專利名稱：：一種水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及聲波驅(qū)魚的
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
：隨著人們對魚類食品需求的增加，國內(nèi)漁業(yè)養(yǎng)殖的規(guī)模越來越大，漁業(yè)養(yǎng)殖的技術(shù)發(fā)展也隨之加快。在傳統(tǒng)的淺海網(wǎng)箱養(yǎng)殖模式中，網(wǎng)箱破損導(dǎo)致魚類逃出的事件時有發(fā)生。目前多采用水下攝像頭來對網(wǎng)箱的情況進行監(jiān)測，但水下攝像頭只適合在水質(zhì)較好的地區(qū)使用，在渾濁的水質(zhì)中拍攝的圖像清晰度不高，難以有效地判斷網(wǎng)箱是否破損。目前防止魚類外逃的手段方式主要是在水下安裝防護電網(wǎng)，魚類碰到電網(wǎng)會被電擊致暈從而起到驅(qū)魚的作用，但是這種方式耗費電能，成本太高，維護起來極為不便同時也容易給水下工作人員帶來安全隱患。也有少數(shù)通過揚聲器發(fā)出錄制好的聲音來驅(qū)趕魚群的裝置和設(shè)備，但是這種裝置和設(shè)備聲波指向性不強，也不容易被大規(guī)模地運用，不適合海洋養(yǎng)殖這種大中型范圍的養(yǎng)殖場。我們知道，魚類一般是通過內(nèi)耳和側(cè)線感知聲音。其中，內(nèi)耳所能感覺到的聲音頻率為61300Hz，側(cè)線能感覺10150Hz的低頻振動。魚類的聽覺系統(tǒng)對100800Hz的低頻音和突發(fā)性聲音較敏感。國外研究人員在拍攝野生大西洋斑點海豚追捕鯡魚的過程時發(fā)現(xiàn)，這些海豚先是悄悄追蹤，在靠近鯡魚群時，突然發(fā)出低沉的轟轟聲，結(jié)果被追趕的鯡魚馬上亂了陣腳，迷失了逃跑方向，最后紛紛成為海豚的腹中之物。隨后研究人員進行了一項實驗，他們在一群鯡魚中播放事先錄制好的這種海豚發(fā)出的低頻噪聲，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這群鯡魚馬上就迷失方向，要么原地打轉(zhuǎn)，要么呆傻不動，有的甚至很快昏迷了。可見海豚的這種聲波武器確實厲害。中國發(fā)明專利申請CN101334473A在2008年12月31日公開了一種基于水聲多波束技術(shù)的深水網(wǎng)箱魚群安全狀態(tài)遠程實時監(jiān)控儀，該裝置利用超聲回波數(shù)據(jù)跟魚群分布的對應(yīng)關(guān)系，通過觀測魚群的空間分布及時間分布信息，來判斷網(wǎng)箱的破損情況并能比較準確地估計網(wǎng)箱內(nèi)的魚群量；該裝置不易受天氣、水質(zhì)等條件的限制。但該裝置也存在一些不足1、僅能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)箱破損，不能確定網(wǎng)箱破損的具體位置；2、在網(wǎng)箱破損發(fā)出警報后，只能等待岸上的人員來進行處理，無法及時有效地阻止魚群的進一步外逃；3、沒有具體的裝置和措施來減少誤判的次數(shù)，導(dǎo)致判斷網(wǎng)箱破損的準確率不是很高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能準確判斷網(wǎng)箱破損的具體位置，且能有效地阻止魚群進一步外逃的水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)，包括放置在水下的網(wǎng)箱、水下監(jiān)測裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述水下監(jiān)測裝置包括位于網(wǎng)箱外的相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括分布在網(wǎng)箱周圍的數(shù)據(jù)處理模塊和第一無線傳輸模塊、位于岸上的計算機控制中心及與計算機控制中心連接的第二無線傳輸模塊；相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路均通過電纜與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊、第一無線傳輸模塊、第二無線傳輸模塊和計算機控制中心順次連接。所述相控陣換能器陣列包括由計算機控制中心來控制啟動與關(guān)閉且相互獨立工作的高頻相控陣換能器陣列和低頻相控陣換能器陣列。所述網(wǎng)箱用碳纖維復(fù)合材料做成，碳纖維復(fù)合材料對超聲波的吸收效果比一般材料明顯。所述高頻聲波振蕩電路、數(shù)據(jù)處理模塊和第一無線傳輸模塊放在防水密閉的盒子中并安裝在浮標的頂部水沒淹過處。所述的水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，包括下列步驟步驟1建立網(wǎng)箱的柱面坐標數(shù)據(jù)，并和海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號一起存入計算機控制中心的數(shù)據(jù)庫中；步驟2啟動相控陣換能器陣列中的高頻相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路；步驟3計算機控制中心將網(wǎng)箱的坐標數(shù)據(jù)通過第二無線傳輸模塊不斷發(fā)送給第一無線傳輸模塊，再由第一無線傳輸模塊傳給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊進行波束成形的計算并控制相控陣換能器陣列中的高頻相控陣換能器陣列依次向網(wǎng)箱各點集中發(fā)射超聲波；步驟4:在步驟3進行的同時，相控陣換能器陣列中的高頻相控陣換能器陣列接收來自網(wǎng)箱的反射回波數(shù)據(jù)，并將回波數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊對數(shù)據(jù)進行采集、A/D轉(zhuǎn)換、放大、濾波、檢波、存儲，然后把數(shù)據(jù)傳給第一無線傳輸模塊，第一無線傳輸模塊再將數(shù)據(jù)發(fā)送給第二無線傳輸模塊，從而在計算機控制中心上通過控制軟件來顯示回波的頻譜圖；步驟5如果計算機控制中心上顯示某一點回波明顯增強，則控制軟件將該點的坐標數(shù)據(jù)持續(xù)傳給第二無線傳輸模塊，并同時啟動計時程序，相應(yīng)范圍內(nèi)的相控陣換能器陣列中的高頻相控陣換能器陣列對這一點進行持續(xù)掃描；否則回到步驟3；步驟6如果計算機控制中心上顯示某一點的回波明顯增強且持續(xù)時間超過預(yù)設(shè)值，則控制軟件關(guān)閉相應(yīng)范圍內(nèi)的相控陣換能器陣列中高頻相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路并啟動其對應(yīng)的低頻相控陣換能器陣列，此時另一高頻相控陣換能器陣列繼續(xù)掃描其相應(yīng)的范圍。步驟7計算機控制中心控制軟件拉響警報并同時持續(xù)將這一點的坐標數(shù)據(jù)和海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號傳給第二無線傳輸模塊，第二無線傳輸模塊依次將數(shù)據(jù)發(fā)送給第一無線傳輸模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，通過數(shù)據(jù)處理模塊進行波束成形的計算并控制相控陣換能器陣列中的低頻相控陣換能器陣列持續(xù)對這一點發(fā)射海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波，阻止魚群的進一步外逃；否則回到步驟3。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是1.利用吸聲材料對超聲波的吸收原理，不僅能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)箱的破損，而且還能夠找出網(wǎng)箱破損的具體位置；2.在發(fā)現(xiàn)網(wǎng)箱破損的具體位置后，能夠用低頻相控陣換能器陣列結(jié)合波束成形的技術(shù)對網(wǎng)箱破損處集中發(fā)射海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波，阻止魚群的進一步外逃，減少了漁民的損失；3.通過設(shè)定預(yù)設(shè)值的計時程序，減少了對網(wǎng)箱破損的誤判，提高了探測網(wǎng)箱破損的準確率。圖1是本發(fā)明水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是高頻聲波振蕩電路的電路原理圖；圖3是相控陣換能器陣列及球形浮標與網(wǎng)箱的位置示意圖；圖4是本發(fā)明水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控流程圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。參見圖1，本發(fā)明水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)，包括放置在水下的網(wǎng)箱1、水下監(jiān)測裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，水下監(jiān)測裝置包括放在網(wǎng)箱1外的相控陣換能器陣列2和高頻聲波振蕩電路8，數(shù)據(jù)處理裝置包括分布在網(wǎng)箱1周圍的數(shù)據(jù)處理模塊3和第二無線傳輸模塊4、放置在岸上的計算機控制中心6及與其連接的第一無線傳輸模塊5；相控陣換能器陣列2和高頻聲波振蕩電路8均通過電纜與數(shù)據(jù)處理模塊3連接，數(shù)據(jù)處理模塊3、第一無線傳輸模塊4、第二無線傳輸模塊5和計算機控制中心6順次連接。相控陣換能器陣列2包括高頻相控陣換能器陣列21和低頻相控陣換能器陣列22，高頻相控陣換能器陣列21和低頻相控陣換能器陣列22之間的工作是獨立進行，互不影響的，它們之間不連接，而只通過計算機控制中心6來控制它們的啟動與關(guān)閉，如圖3所示，相控陣換能器陣列2放置在網(wǎng)箱1外面，其中高頻相控陣換能器陣列21包括高頻相控陣換能器陣列211和高頻相控陣換能器陣列212兩個高頻相控陣換能器陣列，低頻相控陣換能器陣列22包括低頻相控陣換能器陣列221和低頻相控陣換能器陣列222兩個低頻相控陣換能器陣列。如圖2所示，是高頻聲波振蕩電路的電路原理圖，圖中用NPN晶體管VT來放大頻率可調(diào)振蕩器OSC的輸出信號，放大的信號經(jīng)脈沖變壓器T升壓為較高的交流電壓供給聲波換能器，電源為+8V的直流蓄電池，為整個電路提供電能。用超聲波來對網(wǎng)箱進行掃描監(jiān)測，避免了水中其它噪聲和混響對回波信號的影響，也能夠被網(wǎng)箱有效地吸收。高頻聲波振蕩電路8直接和數(shù)據(jù)處理模塊3連接，產(chǎn)生的超聲波由數(shù)據(jù)處理模塊3直接控制然后延時傳給高頻相控陣換能器陣列21發(fā)射，兩個高頻相控陣換能器陣列可以獨立地掃描網(wǎng)箱的相應(yīng)范圍，兩個掃描范圍之間互不干涉和影響。圖3，高頻相控陣換能器陣列211和低頻相控陣換能器陣列221放在同一矩形平面板上，高頻相控陣換能器陣列212和低頻相控陣換能器陣列222放在同一矩形平面板上；兩矩形平面板放在防水密閉的盒子中且放置在網(wǎng)箱1外離網(wǎng)箱中心的垂直距離為5.2m處。高頻聲波振蕩電路8、數(shù)據(jù)處理模塊3和第一無線傳輸模塊4放在防水密閉的盒子中并安裝在球形浮標7的頂部水沒淹過處。具體是在網(wǎng)箱1的周圍安裝有高頻聲波振蕩電路8、數(shù)據(jù)處理模塊3和第一無線傳輸模塊4的兩個球形浮標7，兩個低頻相控陣換能器陣列通過電纜與數(shù)據(jù)處理模塊3連接，數(shù)據(jù)處理模塊3與高頻聲波振蕩電路8和第一無線傳輸模塊4連接。一個球形浮標7上的數(shù)據(jù)處理模塊3和第一無線傳輸模塊4分別與高頻相控陣換能器陣列211和低頻相控陣換能器陣列221連接，另一個球形浮標7上的數(shù)據(jù)處理模塊3和第一無線傳輸模塊4分別與高頻相控陣換能器陣列212和低頻相控陣換能器陣列222連接。高頻相控陣換能器陣列21與數(shù)據(jù)處理模塊3之間的通信方式為全雙工，數(shù)據(jù)處理模塊3、第一無線傳輸模塊4、第二無線傳輸模塊5、計算機控制中心6兩兩之間可以全雙工通信，其余器件與模塊之間的通信方式均為單工通信。數(shù)據(jù)處理模塊3可以處理高頻相控陣換能器陣列21與計算機控制中心6的數(shù)據(jù)交流，數(shù)據(jù)處理模塊3在接收到第一無線傳輸模塊4傳來的網(wǎng)箱1的坐標數(shù)據(jù)時，可以按照數(shù)據(jù)進行波束成形的計算并控制高頻相控陣換能器陣列21向某點集中發(fā)射超聲波；數(shù)據(jù)處理模塊3在收到高頻相控陣換能器陣列21傳來的回波信號數(shù)據(jù)時，可以對數(shù)據(jù)進行采集、A/D轉(zhuǎn)換、放大、濾波、檢波、存儲，然后把數(shù)字信號傳給第一無線傳輸模塊4，并且上述兩個過程可以同時進行，互不干涉和影響。數(shù)據(jù)處理模塊3可以處理低頻相控陣換能器陣列22與計算機控制中心6的數(shù)據(jù)交流，數(shù)據(jù)處理模塊3在收到第一無線傳輸模塊4傳來的網(wǎng)箱1的坐標數(shù)據(jù)和海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號時，可以按照網(wǎng)箱1的坐標數(shù)據(jù)進行波束成形的計算，并把海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號進行D/A轉(zhuǎn)換和放大，然后把處理后的數(shù)據(jù)一起傳給低頻相控陣換能器陣列22。圓柱形網(wǎng)箱1高6m，水平圓截面的直徑為6m，它的網(wǎng)衣是由一定孔隙率的用碳纖維增強環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制成，根據(jù)文獻資料，碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，且其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度?，F(xiàn)在普通的網(wǎng)箱網(wǎng)衣多為塑料尼龍或金屬，超聲波在金屬材料中的衰減系數(shù)<0.01dB/mm，在塑料中的衰減系數(shù)在0.010.ldB/mm之間，所以普通網(wǎng)衣對聲波的作用和水中的障礙物類似，而碳纖維復(fù)合材料對超聲波的吸收效果比一般材料要明顯，且吸收效果與其孔隙率有關(guān)，具體數(shù)值關(guān)系如表1所示表1碳纖維復(fù)合材料孔隙率Φν及超聲相對衰減系數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>03下面詳述本發(fā)明水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的實現(xiàn)流程將事先錄制好海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波，以數(shù)字信號的形式存入計算機的數(shù)據(jù)庫中，作為驅(qū)魚聲波。相控陣換能器陣列對網(wǎng)箱對應(yīng)范圍進行掃描和對某一點的集中發(fā)射運用的是相控陣的波束成形技術(shù)，通過數(shù)據(jù)處理模塊對相控陣發(fā)射和相控陣接收的控制，可以實現(xiàn)相控陣換能器陣列對整個網(wǎng)箱的掃描和對某一點的集中發(fā)射.關(guān)于相控陣換能器陣列的波束成形技術(shù)，根據(jù)文獻資料，采用陣列探頭檢測時，如果各個陣元具有獨立的發(fā)射和接收電路，通過控制各通道的發(fā)射和接收延遲，可以實現(xiàn)檢測聲束的控制，這就是相控陣超聲檢測。具體來說，可以分成相控陣發(fā)射和相控陣接收。相控陣發(fā)射時，分別調(diào)整各個陣元發(fā)射信號的波形、幅度和相位延遲，使各陣元發(fā)射的超聲子波束在空間疊加合成，形成發(fā)射聲束聚焦和聲束偏轉(zhuǎn)等效果。相控陣接收時，換能器發(fā)射的超聲波遇到目標后產(chǎn)生回波信號，其到達各陣元的時間存在差異。按照回波到達各陣元的時間差對各陣元接收信號進行延時補償，然后進行聲束合成，就能將特定位置回波信號通過疊加增強，而其它方向的回波信號減弱甚至抵消。每個換能器陣列掃描的水平和垂直角度均為60°，關(guān)于換能器陣列的放置，首先找到一個過圓柱形網(wǎng)箱中心的垂直截面，然后將兩個矩形平面板平行此垂直截面分別放在網(wǎng)箱外兩側(cè)離網(wǎng)箱中心垂直距離為即5.2m左右位置處，使兩個矩形平面板的中心和圓柱形網(wǎng)箱的中心在同一直線上，且該直線垂直于此垂直截面和兩個矩形平面。這樣兩個相對放置的矩形平面板上的相控陣換能器陣列就可以對網(wǎng)箱1的任何一點進行掃描和集中發(fā)射。兩個高頻相控陣換能器陣列與其下方的低頻相控陣換能器陣列一一對應(yīng)并且具有相同的掃描范圍，當(dāng)一個高頻相控陣換能器陣列關(guān)閉即停止掃描時，其對應(yīng)的低頻相控陣換能器陣列則啟動開始發(fā)射驅(qū)魚聲波。每個低頻相控陣換能器陣列可以獨立地掃描網(wǎng)箱的相應(yīng)范圍，兩個掃描范圍之間互不干涉和影響。具體包括以下步驟步驟1建立網(wǎng)箱1的柱面坐標的數(shù)據(jù)資料，并和海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號一起存入計算機控制中心6的數(shù)據(jù)庫中；步驟2啟動相控陣換能器陣列2中的兩個高頻相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路8；步驟3計算機控制中心6將網(wǎng)箱1的坐標數(shù)據(jù)通過與其連接的第二無線傳輸模塊5不斷發(fā)送給球形浮標7上的第一無線傳輸模塊4，第一無線傳輸模塊4再將網(wǎng)箱1的坐標數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理模塊3，數(shù)據(jù)處理模塊3進行波束成形的計算并控制相控陣換能器陣列2中的高頻相控陣換能器陣列21依次向網(wǎng)箱1各點集中發(fā)射超聲波；步驟4在步驟3進行的同時，相控陣換能器陣列2中的高頻相控陣換能器陣列21接收來自網(wǎng)箱1的反射回波數(shù)據(jù)，并將回波數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理模塊3，數(shù)據(jù)處理模塊3對數(shù)據(jù)進行采集、A/D轉(zhuǎn)換、放大、濾波、檢波、存儲，然后把數(shù)據(jù)傳給第一無線傳輸模塊4，第一無線傳輸模塊4再將數(shù)據(jù)發(fā)送給第二無線傳輸模塊5，從而在計算機控制中心6上通過控制軟件來顯示回波的頻譜圖；步驟5如果計算機控制中心6上顯示某一點回波明顯增強，則控制軟件將該點的坐標數(shù)據(jù)持續(xù)傳給第二無線傳輸模塊5，并同時啟動計時程序，相應(yīng)范圍內(nèi)的相控陣換能器陣列2中的高頻相控陣換能器陣列對這一點進行持續(xù)掃描；否則回到步驟3；步驟6如果計算機控制中心6上顯示某一點的回波明顯增強且持續(xù)時間超過預(yù)設(shè)值，則控制軟件關(guān)閉相應(yīng)范圍內(nèi)的相控陣換能器陣列2中高頻相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路8并啟動其對應(yīng)的低頻相控陣換能器陣列，此時另一高頻相控陣換能器陣列繼續(xù)掃描其相應(yīng)的范圍。步驟7計算機控制中心6控制軟件拉響警報并同時持續(xù)將這一點的坐標數(shù)據(jù)和海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號傳給第二無線傳輸模塊5，第二無線傳輸模塊5依次將數(shù)據(jù)發(fā)送給第一無線傳輸模塊4和數(shù)據(jù)處理模塊3，通過數(shù)據(jù)處理模塊3進行波束成形的計算并控制相控陣換能器陣列2中的低頻相控陣換能器陣列22，持續(xù)對這一點發(fā)射海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波，阻止魚群的進一步外逃；否則回到步驟3。在上述步驟中，在網(wǎng)箱1的網(wǎng)衣沒破的情況下，超聲波入射時會被網(wǎng)衣吸收一部分，反射時也會被再次吸收，經(jīng)過這樣的二次吸收后，接收到的反射回波的頻譜就會很弱或者幾乎沒有，如果某一點的回波明顯增強且持續(xù)時間超過預(yù)設(shè)值，則認為這一點網(wǎng)衣破損，回波是由魚體反射回來，這時計算機控制軟件拉響警報，聽到警報后工作人員進入水下對破損網(wǎng)衣進行修補。本發(fā)明利用吸聲材料對超聲波的吸收原理，不僅能夠發(fā)現(xiàn)網(wǎng)箱1的網(wǎng)衣的破損，而且還能夠找出網(wǎng)衣破損的具體位置。在發(fā)現(xiàn)網(wǎng)箱破損的具體位置后，能夠用低頻相控陣換能器陣列結(jié)合波束成形的技術(shù)對網(wǎng)箱破損處集中發(fā)射海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波，阻止魚群的進一步外逃，減少了漁民的損失。通過設(shè)定預(yù)設(shè)值的計時程序，減少了對網(wǎng)箱破損的誤判，提高了探測網(wǎng)箱破損的準確率。權(quán)利要求一種水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)，包括放置在水下的網(wǎng)箱(1)，其特征在于還包括水下監(jiān)測裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述水下監(jiān)測裝置包括位于網(wǎng)箱外的相控陣換能器陣列(2)和高頻聲波振蕩電路(8)，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括分布在網(wǎng)箱周圍的數(shù)據(jù)處理模塊(3)和第一無線傳輸模塊(4)、位于岸上的計算機控制中心(6)及與計算機控制中心(6)連接的第二無線傳輸模塊(5)；相控陣換能器陣列(2)和高頻聲波振蕩電路(8)均通過電纜與數(shù)據(jù)處理模塊(3)連接，數(shù)據(jù)處理模塊(3)、第一無線傳輸模塊(4)、第二無線傳輸模塊(5)和計算機控制中心(6)順次連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述相控陣換能器陣列(2)包括由計算機控制中心(6)來控制啟動與關(guān)閉且相互獨立工作的高頻相控陣換能器陣列(21)和低頻相控陣換能器陣列(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述網(wǎng)箱(1)用碳纖維復(fù)合材料做成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述高頻聲波振蕩電路(8)、數(shù)據(jù)處理模塊(3)和第一無線傳輸模塊(4)放在防水密閉的盒子中并安裝在浮標(7)的頂部水沒淹過處。5.權(quán)利要求1所述的水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，其特征在于包括下列步驟步驟1建立網(wǎng)箱(1)的柱面坐標數(shù)據(jù)，并和海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號一起存入計算機控制中心(6)的數(shù)據(jù)庫中；步驟2啟動相控陣換能器陣列(2)中的高頻相控陣換能器陣列(21)和高頻聲波振蕩電路(8)；步驟3計算機控制中心(6)將網(wǎng)箱(1)的坐標數(shù)據(jù)通過第二無線傳輸模塊(5)不斷發(fā)送給第一無線傳輸模塊(4)，再由第一無線傳輸模塊(4)傳給數(shù)據(jù)處理模塊(3)，數(shù)據(jù)處理模塊(3)進行波束成形的計算并控制相控陣換能器陣列(2)中的高頻相控陣換能器陣列(21)依次向網(wǎng)箱(1)各點集中發(fā)射超聲波；步驟4在步驟3進行的同時，相控陣換能器陣列(2)中的高頻相控陣換能器陣列(21)接收來自網(wǎng)箱(1)的反射回波數(shù)據(jù)，并將回波數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理模塊(3)，數(shù)據(jù)處理模塊(3)對數(shù)據(jù)進行采集、A/D轉(zhuǎn)換、放大、濾波、檢波、存儲，然后把數(shù)據(jù)傳給第一無線傳輸模塊(4)，第一無線傳輸模塊(4)再將數(shù)據(jù)發(fā)送給第二無線傳輸模塊(5)，從而在計算機控制中心(6)上通過控制軟件來顯示回波的頻譜圖；步驟5如果計算機控制中心(6)上顯示某一點回波明顯增強，則控制軟件將該點的坐標數(shù)據(jù)持續(xù)傳給第二無線傳輸模塊(5)，并同時啟動計時程序，相應(yīng)范圍內(nèi)的相控陣換能器陣列⑵中的高頻相控陣換能器陣列(21)對這一點進行持續(xù)掃描；否則回到步驟3；步驟6:如果計算機控制中心(6)上顯示某一點的回波明顯增強且持續(xù)時間超過預(yù)設(shè)值，則控制軟件關(guān)閉相應(yīng)范圍內(nèi)的相控陣換能器陣列(2)中高頻相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路(8)并啟動其對應(yīng)的低頻相控陣換能器陣列，此時另一高頻相控陣換能器陣列繼續(xù)掃描其相應(yīng)的范圍。步驟7:計算機控制中心(6)控制軟件拉響警報并同時持續(xù)將這一點的坐標數(shù)據(jù)和海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波數(shù)字信號傳給第二無線傳輸模塊(5)，第二無線傳輸模塊(5)依次將數(shù)據(jù)發(fā)送給第一無線傳輸模塊(4)和數(shù)據(jù)處理模塊(3)，通過數(shù)據(jù)處理模塊(3)進行波束成形的計算并控制相控陣換能器陣列(2)中的低頻相控陣換能器陣列持續(xù)對這一點發(fā)射海豚捕食時發(fā)出的低頻驚嚇聲波，阻止魚群的進一步外逃；否則回到步驟3。全文摘要本發(fā)明涉及聲波驅(qū)魚的
技術(shù)領(lǐng)域：
，目的是提供一種水下網(wǎng)箱多波束驅(qū)魚監(jiān)控系統(tǒng)及其監(jiān)控方法，該監(jiān)控系統(tǒng)包括放置在水下的網(wǎng)箱、水下監(jiān)測裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述水下監(jiān)測裝置包括放在網(wǎng)箱外的相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括分布在網(wǎng)箱周圍的數(shù)據(jù)處理模塊和第一無線傳輸模塊、放置在岸上的計算機控制中心及與其連接的第二無線傳輸模塊；相控陣換能器陣列和高頻聲波振蕩電路均與數(shù)據(jù)處理模塊連接，數(shù)據(jù)處理模塊、第一無線傳輸模塊、第二無線傳輸模塊和計算機控制中心順次連接。本發(fā)明能準確判斷網(wǎng)衣破損的具體位置，且能有效地阻止魚群進一步外逃。文檔編號G01S15/96GK101833097SQ20101018272公開日2010年9月15日申請日期2010年5月19日優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日發(fā)明者凌麗娟,張軍,梁永麟,聶文斐,譚梁鐫,韋崗申請人:華南理工大學(xué)