利用紅外觸發(fā)式魚類自主采食系統(tǒng)及采食方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及魚類攝食技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用紅外觸發(fā)式魚類自主采食系統(tǒng)及采食方法。
【背景技術(shù)】
[0002]進行魚類攝食科學研宄，闡明影響魚類攝食行為的因素及其機制，是水產(chǎn)應(yīng)用科學中一個十分重要的研宄方向和領(lǐng)域。在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，充分的攝食是魚類賴以快速生長的必要條件，是提高產(chǎn)量的有效保證。魚類對食物的攝取和攝食活動受到多方面因素的影響，比如生物因素(如魚的品種)、飼料因素(如飼料適口性、飼料營養(yǎng))和環(huán)境因素(如溫度、溶氧)等。通過研宄這些影響因素并相應(yīng)地改進條件，有助于促進養(yǎng)殖魚類的生長，降低飼料系數(shù)，同時減少水中殘餌量，提高養(yǎng)殖水質(zhì)質(zhì)量，降低水體污染排放。
[0003]在攝食科研實驗中，常常需要準確地監(jiān)測并量化魚類的攝食情況。與畜禽等動物不同，魚類是生活在水體環(huán)境中的，而投喂的飼料在水中會逐漸溶解，使水質(zhì)惡化，影響魚類健康。所以在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，無法在水中長期投放過量的飼料讓其自由采食。因此，目前魚類攝食的常規(guī)研宄手段主要都是人為地預(yù)先設(shè)定了投喂時間、投喂頻率甚至是投喂量，然后通過以下方法來量化其攝食量:1、直接觀察法:通過觀察魚只攝入的飼料顆粒數(shù)，來估算其攝食量。2、直接測定法:根據(jù)飼料投喂量和攝食后的剩余量來估算魚類的實際攝食量。3、消化道內(nèi)含物分析:通過獲取并分析魚類消化道內(nèi)含物，來定性和定量其攝食情況。
[0004]這些常規(guī)研宄手段，因為受到預(yù)定投喂時間和投喂量的影響，所以無法獲取魚類自主攝食的準確數(shù)據(jù)。目前市場上已有的更多是一些魚缸自動喂養(yǎng)系統(tǒng)，其功能比較分散，往往是基于一種機械動作喂食系統(tǒng)，如靠手動或定時系統(tǒng)等，而且大多需要人工操作，自動化程度不高。且定時不準確，投料不均勻，可靠性差，投餌與間歇時間設(shè)置不合理實時性不高，易浪費餌料，這些都無法滿足魚自動喂養(yǎng)的功能要求，對分析魚類的生活習性不是太全面，而且數(shù)據(jù)也不能進行離線分析?，F(xiàn)有的中國專利，名稱為一種自動感應(yīng)控制養(yǎng)殖池塘飼料投喂量的系統(tǒng)(申請?zhí)枮?01410697483.5)，該發(fā)明是魚類以外力觸碰水下感受器，觸發(fā)投餌機延時工作，從而實現(xiàn)了依據(jù)魚類的狀態(tài)定量喂食。但是對于小型魚、幼魚甚至是魚苗來說，其力量弱小，無法對此裝置產(chǎn)生有效的外力觸碰，因此該裝置只適用于較大型的魚類，不適用于小型魚類或魚苗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用紅外觸發(fā)式魚類自主采食系統(tǒng)及采食方法，所述系統(tǒng)和方法應(yīng)用于魚類養(yǎng)殖場、魚類研宄所等場所，通過本系統(tǒng)可對魚類的生活習性進行有效研宄，分析其活動習性，食物消化時間、進食階段以及魚群的集體捕食習性等。并且通過測量觸發(fā)脈寬，實現(xiàn)誤差法檢測。
[0006]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]利用紅外觸發(fā)式魚類自主采食系統(tǒng)，包括:
[0008]傳感模塊、控制模塊、投餌模塊、顯示模塊和無線傳輸模塊；所述
[0009]傳感模塊，用于發(fā)射紅外線，并實時接收魚類觸發(fā)后產(chǎn)生的紅外反射脈沖；
[0010]控制模塊，通過設(shè)置的單片機對傳感模塊傳來的脈沖進行分析判斷，并控制顯示模塊、無線傳輸模塊和投餌模塊；
[0011]投餌模塊，由步進電機和食物儲存箱組成；
[0012]顯示模塊，用于顯示當天的投餌狀況；
[0013]無線傳輸模塊，將觸發(fā)投餌記錄無線傳輸?shù)缴衔粰C，并存儲。
[0014]利用紅外觸發(fā)式魚類自主采食方法，包括:
[0015]A區(qū)域內(nèi)實時發(fā)射紅外線，并接收魚類觸發(fā)所述區(qū)域后產(chǎn)生的紅外反射脈沖；
[0016]B通過單片機控制模塊接收紅外反射脈沖的回波信號；
[0017]C根據(jù)回波信號判斷脈沖的寬度，并根據(jù)脈沖的寬度判斷是否進行投餌；是，則執(zhí)行步驟D ;否則，為誤觸發(fā)；
[0018]D由投餌模塊進行投餌；
[0019]E將觸發(fā)投餌記錄數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)缴衔粰C，并存儲。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一個或多個實施例可以具有如下優(yōu)點:
[0021]單片機控制，智能化程度高。
[0022]紅外實現(xiàn)無接觸傳感，通過對脈沖寬度設(shè)置，可對大型魚類、小型魚類或魚苗進行檢測，準確度高。
[0023]回波檢測算法，能準確消除回波抖動及外物干擾，防止誤判。
【附圖說明】
[0024]圖1是利用紅外觸發(fā)式魚類自主采食方法流程圖；
[0025]圖2是紅外觸發(fā)式魚類自主采食系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3是單片機控制器軟件算法工作流程圖；
[0027]圖4是誤觸發(fā)檢測事件流程圖；
[0028]圖5是紅外觸發(fā)式魚類自主采食系統(tǒng)硬件原理圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0030]如圖1所示，為利用紅外觸發(fā)式魚類自主采食方法流程，所述方法包括:
[0031]步驟10區(qū)域內(nèi)實時發(fā)射紅外線，并接收魚類觸發(fā)所述區(qū)域后產(chǎn)生的紅外反射脈沖；
[0032]紅外傳感器在一定距離區(qū)域內(nèi)實時發(fā)射紅外線，有魚類經(jīng)過該區(qū)域便觸發(fā)，產(chǎn)生紅外反射脈沖。
[0033]步驟20通過單片機控制模塊接收紅外反射脈沖的回波信號；
[0034]單片機控制模塊通過I/O 口和中斷連接紅外傳感器，紅外傳感器產(chǎn)生紅外反射脈沖后，單片機中斷立馬觸發(fā)，便通知I/o 口接收完整回波信號。
[0035]步驟30根據(jù)回波信號判斷脈沖的寬度，并根據(jù)脈沖的寬度判斷是否進行投餌；是，則執(zhí)行步驟步驟40 ;否則，為誤觸發(fā)；
[0036]當脈沖寬度小于設(shè)定脈沖寬度一定范圍值可認為是由外部波動干擾產(chǎn)生的誤觸發(fā)，當脈沖寬度大于設(shè)定脈沖寬度一定范圍值可認為是由固定物體(如死魚、沉淀物等)產(chǎn)生的誤觸發(fā)；
[0037]步驟40由投餌模塊進行投餌；
[0038]脈沖寬度符合設(shè)定脈沖寬度范圍值時，便控制步進電機進行投食。
[0039]步驟50將觸發(fā)投餌記錄數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)缴衔粰C，并存儲。
[0040]圖2為紅外觸發(fā)式魚類自主采食系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，所述系統(tǒng)包括:傳感模塊、控制模塊、投餌模塊、顯示模塊和無線傳輸模塊；所述
[0041]傳感模塊，用于發(fā)射紅外線，并實時接收魚類觸發(fā)后產(chǎn)生的紅外反射脈沖；
[0042]控制模塊，通過設(shè)置的單片機對傳感模塊傳來的脈沖進行分析判斷，并控制顯示模塊、無線傳輸模塊和投餌模塊；
[0043]投餌模塊，由步進電機和食物儲存箱組成；
[0044]顯示模塊，用于顯示當天的投餌狀況；
[0045]無線傳輸模塊，將觸發(fā)投餌記錄無線傳輸?shù)缴衔粰C，并存儲。
[0046]上述傳感模塊為紅外傳感器。
[0047]上述單片機采用C8051F34