(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221046251 1.X (22)申请日 2022.04.28 (71)申请人 中国水产科 学研究院南海水产研究 所 地址 510300 广东省广州市海珠区新港西 路231号 申请人 广州中臣丹 德智能装备 科技有限公 司　 三亚热带水产研究院 (72)发明人 胡昱　黄小华　于金海　陶启友　 袁太平　王绍敏　庞国良　 (74)专利代理 机构 广州知友专利商标代理有限 公司 44104 专利代理师 宣国华　尤健雄(51)Int.Cl. A01K 61/80(2017.01) A01K 61/60(2017.01) A01K 61/10(2017.01) G01D 21/02(2006.01) G01S 13/88(2006.01) G05B 19/042(2006.01) H04N 7/18(2006.01) H04N 5/76(2006.01) (54)发明名称 一种大型深远海养殖渔场智能化立体监控 体系 (57)摘要 本发明公开了一种大型深远海养殖渔场智 能化立体监控体系， 包括： 通过数据传输网络进 行通讯的鱼群量监测系统、 水环境监测系统、 自 动投饵系统和云平台； 云平台能够通过鱼群量监 测系统采集到深远海网箱内的卵形鲳鲹鱼群量， 云平台能够通过水环境监测系统采集到深远海 网箱所在处的水环境数据； 并且， 自动投饵系统 在预设的投喂时间自动按照投喂饲料重量G对深 远海网箱内的卵形鲳鲹投喂饲料。 本发明能够基 于鱼群量监测系统采集到的卵形鲳鲹鱼群量， 以 及水环境监测系统采集到的水温、 水流流速、 溶 解氧浓度、 盐度， 通过G＝A ×B×1％×C1×C2× C3×C4智能化的精准控制自动投饵系统在预设 的投喂时间对深远海网箱内卵形鲳鲹的投喂饲 料重量G， 以有效改善卵形鲳鲹的养殖效果。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 114847210 A 2022.08.05 CN 114847210 A 1.一种大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 用于养殖卵形鲳鲹的深远海网箱 (1)； 其特征在于， 包括： 通过数据传输网络进行通讯的鱼群量监测系统、 水环境监测系统、 自动投饵系统和云平台； 所述云平台能够通过鱼群量监测系统采集到所述深远海网箱(1)内的卵形鲳鲹鱼群 量， 所述云平台能够通过水环境监测系统采集到所述深 远海网箱(1)所在处的水环境数据； 并且， 所述自动投饵系统通过所述数据传输网络从云平台获取所述鱼群量监测系统和水环 境监测系统采集到的数据， 并在预设的投喂时间自动按照投喂饲料重量G对所述深远海网 箱(1)内的卵形鲳鲹投喂饲料； 其中， G＝A ×B×1％×C1×C2×C3×C4； 式中， A表示所述深远海网箱(1)内的卵形鲳鲹鱼群量， B为卵形鲳鲹在投喂时间的平均 体重； C1、 C2、 C3、 C4依次表 示水温影响因子、 水流流速影 响因子、 溶解氧浓度影 响因子、 盐度 影响因子； 所述水环境监测系统采集到的水环境数据包括水温、 水流流速、 溶解氧浓度、 盐度； 当 所述水温超过32℃或低于15℃时， C1取值为0； 当所述水温在15℃以上并低于23℃之间时， C1取值为0.8； 当所述水温在23℃以上并在32℃以下时， C1取值为1； 当所述水流流速超过 1m/s， C2取值为0； 当所述水流流速超过0.5m/s并在1m/s以下时， C2取值为0.9； 当所述水流 流速在0.5m/s以下时， C2取值为1； 当所述溶解氧浓度低于3mg/L时， C3取值为0； 当所述溶解 氧浓度在3mg/L以上并在5mg/L以下时， C3取值为0.9； 当所述溶解氧浓度超 过5mg/L， C3取值 为1； 当所述盐度低于4 ‰时， C4取值为0； 当所述盐度在4 ‰以上并低于10 ‰时， C4取值为 0.9； 当所述盐度在10 ‰以上并在3 5‰以下时， C4取值 为1。 2.根据权利要求1所述大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 其特征在于： 所述鱼 群量监测系统包括声 波探测装置(2)； 所述声波探测装置(2)包括换能器阵列(2 ‑1)和数采盒(2 ‑2)； 所述换能器阵列(2 ‑1)位 于所述深远海网箱(1)内， 并由位于同一水平面且以相同的安装姿态环绕所述深远海网箱 (1)的中轴线(1a)均匀间隔布置的八个换能器组成； 并且， 所述换能器所选用的型号使得： 在工作频率 为200kHz时， 所述八个换能器发出的探测波 束在探测区域上互不重 叠； 在所述数采盒(2 ‑2)经由所述数据传输网络接收到鱼群量探测 指令时， 所述数采盒(2 ‑ 2)以工作频率为200kHz的脉冲调制信号按顺时针或逆时针顺序逐一驱动所述八个换能器 工作， 并控制数采盒(2 ‑2)在每一个换能器工作期 间将该换能器所输出回波信号中频率为 200kHz的部分转换为回波数字信号经由所述数据传输网络发送给所述云平台； 其中， 每一 个所述换能器的工作时间均为C/V/8， C表 示所述深远海网箱(1)的网衣周长， V是取值为2m/ s的卵形鲳鲹平均游速； 在所述脉冲调制信号的工作频率为200kHz时， 所述云平台通过以下方式估算出所述深 远海网箱(1)内的卵形鲳鲹鱼群量： 在接收到每一个所述换能器对应的回波 数字信号时， 将 该回波数字信号的每一周期信号均通过回波能量积分法处理为一个回波信号能量值， 并将 该回波数字信号的全部周期处理得到的回波信号能量值的平均值记录为回波信号能量平 均值， 并且， 将所述八个换能器所对应回波数字信号的回波信号能量平均值之和记录为回 波信号能量有效值， 该回波信号能量有效值除以预设的单条卵形鲳鲹回波信号能量有效值 即为所述卵形鲳鲹鱼群量。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114847210 A 23.根据权利要求2所述大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 其特征在于： 所述八 个换能器的波束角均为2 4°， 所述八个换能器的波束角探测方向均指向所述深 远海网箱(1) 的网衣网底边 缘(1b)。 4.根据权利要求2所述大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 其特征在于： 所述声 波探测装置(2)还包括浮体(2 ‑3)和连接杆(2 ‑4)， 所述浮体(2 ‑3)浮在海面上并通过绳索与 所述深远海网箱(1)固定， 所述连接杆(2 ‑4)的上端与浮体(2 ‑3)固定连接， 所述八个换能器 安装在所述连接杆(2 ‑4)的下端并位于海面以下的1m至2m处。 5.根据权利要求2所述大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 其特征在于： 所述数 采盒(2‑2)包括设置在防水盒体内的数据采集电路， 所述数据采集电路为： MCU控制器通过 无线通讯模块与所述数据传输网络进行数据传输； 所述MCU控制器能够依据接收到的指令 控制脉冲调制信号生成电路生成工作频率为200kHz或50kHz的脉冲调制信号， 该脉冲调制 信号经脉冲 功率放大器放大后通过探测信号端输出； 且从回波信号端输出的回波信号能够 先经前置放大电路进行模拟信号放大、 再经选频放大电路进行200kHz和50kHz频率的选频 放大、 然后经检波电路进行200kHz和50kHz频率的检波、 最后由所述MCU控制器转换为相应 频率的回波数字信号后通过所述无线通讯模块发送给所述数据传输网络； 并且， 所述探测 信号端和回波信号端与所述八个换能器之间通过八通道模拟切换开关连接， 所述MCU控制 器能够控制所述八通道模拟切换开关将任意一个所述换能器与所述探测信号端和回波信 号端接通。 6.根据权利要求2至5任意一项所述大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 其特征 在于： 所述换能器所选用的型号使得： 在工作频率为50kHz时， 所述八个换能器中任意相邻 两个的探测波 束在探测区域上存在部分重 叠； 在所述数采盒(2 ‑2)经由所述数据传输网络接收到鱼群分布监测指令时， 所述数采盒 (2‑2)以工作频率为50kHz的脉冲调制 信号驱动所述八个换能器工作， 并将换能器所输出回 波信号中频率 为50kHz的部分转换为回波数字信号发送给 所述云平台； 在所述脉冲调制信号的工作频率为50kHz时， 所述云平台依据接收到的回波数字信号 在雷达图上显示所述深远海网箱(1)内的卵形鲳鲹鱼群分布情况： 所述雷达图的极坐标系 对应所述八个换能器均分为八个阵元扇区(A)， 每一个阵元扇区(A)均分为N个回波扇区 (A1)， N≥2； 并且， 依据所述回波信号的接收时间， 在回波扇区(A1)的相应位置上显示表征 鱼群存在的回波点； 依据所述回波数字信号的信号强度， 以不同颜色表示相应回波点处的 鱼群数量 等级。 7.根据权利要求1所述大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 其特征在于： 所述水 环境监测系统包括分别用于监测所述水温、 水流流速、 溶解氧浓度、 盐度的温度传感器、 超 声波多普勒流速仪、 溶解氧传感器、 盐度传感器， 还包括用于气象监测的超声波风速风向变 送器。 8.根据权利要求1所述大型深远海养殖渔场智能化立体监控体系， 其特征在于： 所述大 型深远海养殖渔场智能化立体监控体系还包括视频监控系统； 所述视频监控系统包括硬盘 录像机、 用于拍摄所述深远海网箱(1)水下场景的水下摄像机和用于拍摄所述深远海网箱 (1)水上场景 的水上摄像机， 所述水下摄像机和水上摄像机的输出端分别与所述硬盘录像 机连接， 所述硬 盘录像机通过 所述数据传输网络与所述云平台通