基于多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運(yùn)動(dòng)記錄裝置，特別涉及魚類行為記錄裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)中，金槍魚延繩釣和魷魚釣等釣式作業(yè)占據(jù)很大的比例，每年產(chǎn)出很大的經(jīng)濟(jì)效益。釣式作業(yè)方式不僅不會(huì)破壞魚的外觀，能夠保持很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的破壞也比較小。由于近年來勞動(dòng)力成本的上升，金槍魚延繩釣機(jī)及魷魚釣機(jī)的自動(dòng)化、智能化是未來的發(fā)展趨勢(shì)。由于水下暗流中垃圾、水草等物體對(duì)吊鉤的碰撞或者直接掛鉤，可能會(huì)釣者對(duì)魚兒上鉤的誤判。因此，自動(dòng)化、智能化釣式漁具的研發(fā)，離不開對(duì)魚類咬鉤后的行為的記錄。
[0003]不同種類的魚兒或者其他動(dòng)物咬鉤后掙扎的行為也不盡相同，采集不同魚兒咬鉤后的行為，對(duì)其分析，對(duì)漁具的改進(jìn)及提高漁具的選擇性很有必要。
[0004]此外，近年來，游釣等休閑漁業(yè)也蓬勃發(fā)展，有經(jīng)驗(yàn)的釣手可以根據(jù)感覺魚兒咬鉤的行為來判斷是何種魚咬鉤，從而采取不同的收鉤對(duì)策。但是，這僅限于釣手的經(jīng)驗(yàn)，目前沒有一種漁具可以根據(jù)魚兒的咬鉤行為來自動(dòng)判斷是何種魚上鉤，也沒有專門針對(duì)釣具的魚兒咬鉤行為記錄器。
[0005]因此，開發(fā)一種能夠適應(yīng)不同的水文條件并且記錄不同種類魚兒咬鉤行為的記錄裝置是迫切需要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置，它利用多軸加速度傳感器對(duì)物體運(yùn)動(dòng)變化的感知，對(duì)不同的魚兒咬鉤行為運(yùn)動(dòng)模式進(jìn)行記錄并分析。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]基于多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置，包括:
[0009]可放在水下的密封的外殼，它設(shè)置在一魚鉤附近；
[0010]設(shè)置所述外殼里的多軸加速度傳感器，它可以檢測(cè)魚咬鉤行為的多個(gè)方向上的瞬時(shí)加速度，Ax (t)、Ay(t)、Az(t),......、An(t)；
[0011]接收所述多軸加速度傳感器的瞬時(shí)加速度模擬信號(hào)并將它轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0012]第一微控制單元MCU1，用來接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的瞬時(shí)加速度數(shù)據(jù)，然后將其計(jì)算得到魚咬鉤行為數(shù)據(jù)；
[0013]無線數(shù)據(jù)通訊模塊，通過它與外界設(shè)備共享所述魚咬鉤行為數(shù)據(jù)以及設(shè)定裝置的工作參數(shù)；以及
[0014]用來給上述單元進(jìn)行供電的電源。
[0015]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述魚咬鉤行為數(shù)據(jù)是反映魚兒咬鉤后的掙扎的劇烈情況的魚咬鉤的瞬時(shí)速度，它由下列公式計(jì)算得到:
[0016]計(jì)算多個(gè)方向瞬時(shí)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)為X，Y，Z，……，N軸方向的初始速度。
[0023]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述魚咬鉤行為數(shù)據(jù)還包括反映魚兒咬鉤后的運(yùn)動(dòng)軌跡的位移，它由下列公式計(jì)算得到:
[0024]......
[0025]Vx(O), Vy(O), Vz (O),……，Vn (O)為X，Y，Z，……，N軸方向的初始速度，
[0026]Ax (O)，Ay (O)，Az (O)，……，An (O)為X，Y，Z，……，N軸方向的初始加速度。
[0027]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述多軸加速度傳感器是三軸加速度傳感器。
[0028]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括一第二微控制單元MCU2，它通過一數(shù)據(jù)存取器與所述第一微控制單元MCUl相連，將所述數(shù)據(jù)存取器接收到的魚咬鉤行為數(shù)據(jù)進(jìn)行通訊格式處理，以便由所述無線數(shù)據(jù)通訊模塊與外界設(shè)備共享所述數(shù)據(jù)。
[0029]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，包括一與所述第一微控制單元MCUl相連的控制開關(guān)，所述控制開關(guān)可以通過控制所述第一微控制單元MCUl來控制上述單元的工作。
[0030]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述控制開關(guān)是磁簧開關(guān)，可由磁場(chǎng)控制。
[0031 ] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述供電電源采用電池。
[0032]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還包括一非接觸式充電模塊，所述電池是可充電電池，通過所述非接觸式充電模塊可對(duì)絕緣密封在本發(fā)明裝置內(nèi)的所述供電電源進(jìn)行充電。
[0033]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0034]發(fā)明通過多軸加速度傳感器檢測(cè)魚咬鉤行為的多個(gè)方向上的瞬時(shí)加速度，然后進(jìn)行處理，得到魚咬鉤行為的重要數(shù)據(jù)，例如，瞬時(shí)速度或/和瞬時(shí)位移變化，根據(jù)該數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出魚咬鉤的程度和瞬時(shí)位移(運(yùn)動(dòng))軌跡，為研究魚類咬鉤后的行為提供有力的科學(xué)數(shù)據(jù)。
[0035]而且，本發(fā)明的多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置也能為研發(fā)新一代智能型的魷釣機(jī)器人、延繩釣機(jī)和釣鉤的水下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。例如:傳統(tǒng)的魷魚釣中，漁撈長(zhǎng)把握釣機(jī)整體的漁獲狀態(tài)比較困難，雖然最新的電腦控制釣機(jī)系統(tǒng)可以方便漁撈長(zhǎng)把握整體釣機(jī)的漁獲狀態(tài)，但是其原理是根據(jù)魷魚咬鉤后整體負(fù)荷的增加來判斷漁獲的多少，并沒有考慮魷魚咬鉤后的行為對(duì)負(fù)荷的影響，這有可能造成對(duì)上鉤率的誤判。因此，魚類咬鉤后的行為的基礎(chǔ)研究對(duì)研發(fā)新一代智能型的魷釣機(jī)器人、延繩釣機(jī)和釣鉤的水下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等設(shè)備具有重要的意義。
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是本發(fā)明的基于多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2是本發(fā)明的基于多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置的多軸加速度傳感器的工作示意圖；
[0039]圖3是本發(fā)明的基于多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置在水下的工作狀態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0041]如圖1所示，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，基于多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置100包括可放在水下的密封外殼20、多軸加速度傳感器10、模數(shù)轉(zhuǎn)換器11、第一微控制單元MCU1、數(shù)據(jù)存取器12、第二微控制單元MCU2、工作狀態(tài)顯示器13、控制開關(guān)14、無線數(shù)據(jù)通訊模塊15、供電電源16和非接觸式充電模塊17。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12用來存儲(chǔ)微控制器的工作狀態(tài)信息以及如前所提到的工作變量初始化文件，也可以用來儲(chǔ)存多軸加速度傳感器10所采集到的數(shù)據(jù)。
[0042]上述單元或元件都安裝在密封外殼20中，外殼20是全密封防水耐壓外殼，可適應(yīng)不同的水文條件，例如，在金槍魚延繩釣中，水深可達(dá)300多米，從而較好地解決了水下工作的問題。本發(fā)明的多軸加速度傳感器的魚類咬鉤行為記錄裝置100通常掛在魚鉤200上方(見圖3)，這樣在不影響釣魚效果的同時(shí)，可記錄魚類咬魚鉤3后掙扎所產(chǎn)生的加速度運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0043]在本實(shí)施例中，多軸加速度傳感器10采用三軸加速度傳感器，它可以檢測(cè)魚咬鉤行為的三個(gè)方向上的瞬時(shí)加速度，Ax(t)、Ay (t)、Az (t)。三軸加速度傳感器10可采用市場(chǎng)上常見的產(chǎn)品。當(dāng)然，為了提高檢測(cè)的精度，也可采用其他多軸，例如，四軸，加速度傳感器，原理相同。模數(shù)轉(zhuǎn)換器11接收多軸加速度傳感器10檢測(cè)的瞬時(shí)加速度模擬信號(hào)并將它轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)(數(shù)據(jù))，以便進(jìn)行數(shù)字處理。
[0044]第一微控制單元MCUl接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器11數(shù)字化的瞬時(shí)加速度數(shù)據(jù)，然后將其進(jìn)行處理計(jì)算得到魚咬鉤行為數(shù)據(jù)。第一微控制單元MCUl是整個(gè)裝置的核心，在具體的工作過程中，微控制單元MCUl可進(jìn)行如下工作或數(shù)據(jù)加工:
[0045]I)用來控制數(shù)據(jù)的存取、供電電源16的開關(guān)的控制、當(dāng)前工作狀態(tài)顯示等；
[0046]2)讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12中的工作變量文件中的參數(shù)，從而根據(jù)不同的參數(shù)，設(shè)定不同的工作方式；
[0047]3)為了節(jié)能，以及對(duì)應(yīng)不同的釣捕對(duì)象，在普通水流的作用下處于休眠狀態(tài)，在魚兒咬鉤后使魚鉤產(chǎn)生特定的運(yùn)動(dòng)才激活采集數(shù)據(jù)。不同種類的魚兒咬鉤后的運(yùn)動(dòng)劇烈程度可能不同，因此，在對(duì)應(yīng)特定的捕撈對(duì)象時(shí)，激活的參數(shù)也不同；
[0048]4)分析采集到的數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式，為了便于分析，采樣CSV的格式存儲(chǔ)魚鉤的振動(dòng)時(shí)間、以及當(dāng)前的XYZ坐標(biāo)等數(shù)據(jù)。
[0049]無線數(shù)據(jù)通訊模塊15接收上述魚咬鉤行為數(shù)據(jù)發(fā)送到水面上的無線接收終端。在該實(shí)施例中，第二微控制單元MCU2是數(shù)據(jù)通訊專用微控制單元，它與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12—起構(gòu)建一個(gè)微型的服務(wù)器，通過無線數(shù)據(jù)通訊模塊15與手機(jī)、筆記本電腦等無線接收終端共享數(shù)據(jù)。無線數(shù)據(jù)通訊模15可以是WIF1、藍(lán)牙等常用無線數(shù)據(jù)通訊模塊。
[0050]工作狀態(tài)顯示器13用來顯示本發(fā)明的記錄裝置100的不同工作狀態(tài)，它可以是常用的LED等顯示器。
[0051]供電電源16給本發(fā)明的記錄裝置100供電，可以采用常用的電池，例如，在該實(shí)施例中，可充電式的電池，可以重復(fù)利用。在本實(shí)施例中，為了便于在水上對(duì)本發(fā)明的記錄裝置100的供電電源16的可充電電池