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　　在網(wǎng)箱養(yǎng)殖生產(chǎn)中，養(yǎng)殖業(yè)者最為關(guān)注的是網(wǎng)衣是否破損及網(wǎng)箱內(nèi)的魚群狀況。傳統(tǒng)的小型養(yǎng)殖網(wǎng)箱，由于養(yǎng)殖容量小、重量輕，通過誘集魚群和人力提升網(wǎng)衣，很容易觀察到網(wǎng)箱內(nèi)的魚群和網(wǎng)衣情況。而大型深水網(wǎng)箱網(wǎng)箱，通過人力操作進(jìn)行網(wǎng)箱工況觀察則十分困難。國外網(wǎng)箱養(yǎng)殖較發(fā)達(dá)的國家，由于其配套化設(shè)施比較完善，已有較完備的水下監(jiān)視與監(jiān)控設(shè)備，用于觀察網(wǎng)箱工作狀況。國內(nèi)外用于對水下物體的觀察或監(jiān)控，主要有光學(xué)和聲學(xué)兩種方法。光學(xué)監(jiān)控是采用水下電視技術(shù)，在水質(zhì)較清的情況下，通過攝像頭采集圖像，再將信號傳輸?shù)斤@示器進(jìn)行觀察。聲學(xué)監(jiān)控是采用聲吶技術(shù)進(jìn)行監(jiān)視和探測，再將聲信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字或圖像信號，用以判斷所監(jiān)視的工況。光學(xué)監(jiān)控具有直觀、技術(shù)嫁接成熟和造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)，但對使用水域的透明度有一定的要求;而聲學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)雖不受水質(zhì)條件的限制，但成本較高，且目前尚未達(dá)到與光學(xué)監(jiān)控同樣直觀圖像的效果。
　　1.光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)
　　目前，國內(nèi)已研制的光學(xué)水下監(jiān)控器的工作原理與國外的基本相同，均是將攝像機(jī)密封于一外罩殼體中，形成水下探頭，通過視頻光纜將視頻信號傳送至水面以上進(jìn)行觀察。挪威水下探頭的外罩殼體為一注塑件，而我國研制的產(chǎn)品多為不銹鋼加工件。黃海水產(chǎn)研究所和南海水產(chǎn)研究所等單位，近年來先后研制出單探頭便攜式網(wǎng)箱水下監(jiān)視器和四探頭多視角網(wǎng)箱水下監(jiān)視器。
　　(1)便攜式單探頭網(wǎng)箱水下監(jiān)視器：便攜式水下監(jiān)視器由水下密封探頭、傳輸光纜、控制器、固定板和顯示器等部件組成(如上圖)，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕，主要作為巡視查看網(wǎng)箱使用。使用時(shí)將水下探頭固裝在固定板的一端，固定板的另一端通過一個(gè)裝有拉桿的連接板鉸接，使探頭與手持拉桿間的角度可調(diào)。在需要查看網(wǎng)箱內(nèi)魚群狀態(tài)或檢查網(wǎng)具時(shí)，通過拉桿將密封探頭置于水下，開啟控制器電源開關(guān)，監(jiān)視器開始工作。通過調(diào)整探頭與拉桿間的角度，可對網(wǎng)箱底部、側(cè)網(wǎng)和網(wǎng)箱內(nèi)魚群進(jìn)行現(xiàn)場觀察。該監(jiān)視器的主要特點(diǎn)為：控制器內(nèi)置可重復(fù)使用的鋰充電電池供電，體積小、使用方便。充電電路自動(dòng)控制，具有完善的保護(hù)電路，避免了欠沖和過沖等對電池造成的損害，一次充電可連續(xù)使用4h左右。水下密封探頭由不銹鋼制作，并采用可靠的密封方式，耐壓試驗(yàn)水深可達(dá)50m以上。選用高靈敏度微光攝像機(jī)和超大光圈的變焦鏡頭，無需輔助光源。在一般水質(zhì)條件下，依靠海水環(huán)境中的自然光可比較清楚地觀察到網(wǎng)箱內(nèi)養(yǎng)殖魚類的活動(dòng)及網(wǎng)衣箱體的工作狀態(tài)及附著情況等，為養(yǎng)殖用戶了解和掌握網(wǎng)箱養(yǎng)殖情況提供了簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的觀察設(shè)備。
　　(2)多視角網(wǎng)箱水下監(jiān)視器：圖33為設(shè)計(jì)的多視角遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，由水下攝像裝置1、DSP控制器10、GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)11和監(jiān)控室計(jì)算機(jī)12四部分組成。水下攝像裝置1通過一剛性支架3、浮體卡箍5和螺栓組件6(螺栓、螺母、墊圈、彈簧墊圈)吊掛于浮體4下方某一深度水層。浮體4通過連接繩索7和網(wǎng)箱框架14固定于網(wǎng)衣箱體15中央，通過配重沉石16調(diào)節(jié)浮沉力配備，使浮體4部分在水面以上，部分沒于水面以下。DSP控制器10通過焊接在浮體卡箍6上的上支架8、控制器安裝支架9和螺栓組件固裝于浮體上方。水下攝像裝置1通過視頻光纜束2與DSP控制器10之間進(jìn)行信號傳輸。水下攝像裝置由4個(gè)獨(dú)立的密封探頭通過安裝殼體形成多視角布置，其中一個(gè)攝像頭位于裝置底端，可以得到攝像頭下方信號，其余3個(gè)攝像頭在水平圓周上呈120°角，可以得到攝像頭水平方向上不同角度的信號。安裝在工作船上的監(jiān)視系統(tǒng)產(chǎn)品樣機(jī)如圖34所示。該監(jiān)視器雖尚未達(dá)到海上與陸地的遠(yuǎn)距離無線傳輸，但可實(shí)現(xiàn)工作船上近距離控制。該系統(tǒng)采用太陽能供電，通過遙控器控制不同方向或部位的水下探頭輪換工作，視頻信號經(jīng)高頻無線視頻發(fā)射機(jī)發(fā)射，由專用接收機(jī)接收，輸出視頻信號，供使用者觀察或錄制。該系統(tǒng)采用超大自動(dòng)光圈變焦鏡頭，靈敏度高;遙控部分采用編碼，誤動(dòng)作少;發(fā)射接收部分采用專用頻道，抗干擾能力強(qiáng)。將監(jiān)視器安裝在網(wǎng)箱的中央一定深度水層，可對網(wǎng)箱工況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。
　　2.聲學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)
　　在水質(zhì)較清的海域，可以采用光學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)對網(wǎng)箱進(jìn)行檢查或監(jiān)控，一旦網(wǎng)衣出現(xiàn)破損，可即刻進(jìn)行修復(fù)，解決網(wǎng)衣安全性問題。但是在我國北方及東部沿海諸省(市)的部分海域，往往以混水為主，光學(xué)監(jiān)視器的有效觀測距離不過幾米，無法對大型網(wǎng)箱進(jìn)行有效監(jiān)視。在這種情況下，聲學(xué)技術(shù)的應(yīng)用將是有效和合理的選擇。為此，不同的研究者提出了不同的設(shè)計(jì)方案。有研究者提出“采用多部聲吶構(gòu)成聲學(xué)警戒帶”的方式對因網(wǎng)衣破損造成的逃魚現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控，其設(shè)計(jì)思想是在海底布設(shè)若干數(shù)量的聲吶，對一定數(shù)量規(guī)模的養(yǎng)殖場實(shí)施聲學(xué)警戒，來監(jiān)控網(wǎng)箱的破損或魚類的逃逸。也有人提出采用水下機(jī)器人搭載聲吶傳感器的方式，通過給水下機(jī)器人設(shè)置好行動(dòng)路線，它就會(huì)按預(yù)設(shè)的路線反復(fù)巡視，水下機(jī)器人的行走路線也相當(dāng)于一個(gè)警戒帶。在這個(gè)警戒帶中，如果出現(xiàn)了魚類活動(dòng)的異常現(xiàn)象，機(jī)器人就會(huì)向管理人員報(bào)告，從而達(dá)到監(jiān)控網(wǎng)箱逃魚的目的。對上述兩種設(shè)計(jì)思想，國內(nèi)的一些研究者通過分析提出異議，此兩種方式均是在網(wǎng)箱外的養(yǎng)殖海區(qū)中進(jìn)行監(jiān)測，海區(qū)中自然存在的魚群與網(wǎng)箱內(nèi)逃逸的魚群信號很難區(qū)分;網(wǎng)箱外海區(qū)水體很大，當(dāng)監(jiān)測或巡視到網(wǎng)箱外有魚群時(shí)，網(wǎng)箱內(nèi)的魚已大量逃逸，亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)已晚。采用聲學(xué)技術(shù)對網(wǎng)箱中魚體大小和生物量進(jìn)行監(jiān)測的方案，得到了許多研究者的認(rèn)可。即通過網(wǎng)箱內(nèi)不同養(yǎng)殖品種的目標(biāo)強(qiáng)度，監(jiān)測總生物量的變化。當(dāng)生物量增加時(shí)，認(rèn)為是魚類正常生長;當(dāng)生物量突然減少時(shí)則及時(shí)報(bào)警，通知工作人員對網(wǎng)箱進(jìn)行檢查。生物量的變化可以限定在一定數(shù)量的逃魚范圍，這樣可對網(wǎng)箱的安全性實(shí)施有效的監(jiān)控。目前國內(nèi)的一些研究人員正在開展這方面的研究，預(yù)期產(chǎn)品樣機(jī)將在不久試制出來。此外，國外還開發(fā)出一些計(jì)算機(jī)軟件，可將獲得魚群的聲學(xué)信號轉(zhuǎn)換成圖像信號，雖然其圖像還遠(yuǎn)達(dá)不到光學(xué)圖像的效果，但可對魚群的游動(dòng)和魚群的數(shù)量進(jìn)行比較直觀的觀察和判斷。此外，利用聲學(xué)手段還可對網(wǎng)箱養(yǎng)殖的投料全過程進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)投放的飼料開始從網(wǎng)箱底部漏出時(shí)，就要開始減少投放飼料，并減緩?fù)读狭俊ｏ@然，利用聲學(xué)手段監(jiān)視餌料的投放全過程，可以減少餌料的浪費(fèi)，降低飼養(yǎng)成本，有效地保護(hù)網(wǎng)箱附近的海洋環(huán)境。