网目尺寸测量装置及测量方法与流程

本发明涉及海洋捕捞检测技术领域，尤其是涉及一种能够快速、准确测量出渔网网目尺寸，为保护海洋生态环境及渔业的可持续发展提供有力支持的网目尺寸测量装置及测量方法。

背景技术：
浩瀚的海洋为生物生长提供了广阔的空间，人类自古就开始渔猎生活，人类在向海洋进军的过程中对海洋的索取越来越多。“过度捕捞”是指人类的捕鱼活动导致海洋中生存的某种鱼类种群不足以繁殖并补充种群数量，现代渔业捕获的海洋生物已经超过生态系统能够平衡弥补的数量，结果使整个海洋系统生态退化。中国专利授权公开号：CN201463839U，授权公开日2010年5月12日，公开了一种全自动手持式智能渔网网目测量仪，包括测量仪壳体，测量仪壳体内设有电子控制机构、传动机构、驱动电机及测量机构，传动机构的一端与驱动电机连接，传动机构另一端连接测量机构，测量机构内设有传感机构与电子控制机构连接。该发明的不足之处是，结构复杂，使用不便。

技术实现要素：
本发明的发明目的是为了克服现有技术中的网目测量仪结构复杂，使用不便的不足，提供了一种能够快速、准确测量出渔网网目尺寸，为保护海洋生态环境及渔业的可持续发展提供有力支持的网目尺寸测量装置及测量方法。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种网目尺寸测量装置，包括圆筒形壳体和设于壳体下端上的由上至下横截面面积逐渐缩小的锥体状测量体；所述壳体上设有电源开关、弧形显示屏、报警器和扫码器，壳体内设有微处理器、存储器、GPS定位仪、无线发射器和用于供电的充电电池，测量体外周面上设有m条沿测量体的圆周分布的导轨，各个导轨均沿测量体的轴向延伸，各个导轨上均设有用于与渔网配合连接的连接结构，每个连接结构上均设有用于钩住网线的钩板，每个连接结构内均设有位移传感器，各个连接结构通过可伸缩钢丝环相连接；微处理器分别与电源开关、显示屏、报警器、扫码器、存储器、GPS定位仪、无线发射器和各个位移传感器电连接；每个钩板上均设有贴片式压力传感器，各个压力传感器均与微处理器电连接。本发明的存储器中存储有各个渔船编码及与渔船编码相对应的所属公司、员工及作业方式信息，与所属地理位置的海域及作业方式相对应的最小网目标准值，与违规情况相对应的处罚方式信息，与位移传感器检测的位移数值所对应的网目尺寸；各个连接结构可以分别沿各个导轨滑动，各个连接结构通过可伸缩钢丝环相连接，从而使各个连接结构可以在测量体外周面上沿导轨同步移动，放置在连接结构上的网孔的网线可以被张紧，位移传感器检测位置数值，存储器中预存的位移传感器检测的位移数值和网目尺寸的对应关系通过大量的实测数据获得；渔政监查员利用扫码器扫入渔船编码，微处理器将渔船编码存储到存储器中，GPS定位仪检测当前的地理位置、日期及时间，微处理器查询存储器中存储的与该渔船所在的海域的地理位置及作业方式相对应的最小网目标准值；渔政监查员将目标渔网的一个网孔张开，将网线分别勾在每个钩板上，推动钢丝环使网线逐渐被张紧，微处理器计算各个位移传感器所检测的位移数值的平均值，微处理器查询并得到与位移数值的平均值相对应的网目数值；微处理器将检测的网目数值与最小网目标准值进行比较，当检测的网目数值≤最小网目标准值时，微处理器使报警器发出报警信息，显示器显示处罚信息，无线发射器将渔船编码、当前日期、当前时间、作业方式、作业海域、检测的网目数值和处罚信息发送给渔政部门的远程终端。各个贴片式压力传感器的设置，使检测过程中网线施加在连接结构上压力可以检测出来，因为网线张紧是人工判断得出的，容易出现误差，在推拉可伸缩钢丝环的过程中，可能会移动的过快或过慢，造成网线过渡张紧或者松弛的搭在钩板上的情况的发生，从而造成检测出的网目尺寸偏大或偏小，为了确保检测的准确性，利用均匀的速度推拉可伸缩钢丝环直至网线张紧，在移动的过程中，各个压力传感器分别检测网线所施加的压力，得到m个检测信号Spect(t)，利用步骤(6-4)进行数据处理，得到m个输出信噪比SNR1，SNR2，…，SNRm；计算得到各个输出信噪比的平均值A1，反复测量200至500次，得到200至500个A1，计算各个A1的平均值，则得到标准信噪比SNR标准；本发明通过将实测的m个输出信噪比SNR1，SNR2，…，SNRm与标准信噪比SNR标准相比较，从而获得可靠地检测结果，确保违规的渔网不会漏检，也不会使网目尺寸没有违规的渔网被误检为网目尺寸违规的渔网。因此，本发明使渔政监查员仅仅通过推拉可伸缩钢丝环即可快速、准确的测量出渔网网目尺寸；并且所违规的渔船编码、当前日期、当前时间、作业方式、作业海域、检测的网目数值和处罚信息会及时发送给渔政部门的远程终端，处罚信息均会存储在远程终端中，从而在技术上促进捕捞从业者文明捕捞，为保护海洋生态环境及渔业的可持续发展提供有力支持；检测可靠性好，有效防止误检测及漏检测发生。作为优选，壳体上设有把柄，把柄内设有振动器，振动器与微处理器电连接。振动器的设置可以避免渔船的主机的噪音对报警器的干扰，即使噪声很大，通过振动器也能感知检测结果。当检测的网目数值≤最小网目标准值时，微处理器控制振动器震动；振动器的设置，使渔政监查员抓握手柄的手可以及时获得网目尺寸违规的信息。作为优选，所述导轨包括滑槽和分别设于滑槽的两个侧壁上的两个导向杆；所述连接结构包括用于插入滑槽内的滑块和设于滑块两侧的用于与两个导向杆配合连接的弧形板。作为优选，所述钩板位于滑块上，钩板呈回字形，设于钩板上的开口位于钩板的面向壳体一侧上。作为优选，所述钢丝环由一条钢丝环绕3至5圈构成，钢丝上设有若干个面向测量体的3/5至4/5球面状固定件，固定件中设有圆球，圆球与测量体相接触。固定件和圆球的设置，使各个圆球起到支撑作用，从而使连接结构的滑动更加顺利。一种适用于网目尺寸测量装置的测量方法，包括如下步骤：(6-1)存储器中存储有各个渔船编码及与渔船编码相对应的所属公司、员工及作业方式信息，与所属地理位置的海域及作业方式相对应的最小网目标准值，与违规情况相对应的处罚方式信息，与位移传感器检测的位移数值所对应的网目尺寸；(6-2)获得最小网目标准值：渔政监查员利用扫码器扫入渔船编码，微处理器将渔船编码存储到存储器中，GPS定位仪检测当前的地理位置、日期及时间，微处理器查询存储器中存储的与该渔船所在的海域的地理位置及作业方式相对应的最小网目标准值；(6-3)测量所使用渔网的网目：渔政监查员将目标渔网的一个网孔张开，将网线分别钩住每个钩板，推动钢丝环使网线逐渐被张紧，微处理器计算各个位移传感器所检测的位移数值的平均值，微处理器查询并得到与位移数值的平均值相对应的网目数值；(6-4)存储器中设有标准信噪比SNR标准，在渔网网目检测过程中，各个压力传感器分别检测网线所施加的压力，得到m个检测信号Spect(t)；(6-4-1)将m个检测信号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(6-4-2)微处理器计算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：设定噪声强度D＝0，Spect(t)＝0，N(t)＝0；计算得到A的临界值为(6-4-3)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xn+1(t)=xn(t)+1/6[(k1)n+(2-2)(k2)n+(2+2)(k3)n+(k4)n];并计算(k1)n=4(axn-1(t)-bxn-13(t)+snn-1),(k2)n=4[a(xn-1(t)+(k1)n-12)-b(xn-1(t)+(k1)n-12)3+snn-1],(k3)n=4[a(xn-1(t)+(k2)n-12)-b(xn-1(t)+2-12(k1)n-1+2-22(k2)n-1)3+snn-1],(k4)n=4[a(xn-1(t)+(k3)n-1)-b(xn-1(t)-22(k2)n-1+2+22(k3)n-1)3+snn+1];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；(6-4-4)微处理器对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；(6-4-5)微处理器利用公式计算双层随机共振系统输出的信噪比；其中，AU＝a2/4b；得到m个输出信噪比SNR1，SNR2，…，SNRm；微处理器利用公式计算输出信噪比误差QEi，i＝1，2，...，m；微处理器计算满足QEi≤5％的输出信噪比误差的个数M1；(6-4-6)若则微处理器做出检测结果可靠的判断，转入步骤(6-5)；否则，微处理器做出检测结果不可靠的判断，返回步骤(6-3)，对网目重新检测并进行数据处理；(6-5)做出判断：微处理器将检测的网目数值与最小网目标准值进行比较，当检测的网目数值≤最小网目标准值时，微处理器使报警器发出报警信息，显示器显示处罚信息，无线发射器将渔船编码、当前日期、当前时间、作业方式、作业海域、检测的网目数值和处罚信息发送给渔政部门的远程终端。作为优选，壳体上设有把柄，把柄内设有振动器，振动器与微处理器电连接；还包括如下步骤：当检测的网目数值≤最小网目标准值时，微处理器控制振动器震动。振动器的震动起到提醒监查员渔网网目尺寸违规的作用。因此，本发明具有如下有益效果：(1)使渔政监查员仅仅通过推拉可伸缩钢丝环即可快速、准确的测量出渔网网目尺寸；(2)违规的渔船编码、当前日期、当前时间、作业方式、作业海域、检测的网目数值和处罚信息会及时发送给渔政部门的远程终端，处罚信息均会存储在远程终端中，从而在技术上促进捕捞从业者文明捕捞，为保护海洋生态环境及渔业的可持续发展提供有力支持；(3)检测可靠性好，有效防止误检测及漏检测发生。附图说明图1是本发明的一种结构示意图；图2是本发明的连接结构的一种结构示意图；图3是本发明的一种原理框图；图4是本发明的钩板的一种结构示意图；图5是本发明的导轨的一种结构示意图；图6是本发明的实施例1的一种流程图。图中：壳体1、测量体2、电源开关3、显示屏4、报警器5、扫码器6，微处理器7、存储器8、GPS定位仪9、无线发射器10、导轨11、连接结构12、钩板13、位移传感器14、钢丝环15、压力传感器16、振动器17、把柄18、滑槽19、导向杆20、滑块21、弧形板22。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。实施例1如图1所示的实施例是一种网目尺寸测量装置，包括圆筒形壳体1和设于壳体下端上的由上至下横截面面积逐渐缩小的锥体状测量体2；壳体的上表面上设有电源开关3，壳体侧面上设有弧形显示屏4、报警器5和扫码器6，壳体内设有微处理器7、存储器8、GPS定位仪9、无线发射器10和用于供电的充电电池，测量体外周面上设有5条沿测量体的圆周分布的导轨11，导轨沿测量体的轴向延伸，5个导轨上均设有用于与渔网配合连接的连接结构12，5个连接结构上均设有用于钩住网线的钩板13，5个连接结构内均设有位移传感器14，各个连接结构通过可伸缩钢丝环15相连接。如图3所示，微处理器分别与电源开关、显示屏、报警器、扫码器、存储器、GPS定位仪、无线发射器和各个位移传感器电连接；每个钩板上均设有贴片式压力传感器16，各个压力传感器均与微处理器电连接。如图5所示，导轨包括滑槽19和分别设于滑槽的两个侧壁上的两个导向杆20；如图2所示，连接结构包括用于插入滑槽内的滑块21和设于滑块两侧的用于与两个导向杆配合连接的弧形板22，钩板位于滑块上，如图4所示，钩板呈回字形，设于钩板上的开口位于钩板的面向壳体一侧上。钢丝环由一条钢丝环绕3圈构成。钢丝上设有12个面向测量体的4/5球面状固定件，固定件中设有圆球，圆球与测量体相接触。如图6所示，一种网目尺寸测量装置的测量方法，包括如下步骤：存储器中存储有各个渔船编码及与渔船编码相对应的所属公司、员工及作业方式信息，与所属地理位置的海域及作业方式相对应的最小网目标准值，与违规情况相对应的处罚方式信息，与位移传感器检测的位移数值所对应的网目尺寸；步骤100，获得最小网目标准值：渔政监查员利用扫码器扫入渔船编码，微处理器将渔船编码存储到存储器中，GPS定位仪检测当前的地理位置、日期及时间，微处理器查询存储器中存储的与该渔船所在的海域的地理位置及作业方式相对应的最小网目标准值；步骤200，测量所使用渔网的网目：渔政监查员将目标渔网的一个网孔张开，将网线分别钩住每个钩板，推动钢丝环使网线逐渐被张紧，微处理器计算各个位移传感器所检测的位移数值的平均值，微处理器查询并得到与位移数值的平均值相对应的网目数值；步骤300，误差检测：存储器中设有标准信噪比SNR标准，在渔网网目检测过程中，各个压力传感器分别检测网线所施加的压力，得到5个检测信号Spect(t)；步骤310，将5个检测信号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是在[0，1]范围内以0.01步进的外噪声强度，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，设步骤320，微处理器计算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：设定噪声强度D＝0，Spect(t)＝0，N(t)＝0；计算得到A的临界值为步骤330，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xn+1(t)=xn(t)+1/6[(k1)n+(2-2)(k2)n+(2+2)(k3)n+(k4)n];并计算(k1)n=4(axn-1(t)-bxn-13(t)+snn-1),(k2)n=4[a(xn-1(t)+(k1)n-12)-b(xn-1(t)+(k1)n-12)3+snn-1],(k3)n=4[a(xn-1(t)+(k2)n-12)-b(xn-1(t)+2-12(k1)n-1+2-22(k2)n-1)3+snn-1],(k4)n=4[a(xn-1(t)+(k3)n-1)-b(xn-1(t)-22(k2)n-1+2+22(k3)n-1)3+snn+1];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；步骤340，微处理器对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；步骤350，微处理器利用公式计算双层随机共振系统输出的信噪比；其中，AU＝a2/4b；得到5个输出信噪比SNR1，SNR2，…，SNR5；微处理器利用公式计算输出信噪比误差QEi，i＝1，2，...，5；微处理器计算满足QEi≤5％的输出信噪比误差的个数M1；步骤360：若则微处理器做出检测结果可靠的判断，转入步骤400；否则，微处理器做出检测结果不可靠的判断，返回步骤200，对网目重新检测并进行数据处理；步骤400，做出判断：微处理器将检测的网目数值与最小网目标准值进行比较，当检测的网目数值≤最小网目标准值时，微处理器使报警器发出报警信息，显示器显示处罚信息，无线发射器将渔船编码、当前日期、当前时间、作业方式、作业海域、检测的网目数值和处罚信息发送给渔政部门的远程终端。本实施例中，M1＝5，则检测结果是可靠的，步骤400中检测得到检测的网目数值＜最小网目标准值，则微处理器使报警器发出报警信息，显示器显示处罚信息，无线发射器将渔船编码、当前日期、当前时间、作业方式、作业海域、检测的网目数值和处罚信息发送给渔政部门的远程终端。渔政监查员对该渔船的使用者依据《渔业法》第三十八条予以处罚，并全部或部分扣除当年的渔业油价补助资金。实施例2实施例2中，壳体上设有把柄18，把柄内设有振动器17，振动器与微处理器电连接；实施例2中的其它结构部分与实施例1中相同。实施例2中包括实施例1的所有步骤，还包括如下步骤：当检测的网目数值≤最小网目标准值时，微处理器控制振动器震动。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。