鱼类自动测量装置及其控制程序的制作方法

本发明属于水产研究自动化测量仪器领域，具体涉及一种鱼类自动测量装置及其控制程序。

背景技术：

在水产科学研究中，对鱼类进行体长、体高、体宽、体重测量，是研究鱼类生长规律、获取鱼类基本信息不可或缺的手段。目前主要依靠尺子量、人工称量进行，仅得到体重、体长、鱼体最宽及最高4个数据，对活体鱼的测量更是一个艰苦的过程，测量个体数量巨大，活鱼挣扎、跳动，无法快速测量，需要耗费大量的时间、人力，测量效率低、精度低，对鱼的损伤大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种鱼类自动测量装置及其控制程序，可快速测量鱼类的体长、体重、鱼体每个截面的体高、体宽等数据，极大的提高了工作效率，减少对活鱼的损伤。

本发明的目的是以下述方式实现的：鱼类自动测量装置，包括控制器、称重设备、两个对辊设备及非接触测量设备，控制器通过数据线与称重设备、对辊设备及非接触测量设备连接，两对辊设备之间设置有非接触测量设备，对辊设备主要由对辊平台、对辊主动轮和对辊从动轮组成，对辊主动轮安装在对棍平台上，且与安装在对辊平台下方的对辊电机连接，对辊从动轮上安装有轴滑块，轴滑块与对棍平台滑动连接，轴滑块一侧设置有弹簧。

还包括电子标签读取装置，电子标签读取装置安装在称重设备与靠近称重设备的对辊设备之间。

所述对辊主动轮和对辊从动轮表面设置有弹性物质覆盖层。

所述非接触测量设备包括测量部件和光源，测量部件由垂直测量部件和水平测量部件构成，光源由垂直光源和水平光源构成，垂直测量部件放置在鱼体通道的上方，垂直光源放置在鱼体通道的下方，水平测量部件和水平光源分别放置在鱼体通道的两侧。

所述测量部件为线阵CCD传感器或摄像头，光源为CCD光源。

所述称重设备包括电子秤，电子秤安装在转动平台上，转动平台与转动平台电机连接。

所述电子秤上设置有具有凹形槽。

鱼类自动测量装置的控制程序，包括主程序、对辊电机控制中断程序、CCD测量中断程序及称量中断程序，主程序循环执行空操作，等待各中断响应，各中断响应后，执行各中断程序，

主程序的工作步骤为：（A）将各中断程序模块进行初始化处理；（B）启动对辊电机；（C）与电脑建立通讯连接传输数据；(D）故障标志查询；(E）若无故障标志，则循环执行步骤（C）；(F)若有故障标志，则各中断程序模块停止运行；（G）显示错误代码；（H）停机；

对辊电机控制中断程序的工作步骤为：（a）对辊电机转速测量；（b）PID控制对辊电机PWM；（c）中断返回；

CCD测量中断程序的工作步骤为：（1）检测状态位，状态位包括状态0准备、状态1就绪、状态2测量；（2）若为状态0准备，判断有无测量数据内存，若有测量数据内存，则新增一块测量数据内存，然后设置状态1标志，中断返回；若无请求测量数据内存，则设定故障标志及代码，然后中断返回；（3）若为状态1就绪，判断有无CCD阴影宽度信号,若有CCD阴影宽度信号，则新增一条鱼测量开始标志，记录两个方向CCD阴影宽度和对辊电机转速，然后设置状态2标志，中断返回；若无CCD阴影宽度信号，则中断返回；（4）若为状态2测量，判断有无CCD阴影宽度信号,若有CCD阴影宽度信号，则记录两个方向CCD阴影宽度和对辊电机转速，中断返回；若无CCD阴影宽度信号，则设定CCD测量完成标志，然后设置状态0标志，中断返回；

称量中断程序的工作步骤为：（一）检测状态位，状态位包括状态0准备、状态1称量、状态2卸除、状态3回位；（二）若为状态0准备，读取鱼测量开始标志，若有测量开始标志，则电子秤清零，设置状态1标志，然后中断返回；若无测量开始标志，则中断返回；（三）若为状态1称量，读取电子秤称量数据，若有电子秤称量数据，则记录称量数据，清除鱼测量标志，启动转动平台电机侧向转动，设置状态2标志，然后中断返回；若无电子秤称量数据，则中断返回；（四）若为状态2卸除，检测有无侧向转动到位信号，若有侧向转动到位信号，则停止转动平台电机侧向转动，启动转动平台电机回位转动，设置状态3标志，然后中断返回；若无侧向转动到位信号，则中断返回；（五）若为状态3回位，检测有无回位到位信号，若有回位到位信号，则转动平台电机停止转动，设置状态0标志，然后中断返回；若无回位到位信号则中断返回。

电子标签读取中断程序，电子标签读取中断程序的工作步骤为：①检测状态位，状态位包括状态0准备、状态1就绪、状态2读取；②若为状态0准备，判断有无电子标签，若有电子标签，则设置状态1标志，然后中断返回；若无电子标签，则中断返回；③若为状态1就绪，读取鱼测量开始标志，若有测量开始标志，则设置状态2标志，然后中断返回；若无测量开始标志，则中断返回；④若为状态2读取，检测电子标签信号，若有电子标签信号，则记录电子标签数据，设定电子标签完成标志，然后设置状态0标志，中断返回；若无电子标签信号，则读取该条鱼测量完成标志，若有测量完成标志，则设定电子标签未完成标志，然后设置状态0标志，中断返回，若无测量完成标志，则中断返回。

本发明的有益效果是： 使用本发明可快速测量鱼类尤其是活鱼的体长、体重、鱼体每个截面的体高、体宽等数据，同时可读取电子标签信息，极大的提高了工作效率，减少对活鱼的损伤，为鱼类研究提供更详细的基础数据；应用本发明对鱼体进行测量时，只需较少的步骤，而且可以在短时间内完成对一条鱼的生长性状采集，避免了反复对鱼体的接触，减少数据采集造成的应激反应。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是对辊设备的结构示意图。

图4是非接触测量设备的结构示意图。

图5是主程序的流程图。

图6是对辊电机控制中断程序的流程图。

图7是CCD测量中断程序的流程图。

图8是称量中断程序的流程图。

图9是电子标签读取中断程序的流程图。

具体实施方式

实施例1：如图1、图3、图4所示，鱼类自动测量装置，包括控制器、称重设备、两个对辊设备1及非接触测量设备8，控制器13通过数据线19与称重设备、对辊设备1及非接触测量设备8连接，便携式电脑14通过有线或无线与控制器13连接通信，把控制器中的记录信息转存到便携式电脑中14进行处理, 电源20为控制器13提供能源，两对辊设备1之间设置有非接触测量设备8，对辊设备1主要由对辊平台11、对辊主动轮2和对辊从动轮3组成，对辊主动轮2和对辊从动轮3以一定间隙垂直放置在对辊平台11上面，对辊主动轮2和对辊从动轮3表面设置有弹性物质覆盖层，以减少对鱼体损伤，对辊主动轮2安装在对棍平台11上，且通过联轴器与安装在对辊平台11下方的对辊电机12连接，对辊从动轮3上安装有轴滑块10，轴滑块10与对棍平台11滑动连接，轴滑块11一侧设置有弹簧9，对辊从动轮3随着轴滑块10可以向远离对辊主动轮2方向滑动，弹簧9则把对辊从动轮3压向对辊主动轮2，控制器控制对辊电机带动对辊主动轮以一定速度旋转，当把鱼体头部朝前，脊背朝上送入对辊间隙，鱼体体宽撑开对辊从动轮，弹簧压紧对辊从动轮，使对辊从动轮与对辊主动轮紧贴鱼体两个侧面，对辊主动轮旋转把鱼体匀速向后输送；非接触测量设备8包括测量部件和光源，测量部件为线阵CCD传感器，光源为CCD光源，测量部件由垂直测量部件4和水平测量部件6构成，光源由垂直光源7和水平光源5构成，垂直测量部件4放置在鱼体通道的上方，垂直光源7放置在鱼体通道的下方，水平测量部件6和水平光源5分别放置在鱼体通道的两侧，当鱼体鱼头最前部通过对辊设备进入线性CCD测量设备截面时，鱼体遮挡光源，在两个方向的线阵CCD传感器上形成投影，触发控制器开始监测投影宽度，垂直方向线阵CCD传感器得到鱼体体宽数据，水平方向线阵CCD传感器得到鱼体体高数据，随着鱼体匀速前进，控制器以一定间隔周期记录鱼体的体宽和体高，同时记录每个间隔周期鱼体前进速度，直到鱼尾通过，CCD监测不到投影，控制器停止记录，通过对所有间隔和鱼体前进速度综合计算，得到该条鱼体长、每个截面的体高、体宽数据；称重设备包括电子秤16，电子秤16安装在转动平台18上，转动平台18通过联轴器与转动平台电机17连接，电子秤16上设置有具有凹形槽，当测量鱼从对辊设备出口滑入电子秤凹形槽中后，控制器启动电子秤称量，记录鱼体体重数据，称量完成后，控制器启动转动平台电机旋转，带动可侧向转动的转动平台及电子秤侧向旋转，把鱼卸除，控制转动平台回位，完成一条鱼的测量。

控制器控制两个对辊电机匀速旋转，监控垂直和水平线阵CCD传感器信号，一旦监测到有鱼体通过CCD传感器测量截面，控制器连续周期监测CCD信号，记录换算为鱼体体高、体宽信息，同时实时记录鱼体前进速度，当鱼尾通过线阵CCD传感器测量截面后，控制器完成一条鱼的体长、每个截面的体高、体宽数据记录。当鱼滑落到电子秤凹型盘中后，控制器记录该条鱼的体重信息，并启动转动电子秤平台电机旋转，卸除该条鱼，电机回位，完成一条鱼的测量。

如图5～8所示，鱼类自动测量装置的控制程序，包括主程序、对辊电机控制中断程序、CCD测量中断程序及称量中断程序，主程序循环执行空操作，等待各中断响应，各中断响应后，执行各中断程序，主程序的工作步骤为：（A）将各中断程序模块进行初始化处理；（B）启动对辊电机；（C）与电脑建立通讯连接传输数据；(D）故障标志查询；(E）若无故障标志，则循环执行步骤（C）；(F)若有故障标志，则各中断程序模块停止运行；（G）显示错误代码；（H）停机；对辊电机控制中断程序的工作步骤为：（a）对辊电机转速测量；（b）PID控制对辊电机PWM；（c）中断返回；CCD测量中断程序的工作步骤为：（1）检测状态位，状态位包括状态0准备、状态1就绪、状态2测量；（2）若为状态0准备，判断有无测量数据内存，若有测量数据内存，则新增一块测量数据内存，然后设置状态1标志，中断返回；若无测量数据内存，则设定故障标志及代码，然后中断返回；（3）若为状态1就绪，判断有无CCD阴影宽度信号,若有CCD阴影宽度信号，则新增一条鱼测量开始标志，记录两个方向CCD阴影宽度和对辊电机转速，然后设置状态2标志，中断返回；若无CCD阴影宽度信号，则中断返回；（4）若为状态2测量，判断有无CCD阴影宽度信号,若有CCD阴影宽度信号，则记录两个方向CCD阴影宽度和对辊电机转速，中断返回；若无CCD阴影宽度信号，则设定CCD测量完成标志，然后设置状态0标志，中断返回；称量中断程序的工作步骤为：（一）检测状态位，状态位包括状态0准备、状态1称量、状态2卸除、状态3回位；（二）若为状态0准备，读取鱼测量开始标志，若有测量开始标志，则电子秤清零，设置状态1标志，然后中断返回；若无测量开始标志，则中断返回；（三）若为状态1称量，读取电子秤称量数据，若有电子秤称量数据，则记录称量数据，清除鱼测量标志，启动转动平台电机侧向转动，设置状态2标志，然后中断返回；若无电子秤称量数据，则中断返回；（四）若为状态2卸除，检测有无侧向转动到位信号，若有侧向转动到位信号，则停止转动平台电机侧向转动，启动转动平台电机回位转动，设置状态3标志，然后中断返回；若无侧向转动到位信号，则中断返回；（五）若为状态3回位，检测有无回位到位信号，若有回位到位信号，则转动平台电机停止转动，设置状态0标志，然后中断返回；若无回位到位信号则中断返回。

工作过程：人工把鱼头超前、背朝上送入一对辊设备入口，控制器控制对辊电机匀速旋转，对辊主动轮和由弹簧压紧的对辊从动轮夹持鱼体两侧匀速前进，当鱼头前部进入非接触测量设备截面时，触发控制器开始同步周期记录鱼体体宽、体高、鱼体前进速度等数据，鱼体匀速前进，鱼头进入另一对辊设备入口，由两组前后对辊设备夹持鱼体匀速前进，防治活鱼挣扎跳动，在非接触测量装置截面形成较为稳定的状态，当鱼尾通过非接触测量设备截面后，控制器结束该条鱼体高、体宽测量，综合鱼体前进速度，完成整条鱼体长、各截面体宽、体高数据记录，当鱼体整条通过对辊设备后，滑入称量装置，控制器读取称量数据后，控制称量装置侧转，把鱼体卸除，称量装置回位，完成一条鱼的测量任务。便携式电脑与控制器通讯，把测量数据转入电脑进行处理。

实施例2：如图2～4所示，与实施例1不同的是在称重设备与靠近称重设备的对辊设备之间安装电子标签读取装置15，电子标签一般都是在鱼体背鳍附近肌肉中，电子标签读取装置放置在对辊设备出口位置上部，便于控制器记录电子标签数据，与该条鱼的测量信息进行融合。

控制器控制两个对辊电机匀速旋转，监控垂直和水平线阵CCD传感器信号，一旦监测到有鱼体通过CCD传感器测量截面，控制器连续周期监测CCD信号，记录换算为鱼体体高、体宽信息，同时实时记录鱼体前进速度，当鱼尾通过线阵CCD传感器测量截面后，控制器完成一条鱼的体长、每个截面的体高、体宽数据记录。在鱼体背鳍附近的电子标签接近电子标签读取装置时，控制器记录该条鱼的标签信息。当鱼滑落到电子秤凹型盘中后，控制器记录该条鱼的体重信息，并启动转动电子秤平台电机旋转，卸除该条鱼，电机回位，完成一条鱼的测量。

如图5～9所示，鱼类自动测量装置的控制程序，与实施例1不同在是增加了电子标签读取中断程序，电子标签读取中断程序的工作步骤为：检测状态位，状态位包括状态0准备、状态1就绪、状态2读取；若为状态0准备，判断有无电子标签，若有电子标签，则设置状态1标志，然后中断返回；若无电子标签，则中断返回；若为状态1就绪，读取鱼测量开始标志，若有测量开始标志，则设置状态2标志，然后中断返回；若无测量开始标志，则中断返回；若为状态2读取，检测电子标签信号，若有电子标签信号，则记录电子标签数据，设定电子标签完成标志，然后设置状态0标志，中断返回；若无电子标签信号，则读取该条鱼测量完成标志，若有测量完成标志，则设定电子标签未完成标志，然后设置状态0标志，中断返回，若无测量完成标志，则中断返回。

工作过程：人工把鱼头超前、背朝上送入一对辊设备入口，控制器控制对辊电机匀速旋转，对辊主动轮和由弹簧压紧的对辊从动轮夹持鱼体两侧匀速前进，当鱼头前部进入非接触测量设备截面时，触发控制器开始同步周期记录鱼体体宽、体高、鱼体前进速度等数据，鱼体匀速前进，鱼头进入另一对辊设备入口，由两组前后对辊设备夹持鱼体匀速前进，防治活鱼挣扎跳动，在非接触测量装置截面形成较为稳定的状态，当鱼尾通过非接触测量设备截面后，控制器结束该条鱼体高、体宽测量，综合鱼体前进速度，完成整条鱼体长、各截面体宽、体高数据记录，当背鳍位置附近的电子标签接近对辊设备出口上部电子标签读取装置时，控制器读取记录该条鱼的电子标签数据，当鱼体整条通过对辊设备后，滑入称量装置，控制器读取称量数据后，控制称量装置侧转，把鱼体卸除，称量装置回位，完成一条鱼的测量任务。便携式电脑与控制器通讯，把测量数据转入电脑进行处理。

也可以将本发明中的线阵CCD传感器更换为摄像头，其原理一致。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。