一种采用移动终端显示的测深探鱼系统及其测深探鱼的方法
【专利摘要】本发明提供了一种采用移动终端显示的测深探鱼系统及其测深探鱼的方法，包括无线连接的无线装置收发盒和移动终端，所述的无线装置收发盒设有电源模块、发射模块、接收模块、传感器控制器、GPS模块、无线模块及控制器。本发明的移动终端为基于安卓系统的智能平板、手机，触控操作，使用方便；利用无线蓝牙技术，实现数据的无线传输，便于安装与使用；所设计智能的测深探鱼方法，提高产品性能；专业的测深探鱼功能，具有高清晰度高稳定性；酷炫的人机交互界面，增强用户体验；具有多项社交功能，便于信息分享。
【专利说明】一种采用移动终端显示的测深探鱼系统及其测深探鱼的方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测深探鱼系统，尤其涉及一种采用移动终端显示的测深探鱼系 统。
【背景技术】
[0002] 我国市场上的测深仪、探鱼仪主显示终端与收发控制模块之间大多以有线连 接方式为主，不便于安装与使用；传统测深仪、探鱼仪的显示终端为过时的老式显示 器件，体积大、显示分辨率低，不便携带，且防水性能低，所有操作均为按键操作。专利 ZL2013203051754与专利ZL2013202733258,均为本公司前期研发生产的传统测深仪、探鱼 仪。除此之外，现有的测深探鱼系统主显示终端无法实现与其他设备的无线数据传输与信 息分享；对鱼群的识别能力较差，识别方法简单，不够智能且操作界面也不够友好，影响使 用效率和用户体验。
[0003] 随着远洋捕捞业的日益发展，远洋作业时对测深仪、探鱼仪的性能要求越来越高。 同时，随着android、iOS系统的快速发展，远洋船舶、渔船中的其他配套设备已趋于智能 化，传统测深仪、探鱼仪的显示终端无法实现无线数据传输，不能快速、高效地完成与其他 设备的通讯。因此，迫切需要一种新的测深探鱼系统来解决上述技术问题。
【发明内容】
[0004] 为解决现有技术的缺陷，本发明提供了一种使用高清晰、高分辨率的智能平板、手 机等作为测深仪、探鱼仪的移动显示终端，均为触摸屏操作，基于无线蓝牙、WIFI、ZigBee 等技术实现移动终端与收发控制模块之间数据的无线传输；所述的移动终端为基于安卓或 i〇S系统的智能平板、手机，除对测深探鱼结果进行显示外还在社交、娱乐方面有所创新： 具有微信、日历、天气预报、地图、相机、视频、截屏等功能；同时增加背景音乐等。本发明采 用移动终端显示的测深探鱼系统，还提出了智能的测深、探鱼方法，包括自动量程、自动增 益、海底轮廊等，提商测深、探鱼性能。
[0005] 本发明的具体技术方案如下：
[0006] 一种采用移动终端显示的测深探鱼系统，包括无线连接的无线装置收发盒和移动 终端，所述的无线装置收发盒设有电源模块、发射模块、接收模块、传感器控制器、GPS模块、 无线模块及控制器；
[0007] 所述的电源模块接电源，用于为无线装置收发盒供电；
[0008] 所述的控制器设有数据处理核心控制器，数据处理核心控制器与发射模块及接收 模块连接，用于向发射模块发射超声波信号，将其通过换能器发射超声波，由换能器将接收 到的回波信号传输至数据处理核心控制器，由数据处理核心控制器通过无线模块传输给移 动终端；
[0009] 所述的数据处理核心控制器还与传感器控制器连接，所述的传感器控制器用于将 获得的传感器信号发射至数据处理核心控制器；
[0010] 所述的数据处理核心控制器还与GPS模块连接，所述的GPS模块用于将获得的GPS 信号发射至数据处理核心控制器。
[0011] 所述的控制器还包括与数据处理核心控制器相连接的数字滤波器及超声波信号 源，所述的数字滤波器与接收模块相连接，用于对接收到的回波信号进行数字滤波后传输 给数字处理核心控制器；所述的超声波信号源用于向发射模块发送超声波信号。
[0012] 所述的接收模块包括依次连接的发射波隔离器、信号放大器、A/D转换器，以及与 信号放大器及数据处理核心控制器连接的数字增益控制器，所述的发射波隔离器连接换能 器，用于将换能器传来的隔离高压后的回波信号传输给信号放大器，所述的信号放大器用 于将回波信号放大后传输至A/D转换器，其放大倍数由数字增益控制器控制，A/D转换器将 放大后的模拟信号转换成数字信号传输至数字滤波器。
[0013] 所述的发射模块设有依次连接的电平转换器及高压发生器，所述的电平转换器还 与超声波信号源相连，用于将叠加了交流电信号的超声波传输给高压发生器；所述的高压 发生器还与电源模块和换能器相连，用于将叠加了高压的超声波传输给换能器。
[0014] 所述的电源模块包括电压变换器和稳压器，用于为发射模块提供高压的同时为无 线装置收发盒中其他各部分提供低电压。
[0015] 所述的移动终端为基于安卓或i〇S系统的智能平板、手机，通过无线模块与无线 装置收发盒无线连接，所述的移动终端还设有离线地图模块、第三方应用模块、日历模块、 天气预报模块。
[0016] 一种利用上文所述的采用移动终端显示的测深探鱼系统测深的方法，包括如下步 骤：
[0017] 步骤一：将回波信号与增益相乘，放大处理回波信号；
[0018] 步骤二：在一个回波周期内找到幅值大于第一设定值Vmax，以及小于第二设定值 Vmin的波形，若能够找到则进入步骤三，若找不到则结束，这里的第一设定值Vmax可设置 为500V或500V左右，这里的第二设定值Vmin可设置为600mV或600mV左右；
[0019] 步骤三：测深的步骤；
[0020] 步骤四：故障调试的步骤。
[0021] 相应的，所述的数据处理核心控制器设有"峰值"与"谷值"判断模块、测深模块及 故障调试模块，所述的"峰值"与"谷值"判断模块用于处理经放大的回波信号，在一个回波 周期内找到幅值大于第一设定值Vmax以及小于第二设定值Vmin的波形，若能够找到则将 回波信号送入测深模块，若找不到则结束，这里的第一设定值Vmax可设置为500V或500V 左右，这里的第二设定值Vmin可设置为600mV或600mV左右；所述的测深模块用于在回波 信号中寻找海底回波，根据海底回波计算海底深度；所述的故障调试模块用于在测深模块 找不到海底回波时调整量程、增益或报警。
[0022] 所述步骤三包括如下步骤：
[0023] 步骤3. 1 :找到一个回波周期内时长最长的回波；
[0024] 步骤3.2 :找到所有幅值大于时长最长的回波幅值的设定百分比的回波，设定的 百分比最好为大于该回波幅值的60?80%中任一百分比；
[0025] 步骤3. 3 :在所选回波中找到所有时长大于发射波时长的2. 5?3. 5中任一值的 回波，若仅剩一个回波则将其判定为海底回波，若没有找到则进入步骤四，若找到多个则进 入步骤3. 4 ;
[0026] 步骤3. 4 :将所剩回波按时长从小到大判分，再按幅值从小到大判分，将两次判分 值相加，选取得分最高的回波为海底回波，根据海底回波计算海底深度。
[0027] 所述步骤四包括如下步骤：
[0028] 步骤4. 1 :判断数据处理核心控制器此时是否被终端设置为最大量程，若是则进 入步骤4. 2,若不是则进一步判断此时数据处理核心控制器是否被终端开启了自动量程设 置，若不是则进入步骤4. 2,若是则自动将量程调到最大级返回步骤二；
[0029] 步骤4.2 :判断数据处理核心控制器的增益设置是否为最大值，若是则进入步骤 4. 3,若不是则进一步判断数据处理核心控制器是否被终端设置为自动调节增益，若是则将 增益增大一级返回步骤二，若不是则进入步骤4. 3 ;
[0030] 步骤4. 3 :将回波计数器加1后判断回波计数器是否到达最大设定次数（如可设 定为3次），若是则进行回波丢失报警，若不是则返回步骤二。
[0031] 一种利用上文所述的采用移动终端显示的测深探鱼系统探鱼的方法，包括如下步 骤：
[0032] 步骤一：去除掉海底回波信号和发射波后，针对一个周期内返回的回波信号，在其 深度值附近选取设定范围（如此鱼深10米，在其附近取8-12米的深度范围），并给其设定 一个相应的计数器且赋〇值（如计数器counterl = 0);
[0033] 步骤二：在下一个周期中若在上一周期中设定的深度范围返回鱼的回波信号，则 将其计数器的值加1 (比如若第二次在9米处收到回波信号则此时counterl = 1)，否则该 计数器清零；
[0034] 步骤三：若有计数器超过设定值则可以判定相应深度有鱼。（比如，若 counterl彡3则代表相应的深度的回波为鱼的回波）
[0035] 本发明提供了一款测深、探鱼通用的系统，以具有安卓系统的智能平板、手机作为 移动终端，利用无线蓝牙技术实现移动终端与收发控制模块之间的无线数据传输，设计智 能的测深探鱼算法提高产品性能，在显示终端中，具有信息分享等社交功能，是一款集专业 测深探鱼及娱乐于一体的多功能测深探鱼系统。
[0036] 其有益效果如下：
[0037] (1)基于安卓系统的智能平板、手机显示终端，触控操作，使用方便；
[0038] (2)无线蓝牙技术，实现数据的无线传输，便于安装与使用；
[0039] (3)设计智能的测深探鱼方法，提高产品性能；
[0040] (4)专业的测深探鱼功能，具有商清晰度商稳定性；
[0041] (5)酷炫的人机交互界面，增强用户体验；
[0042] (6)具有多项社交功能，便于信息分享。
【专利附图】
【附图说明】
[0043] 图1为本发明一种采用移动终端显示的测深探鱼系统的系统结构图；
[0044] 图2为智能测深方法流程图；
[0045] 图3为本发明移动终端离线地图定位流程图。
【具体实施方式】
[0046] 下面，结合附图对本发明做进一步说明：
[0047] 本发明一种采用移动终端显示的测深探鱼系统的系统结构图如图1所示，主要包 括电源、换能器、无线装置收发盒、无线模块天线、GPS天线、其他传感器（如温度传感器）、 移动终端。本系统的工作原理是：由无线装置收发盒控制发射超声波信号，同时对接收到的 回波信号进行处理，获得所需数据信息，通过无线模块实现无线装置收发盒与移动终端的 无线信息传输，在无线装置收发盒中设置GPS模块可获得所在位置的地理位置，也可在无 线装置收发盒中加载其他传感器控制器，比如温度传感器，可以获得测深出的水温等。
[0048] ⑴电源的功能是为无线装置收发盒供电。
[0049] ⑵换能器功能是向海底发射超声波，并将接收到的回波信号传输至无线装置收发 盒。
[0050] ⑶无线装置收发盒的主要功能是控制超声波信号的发射与接收，并对接收的回波 信号进行处理，同时通过无线模块将处理后的信号数据传输至移动终端。其结构主要包括 电源模块、发射模块、接收模块、控制器、无线模块、GPS模块、其他传感器控制器。
[0051] ①电源模块主要包括电压变换器和稳压器，为发射模块提供高压的同时为其他各 部分供电。
[0052] ②发射模块主要包括电平转换器、高压发生器，主要功能是驱动信号源，将叠加了 交流信号及高压的超声波传输给换能器，可发射50k、200k两种频率的超声波至换能器。
[0053] ③接收模块主要包括发射波隔离器、信号放大器、数字增益控制器、A/D转换器，主 要功能是将接收到的回波信号进行放大，并由数字增益控制器控制决定最终放大的倍数， 再通过A/D转换器将放大后的模拟信号转换成数字信号，并传输至控制器。
[0054] ④控制器主要包括数据处理核心控制器、超声波信号源、数字滤波器，主要功能是 由数据处理核心控制器控制超声波信号源产生超声波信号，并将其发射至发射模块；同时 对接收到的回波信号进行数字滤波，经数据处理核心，将去除杂波后的回波信号经无线模 块传输至移动终端中。
[0055] ⑤无线模块的功能是完成无线装置收发盒与移动终端的无线数据传输。
[0056] ⑥GPS模块的功能是将获得的GPS信号发射至控制器。
[0057] ⑦其他传感器控制器的功能是将获得的其他传感器（如温度传感器）的信号发射 至控制器。
[0058] ⑷无线模块天线的功能是完成无线模块与移动终端的信息传输，并扩大数据传输 距离，可根据实际情况省略此天线。
[0059] (5) GPS天线的功能是将接收到的无线卫星信号传输至GPS模块。
[0060] (6)其他传感器包括温度传感器等，可获得测试点的温度等。
[0061] ⑴移动终端为安装了测深探鱼功能的智能平板、手机等，能够显示测深探鱼回波 画面，界面显示的信息包括：量程（手动或自动）、画面移动速度、海底深度、增益（自动或 手动）、色标、超声波频率以及海水温度（如果安装了温度传感器）。
[0062] 具有测深探鱼功能的移动终端中还包括了五类菜单，分别为：
[0063] A类：鱼探设定--测深仪、探鱼仪的常规设定
[0064] ①色标消色：回波颜色可在4-12种选择。
[0065] ②最新回波：打开可在界面右侧显示最新回波。
[0066] ③海底锁定：将海底作为一条水平线，将海底以上部扩大一定的倍数，便于分辨海 底附近的鱼群。
[0067] ④浅水增益：针对浅水部分，设置了"弱"、"中"、"高"三档增益，便于观察浅水回波 信号。
[0068] ⑤发射脉宽：可选择发射脉宽的宽度，有"窄"、"宽"两种选择。
[0069] B类：鱼群报警--探测到鱼群时的报警设置 [0070] ①报警开关：打开或关闭鱼群报警。
[0071] ②开始深度：设置鱼群报警的起始深度。
[0072] ③范围设定：设置鱼群报警的深度范围。
[0073] ④鱼群感度：设置鱼群灵敏度，"弱"、"中"、"高"三种，"弱"表示只能感应到大规模 的鱼群，"高"表示能够感应到小规模的鱼群。
[0074] C类：声音设定--设置报警声音、按键声音、背景音乐等
[0075] ①声音开关：打开或关闭鱼群报警声音。
[0076] ②报警声音：设置了 3种报警声音供选择。
[0077] ③报警震动：打开或关闭报警震动。
[0078] ④按键声音：打开或关闭按键声音。
[0079] ⑤背景音乐：选择音乐并添加，可循环播放、顺序播放或关闭背景音乐。
[0080] D类：软件设置--回波显示界面进行设置
[0081] ①色标配色：3种回波配色供选择。
[0082] ②背景颜色："黑"与"白"两种背景颜色。
[0083] ③画面切换："横屏"与"坚屏"两种显示方式。
[0084] ④深度单位：三种深度单位。
[0085] ⑤海底轮廓：打开或关闭海底轮廓，海底轮廓即将海底用一条线标出，便于用户区 分海底，例如黑色背景用白色线，白色背景用黑色线等。
[0086] E类：信息分享--具有社交功能
[0087] ①探鱼备忘：可分享微信、查看日历、查看天气预报、查看地图并能够显示所在的 地理位置。
[0088] ②探鱼影像：能够拍照及拍摄视频。
[0089] ③探鱼截屏：能够对回波显示画面截屏并存储。
[0090] ④探鱼历史：能够存储并显示一段时间内的探鱼历史画面，便于后期查看与分析。
[0091] ⑤操作指南：包括用户手册，关于软件说明，将软件重置为出厂设置以及演示操作 等。
[0092] 所述的移动终端为基于安卓或iOS系统的智能平板手机，通过无线模块与无线装 置收发盒无线连接，所述的移动终端还设有离线地图模块、第三方应用模块、日历模块、天 气预报模块，所述的第三方应用模块设有微信、摄像、照相、截屏功能；所述的日历模块应用 如下：检测设备内部是否有日历模块，有的话直接加载显示，没有的话提示是否需要下载？ 需要下载的话，直接跳转到下载界面。所述的天气预报模块用于从网上解析天气预报信息 显示于终端的天气预报界面。
【权利要求】
1. 一种采用移动终端显示的测深探鱼系统，其特征在于：包括无线连接的无线装置收 发盒和移动终端，所述的无线装置收发盒设有电源模块、发射模块、接收模块、传感器控制 器、GPS模块、无线模块及控制器； 所述的电源模块接电源，用于为无线装置收发盒供电； 所述的控制器设有数据处理核心控制器，数据处理核心控制器与发射模块及接收模块 连接，用于向发射模块发射超声波信号，将其通过换能器发射超声波，由换能器将接收到的 回波信号传输至数据处理核心控制器，由数据处理核心控制器通过无线模块传输给移动终 端； 所述的数据处理核心控制器还与传感器控制器连接，所述的传感器控制器用于将获得 的传感器信号发射至数据处理核心控制器； 所述的数据处理核心控制器还与GPS模块连接，所述的GPS模块用于将获得的GPS信 号发射至数据处理核心控制器。
2. 根据权利要求1所述的一种采用移动终端显示的测深探鱼系统，其特征在于：所述 的控制器还包括与数据处理核心控制器相连接的数字滤波器及超声波信号源，所述的数字 滤波器与接收模块相连接，用于对接收到的回波信号进行数字滤波后传输给数据处理核心 控制器；所述的超声波信号源用于向发射模块发送超声波信号。
3. 根据权利要求2所述的一种采用移动终端显示的测深探鱼系统，其特征在于：所述 的接收模块包括依次连接的发射波隔离器、信号放大器、A/D转换器，以及与信号放大器及 数据处理核心控制器连接的数字增益控制器，所述的发射波隔离器连接换能器，用于将换 能器传来的隔离高压后的回波信号传输给信号放大器，所述的信号放大器用于将回波信号 放大后传输至A/D转换器，其放大倍数由数字增益控制器控制，A/D转换器将放大后的模拟 信号转换成数字信号传输至数字滤波器。
4. 根据权利要求3所述的一种采用移动终端显示的测深探鱼系统，其特征在于：所述 的发射模块设有依次连接的电平转换器及高压发生器，所述的电平转换器还与超声波信号 源相连，用于将叠加了交流电信号的超声波传输给高压发生器；所述的高压发生器还与电 源模块和换能器相连，用于将叠加了高压的超声波传输给换能器。
5. 根据权利要求1所述的一种采用移动终端显示的测深探鱼系统，其特征在于：所述 的电源模块包括电压变换器和稳压器，用于为发射模块提供高压的同时为无线装置收发盒 中其他各部分提供低电压。
6. 根据权利要求1所述的一种采用移动终端显示的测深探鱼系统，其特征在于：所述 的移动终端为基于安卓或i〇S系统的智能平板、手机，通过无线模块与无线装置收发盒无 线连接，所述的移动终端还设有离线地图模块、第三方应用模块、日历模块、天气预报模块。
7. -种利用权利要求1所述的一种采用移动终端显示的测深探鱼系统测深的方法，其 特征在于包括如下步骤： 步骤一：将回波信号与增益相乘，放大处理回波信号； 步骤二：在一个回波周期内找到幅值大于第一设定值Vmax以及小于第二设定值Vmin 的波形，若能够找到则进入步骤三，若找不到则结束； 步骤三：测深的步骤； 步骤四：故障调试的步骤。
8. 根据权利要求7所述的一种测深的方法，其特征在于，所述步骤三包括如下步骤： 步骤3. 1 :找到一个回波周期内时长最长的回波； 步骤3. 2 :找到所有幅值大于时长最长的回波幅值的设定百分比的回波； 步骤3. 3 :在所选回波中找到所有时长大于发射波时长的2. 5?3. 5中任一值的回波， 若仅剩一个回波则将其判定为海底回波，若没有找到则进入步骤四，若找到多个则进入步 骤 3. 4 ; 步骤3. 4 :将所剩回波按时长从小到大判分，再按幅值从小到大判分，将两次判分值相 力口，选取得分最高的回波为海底回波，根据海底回波计算海底深度。
9. 根据权利要求8所述的一种测深的方法，其特征在于，所述步骤四包括如下步骤： 步骤4. 1 :判断数据处理核心控制器此时是否被终端设置为最大量程，若是则进入步 骤4. 2,若不是则进一步判断此时数据处理核心控制器是否被终端开启了自动量程设置，若 不是则进入步骤4. 2,若是则自动将量程调到最大级返回步骤二； 步骤4. 2 :判断数据处理核心控制器的增益设置是否为最大值，若是则进入步骤4. 3， 若不是则进一步判断数据处理核心控制器是否被终端设置为自动调节增益，若是则将增益 增大一级返回步骤二，若不是则进入步骤4. 3 ; 步骤4. 3 :将回波计数器加1后判断回波计数器是否到达最大设定次数，若是则进行回 波丢失报警，若不是则返回步骤二。
10. -种利用权利要求1所述的一种采用移动终端显示的测深探鱼系统探鱼的方法， 其特征在于包括如下步骤： 步骤一：去除掉海底回波信号和发射波后，针对一个周期内返回的回波信号，在其深度 值附近选取设定范围，并给其设定一个相应的计数器且赋〇值； 步骤二：在下一个周期中若在上一周期中设定的深度范围返回鱼的回波信号，则将其 计数器的值加1，否则该计数器清零； 步骤三：若有计数器超过设定值则可以判定相应深度有鱼。
【文档编号】G01S15/08GK104122558SQ201410354517
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】金岩, 黄亚文, 朱雅堃 申请人:南京宁禄科技有限公司