CN214097782U - 一种分体式双频双通道探鱼仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分体式双频双通道探鱼仪，包括探鱼仪，所述探鱼仪包括显示器、测控器和超声波换能器；所述显示器包括显示器CPU、液晶屏接口、按键单元、外部供电单元和串行接口电路一；所述测控器包括测控器CPU、换能器发射接口、换能器接收接口、外部供电单元和串行接口电路二；所述测控器与超声波换能器电连接。本实用新型将测量控制部分和显示部分分开，单独设计了测控器和显示器，降低了整套设备的耦合性，使得显示器不易因超声波传感器的异常而导致损坏，易于维修，大大降低维修周期和成本，采用分体式设计，体积小而轻便，性能稳定、结构简单、功耗低，选用双频超声波换能器，增加了探鱼仪的性能。

Description

一种分体式双频双通道探鱼仪

技术领域

本实用新型涉及鱼类探测设备技术领域，特别涉及一种分体式双频双通道探鱼仪。

背景技术

探鱼仪是一种专门用来探测水下鱼群分布情况的电子设备，通常用于渔船、捕鱼等相关作业。

国内船用探鱼设备的研究和开发较晚，现有的船用探鱼仪设计都比较传统，都是采用一台主机搭配一个超声波换能器，其将换能器收发单元、控制单元、显示单元都集中在一台主机上，使得主机成本高，体积大且笨重，而这样的设计最大的问题在于：

1、主机的耦合性很高，因为在实际使用中常会出现换能器功率和主机收发功率不匹配、或是换能器损坏导致功率突然变大等情况，这种情况会直接造成主机的损坏，也极易将主机中成本最高的液晶显示屏烧坏，这样维修难度大、成本高，且周期长，休船维修会造成一定的经济损失。

2、现有单波束探鱼仪发射频率单一，且只能看一个频率通道上的画面，因为不同发射频率所呈现的水底图样是不一样的，所以现有单波束探鱼仪对于鱼群的分辨率和扫射范围就不能同时兼顾，这样会影响使用者对于鱼群的判断。

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种分体式双频双通道探鱼仪。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种分体式双频双通道探鱼仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种分体式双频双通道探鱼仪，包括探鱼仪，所述探鱼仪包括显示器、测控器和超声波换能器；

所述显示器包括显示器CPU、液晶屏接口、按键单元、外部供电单元一和串行接口电路一，所述显示器CPU通过逆变电路与液晶屏接口电连接，所述按键单元通过按键接口电路和按键控制板与显示器CPU电连接，所述串行接口电路一与显示器CPU电连接，且所述串行接口电路一上设置有RS485接口一和RS422接口，所述RS485接口一与测控器连接；

所述测控器包括测控器CPU、换能器发射接口、换能器接收接口、外部供电单元二和串行接口电路二，所述测控器CPU通过50k发射电路向换能器发射接口发射50k频率电脉冲信号，50k频率电脉冲信号的回波从换能器接收接口进入，经50k信号放大数字化电路和FPGA电路一送至测控器CPU中，所述测控器CPU通过200k发射电路向换能器发射接口发射200k频率电脉冲信号，反馈200k频率电脉冲信号的回波从换能器接收接口进入，经200k信号放大数字化电路和FPGA电路二送至测控器CPU中，所述测控器CPU通过LDO稳压电路二和电源控制电路二与外部供电单元二电连接，所述串行接口电路二与测控器CPU电连接，且所述串行接口电路二上设置有RS485接口二，所述RS485接口二与显示器连接；

所述测控器与超声波换能器电连接。

进一步的，还包括GPS单元，所述GPS单元通过RS422接口与显示器连接。

进一步的，还包括复显仪，所述复显仪通过RS422接口与显示器连接。

进一步的，所述显示器CPU与测控器CPU均为中央处理单元，选用DSP芯片。

进一步的，所述显示器的屏幕划分成左半屏和右半屏，左半屏显示50k频率的回波数字信号，右半屏显示200k频率的回波数字信号。

进一步的，所述超声波换能器为双频超声波换能器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)、本实用新型采用分体式设计，体积小而轻便，性能稳定、结构简单、功耗低。

2)、本实用新型将测量控制部分和显示部分分开，单独设计了测控器和显示器，降低了整套设备的耦合性，使得显示器不易因超声波传感器的异常而导致损坏，易于维修，大大降低维修周期和成本。

3)本实用新型集双频双通道于一身，可同时显示50k和200k两个频率的回波信号。

4)、本实用新型采用50k发射频率的优点在于发射角度广，扫射的范围大，使用户可以拓宽对水底视角的局限性，方便确定鱼群的方位。

5)、本实用新型采用200k发射频率的优点在于分辨率高，对水里的情况反馈的更细致，能够清晰呈现浅水和趴在海底的鱼群，方便用户确定鱼群的准确位置。

6)、本实用新型中显示器将屏幕划分成左半屏和右半屏，左半屏显示50k频率的回波数字信号，右半屏显示200k频率的回波数字信号，两者亦可对换，可由用户自由切换，显示器内部系统会对两个频率的回波数字信号都进行分析判断，从中找出鱼群，给出鱼群出现和鱼群位置的提示。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中显示器的电路原理框图；

图3为本实用新型中测控器的电路原理框图。

图中：1、探鱼仪，11、显示器，1101、显示器CPU，1102、按键单元，1103、外部供电单元一，1104、串行接口电路一，1105、液晶屏接口，1106、按键接口电路，1107、按键控制板，1108、逆变电路，1109、LDO稳压电路一，1110、电源控制电路一，1111、RS485接口一，1112、RS422接口，12、测控器，1201、测控器CPU，1202、换能器接收接口，1203、换能器发射接口，1204、外部供电单元二，1205、串行接口电路二，1206、FPGA电路一，1207、FPGA电路二，1208、50k信号放大数字化电路，1209、200k信号放大数字化电路，1210、50k发射电路，1211、200k发射电路，1212、LDO稳压电路二，1213、电源控制电路二，1214、RS485接口二，13、超声波换能器，2、GPS单元，3、复显仪。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3所示，本实用新型提供一种技术方案：一种分体式双频双通道探鱼仪，包括探鱼仪1，所述探鱼仪1包括显示器11、测控器12和超声波换能器13，所述测控器12与超声波换能器13电连接。

所述显示器11包括显示器CPU1101、液晶屏接口1105、按键单元1102、外部供电单元一1103和串行接口电路一1104，所述显示器CPU1101通过逆变电路1108与液晶屏接口1105电连接，所述按键单元1102通过按键接口电路1106和按键控制板1107与显示器CPU1101电连接，所述串行接口电路一1104与显示器CPU1101电连接，且所述串行接口电路一1104上设置有RS485接口一1111和RS422接口1112，所述RS485接口一1111与测控器12连接。显示器11负责将启动发射和各种参数按照通讯协议通过线缆发送给测控器12，并接收测控器12发送来的两个频率的回波数字信号；显示器11会将接收到的双频回波数字信号以图形化的方式显示在液晶显示屏左右两边，并对主频(以屏幕左侧显示的为主频)回波数字信号进行分析计算得数水深数值，将其以数字形式显示在液晶显示屏上；显示器11内部系统会对两个频率的回波数字信号都进行分析判断，从中找出鱼群，给出鱼群出现和鱼群位置的提示；显示器11还实现人机交互，用户可以通过按键单元1102在菜单中选择各种参数的设定；液晶显示屏用于显示水深数据和回波信号，有十五寸、十寸、七寸三种尺寸可选，适合不同用户的需求，具有大范围视角和可调节亮度的功能；逆变电路1108用来控制显示器11的背光情况，以便于白天和夜晚的使用；电源管理电路一1110对电源供电进行稳压、限流、过充、过放、低压保护、高压保护、恢复等处理，处理后给显示器CPU1101和显示器11进行供电，保证整个显示器11的电源供电稳定；按键单元1102是控制显示屏上各个按键的使用。

所述测控器12包括测控器CPU1201、换能器发射接口1203、换能器接收接口1202、外部供电单元二1204和串行接口电路二1205，所述测控器CPU1201通过50k发射电路1210向换能器发射接口1203发射50k频率电脉冲信号，50k频率电脉冲信号的回波从换能器接收接口1202进入，经50k信号放大数字化电路1208和FPGA电路一1206送至测控器CPU1201中，所述测控器CPU1201通过200k发射电路1211向换能器发射接口1203发射200k频率电脉冲信号，反馈200k频率电脉冲信号的回波从换能器接收接口1202进入，经200k信号放大数字化电路1209和FPGA电路二1207送至测控器CPU1201中，所述测控器CPU1201通过LDO稳压电路二1212和电源控制电路二1213与外部供电单元二1204电连接，所述串行接口电路二与测控器CPU1201电连接，且所述串行接口电路二1205上设置有RS485接口二1214，所述RS485接口二1214与显示器11连接。测控器12负责接收显示器11发送过来的指令(指令包含启动发射和各种参数)，根据参数推动发射换能器工作，然后接收超声波换能器反馈回来的双频回波信号，并对其进行放大、滤波处理，将其转换为数字信号，然后将处理好的回波数字信号按照通讯协议通线缆发送给显示器11；电源管理电路二1213对电源供电进行稳压、限流、过充、过放、低压保护、高压保护、恢复等处理，处理后给测控器CPU1201和测控器12进行供电，保证整个测控器12的电源供电稳定。

其中，所述50k信号放大数字化电路1208和200k信号放大数字化电路1209的不同在于两者所使用的增益不同，增益是通过LT1167CS8可编程/可变增益放大器进行调节的。

其中，所述FPGA电路一1206和FPGA电路二1207采用EP3C5E144C8N芯片，FPGA电路一1206和FPGA电路二1207对50k和200k信号的处理也有所不同。

还包括GPS单元2，所述GPS单元2通过RS422接口1112与显示器11连接，接收GPS单元2发送来的日期、时间、经纬度、船速、航向等信息，并显示在液晶显示屏上。

还包括复显仪3，所述复显仪3通过RS422接口1112与显示器11连接，将水深数据传送给复显仪3，进行复显。

所述显示器CPU1101为中央处理单元，选用DSP芯片，有强大的数据处理能力，接收测控器12发送来的回波数字信号，将其按数据大小以不同颜色和位置传送给液晶显示屏进行显示，对显示画面进行快速的处理，画面移动更稳定，不延时不卡顿，CPU还会对屏幕左边的回波信号进行分析计算出深度，并将其传送到液晶显示屏上进行显示，CPU还控制其它各部分电路的功能，通过按键单元1102与用户交互，通过逆变电路1108控制液晶显示屏，通过串行接口电路一1104与测控器12实现通讯，通过RS422接口1112与GPS单元2、复显仪3进行通讯。

所述测控器CPU1201为中央处理单元，选用DSP芯片，利用数字信号处理技术强大的数据处理能力，对回波数字信号进行快速精确的处理，无中频变压器，极低背景杂讯，高灵敏度，数字信号调节，高稳定度，不随温度变化而变化，CPU控制其它各部分电路的功能，通过串行接口电路二1205接收显示器11发送过来的指令，对指令进行解析，得到发射频率、发射功率、发射脉宽等参数，然后按这些参数给脉冲发射电路发射电脉冲，而后等待脉冲接收电路接收到回波信号，将其转换为数字信号并对其进行处理，填入通讯协议，通过串行接口电路二1205发送给显示器11。

所述显示器11的屏幕划分成左半屏和右半屏，左半屏显示50k频率的回波数字信号，右半屏显示200k频率的回波数字信号，两者亦可对换，可由用户自由切换。

所述超声波换能器13为双频超声波换能器，更精确，增加了探鱼的性能。

工作原理：由显示器11通过线缆发送发射启动指令(指令中包含发射频率、发射功率、脉冲宽度等参数)，测控器12接收到指令并启动其中的发射电路，发射电路发射具有一定宽度的50k和200k电脉冲信号到发射换能器，换能器发射接口1203将电脉冲转换为超声波脉冲信号并向水里发射，经水底和水中物体(鱼群或杂物等)反射回来的超声波回波被接收换能器接收接口1202所接收，并转换为电脉冲发送到测控器12中的接收电路，接收电路对其进行放大、滤波、抗干扰、去噪声等处理，将其转换为数字信号，测控器12将处理好的双频回波数字信号据通过线缆发送给显示器11，显示器11接收到数据，将双频回波数字信号以图形化的方式显示在液晶显示屏左右两边，并对主频(以屏幕左侧显示的为主频)回波数字信号进行分析计算得数水深数值，将其以数字形式显示在液晶显示屏上，另外显示器11可以连接GPS单元2，接收GPS单元2发送来的日期、时间、经纬度等信息，并显示在液晶显示屏上，显示器11还可以连接复显仪3，将水深数据传送给复显仪3，进行复显。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种分体式双频双通道探鱼仪，包括探鱼仪(1)，其特征在于：所述探鱼仪(1)包括显示器(11)、测控器(12)和超声波换能器(13)；

所述显示器(11)包括显示器CPU(1101)、液晶屏接口(1105)、按键单元(1102)、外部供电单元一(1103)和串行接口电路一(1104)，所述显示器CPU(1101)通过逆变电路(1108)与液晶屏接口(1105)电连接，所述按键单元(1102)通过按键接口电路(1106)和按键控制板(1107)与显示器CPU(1101)电连接，所述外部供电单元一(1103)通过电源控制电路一(1110)和LDO稳压电路一(1109)与显示器CPU(1101)电连接，所述串行接口电路一(1104)与显示器CPU(1101)电连接，且所述串行接口电路一(1104)上设置有RS485接口一(1111)和RS422接口(1112)，所述RS485接口一(1111)与测控器(12)连接；

所述测控器(12)包括测控器CPU(1201)、换能器发射接口(1203)、换能器接收接口(1202)、外部供电单元二(1204)和串行接口电路二(1205)，所述测控器CPU(1201)通过FPGA电路一(1206)、FPGA电路二(1207)、50k信号放大数字化电路(1208)和200k信号放大数字化电路(1209)与换能器接收接口(1202)电连接，所述换能器发射接口(1203)通过50k发射电路(1210)和200k发射电路(1211)与测控器CPU(1201)电连接，所述外部供电单元二(1204)通过电源控制电路二(1213)和LDO稳压电路二(1212)与测控器CPU(1201)电连接，所述串行接口电路二(1205)与测控器CPU(1201)电连接，且所述串行接口电路二(1205)上设置有RS485接口二(1214)，所述RS485接口二(1214)与显示器(11)连接；

所述测控器(12)与超声波换能器(13)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种分体式双频双通道探鱼仪，其特征在于：所述超声波换能器(13)为双频超声波换能器。

3.根据权利要求1所述的一种分体式双频双通道探鱼仪，其特征在于：还包括GPS单元(2)，所述GPS单元(2)通过RS422接口(1112)与显示器(11)连接。

4.根据权利要求1所述的一种分体式双频双通道探鱼仪，其特征在于：还包括复显仪(3)，所述复显仪(3)通过RS422接口(1112)与显示器(11)连接。

5.根据权利要求1所述的一种分体式双频双通道探鱼仪，其特征在于：所述显示器CPU(1101)与测控器CPU(1201)均为中央处理单元，选用DSP芯片。

6.根据权利要求1所述的一种分体式双频双通道探鱼仪，其特征在于：所述显示器(11)的屏幕划分成左半屏和右半屏，左半屏显示50k频率的回波数字信号，右半屏显示200k频率的回波数字信号。

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