技术领域
[0001] 本
发明涉及渔业捕捞技术领域，尤其是涉及一种能够引导鱼游向预定的
定位点的水上光缆围网诱鱼装置捕鱼方法。
背景技术
[0002] 尽管鱼类的趋光反应受到许多内外因素的影响，产生多种多样的表现，但是趋光性是其适应生活环境的能
力之一。
[0003] 鱼类趋光反应中产生最大趋光率时的光照强度，称为适宜照度。灯光捕鱼生产中的集鱼技术，就是以适宜照度为其理论依据的。在同一灯光的水下光场中，不同的趋光鱼类将各自聚集在自己所特有的适宜照度区内；如果灯光的照明强度有所增减，鱼群也会追随适宜照度的移动，上浮或下沉到某一水层的一定范围内。这样，人们就有可能利用鱼类的这种趋光特性，把诱鱼过渡到集鱼，使原来分布在大范围的适宜照度逐渐移动而聚集在小范围内，鱼群也必然随之而聚集，形成密集的可捕捞趋光鱼群。
[0004] 通常是在捕鱼船上设置
白炽灯、金属
卤素灯或LED诱鱼，存在只能在渔船周围诱鱼，诱鱼范围有限的不足。
[0005] 中国
专利授权公开号：CN2444417Y，授权公开日2001年8月29日，公开了一种诱鱼装置，具有深水
诱鱼灯具，还有深水监视
探头，且深水监视探头的视频
信号线与深水诱鱼
灯具的电源线复合在一条
电缆中，
视频信号线的另一端联接监视仪。该发明的不足之处是，诱鱼装置不能移动，诱鱼范围有限。
发明内容
[0006] 本发明的发明目的是为了克服
现有技术中的诱鱼装置不能移动，诱鱼范围有限的不足，提供了一种能够引导鱼游向预定的定位点的水上光缆围网诱鱼装置及捕鱼方法。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0008] 一种水上光缆围网诱鱼装置，包括船形浮体，设于浮体上的电源
开关，设于浮体前部内的
控制器、转
舵电机、GPS定位仪、
存储器、用于供电的
蓄电池，设于浮体后部内的光强度调节装置、密闭空腔，设于密闭空腔内的发光体、若干根一端伸入密闭腔体中并与密闭腔体密封连接的光缆，设于浮体下表面上的舵、与光缆数量相同的用于容纳光缆的导向竖管，和设于浮体下方的螺旋桨电机、螺旋桨；光缆另一端穿过浮体并露出浮体下表面之外，转舵电机的竖向
转轴与舵相连接，舵、螺旋桨电机的转轴和螺旋桨依次相连接；
[0009] 所述光强度调节装置包括
数据采集卡和功率
放大器，所述数据采集卡上设有用于与控制器电连接的信号输入
接口，所述数据采集卡与
功率放大器的输入端电连接，所述功率放大器的输出端与发光体的电源电连接；
[0010] 控制器分别与电源开关、转舵电机、存储器、GPS定位仪、光强度调节装置和螺旋桨电机电连接。
[0011] 光缆可以将发光体发出的光传导至水中，GPS定位仪可以检测浮体当前所处的地理
位置。
[0012] 存储器中存储有用于控制光强度变化的
波形，控制器读取波形信号，数据采集卡采集该波形信号，并输出到功率放大器上，功率放大器的输出端与发光体的电源电连接，从而通过控制发光体的电源实现对发光体发出的
光源的光强度的调节。
[0013] 在浮体移动过程中，水流使浮体偏离航向，GPS定位仪检测浮体当前所处的地理位置；每隔一段时间，控制器根据浮体当前地理位置和该浮体预定的定位点计算航行的方向，并通过转舵电机控制舵转向，使浮体的舵始终指向预定的定位点方向，从而使浮体尽快到达预定的定位点；
[0014] 在浮体移动过程中，水中的鱼会随着移动的光缆发出的光而移动；当移动至预定的定位点时，利用固定的卤素灯等光源代替浮体吸引鱼，将浮体打捞上了后，拖动预先敷设的渔网捕鱼。
[0015] 因此，本发明能够克服水流的影响，始终向预定的定位点方向移动，利用光缆吸引水中的鱼尽快到达预定的定位点；诱鱼范围大，为
围网捕捞提供了方便。
[0016] 作为优选，还包括设于浮体内的振动
传感器，振动传感器与控制器电连接。
[0017] 作为优选，每条光缆下部均设有若干个采用铅材料制成的重量环。
[0018] 作为优选，还包括设于浮体上的
太阳能电池板，
太阳能电池板与
蓄电池电连接。
[0019] 作为优选，转舵电机和螺旋桨电机均为防
水电机，所述发光体为
LED灯。
[0020] 一种利用水上光缆围网诱鱼装置诱鱼的捕鱼方法，包括如下步骤：
[0021] (6-1)设定捕捞区域和围网敷设深度A1，在捕捞区域下部及周围设置围网，在捕捞区域上方设置固定光源，在捕捞区域的边缘上
选定m个定位点，将m个定位点的经纬度存储在存储器中；
[0022] (6-2)将m个与各个定位点相对应的水上光缆围网诱鱼装置分别放置于捕捞区域之外并距离对应的定位点n米的水上，并使光缆下端位于水下A1处，控制器通过光强度调节装置控制发光体发出的光的强度为P；打开电源开关，控制器控制螺旋桨电机工作，各个水上光缆围网诱鱼装置分别向着其对应的定位点移动；
[0023] (6-3)每个水上光缆围网诱鱼装置均进行如下方向调整：
[0024] 在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，水流使水上光缆围网诱鱼装置偏离航向，水上光缆围网诱鱼装置的GPS定位仪检测浮体当前所处的地理位置，将检测的地理位置存储到存储器中；
[0025] 每隔T分钟，控制器根据水上光缆围网诱鱼装置当前地理位置和其预定的定位点计算航行的方向，并通过转舵电机控制舵转向，使浮体的舵始终指向预定的定位点方向；
[0026] (6-4)在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，控制器计算水上光缆围网诱鱼装置与对应的定位点之间的距离S，控制器通过光强度调节装置控制发光体发出的光的强度按照距离S的缩短逐渐变弱，使水上光缆围网诱鱼装置移动至对应的定位点时，发光体发出的光强度变为
[0027] (6-5)利用工具将各个水上光缆围网诱鱼装置打捞上来，由固定光源代替水上光缆围网诱鱼装置诱鱼，拖动预先敷设的围网捕鱼。
[0028] 发光体发出的光的强度逐渐减弱，会使鱼类追逐光而逐渐向上移动，便于集鱼和围网捕鱼。
[0029] 作为优选，所述还包括设于浮体内的振动传感器，振动传感器与控制器电连接；包括如下步骤：
[0030] (7-1)存储器中设有标准
信噪比SNR标准，螺旋桨电机的转轴转速C1、转速C2，C2＞C1；在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，振动传感器检测浮体的振动信号，控制器选取距离当前时刻B分钟内一段检测信号Spect(t)；
[0032] 控 制 器 将 检 测 信 号 Spect(t) 输 入 一 层 随 机 共 振 模 型中，其 中，V(x，t)为势函数，x(t)为
布朗运动粒子运动轨迹函数，a，b为设定的常数，ξ(t)是外噪声，D是外噪声强度，N(t)为内秉噪声， 为周期性正弦信号，A是信号幅度，f是信号
频率，t为运动时间， 为
相位，设
[0033] 控制器计算V(x，t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二层随机共振模型：
[0034]
[0035] 设定噪声强度D＝0， Spect(t)＝0，N(t)＝0；计算得到A的临界值为
[0036] 将 A 的 临 界 值 代 入 一 层 随 机 共 振 模 型 中，并 设 定 X0(t)＝0，sn0＝ 0，用 四 阶 珑 格 库 塔 算 法 求 解 一 层 随 机 共 振 模 型，得 到并计算
[0037] 其中，xn(t)为x(t)的n阶导数，snn-1是S(t)的n-1阶导数在t＝0处的值，snn+1是S(t)的n+1阶导数在t＝0处的值，n＝0，1，…，N-1；得到x1(t)，x2(t)，…，xn+1(t)的值；
[0038] 控制器对x1(t)，x2(t)，…，xn+1(t)进行积分，得到x(t)，并得到x(t)在一层随机共振模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的位置xm值、与xm相对应的共振时刻t1及与t1所对应的噪声D1，D1为D中的一个值；
[0039] 控制器利用公式 计算双层随机共振系统输出的信2
噪比；其中，ΔU＝a/4b；得到输出信噪比SNR1；
[0040] (7-3)当SNR1≥SNR标准，则控制器控制螺旋桨电机以转速C1旋转；
[0041] 否则，控制器控制螺旋桨电机以转速C2旋转；
[0042] B分钟后，返回步骤(7-1)。
[0043] 虽然本发明的浮体通常在
风浪较小的条件下投放，但是，河道或海中不同位置处的水流
波动比较频繁，浮体会在水面上上下振动；
[0044] 例如，在河流入河口处，由于支流的汇入作用，水流流速会增快，水流会剧烈波动；在河道中部时，水流在两侧河岸的阻力作用下会明显变慢；在海中遇到暗流涌动时，也会出现水流剧烈波动的情况。在水流波动频繁时，浮体需要慢速移动，否则浮体容易翻覆；水流平稳时，浮体可以快速移动，从而保证浮体尽快移动至预定的定位点。
[0045] 振动传感器检测的浮体振动信号中包含水流波动的信息，本发明通过振动传感器检测浮体的振动信号，控制器选取距离当前时刻B分钟内一段检测信号Spect(t)，并经过一系列的数据处理，得到表征水流波动程度的输出信噪比SNR1，当SNR1≥SNR标准，则控制器控制螺旋桨电机以转速C1旋转；否则，控制器控制螺旋桨电机以转速C2旋转；从而使本发明能够根据水流波动情况及时调整浮体移动速度，在水流波动频繁时，浮体慢速移动；水流平稳时，浮体快速移动，既保证了浮体的平稳性也确保浮体尽快移动至预定的定位点。
[0046] SNR标准通过下述方法获得：
[0047] 当水流平稳时，螺旋桨电机以C1、C2的平均速度转动，利用上述步骤检测及数据处理得到一个输出信噪比，并反复进行100至200次实验，得到100至200个输出信噪比，计算得到的各个输出信噪比的平均值，将该平均值定义为SNR标准。
[0048] 作为优选，m为20至30；A1为15至21米，P为1000至3500勒克斯。
[0049] 作为优选，n为500至2000米，T为2至4分钟。
[0050] 因此，本发明具有如下有益效果：
[0051] (1)能够克服水流的影响，始终向预定的定位点方向移动，利用光缆吸引水中的鱼尽快到达预定的定位点；
[0052] (2)诱鱼范围大，为围网捕捞提供了方便；
[0053] (3)
稳定性好，不容易翻覆。
附图说明
[0054] 图1是本发明的浮体的一种结构示意图；
[0055] 图2是本发明的舵、螺旋桨电机、螺旋桨和光缆的一种结构示意图；
[0057] 图4是本发明的
实施例1的一种
流程图；
[0058] 图5是本发明的密闭腔体的一个结构示意图。
[0059] 图中：浮体1、控制器2、转舵电机3、GPS定位仪4、存储器5、光强度调节装置6、密闭空腔7、发光体8、光缆9、舵10、导向竖管11、螺旋桨电机12、螺旋桨13、数据采集卡14、功率放大器15、振动传感器16、重量环17、
太阳能电池板18、电源开关19。
具体实施方式
[0060] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
[0061] 实施例1
[0062] 如图1、3所示的实施例是一种水上光缆围网诱鱼装置，包括船形浮体1，设于浮体上的电源开关19，设于浮体前部内的控制器2、转舵电机3、GPS定位仪4、存储器5、用于供电的蓄电池，设于浮体后部内的光强度调节装置6；
[0063] 如图5所示的密闭空腔7、设于密闭空腔内的发光体8；设于浮体后部的5根一端伸入密闭腔体中并与密闭腔体密封连接的光缆9；
[0064] 如图2所示，设于浮体下表面上的舵10、5个用于容纳光缆的导向竖管11，和设于浮体下方的螺旋桨电机12、螺旋桨13；光强度调节装置与发光体电连接，光缆另一端穿过浮体并露出浮体下表面之外，转舵电机的竖向转轴与舵相连接，舵、螺旋桨电机的转轴和螺旋桨依次相连接；
[0065] 如图3所示，光强度调节装置包括数据采集卡14和功率放大器15，数据采集卡上设有用于与控制器电连接的信号输入接口，数据采集卡与功率放大器的输入端电连接，功率放大器的输出端与发光体的电源电连接；
[0066] 控制器分别与电源开关、转舵电机、存储器、GPS定位仪、光强度调节装置和螺旋桨电机电连接。每条光缆下部均设有3个采用铅材料制成的重量环17。还包括设于浮体上的太阳能电池板18，太阳能电池板与蓄电池电连接。转舵电机和螺旋桨电机均为防水电机，发光体为LED灯。
[0067] 如图4所示，一种利用水上光缆围网诱鱼装置诱鱼的捕鱼方法，包括如下步骤：
[0068] 步骤100，设定捕捞区域和围网敷设深度A1为18米，在捕捞区域下部及周围设置围网，在捕捞区域上方设置固定光源卤素灯，在捕捞区域的边缘上选定30个定位点，将30个定位点的经纬度存储在存储器中；
[0069] 步骤200，将30个与各个定位点相对应的水上光缆围网诱鱼装置分别放置于捕捞区域之外并距离对应的定位点1000米的水上，并使光缆下端位于水下18米处，控制器通过光强度调节装置控制发光体发出的光的强度为2000勒克斯；打开电源开关，控制器控制螺旋桨电机工作，各个水上光缆围网诱鱼装置分别向着其对应的定位点移动；
[0070] 步骤300，在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，每个水上光缆围网诱鱼装置均进行如下方向调整：
[0071] 在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，水流使水上光缆围网诱鱼装置偏离航向，水上光缆围网诱鱼装置的GPS定位仪检测浮体当前所处的地理位置，将检测的地理位置存储到存储器中；
[0072] 每隔5分钟，控制器根据水上光缆围网诱鱼装置当前地理位置和其预定的定位点计算航行的方向，并通过转舵电机控制舵转向，使浮体的舵始终指向预定的定位点方向；
[0073] 步骤400，在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，使发光体发出的光强度逐渐变弱：
[0074] 在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，控制器计算水上光缆围网诱鱼装置与对应的定位点之间的距离S，控制器通过光强度调节装置控制发光体发出的光的强度按照距离S的缩短逐渐变弱，使水上光缆围网诱鱼装置移动至对应的定位点时，发光体发出的光强度变为1600勒克斯；
[0075] 步骤500，利用工具将30个水上光缆围网诱鱼装置分别打捞上来，由卤素灯代替水上光缆围网诱鱼装置诱鱼，拖动预先敷设的围网捕鱼。
[0076] 实施例2
[0077] 实施例2中包括实施例1中所有结构和方法部分，还包括设于浮体内的振动传感器16，振动传感器与控制器电连接；还包括如下步骤：
[0078] 步骤610，存储器中设有标准信噪比SNR标准，螺旋桨电机的转轴转速C1为30转/分钟、转速C2为50转/分钟；在水上光缆围网诱鱼装置移动过程中，振动传感器检测浮体的振动信号，控制器选取距离当前时刻4分钟内的一段检测信号Spect(t)；
[0079] 步骤620，数据处理：
[0080] 控 制 器 将 检 测 信 号 Spect(t) 输 入 一 层 随 机 共 振 模 型中，其 中，V(x，t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a，b为设定的常数，ξ(t)是外噪声，D是外噪声强度，N(t)为内秉噪声， 为周期性正弦信号，A是信号幅度，f是信号频率，t为运动时间， 为相位，设
[0081] 控制器计算V(x，t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二层随机共振模型：
[0082]
[0083] 设定噪声强度D＝0， Spect(t)＝0，N(t)＝0；计算得到A的临界值为
[0084] 将 A 的 临 界 值 代 入 一 层 随 机 共 振 模 型 中，并 设 定 X0(t)＝0，sn0＝ 0，用 四 阶 珑 格 库 塔 算 法 求 解 一 层 随 机 共 振 模 型，得 到并计算
[0085] 其中，xn(t)为x(t)的n阶导数，snn-1是S(t)的n-1阶导数在t＝0处的值，snn+1是S(t)的n+1阶导数在t＝0处的值，n＝0，1，…，N-1；得到x1(t)，x2(t)，…，xn+1(t)的值；
[0086] 控制器对x1(t)，x2(t)，…，xn+1(t)进行积分，得到x(t)，并得到x(t)在一层随机共振模型和二层随机共振模型组成的双层随机系统产生随机共振时刻的位置xm值、与xm相对应的共振时刻t1及与t1所对应的噪声D1，D1为D中的一个值；D是在[0，1]范围内以0.01周期循环步进的一个函数，D的取值与时间相关，知道了t1时刻，D1就确定了；
[0087] 控制器利用公式 计算双层随机共振系统输出的信2
噪比；其中，ΔU＝a/4b；得到输出信噪比SNR1＝76dB；
[0088] 步骤630，当SNR1≥SNR标准，则控制器控制螺旋桨电机以转速C1旋转；
[0089] 否则，控制器控制螺旋桨电机以转速C2旋转；
[0090] 4分钟后，返回步骤610。
[0091] 本实施例中，SNR标准为68dB，SNR1＝76dB，SNR1＞SNR标准，控制器控制螺旋桨电机以转速C1旋转。
[0092] 应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或
修改，这些等价形式同样落于本
申请所附
权利要求书所限定的范围。
