专利名称：用于养鱼网箱的超声投饲监控系统及投饲方法
技术领域：
本发明涉及一种用于养鱼网箱的超声投饲监控系统及用于养鱼网箱的投词方 法，其用于饲料的定时投放和监测到饲料投放量已满足鱼的食量后自动关机。
背景技术：
我国内陆的湖泊和从南到北万里沿海都在开展各种经济鱼类的网箱养殖。如 黑鯧，金鲳，黄鱼，鲟鱼等，营养价值高，味道鲜美，深受国内外市场欢迎，网箱 养殖已在全国展开。但是这种人工养殖劳动量大，大多数鱼类喜欢夜间进食，有 时需要在黑夜里进入大海大湖深处去喂鱼，很辛苦，而投词量只能凭经验，不能做到科学投料，浪费严重。需要一种设备，代替人去投饲料，且投到最佳量时停止 投送。发明内容本发明的目的在于提供一种用于养鱼网箱的超声投词监控系统及投词方法， 以代替养殖工人定时投掷饲料的人工投词模式，该超声投饲监控系统在鱼进食后稍 有余量时能自动停止投饲。为了实现所述目的，本发明提供的用于养鱼网箱的超声投饲监控系统，其特 点是，包括无线式超声监测器，每一无线式超声监测器对应于一网箱且包括超声波换能 器、超声收发电路以及无线电收发电路，该超声波换能器设置于该网箱内，该超声 收发电路根据该超声波换能器发出的超声脉冲遇到该网箱内的剩余饲料而反射回 的回波发出回波信号，超声收发电路和无线电收发电路电连接，该无线收发电路根 据该回波信号发射出相应的无线电信号；无线多路收发机，对应至少一网箱，与该网箱的无线式超声监测器的无线电收发电路建立无线连接，接收该网箱发出的该无线电信号；微机控制中心，与无线多路收发机电连接，借助无线多路收发机来控制该无 线多路收发机对应的网箱的无线式超声监测器的启闭，并根据无线多路收发机收到 的该无线电信号关闭该无线式超声监测器；以及
投饲装置，包括一投饲机控制器、投饲机电机和投词机，该投饲机控制器与 微机控制中心电连接，以根据接收到的该微机控制中心发出的控制信号来启闭该投 饲机电机，从而控制投饲机中的饲料的投放。
所述的超声投饲监控系统，其进一步的特点是，还包括编码器，该编码器和
微机控制中心电连接，该投词机还包括多个投饲口、 一个投饲口电机和一个投饲口
电机控制器，每一投饲口对应一个网箱，该投饲口电机控制多个投饲口的启闭，投
饲口电机控制器和微机控制中心电连接，投饲口电机控制器控制电机的转动以打开
预定的投饲口，从而将词料投放至与该投饲口对应的网箱；
该编码器设置在该投词口电机的转轴上，以获得该投饲口电机的转轴所转过
的角位移，并将该角位移转化为电信号传送至微机控制中心，微机控制中心根据编 码器的输出的电信号指令投饲口电机控制器，决定打开与编码器输出的电信号对应 的投饲口。
所述的超声投饲监控系统，其进一步的特点是，编码器输出的电信号与网箱 --对应。
本发明还提供一种利用前述的超声投饲监控系统来投饲的投饲方法，其特点 是，包括
步骤a，通过微机控制中心来启动投饲装置的投饲机电机以及投饲口电机，开
始投饲，同时通过微机控制中心来启动相应网箱内的无线式超声监测器，以监测该
网箱内的饲料的剩余量；以及
步骤b，当无线多路收发机收到预定次数的无线电信号后，通过微机控制中 心来切换投词装置的投词机的投词口或者关闭投词装置。
所述的投词方法，其进一步的特点是，在步骤a中，先利用微机控制中心监 测编码器输出的电信号，启动投饲机后，利用微机控制中心来启动对应该电信号的 网箱的无线式超声监测器。
所述的投饲方法，其进一步的特点是，在步骤b中，当无线多路收发机收到 5个有剩余饲料的无线电信号后，通过微机控制中心来切换投词装置的投饲机的投
6饲口。
所述的投饲方法，其进一步的特点是，还包括步骤C，若无线多路收发机在预 定长的时间内没有收到预定数目的剩余饲料的无线电信号，则通过微机控制中心来 切换投词装置的投词机的投饲口或关闭投饲装置，同时发出报警信号。
所述的投饲方法，其进一步的特点是，在步骤b中，切换投饲装置的投饲机 的投饲口或者关闭投饲装置后，关闭该网箱内的无线式超声监测器。
所述的投饲方法，其进一步的特点是，在步骤C中，若无线多路收发机在预 定的最低时限前收到了饲料剩余的无线电信号，则通过微机控制中心来切换投词装 置的投词机的投饲口或关闭投饲装置，同时发出报警信号。
所述的投饲方法，其进一步的特点是，针对多个网箱，循环进行步骤a和步骤b。
本发明能取得这样的有益效果当网箱内的饲料出现剩余时，超声波换能器 发出的超声脉冲遇到其表面积累的饲料而反射，随饲料厚度的加大，回波强度加大， 当饲料厚度大于允许值时，此回波信号被超声收发电路感应，该超声收发电路与无 线电收发电路电连接，进而该无线电收发电路根据超声收发电路所感应到的回波信 号发射出无线电信号，当无线多路收发机收到预定数目的无线电信号后，与无线多 路收发机电连接的微机控制中心依据该预定数目的无线电信号关闭相应的投饲口 并随后关闭该网箱的无线式超声监测器，这样就完成了一个网箱自动投饲过程，更 进一步地，还可以循环地对多个网箱进行投饲，到最后一个网箱投饲完成后，除关 闭其相应的无线式超声监测器外，还关闭投饲装置，即关闭投饲机控制器和投饲口 电机控制器。利用本发明的方法来运行本发明的系统完全可以在鱼进食后稍有余量 时能自动停止投饲，从而代替养殖工人定时投掷饲料的人工投饲模式，很显然，还 可以利用微机控制中心来设定一个或多个定时投饲的预定时间，例如深夜时(常常 需要在深夜喂鱼)，这样， 一到预定时间，微机控制中心就按照前述方式开始工作， 这种自动化的处理方式能确实地减少养殖工人的辛劳。
本发明的前述目的、技术方案和优点将在后面结合
和具体实施方式
进一步地描述。
图1是本发明的超声投饲监控系统的一实施例的原理方框图。
图2是本发明的投饲方法的一实施例的流程图。
图3是本发明的一实施例中的投词机的结构示意图。
具体实施例方式
下面将结合较佳的实施例对本发明进行详细的描述，应当注意的是，在后 述的描述中，尽管所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是有些术语 则是申请人按其判断来选择的，其详细含义应根据本发明欲揭示的精神来理 解。
如图1所示，在本发明的一实施例中，用于养鱼网箱的超声投饲监控系统 包括微机控制中心10、无线多路收发机20、无线式超声监测器30以及投饲装置 40，在图1中仅显示了一个网箱50，然而本实施例的超声投饲监控系统可以用于 多个网箱50的连续投饲。
微机控制中心IO可以是具备中央处理器(CPU)和存储器的控制器，例如一 台个人电脑或者可编程逻辑控制器(PLC)，但不限于此。无线多路收发机20用 于接收和发射无线电信号，并可将接收到的无线电信号转换成数字信号传送至微机 控制中心IO。无线多路收发机20和微机控制中心电连接，二者可以同时置放在投 饲控制室。
无线式超声监测器30包括超声波换能器301、超声收发电路(未显示)以及 无线电收发电路(未显示)。如图1所示超声波换能器301嵌入网箱50的中部或 底部，具体而言可以是网箱50内的饲料盘的中部或者收集饲料斗的底部，饲料投 入网箱后，鱼会马上食用，剩余部分会在水中下沉至换能器表面，超声波换能器朝 上发射超声脉冲，遇到其表面积累的饲料而反射，随词料厚度的加大，回波的强度 和宽度都加大，当饲料厚度大于允许值时，此回波信号被超声收发电路感应，该超 声收发电路与无线电收发电路电连接，进而该无线电收发电路根据超声收发电路所 感应到的回波信号发射出相应的无线电信号。在图1中，虽然无线式超声监测器 30与超声波换能器301分离显示，但超声波换能器301在本申请中属于无线式超 声监测器30的一部分，在此是为了便于理解而分离显示。无线电收发电路可以设 置在网箱的浮标内，超声收发电路与超声波换能器301设置在一起。但超声波换能
8器301和超声收发电路、无线电收发电路的设置位置不限于此，可以根据本发明的 精神进行各种变化。无线多路收发机20可以与多个网箱内的无线电收发电路建立 无线连接。
投饲装置40包括投饲机、投饲机电机406、投饲机控制器401、投饲口电机 405、投饲口电机控制器402以及编码器403。
投饲机407和编码器403是市售产品，在此不详细展开描述其具体的结构， 如图3所示，投饲机407大致包括储存词料的结构4061，流通饲料的总管道4062 和分流词料的多个投饲口 4063，投饲机电机406启动时，投饲机407内存储的词 料例如通过投词机电机带动的风机进入总管道4062，再由一开启的投饲口 4063被 投出，投饲口 4063具有可被关闭和打开的饲料通道。投饲口电机405用于控制投 饲口的启闭，投饲口电机控制器402控制投饲口电机405的转动，以选择性地打开 或关闭以投词口 4063。投饲口电机控制器402和微机控制中心10电连接。投饲机 控制器401也与微机控制中心10电连接。这样微机控制中心IO就可以单独控制投 饲口电机405和投饲机电机406 了 。编码器403用于标示出一网箱，以便于微机控 制中心10能灵活地控制投词装置40的投词动作，编码器403设置在该投饲口电机 405的转轴上，以获得该投饲口电机405的转轴所转过的角位移，并将该角位移转 化为电信号传送至微机控制中心10，微机控制中心10根据编码器403的输出的电 信号指令投饲口电机控制器402，决定打开与编码器输出的电信号对应的投饲口 4063，编码器403可以通过多种结构来实现，例如是一随投饲口电机405转动的簧 片，该簧片在转动过程中触发一信号发生装置不同的触点，从而该信号发生装置输 出标示不同数值的电信号至微机控制中心，微机控制中心根据电信号标示的具体数 值可以获得投饲口电机405的转动的转轴的角位移。编码器403能标示出一网箱 50的独一无二的编号。当微机控制中心10通过投饲机电机控制器401启动投饲机 电机406和通过投饲口电机控制器402启动投饲口电机405后，再监测投饲口电机 405的编码器403的输出信号，该输出信号可作为独一无二的编号来对应一网箱， 当微机控制器10获得该信号后，再根据该信号去使该无线多路收发机20与一网箱 50内的无线电超声监测器30的无线电收发电路建立无线电连接(无线多路收发机 20与多个网箱50的对应关系已预先建立并存储在微机控制中心)，这样就将投饲 动作和网箱内的剩余饲料的监测动作关联起来，并且无需每次都要从特定的网箱开始投词，可以灵活地选择任一的网箱开始投饲。实际上，如果在微机控制中心10
内预先建立网箱、投饲口、无线多路收发机以及该网箱内的无线式超声监测器的对
应关系(例如对应关系表)，例如，微机控制中心10先获取一编码器403的编码 信号，然后通过投饲口电机控制器402启动投饲口电机405后，开始投饲，然后从 所述对应关系中查询无线式超声监测器的编号，随后再根据无线式超声监测器的编 号启动无线多路收发机20和该无线式超声监测器30的无线连接，这样可灵活地选 择任一网箱开始投饲。
以下结合图2和图1所示的超声投饲监控系统来说明本发明的投词方法的 实施例。
如图2所示，在步骤S1中，通过微机控制中心10来启动投饲装置40的投饲 机电机406以及投饲口电机405，开始投饲，同时通过微机控制中心IO来启动相 应网箱50内的无线式超声监测器30，以监测该网箱50内的词料的剩余量。
在步骤S2中，当无线多路收发机20收到预定数目的无线电信号后，通过微 机控制中心10来切换投饲装置40的投饲机的投饲口或者关闭投饲装置40，切换 投饲机的投饲口是指关闭一投饲口并开启另一投饲口 。
经过步骤S1和S2后，就完成了本发明的投饲方法的基本步骤，针对多个网 箱50，可以循环进行步骤S1和步骤S2。
针对设置有编码器403的超声投饲监控系统，在步骤S1中，可以先利用微机 控制中心10监测编码器403输出的电信号，该电信号标示出该编码器对应的网箱 50，启动投饲机后，再利用微机控制中心10来启动对应该电信号的网箱50的无线 式超声监测器30，如前所述，这样可以达到针对多个网箱灵活投饲的目的。
如前所述，当网箱50内的饲料出现剩余时，该网箱50内的超声波换能器301 发出的超声脉冲遇到其面积累的饲料而被反射，随饲料厚度的加大，回波宽度加大， 当饲料厚度大于允许值时，此回波信号被超声收发电路感应，该超声收发电路与无 线电收发电路电连接，进而该无线电收发电路根据超声收发电路所感应到的回波信 号发射出饲料有剩余的无线电信号。为了准确地判断饲料的剩余量，在步骤S1中， 当无线多路收发机收到多个例如5个有剩余的无线电信号后，再通过微机控制中心 10来切换投饲装置40的投词机的投词口。所述饲料有剩余的无线电信号可以根据 电压强度来判断。为了应对各种装置的各种故障，本发明的投饲方法还包括异常处理步骤。例
如，若无线多路收发机20在预定长的时间内没有收到预定数目的饲料有剩余的无 线电信号，则通过微机控制中心10来切换投饲装置40的投饲机的投饲口或关闭投 饲装置，同时发出报警信号，以通知工作人员检查网箱和监控系统情况。再如，针 对每个网箱的无线式超声监测器，设置返回饲料有剩余的无线电信号的最低时限， 若无线多路收发机20收到的该无线电信号的时间小于该最低时限，则也发出报警 信号，以通知工作人员检查网箱情况。
此外，在步骤S2中， 一种较佳的方案是，切换投词装置40的投饲机的投饲 口后或者关闭投饲装置后，再关闭该网箱50内的无线式超声监测器30。
此外，在步骤S1中，可以在微机控制中心IO设定一个或多个预定时间，一 旦到达该预定时间，微机控制中心10就按照前述方式来启动投饲装置40的投饲机 电机406以及投词口电机405，开始投饲，同时通过微机控制中心IO来启动相应 网箱50内的无线式超声监测器30，以监测该网箱50内的饲料的剩余量。
虽然本发明己参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技 术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，应理解其中可作各种 变化和修改而在广义上没有脱离本发明，所以并非作为对本发明的限定，只要 在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变形都将落在本发明 权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于养鱼网箱的超声投饲监控系统，其特征在于，包括无线式超声监测器，每一无线式超声监测器对应于一网箱且包括超声波换能器、超声收发电路以及无线电收发电路，该超声波换能器设置于该网箱内，该超声收发电路根据该超声波换能器发出的超声脉冲遇到该网箱内的剩余饲料而反射回的回波发出回波信号，超声收发电路和无线电收发电路电连接，该无线收发电路根据该回波信号发射出相应的无线电信号；无线多路收发机，对应至少一网箱，与该网箱的无线式超声监测器的无线电收发电路建立无线连接，接收该网箱发出的该无线电信号；微机控制中心，与无线多路收发机电连接，借助无线多路收发机来控制该无线多路收发机对应的网箱的无线式超声监测器的启闭，并根据无线多路收发机收到的该无线电信号关闭该无线式超声监测器；以及投饲装置，包括一投饲机控制器、投饲机电机和投饲机，该投饲机控制器与微机控制中心电连接，以根据接收到的该微机控制中心发出的控制信号来启闭该投饲机电机，从而控制投饲机中的饲料的投放。
2. 如权利要求1所述的超声投饲监控系统，其特征在于，还包括编码器，该 编码器和微机控制中心电连接，该投饲机还包括多个投饲口、 一个投饲口电机和一个投饲口电机控制器，每一投饲口对应一个网箱，该投词口电机控制多个投词口的 启闭，投饲口电机控制器和微机控制中心电连接，投饲口电机控制器控制电机的转 动以打开预定的投饲口，从而将饲料投放至与该投饲口对应的网箱；该编码器设置在该投饲口电机的转轴上，以获得该投词口电机的转轴所转过 的角位移，并将该角位移转化为电信号传送至微机控制中心，微机控制中心根据编 码器的输出的电信号指令投饲口电机控制器，决定打开与编码器输出的电信号对应 的投词口。
3. 如权利要求2所述的超声投词监控系统，其特征在于，编码器输出的电信 号与网箱一一对应。
4. 一种利用如权利要求3所述的超声投饲监控系统来投词的投饲方法，其特征在于，包括步骤a，通过微机控制中心来启动投饲装置的投词机电机以及投饲口电机，开始投饲，同时通过微机控制中心来启动相应网箱内的无线式超声监测器，以监测该网箱内的饲料的剩余量；以及步骤b，当无线多路收发机收到预定次数的无线电信号后，通过微机控制中 心来切换投饲装置的投词机的投饲口或者关闭投饲装置。
5. 如权利要求4所述的投饲方法，其特征在于，在步骤a中，先利用微机控 制中心监测编码器输出的电信号，启动投饲机后，利用微机控制中心来启动对应该 电信号的网箱的无线式超声监测器。
6. 如权利要求5所述的投饲方法，其特征在于，在步骤b中，当无线多路收 发机收到5个有剩余饲料的无线电信号后，通过微机控制中心来切换投饲装置的投 饲机的投词口。
7. 如权利要求5所述的投词方法，其特征在于，还包括步骤c，若无线多路 收发机在预定长的时间内没有收到预定数目的剩余饲料的无线电信号，则通过微机 控制中心来切换投饲装置的投饲机的投饲口或关闭投饲装置，同时发出报警信号。
8. 如权利要求5所述的投饲方法，其特征在于，在步骤b中，切换投饲装置 的投词机的投饲口或者关闭投饲装置后，关闭该网箱内的无线式超声监测器。
9. 如权利要求7所述的投饲方法，其特征在于，在步骤c中，若无线多路收 发机在预定的最低时限前收到了饲料剩余的无线电信号，则通过微机控制中心来切 换投饲装置的投饲机的投饲口或关闭投饲装置，同时发出报警信号。
10. 如权利要求8所述的投饲方法，其特征在于，针对多个网箱，循环进行步骤a和步骤tK
全文摘要
本发明提供一种用于养鱼网箱的超声投饲监控系统，其包括无线式超声监测器、无线多路收发机、微机控制中心和投饲装置，无线式超声监测器用于监测网箱内的饲料的剩余量，无线多路收发机用于无线式超声监测器和微机控制中心之间的通信，微机控制中心依据无线式超声监测器的监测情况来控制投饲装置的投饲动作。本发明还提供一种利用该超声投饲监控系统来投饲的投饲方法。
文档编号G05B19/418GK101655706SQ20081004179
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者倪汉华, 刘丽珍, 汤涛林, 石晓天, 谌志新, 健 黄 申请人:中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所