[发明专利]海岸养殖水下防护系统及其运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过声学原理实现的海岸养殖水下防护系统，属于海洋渔牧业生产装备和海洋测量仪器制造技术领域。

背景技术

伴随着海洋开发的深入，海洋渔业生产已由捕捞逐渐转变为养殖，网箱水产养殖在我国尤为普遍，近海岸分布十分广泛。通常网箱布置在水面以下3-5m处，因其不易被发现，所以极易发生船只、游泳爱好者与网箱发生缠绕的情况；同时，由于网箱养殖离岸较远，不便于管理，容易出现偷捞和盗捕现象。这些情况一方面会造成养殖户的重大损失，另一方面也会对正常行船带来影响，甚至会威胁到游泳爱好者的生命。因此，这些传统的防护方法，已无法适应海洋开发的发展，研发一种适用于近岸水产养殖的水下防护装置的需求十分迫切。同时，伴随着海洋声学研究的不断深入，利用被动探测技术实现水下实时防护，为发展新一代水产养殖水下防护装置提供了强有力的技术支持。

目前，水产养殖网箱并没有专业的防护装置，所采取的防护措施主要有：(1)设立标志旗，闪光灯(利用岸电或太阳能板供电)；(2)设立防鲨网，防止船只、人员靠近；(3)利用船只巡航，定期检查。在海洋环境中，标志旗和闪光灯极易受损，同时由于其标志与一般航行标志区分度不大，可能会对航行安全构成威胁，因而一般会限制使用；利用船只巡航成本较高，同时由于无法实现实时监控，在发生紧急情况时，很可能无法及时处置。因此，这些传统的防护方法，无法实现海岸养殖的有效防护，最终限制了海洋渔业的安全和生产规模。总体看来，传统方法的局限性与不足主要包括以下几点：

1、防护范围小：由于标志旗和闪光灯的架设高度有限，一般不超过1.5m，而且数量较少，航行船只很难在较远距离发现；近距离发现 时，无法做出有效的规避措施。

2、防护效率低：标志旗和闪光灯属于警告标志，不能实现报警功能，船只巡航也无法实现实时报警，只有在巡航时段才有可能发现警情，无法真正有效发挥防护作用。

3、安全可靠性低：夜间使用的闪光灯与航道航行标志灯接近，有可能误导船只发生危险。网箱或防鲨网均有可能与船只、水下人员发生缠绕事故，导致网箱、船只发生较大损失，甚至出现危及人员生命安全的情况。

4、成本高：无论是布设防鲨网还是使用船只巡航，成本都较高。

近年来，随着水声技术的发展和低功耗电子器件的开发及应用，将声学防护系统应用于海岸养殖水下防护的关键技术日益成熟。目前，国内外已有的海洋声学防护系统，大都采用主动探测方案，主要用于驱赶鲨鱼、鲸鱼、海豚等大型鱼类和哺乳动物。还有部分设备采用主、被动探测结合的技术，但这类设备往往结构复杂，成本较高，多用于海岸重要目标的防护，因此无法满足海岸养殖防护的需求。尽管在海洋鱼牧业生产装备和海洋测量仪器领域方面，有部分设备使用了声学发射技术实现了鱼群探测和驱离，但采用水下被动探测技术与海洋鱼牧业生产装备相互融合的方式实现对海岸水产养殖防护尚属空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种海岸养殖水下防护系统，基于水声信号被动探测原理，通过无线通信连接，实现多点、实时无间断近岸网箱监控与自动报警，实现整个海岸水产养殖网箱的实时监控报警；防护范围大、效率高，安全可靠性好且成本低廉。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种海岸养殖水下防护系统，包括监控器和数据中心，所述监控器固设在水下养殖网箱上或直接悬浮固定在水中，所述监控器与数据中心上分别对应设置有无线通讯模块，从而实现两者之间的无线通讯连接；所述数据中心还包括有报警模块，在数据中心接收到监控器发 来的无线信号符合报警条件时，控制所述报警模块报警。

为了起到更好的防护作用，所述监控器的设置数量为多个，每个监控器与其无线通讯模块构成一个节点，多个节点形成防护网络。

具体来说，所述监控器主要包括有水密电子舱，其内部设有控制与采集模块和时钟授时模块；所述水密电子舱上设有储能电池组，储能电池组的顶部设有无线通讯模块；水密电子舱的下方与水听器相连，其中：所述储能电池组为整个监控器供电；所述控制与采集模块接收所述水听器所采集的信号，通过无线通讯模块传递信息给数据中心；所述时钟授时模块用于保持多个所述监控器中的每个监控器之间、以及每个监控器与所述数据中心之间的工作时间同步；所述水听器用于实时监控所述养殖网箱附近的水下情况。