海洋牧場是減緩我國近海漁業(yè)資源衰退,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)利用的重要抓手,魚類行為控制是海洋牧場高效運(yùn)行的四大關(guān)鍵技術(shù)之一。為滿足海洋牧場系統(tǒng)化漁業(yè)生產(chǎn)和管理的需要,研制了一種可業(yè)務(wù)化運(yùn)行的智能化浮式聚魚裝備。該裝備以黑鯛為研究對象,通過誘魚機(jī)理的研究確定馴化誘導(dǎo)因子,同時(shí)針對海洋牧場中的環(huán)境監(jiān)測、信息交互等功能進(jìn)行研究,從而確定裝備的系統(tǒng)功能,并根據(jù)裝備特點(diǎn)進(jìn)行能源供應(yīng)模塊、系統(tǒng)控制模塊以及輔助模塊的設(shè)計(jì)。最終在寧波象山港進(jìn)行馴化和放流試驗(yàn),通過試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了裝備的有效性,為我國海洋牧場高效運(yùn)行和科學(xué)化管理提供有效的裝備支撐。本論文的主要研究內(nèi)容和取得的成果如下:(1)以黑鯛為研究對象在水槽內(nèi)對黑鯛進(jìn)行誘魚機(jī)理的試驗(yàn)研究,試驗(yàn)采用聲音刺激和餌料誘導(dǎo)相結(jié)合的方式進(jìn)行。通過對大約300尾黑鯛進(jìn)行40次音響馴化,利用黑鯛的學(xué)習(xí)能力使黑鯛建立起條件反射,并通過強(qiáng)化訓(xùn)練將短期的條件反射轉(zhuǎn)化成長期的有效記憶。本次試驗(yàn)研究證明,對黑鯛采用350Hz單頻音結(jié)合餌料誘導(dǎo)的馴化方式是可行的。(2)對智能化浮式聚魚裝備進(jìn)行總體設(shè)計(jì),確定智能化浮式聚魚裝備功能模塊以及整體的結(jié)構(gòu)形式。通過研究設(shè)計(jì),智能化浮式聚魚裝備的功能模塊分別是馴化模塊、檢測模塊、信息交互模塊、控制模塊、能源供應(yīng)模塊以及輔助模塊。各個(gè)功能模塊通過核心控制單元載體進(jìn)行集成,構(gòu)成整個(gè)設(shè)備的機(jī)體結(jié)構(gòu),其主要組成是核心控制單元、柔性分級馴化柵、連接細(xì)纜和底錨。(3)根據(jù)設(shè)計(jì)需求對智能化浮式聚魚裝備的各個(gè)功能模塊進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。馴化模塊的設(shè)計(jì)主要有聲音刺激系統(tǒng)、餌料誘導(dǎo)系統(tǒng)、柔性分級馴化柵系統(tǒng)。聲音刺激系統(tǒng)主要針對水下音響和功放模塊進(jìn)行選型設(shè)計(jì),同時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的有效性;對餌料誘導(dǎo)系統(tǒng)的倉儲結(jié)構(gòu)和下料方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);柔性分級馴化柵主要是網(wǎng)格間距的設(shè)計(jì)以及加工。檢測模塊的設(shè)計(jì)主要是針對水質(zhì)監(jiān)測和視頻監(jiān)控進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,成功選取水質(zhì)傳感器以及自主研發(fā)出一款新型的水下監(jiān)控系統(tǒng)。信息交互模塊的設(shè)計(jì)對信息處理系統(tǒng)和無線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行研究和選型設(shè)計(jì),確立了基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的LPC1768微控制器以及3G的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式�？刂颇K的設(shè)計(jì)主要是邏輯控制器的選型運(yùn)用,確立了KG316T型微電腦時(shí)控開關(guān)的控制方式。能源供應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)主要是能量轉(zhuǎn)換裝置以及儲能裝置的設(shè)計(jì)和校核,通過對比和計(jì)算確立了4×15W的太陽能板和2×20Ah的鉛蓄電池并聯(lián)的供能方案。輔助模塊的設(shè)計(jì)主要是防沉系統(tǒng)和錨系系統(tǒng)的設(shè)計(jì),通過對浮力和裝備的整體受力分析,確定防沉結(jié)構(gòu)以及錨塊質(zhì)量。(4)在寧波象山港通過對標(biāo)記的黑鯛進(jìn)行馴化試驗(yàn)和放流試驗(yàn)。通過黑鯛的馴化試驗(yàn),充分驗(yàn)證了裝備工作原理的可行性,同時(shí)也為其他魚種的馴化提供了試驗(yàn)參考和理論依據(jù)。放流試驗(yàn)主要針對放流魚苗的標(biāo)記方法、放流策略進(jìn)行方案的制定,為放流后對黑鯛進(jìn)行研究提供保障。最終通過中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所的資源回捕調(diào)查對我們放流后裝備的聚魚效果進(jìn)行評價(jià),從而證明我們裝備的有效性和可行性,為海洋牧場的進(jìn)一步發(fā)展提供有力的裝備保障。
【學(xué)位單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S969
【部分圖文】：

圖 1-1 日本早期人工浮魚礁Fig.1-1 The early artificial flot reefs in japan佐黑潮牧場一號已經(jīng)初步具備了自主供能、誘集、馴化等多功能的新式雛形。隨著日本海洋牧場建設(shè)的興起，眾多學(xué)者開始研究各種魚類馴化

圖 1-2 AK 浮魚礁水上部分 圖 1-3 AK 浮魚礁水下集魚效果Fig.1-2 The part of AK floating reef above water Fig.1-3 The gather effect of AK floating reef

圖 1-2 AK 浮魚礁水上部分 圖 1-3 AK 浮魚礁水下集魚效果Fig.1-2 The part of AK floating reef above water Fig.1-3 The gather effect of AK floating reef
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本文編號：2878195