

第一水泵，设置在与所述进水口连接的进水管上；

第二水泵，设置在与所述出水口连接的出水管上；

多个摄像头，分别安装在所述鱼缸的四个直角角落以及所述进水口的位置处，用于采集图像；

鱼群计数单元，包括安装在一个所述摄像头上用于检测鱼群的红外发射接收器、设置在所述鱼缸的外部并与所述红外发射接收器连接用于对所述鱼群中的鱼进行计数的第一单片机和安装在所述鱼缸的外壁上并与所述第一单片机连接的用于显示所述鱼的数量的鱼量显示器；

水温检测报警单元，包括安装在一个所述摄像头上用于检测实时水温的温度传感器、设置在所述鱼缸的外部并与所述温度传感器连接用于发出报警信号的第二单片机以及安装在所述鱼缸的外壁上与所述第二单片机连接用于根据所述报警信号发出报警的报警器和用于显示所述实时水温的水温显示器；以及

计算机，与所述摄像头通信连接，用于对所述图像进行处理。

2.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述摄像头为水下摄像头。

3.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述摄像头的个数为5个。

4.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述红外发射接收器包括用于发射红外线的红外发射电路和用于接收所述红外线的红外接收电路，

所述红外发射电路为NE555电路，

所述红外接收电路为LM567电路。

5.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述第一单片机为AT89C51单片机。

6.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述鱼量显示器设有四合一芯片CL102。

7.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述温度传感器为LM35D温度传感器。

8.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述第二单片机为AT89C51单片机。

9.根据权利要求1所述的鱼群自动健康检测及档案管理装置，其特征在于：

其中，所述第二单片机设有温度存储单元和报警信号生成单元，

所述温度存储单元用于存储所述鱼缸内水的预设温度，

所述报警信号生成单元用于将所述实时水温与所述预设温度进行比较，当所述实时水温超出所述预设温度的范围时生成所述报警信号。