专利名称：深水网箱远程监视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种深水网箱水下监视系统，属于水产养殖监测技术领域，具体说是一种深 水网箱远程监视系统。
背景技术：
网箱养殖是水产养殖领域常用的方法，在网箱养殖生产中，养殖业者最为关注的是网衣 是否破损及网箱内鱼类的活动情况。传统的小型养殖网箱，由于其养殖容量小，网具重量轻， 通过诱集鱼群或人力提升网衣很容易观察到网箱内的鱼类情况和网衣状况。而对于大型深水 网箱，通过人力操作进行网箱工况观察则十分困难。因此，随着大型抗风浪深水网箱在我国 的逐步推广应用，养殖生产中迫切需要解决深水网箱水下监控技术问题。
目前，对水下物体的观察或监控主要有光学和声学这两种方法。前者对使用水域的透明 度有一定的要求，后者则不受水质条件的限制。而在国内目前还没有开发出针对我国网箱养 殖特殊使用要求的专用观察设备。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，而提供一种性能可靠、操作方便、可以远程 实时观察的深水网箱远程监视系统。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的 一种深水网箱远程监视系统，包括水下摄像 装置、安装在网箱水上部分的控制器及远程控制系统，其特征在于所述的远程控制系统由
GPRS网络、监控室内的GPRS终端及计算机组成；所述的水下摄像装置至少包括四个分别拍
摄不同方位网箱鱼群信号的探头，探头通过视频传输光缆将信号传输至控制器，控制器对信
号进行数字化转换、存储、切换后连接到GPRS模块，将信号送入GPRS网络；位于监控室的 GPRS终端接收信号并将接收到的信号送入计算机；计算机通过可视化控件输出各个探头分 别拍摄的鱼群视频信号，点击计算机显示器界面上的不同按钮切换不同方向探头拍摄的鱼群 视频图像。
所述的水下摄像装置包括外罩壳体、四个独立密封的探头、视频传输光缆、壳体上盖， 四个独立密封的探头按照水平和垂直方位布设在外罩壳体上，其中3个探头各呈120。水平 布置，另l个探头垂直向下，各探头的视频光缆束穿过壳体上盖上的光缆引线套、连接到视 频传输光缆插头，视频传输光缆插头与控制器连接，水下摄像装置的下方系有一配重沉石， 水下摄像装置通过一刚性支架、浮体卡箍吊挂于浮体下方某一深度水层，浮体通过连接绳索 和网箱框架固定于网衣箱体中央。
所述的控制器包括天线、GPRS模块、DSP芯片、视频采集卡、视频切换电路、太阳能电 池板、储电瓶，视频切换电路的信号输入端与水下摄像装置的视频传输光缆连接，视频切换
电路的信号输出端连接到视频采集卡，视频采集卡的输出端连接到USP芯片，DW芯片"与GPRS 模块连接，太阳能电池板和储电瓶为控制器的各电路提供电源，控制器通过焊接在浮体卡箍 上的上支架、控制器安装支架固装于浮体上方。
所述的GPRS网络采用移动通讯公司的GPRS网络。
所述的每个独立密封的探头由摄像机、探头密封组件、探头壳体、视频传输光缆组成， 摄像机被密封组件封闭在探头壳体内，通过引出的视频传输光缆连接到控制器，所述摄像机 是高灵敏度的CCD微光摄像机，并配置超大光圈变焦镜头。
所述的控制器的GPRS模块、DSP芯片、视频采集卡、视频切换电路、储电瓶安装在一 底板上，太阳能电池板固定在上罩壳体的上面，底板和上罩壳体之间有一密封板，紧固螺栓 组件将底板、上罩壳体、密封板连接成密封的整体，底板上还开有一视频传输光缆通孔，通 孔位于上罩壳体的内侧安装有光缆转换接头，通孔的另一侧安装有视频传输光缆插槽，通孔 由转换接头密封套密封，光缆接口密封罩用紧固螺钉紧固在底板上，并通过密封垫密封，水 下摄像装置的视频光缆束穿过视频光缆密封套，进入光缆接口密封罩，由视频传输光缆插头 与视频光缆插槽插接，天线固定在底板的下面，底板的下面还固定有安装支架。
所述的探头密封组件由前端密封盖、镜片密封垫、圆形镜片、镜头定位与减震密封环、 探头前端"0"型密封圈、摄像机安装板、安装板螺栓、安装板固定螺钉、探头后盖"0"型 密封圈、探头壳体与探头后盖紧固螺钉、探头后盖、视频传输光缆"V"型密封圈、压盖、 压盖密封垫、压盖紧囱螺钉、光缆输出防护套组成，CCD微光摄'像机用两个安装板螺栓固定 在两L形摄像机安装板的一边上；摄像机安装板的另一边用两个安装板固定螺钉固定在探头 后盖上；探头后盖安装在探头壳体的后端，并用探头后盖"0"型密封圈密封，且通过紧固 螺钉与筒形探头壳体联接为一体；探头后盖和压盖上开有视频传输光缆伸出口，视频传输光 缆穿过探头后盖上的伸出口和"V"型密封圈，再穿过压盖上的伸出口和光缆输出防护套连 接到视频传输光缆插头，压盖用压盖密封垫和压盖螺钉紧固在探头后盖上，镜头定位与减震 密封环套在摄摄像机上并安装在探头壳体的前端内部，与探头壳体的内壁紧配合，探头壳体 的前端面上开有一环形槽，探头前端"0"型密封圈放置在该槽内，圆形镜片放置在探头前 端"0"型密封圈之上，镜片密封垫放置在圆形镜片之上，前端密封盖位于在镜片密封垫之 上，并与探头壳体的前端以锥形螺纹联接。
本发明与现有技术相比所具备的优点和积极效果是
(1) 本发明是陆地远程监控系统，用户无需到海上现场就可实现对网箱养殖工况的实 时在线监控，不仅减少了海上现场观察的诸多不便，而且降低了恶劣海况条件下海上作业的 危险性。
(2) 利用移动通讯公司的GPRS技术，通信链路由专业的运营商来维护，避免了渔民在 使用系统的同时，还要耗费精力去维护线路，对用户的技术要求低。同时，使系统具有数据 采集实时性强、运行BJ靠和运行费用低的特点。(3) 采用本发明的密封探头结构和密封方式，加工与安装方便、密封可靠。经"压力试 验，耐压水深可达50m以上。
(4) 系统采用高灵敏度CCD微光摄像机和超大光圈变焦镜头，无需辅助光源，即可在 微弱光线条件下获得清晰的观察图像，既简化了系统，又降低了造价。
(5) 可任意切换多个探头的丁作状态，实现对网箱工况的多视角观察。
图1为本发明深水网箱远程监视系统的结构及工作原理图； 图2为本发明深水网箱远程监视系统的四探头水卜摄像装置的垂直剖面结构图； 图3为本发明深水网箱远程监视系统的四探头水下摄像装置的水平剖面结构图； 图4为本发明深水网箱远稈监视系统的探头内部结构图； 图5为本发明深水网箱远程监视系统控制器的剖面结构图； 图6为本发明深水网箱远程监视系统控制器原理图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明-
一种深水M箱远程监视系统实施例，由水下摄像装置l、安装在网箱水上部分的控制器 10、 GPRS网络11、监控室内的GPRS终端及计算机12四部分组成。如图1所示。水下摄像 装置1通过一刚性支架3、浮体卡箍5和螺栓组件6吊挂于浮体4下方某一深度水层。浮体 4通过连接绳索7和网箱框架i4齒定于网衣箱体15中央，通过水下摄像装置i下方所系的 配重沉石16调节浮沉力配备，使浮体4部分在水面以上，部分没于水面以下。控制器10通 过焊接在浮体卡箍5上的上支架8、控制器安装支架9和螺栓组件固装于浮体上方。水下摄 像装置1通过视频光缆束2与控制器10之间进行信号传输。
参见图2、 3，水下摄像装置由四个探头17、外罩壳体18、视频传输光缆19、联接板 20、壳体上盖21、视频光缆束引线套22、视频传输光缆插头23和螺钉24组成。其中一个 探头位于装置底端，可以得到探头下方信号，其余三个探头在水平圆周上成120度角，可以 得到探头水平方向上不同角度的信号。
每个探头17由前端密封盖25、镜片密封垫26、圆形镜片27、镜头定位与减震密封环 28、探头前端"0"型密封圈29、探头壳体30、配置超大光圈变焦镜头的CCD微光摄像机 31、摄像机安装板32、安装板螺栓33、视频传输光缆19、安装板固定螺钉34、探头后盖"0" 型密封圈35、探头壳体与探头后盖紧固螺钉36、探头后盖37、视频传输光缆"V"型密封 圈38、压盖39、压盖密封垫40、压盖紧固螺钉41、光缆输出防护套42和视频传输光缆插 头23组成，如图4所示。CCD微光摄像机31用两个安装板螺栓33固定在两L形摄像机安 装板32的一边上，摄像机安装板32的另一边用两个安装板固定螺钉34固定在探头后盖37 上；探头后盖37安装在探头壳体30的后端，并用探头后盖"0"型密封圈35密封，且通过 紧固螺钉36与探头壳体30联接为一体；探头后盖37和压盖39上开有视频传输光缆19伸
出口，视频传输光缆19穿过探头后盖37上的伸出口和"V"型密封圈38，再穿过压盖39 上的伸出口和视频传输光缆防护套42连接到视频传输光缆插头23，压盖39用压盖密封垫 40和压盖螺钉41紧固在探头后盖30上，随着压盖螺钉41的紧固，在压盖39的推动下， "V"型密封圈38同时形成内外张紧力，从而达到对视频传输光缆19径向的双向密封。镜 头定位与减震密封环28套在摄像机31上并安装在探头壳体30的前端内部，与探头壳体30 的内壁紧配合，探头壳体30的前端面上开有一环形槽，探头前端"0"型密封圈29放置在 该环形槽内，圆形镜片27放置在探头前端"0"型密封圈29之上，镜片密封垫26放置在圆 形镜片27之上，前端密封盖25位于在镜片密封垫26之上，并与探头壳体30的前端以锥形 螺纹联接。
控制器10结构如图5所示，GPRS模块49、 DSP电路板(含DSP芯片、视频采集卡、视 频切换电路)51、储电瓶52安装在一底板45上，储电瓶52通过储电瓶固定板54固定，储 电瓶52通过电线53与DSP电路板51连接。太阳能电池板55固定在上罩壳体48的上面， 底板45和上罩壳体48之间有一密封板46，紧固螺栓组件47将底板45、上罩壳体48、密 封板46连接成密封的整体，底板45上还开有一视频光缆通孔，通孔位于上罩壳体48内侧 安装有光缆转换接头57，通孔的另一侧安装有视频传输光缆插槽59，通孔由转换接头密封 套58密封。光缆接口密封罩62用紧固螺钉61紧固在底板45上，并通过密封垫60密封。 水下摄像装置1引出的视频光缆束2穿过视频光缆密封套63，进入光缆接口密封罩62，由 视频传输光缆插头23与视频光缆插槽59'插接。光缆转换接头57通过信号线56与USP电路 板51连接。天线44固定在底板45的下面，底板45的下面还固定有控制器安装支架9。
控制器10工作原理如图6所不，视频切换电路的信号输入端与水下摄像装置1的视频 光缆束2连接，视频切换电路的信号输出端连接到视频采集卡，视频采集卡的输出端连接到 DSP芯片，DSP芯片与GPRS模块连接，太阳能电池板和储电瓶为控制器的各电路提供电源。 GPRS模块49提供标准的RS232接口 50，通过MAX3232与DSP进行全双工通信，GPRS模块 通过串口获得视频数据，处理后以GPRS分组数据的形式经由天线44发送到中国移动的GPRS 网络11的GSM基站，分组数据经SGSN装封后，发送到GPRSIP骨干网，分组数据先发送到 目的SGSN,再经BSS发送到监控室GPRS终端，GPRS终端通过串口与监控室计算机通信，将 信号送入计算机，计算机给出网箱信号显示界面，并通过控件产生控制信号，控制信号通过 网络送入控制器10，控制器10根据控制信号驱动视频切换器，点击计算机显示器界面上的 不同按钮13,用户就可以在计算机显示器上看到不同探头17给出的鱼群和网箱工况信号。
上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术 人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范 围。
权利要求
1、一种深水网箱远程监视系统，包括水下摄像装置、安装在网箱水上部分的控制器及远程控制系统，其特征在于所述的远程控制系统由GPRS网络(11)、监控室内的GPRS终端及计算机(12)组成；所述的水下摄像装置(1)至少包括四个分别拍摄不同方位网箱鱼群信号的探头(17)，探头(17)通过视频传输光缆(19)将信号传输至控制器(10)，控制器(10)对信号进行数字化转换、存储、切换后连接到GPRS模块，将信号送入GPRS网络(11)；位于监控室的GPRS终端接收信号并将接收到的信号送入计算机；计算机通过可视化控件输出各个探头分别拍摄的鱼群视频信号，点击计算机(12)显示器界面上的不同按钮(13)切换不同方向探头拍摄的鱼群视频图像。
2、 按照权利要求1所述的深水网箱远程监视系统，其特征在于所述的水下摄像装置 (1)包括外罩壳体(18)、四个独立密封的探头(17)、视频传输光缆(19)、壳体上盖(21)，四个独立密封的探头(17)按照水平和垂直方位布设在外罩壳体(18)上，其中3个探头各 呈120°水平布置，另1个探头垂直向下，各探头(17)的视频光缆束(2)穿过壳体上盖 (21)上的视频光缆束引线套(22)、连接到视频传输光缆插头(23)，视频传输光缆插头(23) 与控制器(10)连接，水下摄像装置(1)的下方系有一配重沉石(16)，水下摄像装置(1) 通过一刚性支架(3)、浮体卡箍(5)吊挂于浮体(4)下方某一深度水层，浮体(4)通过 连接绳索(7)和网箱框架(14)固定于网衣箱体(15)中央。
3、 按照权利要求1或2所述的深水网箱远程监视系统，其特征在于所述的控制器包 括天线(44)、 GPRS模块(49)、 DSP芯片、视频采集卡、视频切换电路、太阳能电池板(55)、 储电瓶(52)，视频切换电路的信号输入端与水下摄像装置(1)的视频光缆束(2)连接， 视频切换电路的信号输出端连接到视频采集卡，视频采集卡的输出端连接到DSP芯片，DSP 芯片与GPRS模块(49)连接，太阳能电池板(55)和储电瓶(52)为控制器的各电路提供 电源，控制器(10)通过焊接在浮体卡箍(5)上的上支架(8)、控制器安装支架(9)固装 于浮体(4)上方。
4、 按照权利要求3所述的深水网箱远程监视系统，其特征在于所述的GPRS网络(11) 采用移动通讯公司的GPRS网络。
5、 按照权利要求2所述的深水网箱远程监视系统，其特征在于所述的每个独立密封 的探头(17)由摄像机(31)、探头密封组件、探头壳体(30)、视频传输光缆(19)组成， 摄像机(31)被密封组件封闭在探头壳体(30)内，通过引出的视频传输光缆(19)连接到 控制器(10)，所述摄像机(31)是高灵敏度的CCD微光摄像机，并配置超大光圈变焦镜头。
6、 按照权利要求3所述的深水网箱远程监视系统，其特征在于所述的控制器的GPRS 模块(49)、 DSP芯片、视频采集卡、视频切换电路、储电瓶(52)安装在一底板(45)上， 太阳能电池板(55)固定在上罩壳体(48)的上面，底板(45)和上罩壳体(48)之间有一 密封板(46)，紧固螺栓组件(47)将底板(45)、上罩壳体(48)、密封板(46)连接成密 封的整体，底板(45)上还开有一视频传输光缆通孔，通孔的位于上罩壳体(48)内的一侧 安装有光缆转换接头(57)，通孔的另一侧安装有视频传输光缆插槽(59)，通孔由转换接头 密封套(58)密封，光缆接口密封罩(62)用紧固螺钉(61)紧固在底板(45)上，并通过 密封垫(60)密封，水下摄像装置(1)的视频光缆束(2)穿过视频光缆密封套(63)，进 入光缆接口密封罩(62)，由视频传输光缆插头23与视频光缆插槽59插接，天线(44)固 定在底板(45)的下面，底板(45)的下面还固定有安装支架(9)。 -
7、按照权利要求5所述的深水网箱远程监视系统，其特征在于所述的探头密封组件 由前端密封盖(25)、镜片密封垫(26)、圆形镜片(27)、镜头定位与减震密封环(28)、探 头前端"0"型密封圈(29)、摄像机安装板(32)、安装板螺栓(33)、安装板固定螺钉(34)、 探头后盖"0"型密封圈(35)、探头壳体与探头后盖紧固螺钉(36)、探头后盖(37)、视频 传输光缆"V"型密封圈(38)、压盖(39)、压盖密封垫(40)、压盖紧固螺钉(41)、光缆 输出防护套(42)和视频传输光缆插头(23)组成，CCD微光摄像机(31)用两个安装板螺 栓(33)固定在两L形摄像机安装板(32)的一边上；摄像机安装板(32)的另一边用两个 安装板固定螺钉(34)固定在探头后盖(37)上；探头后盖(37)安装在探头壳体(30)的 后端，并用探头后盖"0"型密封圈(35)密封，且通过紧固螺钉(36)与筒形探头壳体(30) 联接为一体；探头后盖(37)和压盖(39)上开有视频传输光缆(19)伸出口，视频传输光 缆(19)穿过探头后盖(37)上的伸出口和"V"型密封圈(38)，再穿过压盖(39)上的伸 出口和光缆输出防护套(42)连接到视频传输光缆插头(23)，压盖(39)用压盖密封垫(40) 和压盖螺钉(41)紧固在探头后盖(30)上，镜头定位与减震密封环(28)套在摄摄像机(31) 上并安装在探头壳体(30)的前端内部，与探头壳体(30)的内壁紧配合，探头壳体(30) 的前端面上开有一环形槽，探头前端"0"型密封圈(29)放置在该槽内，圆形镜片(27) 放置在探头前端"0"型密封圈(29)之上，镜片密封垫(26)放置在圆形镜片(27)之上， 前端密封盖(25)位于在镜片密封垫(26)之上，并与探头壳体(30)的前端以锥形螺纹联 接。
全文摘要
本发明提供了一种深水网箱远程监视系统，由水下摄像装置、控制器、GPRS通信网络和监控室GPRS终端及计算机四部分组成，水下摄像装置的主体是多个独立密封于探头壳体内的CCD微光摄像机，减少对海中光信号的要求，提高视频信号的质量。多个探头分别呈垂直向下和水平布设，可多视角观察网箱工况，摄像机拍摄的信号通过视频光缆送至控制器，经信号处理后通过GPRS网络发送到监控室计算机，计算机通过可视化控件得到多个探头分别拍摄的鱼群视频图像，用户无需到海上现场便可随时掌握网箱养殖情况。
文档编号H04N7/18GK101170682SQ20071011418
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月12日 优先权日2007年11月12日
发明者关长涛, 勇 崔, 娇 李, 娟 李, 滨 黄 申请人:中国水产科学研究院黄海水产研究所