基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统技术方案

本发明专利技术提供的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统主要包括一水声换能器、鱼探仪处理器以及微处理单元对鱼群的回波反射信号进行检测，并且，提取特定水深范围内一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，实现鱼群信息的远距离传输及显示，除实时显示鱼探仪画面外，可用来预测渔获产量。本系统可以用在定置网渔业，海洋网箱养殖业的实时监控，人工鱼礁集鱼效果的观测，以及金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群探测等多个领域，对提高海洋渔业生产效率有很重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统
本专利技术涉及一种移动目标监测系统，特别涉及一种基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统。用在定置网渔业、海洋网箱养殖业的实时监控，人工鱼礁集鱼效果的观测，以及金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群探测等多个领域。
技术介绍
海洋深水网箱养殖、定制网渔业中入网的鱼量有多少、海洋牧场中人工鱼礁的集鱼效果，金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群量的多少都需要利用远程监测技术。通常，这些远程监控都采用视频监控的方式，但是在夜间或者海水比较浑浊的情况下，视频监控的范围很小。而超声波是水中信息传播的有效途径，不受水中能见度的影响。因此，超声波鱼群探测器(鱼探仪)在现代渔业的有着广泛的应用。通常，鱼探仪只能显示水中物体的回波反射强度，无法估算出探测鱼量的多少。此外，普通的鱼探仪也没有无线通讯功能，虽然，目前市场上出现了基于无线鱼探仪，但是，这些一般都是通过蓝牙或者wifi等媒介近距离通信，通信距离有限。近年来，移动通信网络在远程监控中发挥着很大的作用，但是由于普通的鱼探仪的回波数据量很庞大，使用移动通信网络直接传输其采集数据也不切实际。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，它利用移动通信网络传输鱼探仪的探测信息，并且可以在手机、ipad、电脑等任何可上网浏览网页的设备上显示回波图像的实时探测系统。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，包括：一水声换能器，它向水中发射超声波并接收鱼群的回波反射信号将其转换成电信号；一信号调制发射及对回波反射信号进行采集加工的鱼探仪处理器；一模数转换器，将所述模拟的回波反射信号转换成数字信号；一微处理单元，它将接收到的所述回波反射信号进行处理，其中，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，然后，提取目标的轮廓信息，并根据目标的轮廓信息计算设定的范围内目标的轮廓总面积、总周长以及目标的个数等信息，结合后方反射强度均值，采用下列计算公式计算鱼量的大小：f(x)＝a*总面积+b*总周长+c*总目标个数+d*后方反射强度均值+e，其中，a,b,c,d,e根据用户的现场采样值采样多元线性回归计算得出；一移动通信模块，用来将鱼群反射映像信息(轮廓和反射强度)以及计算得到的计算鱼量大小数据进行远距离发送；以及一在远程接收上述鱼群反射映像信息及鱼量大小数并显示的远程显示/控制终端。在本专利技术的一个实施例中，所述提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值采用采用移动平均法，对设定的时间和深度范围内的每一次发射接收的回波进行均值计算，每一列代表一次的发射接收回声数据，先对每次发射接收回声数据均值计算，最终对表格中的所有数据进行均值计算。在本专利技术的一个实施例中，所述鱼群映像信息提取，是提取鱼群映像的轮廓和轮廓范围内的平均后方反射强度，包括下列步骤：(1)建立回声反射图；(2)根据反射强度对图像进行二值化；(3)目标的轮廓检测；(4)目标的轮廓提取；(5)计算轮廓内反射强度均值。在本专利技术的一个实施例中，根据提取的鱼群映像信息，可计算得出鱼群映像的周长、面积、以及鱼群映像的个数，周长、面积可反应鱼群的大小，映像的个数可反映鱼群的数量。在本专利技术的一个实施例中，还包括一用来存储数据的数据存储。在本专利技术的一个实施例中，还包括一远程服务器，它与所述移动通信模块一起工作将提取的鱼群反射映像信息和计算得到的鱼量大小数据进行远距离发送到所述远程显示/控制终端。通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，由于对鱼群的回波反射信号进行检测，并且，提取特定水深范围内一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，得到新的数据格式，有效解决传输数据量的问题，极大地压缩了传输数据，实现鱼群信息的远距离传输及显示，而且所有的探测数据都记录在服务器的数据库中，方便分析，除实时显示鱼探仪画面外，可用来预测渔获产量。本系统可以用在定置网渔业，海洋网箱养殖业的实时监控，人工鱼礁集鱼效果的观测，以及金枪鱼围网渔业中人工集鱼装置下的鱼群探测等多个领域，对提高海洋渔业生产效率有很重要的意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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是本专利技术的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统的方框图；图2是发射接收回声数据进行均值计的数据表格式；图3是鱼群映像信息提取的流程图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。参见图1，本专利技术提供的基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统包括水声换能器10、鱼探仪处理器11、模数转换器12、微处理单元13、移动通信模块15、数据存储器14、远程服务器16和远程显示/控制终端17。水声换能器10向水中发射超声波并接收鱼群的回波反射信号将其转换成电信号。模数转换器12将上述模拟的将所述模拟的回波反射信号转换成数字信号，于是，微处理单元13将接收到的将接收到的所述回波反射信号进行处理。鱼探仪处理器11进行信号调制发射及对回波反射信号进行采集加工，它通常包括：信号发射接收电路，检波及增益等模拟电路。数据存储器14与微处理单元13相连,用来存储微处理单元13的数据，以便进行读取。远程服务器16与移动通信模块15一起工作将鱼群反射映像信息(轮廓和反射强度)以及计算得到的鱼群鱼量大小数据进行远距离发送到远程显示/控制终端17。远程显示/控制终端17可以是手机、ipad或电脑等任何可上网浏览网页的设备。微处理单元13将接收到的所述回波反射信号进行处理，其中，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，然后，提取目标的轮廓信息，它可包括构成轮廓的点和轮廓内的反射强度，并根据目标的轮廓信息计算设定的范围内目标的轮廓总面积、总周长以及目标的个数等信息，结合后方反射强度均值，采用下列计算公式计算鱼量的大小：f(x)＝a*总面积+b*总周长+c*总目标个数+d*后方反射强度均值+e，其中，a,b,c,d,e根据用户的现场采样值采样多元线性回归计算得出。本领域的技术人员，根据现场可以计算得到。现场采样为设定的时间范围内捕捞的渔获量(单位：吨，需要5个以上的采样)，将相应时间内鱼探仪自动提取的信息(总面积、周长、个数、反射强度)代入公式中进行多元线性回归，解析得到a,b,c,d,e这几个回归系数。为了提高精度需更多的采样。参见图2，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值采用移动平均法，对设定的时间和深度范围内的每一次发射接收的回波进行均值计算，即图2所示，每一列代表一次的发射接收回声数据，先对每次发射接收回声数据均值计算，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，包括：一水声换能器，它向水中发射超声波并接收鱼群的回波反射信号将其转换成电信号；一信号调制发射及对回波反射信号进行采集加工的鱼探仪处理器；一模数转换器，将所述模拟的回波反射信号转换成数字信号；一微处理单元，它将接收到的所述回波反射信号进行处理，其中，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，然后，提取目标的轮廓信息，并根据目标的轮廓信息计算设定的范围内目标的轮廓总面积、总周长以及目标的个数等信息，结合后方反射强度均值，采用下列计算公式计算鱼量的大小：f(x)＝a*总面积+b*总周长+c*总目标个数+d*后方反射强度均值+e，其中，a,b,c,d,e根据用户的现场采样值采样多元线性回归计算得出；一移动通信模块，用来将鱼群反射映像信息(轮廓和反射强度)以及计算得到的计算鱼量大小数据进行远距离发送；以及一在远程接收上述鱼群反射映像信息及鱼量大小数并显示的远程显示/控制终端。

【技术特征摘要】
1.基于无线通讯网络的实时鱼群监测及鱼量估算系统，其特征在于，包括：一水声换能器，它向水中发射超声波并接收鱼群的回波反射信号将其转换成电信号；一信号调制发射及对回波反射信号进行采集加工的鱼探仪处理器；一模数转换器，将模拟的回波反射信号转换成数字信号；一微处理单元，它将接收到的所述回波反射信号进行处理，其中，提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值；对回波信号构成的回波反射映像图中的鱼群映像信息进行提取，然后，提取目标的轮廓信息，并根据目标的轮廓信息计算设定的范围内目标的轮廓总面积、总周长以及目标的个数等信息，结合后方反射强度均值，采用下列计算公式计算鱼量的大小：f(x)＝a*总面积+b*总周长+c*总目标个数+d*后方反射强度均值+e，其中，a,b,c,d,e根据用户的现场采样值采样多元线性回归计算得出；所述提取一部分水层中一段时间范围内的后方回波反射强度的均值采用移动平均法，对设定的时间和深度范围内的每一次发射接收的回波进行均值计算，每一列代表一次的发射接收回声数据，先对每次发射接收回声数据均值计算，最终对表格中的所有数...

【专利技术属性】
技术研发人员：童剑锋，韩军，朱国平，沈蔚，
申请(专利权)人：上海海洋大学，舟山市声达海洋信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31