基于多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种运动记录装置，特别涉及鱼类行为记录装置。
【背景技术】
[0002]在我国远洋渔业中，金枪鱼延绳钓和鱿鱼钓等钓式作业占据很大的比例，每年产出很大的经济效益。钓式作业方式不仅不会破坏鱼的外观，能够保持很好的经济价值，而且对海洋生态环境的破坏也比较小。由于近年来劳动力成本的上升，金枪鱼延绳钓机及鱿鱼钓机的自动化、智能化是未来的发展趋势。由于水下暗流中垃圾、水草等物体对吊钩的碰撞或者直接挂钩，可能会钓者对鱼儿上钩的误判。因此，自动化、智能化钓式渔具的研发，离不开对鱼类咬钩后的行为的记录。
[0003]不同种类的鱼儿或者其他动物咬钩后挣扎的行为也不尽相同，采集不同鱼儿咬钩后的行为，对其分析，对渔具的改进及提高渔具的选择性很有必要。
[0004]此外，近年来，游钓等休闲渔业也蓬勃发展，有经验的钓手可以根据感觉鱼儿咬钩的行为来判断是何种鱼咬钩，从而采取不同的收钩对策。但是，这仅限于钓手的经验，目前没有一种渔具可以根据鱼儿的咬钩行为来自动判断是何种鱼上钩，也没有专门针对钓具的鱼儿咬钩行为记录器。
[0005]因此，开发一种能够适应不同的水文条件并且记录不同种类鱼儿咬钩行为的记录装置是迫切需要的。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种基于多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置，它利用多轴加速度传感器对物体运动变化的感知，对不同的鱼儿咬钩行为运动模式进行记录并分析。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0008]基于多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置，包括:
[0009]可放在水下的密封的外壳，它设置在一鱼钩附近；
[0010]设置所述外壳里的多轴加速度传感器，它可以检测鱼咬钩行为的多个方向上的瞬时加速度，Ax (t)、Ay(t)、Az(t),......、An(t)；
[0011]接收所述多轴加速度传感器的瞬时加速度模拟信号并将它转化成数字信号的模数转换器；
[0012]第一微控制单元MCU1，用来接收所述模数转换器的瞬时加速度数据，然后将其计算得到鱼咬钩行为数据；
[0013]无线数据通讯模块，通过它与外界设备共享所述鱼咬钩行为数据以及设定装置的工作参数；以及
[0014]用来给上述单元进行供电的电源。
[0015]在本发明的一个实施例中，所述鱼咬钩行为数据是反映鱼儿咬钩后的挣扎的剧烈情况的鱼咬钩的瞬时速度，它由下列公式计算得到:
[0016]计算多个方向瞬时速度公式
[0017]Vx (t) = Vx (O)+Ax ⑴ * Δ t
[0018]Vy (t) = Vy (O) +Ay ⑴ * Δ t
[0019]Vz (t) = Vz (O)+Az ⑴ * Δ t
[0020]......
[0021]Vn (t) = Vn (O) +An (t)
[0022]其中，Vx (O)，Vy (O)，Vz (O)，……，Vn (O)为X，Y，Z，……，N轴方向的初始速度。
[0023]在本发明的一个实施例中，所述鱼咬钩行为数据还包括反映鱼儿咬钩后的运动轨迹的位移，它由下列公式计算得到:
[0024]......
[0025]Vx(O), Vy(O), Vz (O),……，Vn (O)为X，Y，Z，……，N轴方向的初始速度，
[0026]Ax (O)，Ay (O)，Az (O)，……，An (O)为X，Y，Z，……，N轴方向的初始加速度。
[0027]在本发明的一个实施例中，所述多轴加速度传感器是三轴加速度传感器。
[0028]在本发明的一个实施例中，还包括一第二微控制单元MCU2，它通过一数据存取器与所述第一微控制单元MCUl相连，将所述数据存取器接收到的鱼咬钩行为数据进行通讯格式处理，以便由所述无线数据通讯模块与外界设备共享所述数据。
[0029]在本发明的一个实施例中，包括一与所述第一微控制单元MCUl相连的控制开关，所述控制开关可以通过控制所述第一微控制单元MCUl来控制上述单元的工作。
[0030]在本发明的一个实施例中，所述控制开关是磁簧开关，可由磁场控制。
[0031 ] 在本发明的一个实施例中，所述供电电源采用电池。
[0032]在本发明的一个实施例中，还包括一非接触式充电模块，所述电池是可充电电池，通过所述非接触式充电模块可对绝缘密封在本发明装置内的所述供电电源进行充电。
[0033]通过上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0034]发明通过多轴加速度传感器检测鱼咬钩行为的多个方向上的瞬时加速度，然后进行处理，得到鱼咬钩行为的重要数据，例如，瞬时速度或/和瞬时位移变化，根据该数据，可以计算出鱼咬钩的程度和瞬时位移(运动)轨迹，为研究鱼类咬钩后的行为提供有力的科学数据。
[0035]而且，本发明的多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置也能为研发新一代智能型的鱿钓机器人、延绳钓机和钓钩的水下监测系统等设备提供基础数据。例如:传统的鱿鱼钓中，渔捞长把握钓机整体的渔获状态比较困难，虽然最新的电脑控制钓机系统可以方便渔捞长把握整体钓机的渔获状态，但是其原理是根据鱿鱼咬钩后整体负荷的增加来判断渔获的多少，并没有考虑鱿鱼咬钩后的行为对负荷的影响，这有可能造成对上钩率的误判。因此，鱼类咬钩后的行为的基础研究对研发新一代智能型的鱿钓机器人、延绳钓机和钓钩的水下监测系统等设备具有重要的意义。
【附图说明】
[0036]为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
[0037]图1是本发明的基于多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置的一个实施例的结构示意图；
[0038]图2是本发明的基于多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置的多轴加速度传感器的工作示意图；
[0039]图3是本发明的基于多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置在水下的工作状态图。
【具体实施方式】
[0040]为了使本发明实现的技术手段、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，进一步阐述本发明。
[0041]如图1所示，在本发明的该实施例中，基于多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置100包括可放在水下的密封外壳20、多轴加速度传感器10、模数转换器11、第一微控制单元MCU1、数据存取器12、第二微控制单元MCU2、工作状态显示器13、控制开关14、无线数据通讯模块15、供电电源16和非接触式充电模块17。数据存储器12用来存储微控制器的工作状态信息以及如前所提到的工作变量初始化文件，也可以用来储存多轴加速度传感器10所采集到的数据。
[0042]上述单元或元件都安装在密封外壳20中，外壳20是全密封防水耐压外壳，可适应不同的水文条件，例如，在金枪鱼延绳钓中，水深可达300多米，从而较好地解决了水下工作的问题。本发明的多轴加速度传感器的鱼类咬钩行为记录装置100通常挂在鱼钩200上方(见图3)，这样在不影响钓鱼效果的同时，可记录鱼类咬鱼钩3后挣扎所产生的加速度运动数据。
[0043]在本实施例中，多轴加速度传感器10采用三轴加速度传感器，它可以检测鱼咬钩行为的三个方向上的瞬时加速度，Ax(t)、Ay (t)、Az (t)。三轴加速度传感器10可采用市场上常见的产品。当然，为了提高检测的精度，也可采用其他多轴，例如，四轴，加速度传感器，原理相同。模数转换器11接收多轴加速度传感器10检测的瞬时加速度模拟信号并将它转化成数字信号(数据)，以便进行数字处理。
[0044]第一微控制单元MCUl接收所述模数转换器11数字化的瞬时加速度数据，然后将其进行处理计算得到鱼咬钩行为数据。第一微控制单元MCUl是整个装置的核心，在具体的工作过程中，微控制单元MCUl可进行如下工作或数据加工:
[0045]I)用来控制数据的存取、供电电源16的开关的控制、当前工作状态显示等；
[0046]2)读取数据存储器12中的工作变量文件中的参数，从而根据不同的参数，设定不同的工作方式；
[0047]3)为了节能，以及对应不同的钓捕对象，在普通水流的作用下处于休眠状态，在鱼儿咬钩后使鱼钩产生特定的运动才激活采集数据。不同种类的鱼儿咬钩后的运动剧烈程度可能不同，因此，在对应特定的捕捞对象时，激活的参数也不同；
[0048]4)分析采集到的数据，控制数据的存储格式，为了便于分析，采样CSV的格式存储鱼钩的振动时间、以及当前的XYZ坐标等数据。
[0049]无线数据通讯模块15接收上述鱼咬钩行为数据发送到水面上的无线接收终端。在该实施例中，第二微控制单元MCU2是数据通讯专用微控制单元，它与数据存储器12—起构建一个微型的服务器，通过无线数据通讯模块15与手机、笔记本电脑等无线接收终端共享数据。无线数据通讯模15可以是WIF1、蓝牙等常用无线数据通讯模块。
[0050]工作状态显示器13用来显示本发明的记录装置100的不同工作状态，它可以是常用的LED等显示器。
[0051]供电电源16给本发明的记录装置100供电，可以采用常用的电池，例如，在该实施例中，可充电式的电池，可以重复利用。在本实施例中，为了便于在水上对本发明的记录装置100的供电电源16的可充电电池