一种高浊度水下生物移动检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高浊度水下生物移动检测系统及检测方法，所述检测方法包括以下步骤：步骤一，传感器捕获水下生物进入感应区域的行为并将这种非正常行为转成标准的数字信号；步骤二，信号滤波电路将传感器输出的数字信号进行滤波处理，输出滤波信号，保证所述数字信号平稳，消除信号的误报警；步骤三，信号处理电路对所述滤波信号进行采集处理，输出采集处理信号；步骤四，数据显示电路显示所述采集处理信号；步骤五，信号传输电路将所述采集处理信号通过串口实时发送到ＰＣ机上。本发明专利技术采用光电检测的方法使横向检测距离可以达到３０公分，大大扩大了水生生物体活动空间，在高浊度的环境中不易发生堵塞现象，且不易发生锈蚀，使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子通信
，涉及。
技术介绍
关于水体中鱼类或者其他生物的生态行为的检测方法很多，目前国内有代表性的 方法是中科院的BEWs检测方法，这种方法的技术原理是在容器中设置两对电极，由于生物 体的生态活动会切割两对电极之间的磁力线，从而造成电磁信号的变化，不同的生态行为 切割电磁信号的频率不同，从而造成最终输出的电磁信号变化，通过对信号的解析，可以获 得各个生物体的各个不同生态行为(摆鳍、呼吸等)的变化规律。上述检测方法的优点是能对生物体各个生态行为进行分析，缺陷和不足之处在 于(1)用于检测生物的容器空间比较狭小，在正常情况下生物体存活时间不超过2周；(2) 在实际应用中由于原水浊度较高，容易发生堵塞现象，同时电极长时间浸没在原水中，由于 电化学作用容易发生锈蚀和老化现象，导致仪器不能发挥预定作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高浊度水下生物移动检测系统，实现对 生物生态规避行为的测量；同时，还提供一种高浊度水下生物移动检测方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。—种高浊度水下生物移动检测系统包括传感器、信号采集电路、信号传输电路；所 述传感器用以捕获水下生物进入感应区域的行为并将这种非正常行为转成标准的数字信 号；信号采集电路包括信号滤波电路、信号处理电路、数据LCD显示电路；所述信号滤波电 路与传感器相连，用以将传感器输出的数字信号进行滤波处理，输出滤波信号，保证所述数 字信号平稳，消除信号的误报警；所述信号处理电路与信号滤波电路相连，用以对所述滤波 信号进行采集处理，输出采集处理信号；所述数据LCD显示电路与信号处理电路相连，用以 显示所述采集处理信号；所述信号传输电路与信号处理电路相连，用以将所述采集处理信 号通过串口实时发送到PC机上。作为本专利技术的一种优选方案，所述传感器为光电检测传感器，所述光电检测传感 器置于待测水体的两侧，通过角钢固定装置进行固定，保证光电传感器的光路收发一一对 应；所述光电检测传感器采用激光头组成光路发射器阵列，形成光路检测的光源部分；所 述光电检测传感器采用光敏三极管组成光路接收器阵列，通过与光源部分一一对应检测， 用以将光路的通断信号转换成对应的数字信号。作为本专利技术的另一种优选方案，所述信号滤波电路包括与所述光敏三极管的发射 极相连的KGl端，与KGl端相连的并列的电阻电容电路，与并列的电阻电容电路相连的输出端。作为本专利技术的再一种优选方案，所述信号处理电路包括数据输入接口、处理单元、 RS232数据输出接口 ；所述数据输入接口连接所述信号滤波电路的输出端；所述处理单元 采用一处理芯片作为主控CPU芯片，通过处理芯片内置的定时器定时扫描数据输入接口上 的引脚电平，并通过内置程序对扫描结果进行分析检测，输出检测结果；所述RS 232数据 输出接口与主控CPU芯片相连，用以按照RS232通讯协议将所述检测结果传输给PC机。作为本专利技术的再一种优选方案，所述信号处理电路还包括复位电路，所述复位电 路设置在主控CPU芯片的外部，通过按钮J 3连接到主控CPU芯片的复位引脚。作为本专利技术的再一种优选方案，每路所述激光头均通过一个LED供电电路供电， 激发激光头发出特定波长的激光；所述LED供电电路包括与激光头相连的限流电阻，所述 限流电阻的另一端连接+5V的开关电源。作为本专利技术的再一种优选方案，数据显示电路采用字符型液晶作为显示屏。一种高浊度水下生物移动检测系统的检测方法，所述检测方法包括以下步骤步骤一，传感器捕获水下生物进入感应区域的行为并将这种非正常行为转成标准 的数字信号；步骤二，信号滤波电路将传感器输出的数字信号进行滤波处理，输出滤波信号，保 证所述数字信号平稳，消除信号的误报警；步骤三，信号处理电路对所述滤波信号进行采集处理，输出采集处理信号；步骤四，数据显示电路显示所述采集处理信号；步骤五，信号传输电路将所述采集处理信号通过串口实时发送到PC机上。所述PC机实时接收所述检测系统发送的数据，并主动查询所述检测系统的通讯 状态；所述PC机查询检测系统的通讯状态的方法为每隔特定时间上位机通过串口发 送约定的通讯协议给所述检测系统，检测系统一旦收到查询命令，立刻回复约定的协议内 容；在正常情况下，检测系统延迟不超过30秒钟，如果查询3次未收到检测系统的回复命 令，则认为检测系统未正常工作，通讯不成功；当一段时间内生物移动次数连续超过设定基准值时，就认为水质异常，引发报警。本专利技术的有益效果在于本专利技术采用光电检测的方法使横向检测距离可以达到 30公分，大大扩大了水生生物体活动空间，而且在高浊度的应用环境中不易发生堵塞现象； 另外，本专利技术中的检测电路及传感器和水体并不直接接触，所以不容易发生锈蚀等问题，延 长了仪器使用寿命。附图说明图1是本专利技术所述检测系统的原理框图；图2是本专利技术所述光电检测传感器的LED供电原理图；图3是本专利技术所述光路接收器的滤波电路原理图；图4是本专利技术所述单片机数据采集系统的电路原理图；图5是本专利技术所述单片机数据采集系统中RS232数据输出接口的电路原理图；图6是本专利技术所述CPU单元与IXD 1602的数据接口电路原理图；图7是复位电路原理 图8是通讯状态查询流程图。 具体实施例方式大多数鱼类存在逆流而上的生活习性，通过人为构建一个水流环境，将对水质敏 感的鱼类放入其中，鱼类一般会在进水区域附近生活，当水质恶化时，鱼将会游向下游。本 专利技术提供的技术方案是在下游某个区域安装探测装置，一旦在一段时间内捕获到有较多的 鱼类进入，将引发报警。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。实施例一本实施例提供，可适用于检测黄浦 江高浊度水中鱼类或其他水生生物通过特定的检测区域的数量。通过在容器两侧安装激光 头和光敏三极管可以形成对特定区域的光_电通路，当鱼类或其他水生生物通过该特定区 域时会触碰检测光线，检测系统通过相应的光_电检测及后续的检测电路检测，会发现光 路阻断的编号，通过编号和位置的对应关系获取鱼类或其他水生生物在水中通过的位置。 根据一段时间内鱼类进入特定区域的次数判断水体是否存在突发的恶化。当次数达到设定 的值，引发报警。检测系统设计针对上述技术原理，检测系统设计主要包括以下三部分前端的传感器设计；信 号采集电路设计；信号传输电路设计；传感器主要是鱼类进入感应区域的行为并将这种非 正常行为转成标准的数字信号；信号采集电路主要是按照设定的时间间隔采集传感器传过 来的数字信号，并进行LCD液晶显示；信号传输电路的要功能是将信号采集电路采集的信 号转换成标准的通讯协议，并通过通讯模块，发送到上位PC机进行显示。(1)传感器设计传感器部分主要作用是将鱼类的异常行为转化成标准电信号，从而便于后续的信 号采集电路探测到异常。该传感器采用主动红外探测装置，分为发射和接收两部分，当有物 体挡在中间，传感器接收部分接收不到信号，将发送一个中断信号给外围电路，触发外围电 路保警。发射部分拟采用HG504发光二级管，接收部分采用光敏三极管。正常情况下，光敏 三极管的基极接收到发光二极管发出特定的光线，光敏三极管的集电极和发射极发射光电 流增加，呈导通状态，当有鱼类挡住光路，集电极和发射极的电流迅速下降，呈关断状态。利 用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浊度水下生物移动检测系统，其特征在于，所述系统包括：传感器，用以捕获水下生物进入感应区域的行为并将这种非正常行为转成标准的数字信号；信号采集电路，包括：信号滤波电路，与传感器相连，用以将传感器输出的数字信号进行滤波处理，输出滤波信号，保证所述数字信号平稳，消除信号的误报警；信号处理电路，与信号滤波电路相连，用以对所述滤波信号进行采集处理，输出采集处理信号；数据显示电路，与信号处理电路相连，用以显示所述采集处理信号；信号传输电路，与信号处理电路相连，用以将所述采集处理信号通过串口实时发送到ＰＣ机上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申一尘，王绍祥，邓涛，张顺，陈蓓蓓，
申请(专利权)人：上海城投原水有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]