船只自动放行系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种代替人力的船只自动放行系统，其包括：超声波传感器、超声波检测电路、行程开关、单片机系统、第一继电器、第二继电器、电机驱动控制电路、电机和卷扬机，当船只接近养殖水域时，超声波传感器感测船只到养殖水域的距离，并通过超声波检测电路将感测结果传输给单片机，单片机对超声波传感器输出的信号进行处理，并结合行程开关的状态判断船只是否已经进入到放行区域内，进而驱动第一继电器或第二继电器，从而控制电机的工作状态，实现船只自动放行。本实用新型专利技术的有益之处在于：实现了渔网的自动升降，有效的节省渔民的时间，充分释放渔民的劳动力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种船只放行系统，具体涉及一种代替人力的船只自动放行系统。
技术介绍
在南方多河流的地区，很多渔民常常会框下一段水域，两端用竹片和渔网拦住鱼群，进行水产养殖。以江苏省建湖县钟庄镇梁垛河为例，15公里长的水域，有差不多10公里用于水产养殖，几近三分之二。然而，一般河流除了具有水产养殖的功能，还具有船只运输的功能。图1是传统手动绞车船只放行系统示意图。水域C为水产养殖的取域，假设渔民A观察到船家B的船只自东向西接近养殖水域的东面，渔民A顺时针转动东面的绞车，拉绳呈放松状态，悬挂在拉绳上的渔网因渔网底部的砂石重力作用下降，船只顺利通过；船只驶离水域C东面，渔民A逆时针转动绞车，拉绳呈绷紧状态，渔网回到原来的位置。当船只行驶到水域西面的时候，重复以上过程。这个简易的船只放行系统，需要两名渔民整天在河边观察船只，或者必须在河岸附近，等到有船过来时打电话给渔民让他放网，这样很不方便。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一个代替人
力的船只自动放行系统，该系统能够有效的节省渔民的时间，充分释放渔民的劳动力。为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案：一种船只自动放行系统，其特征在于，包括：超声波传感器、超声波检测电路、行程开关、单片机系统、第一继电器、第二继电器、电机驱动控制电路、电机和卷扬机，其中，单片机系统包括：单片机、电源电路和晶振电路，电源电路为单片机提供电源，晶振电路为单片机提供时钟信号，当船只接近养殖水域时，超声波传感器感测船只到养殖水域的距离，并通过超声波检测电路将感测结果传输给单片机，单片机对超声波传感器输出的信号进行处理，并结合行程开关的状态判断船只是否已经进入到放行区域内，当船只已经进入到放行区域内时，单片机将松网信号传输给第一继电器，第一继电器通过电机驱动控制电路控制电机旋转，电机驱动卷扬机放松渔网拉绳，当船只驶离放行区域后，单片机将拉网信号传输给第二继电器，第二继电器通过电机驱动控制电路控制电机反向旋转，电机驱动卷扬机拉紧渔网拉绳。前述的船只自动放行系统，其特征在于，前述超声波传感器采用的是HC-SR04超声波传感器。前述的船只自动放行系统，其特征在于，前述单片机采用的是STC12C5A60S2型单片机。前述的船只自动放行系统，其特征在于，前述单片机系统还包括：复位电路，按下复位按钮，单片机内部的程序自动从头开始执行。前述的船只自动放行系统，其特征在于，还包括：第三继电器、驱鱼控制电路和声波驱鱼器，当船只放行时，单片机将驱鱼信号传输给第三继电器，第三继电器通过驱鱼控制电路控制声波驱鱼器工作，当船只驶离放行区域后，声波驱鱼器停止工作。本技术的有益之处在于：(1)该系统采用超声波传感器检测来往的船只，单片机对信号进行分析、判断，继电器控制电机、卷扬机等工作，实现了渔网的自动升降，有效的节省渔民的时间，充分释放渔民的劳动力；(2)该系统采用了声波驱鱼器，有效的防止了鱼群在船只放行时逃离饲养水域，避免了造成不必要的财产损失；(3)该系统成本低、安全、可靠，可广泛应用于河流拦网水产养殖。附图说明图1是传统手动绞车船只放行系统示意图；图2是本技术的船只自动放行系统的组成示意图；图3是超声波检测电路的电路图；图4是行程开关的电路图；图5是行程开关的机械结构图；图6是单片机系统的电路图；图7是电机驱动控制电路的电路图；图8是驱鱼控制电路的电路图；图9是船只自动放行系统的工作原理图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。参照图2，本技术的船只自动放行系统包括：超声波传感器、超声波检测电路、行程开关、单片机系统、第一继电器、第二继电器、电机驱动控制电路、电机和卷扬机。当船只接近养殖水域时，超声波传感器感测船只到养殖水域的距离，并通过超声波检测电路将感测结果传输给单片机，单片机对超声波传感器输出的信号进行处理，并结合行程开关的状态判断船只是否已经进入到放行区域内，当船只已经进入到放行区域内时，单片机将松网信号传输给第一继电器，第一继电器通过电机驱动控制电路控制电机旋转，电机驱动卷扬机放松渔网拉绳，当船只驶离放行区域后，单片机将拉网信号传输给第二继电器，第二继电器通过电机驱动控制电路控制电机反向旋转，电机驱动卷扬机拉紧渔网拉绳。可见，本技术的船只自动放行系统实现了渔网的自动升降，有效的节省了渔民的时间，充分释放了渔民的劳动力。下面详细介绍该系统中各部分的结构和特点。一、超声波传感器和超声波检测电路超声波传感器采用的是HC-SR04超声波传感器，可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可高达3mm。超声波检测电路如图3所示。该电路由5V的直流电源供电，TRIG引脚和ECHO引脚分别接入单片机，实现单片机和超声波传感器之间的相互通讯。超声波传感器测距公式为：距离＝(高电平时间×声速)/2。当给HC-SR04超声波传感器的TRIG引脚提供一个10uS以上的脉冲触发信号时，传感器内部将发出8个40kHz周期电平并检测回波，一旦检测到有回波信号，ECHO引脚输出回响信号，且回响信号的脉冲宽度与所测距离成正比，通过发射信号与收到的回响信号间之间的时间间隔计算距离。建议测量周期为60ms以上，以防止发射信号对回响信号的影响。二、行程开关行程开关的电路如图4所示。该电路分别通过S1引脚和S2引脚将开关的状态信息传送给单片机，实验中设置行程开关为低电平有效。行程开关的机械结构如图5所示。准备一中间带小孔的绝缘板(木板、塑料板等)，孔的大小由缆绳的粗细来决定，以绳子能够自由出入为宜。在绝缘板的上面，分别装置两个行程开关，其位置在小孔的附近。在缆绳合适的位置放置一凸起物，作为电机正转的末端或反转的始端，使得凸起物到达指定的位置时，正好撞到行程开关，实现电机的停转，其中凸起物的位置可参考在具体河道中渔网上升和下降时缆绳所移动的距离。单片机设置延时时间时，要小于缆绳从末端到始端的时间，防止继电器二次驱动，造成事故。三、单片机系统单片机系统包括：单片机、电源电路、晶振电路和复位电路。单片机采用的是STC12C5A60S2型单片机。电源电路用于为单片机提供电源，由5V的直流电源供电。参照图6，STC12C5A60S2型单片机的20脚、40脚为电源引脚。晶振电路用于为单片机提供时钟信号，由12M的晶振和两个22pF的电容构成。参照图6，STC12C5A60S2型单片机的18脚、19脚为晶振引脚。复位电路由电阻、电容和开关构成，当单片机系统受到外界干扰或程序出现跑飞的时候，按下复位按钮，单片机内部的程序自动从头开始执行。参照图6，STC12C5A60S2型单片机的9脚是复位引脚。四、第一/第二继电器、电机驱动控制电路、电机和卷扬机第一继电器和第二继电器组成第一组继电器，用来驱动电机驱动控制电路。电机驱动控制电路如图7所示。当STC12C5A60S2型单片机的P3.0引脚输出高电平、P3.1引脚输出低电平时，通过TLP521-1(可控制的光耦合器)使三极管Q1饱和导通、使三极管Q2截止，则继电器K1常开触点闭合、继电器K2常开触点释放，同时状态指示灯LED1点亮、状态指示灯LED2熄灭，电机正向转动。反之，电机反向转动。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
船只自动放行系统，其特征在于，包括：超声波传感器、超声波检测电路、行程开关、单片机系统、第一继电器、第二继电器、电机驱动控制电路、电机和卷扬机，其中，单片机系统包括：单片机、电源电路和晶振电路，电源电路为单片机提供电源，晶振电路为单片机提供时钟信号，当船只接近养殖水域时，超声波传感器感测船只到养殖水域的距离，并通过超声波检测电路将感测结果传输给单片机，单片机对超声波传感器输出的信号进行处理，并结合行程开关的状态判断船只是否已经进入到放行区域内，当船只已经进入到放行区域内时，单片机将松网信号传输给第一继电器，第一继电器通过电机驱动控制电路控制电机旋转，电机驱动卷扬机放松渔网拉绳，当船只驶离放行区域后，单片机将拉网信号传输给第二继电器，第二继电器通过电机驱动控制电路控制电机反向旋转，电机驱动卷扬机拉紧渔网拉绳。

【技术特征摘要】
1.船只自动放行系统，其特征在于，包括：超声波传感器、超声波检测电路、行程开关、单片机系统、第一继电器、第二继电器、电机驱动控制电路、电机和卷扬机，其中，单片机系统包括：单片机、电源电路和晶振电路，电源电路为单片机提供电源，晶振电路为单片机提供时钟信号，当船只接近养殖水域时，超声波传感器感测船只到养殖水域的距离，并通过超声波检测电路将感测结果传输给单片机，单片机对超声波传感器输出的信号进行处理，并结合行程开关的状态判断船只是否已经进入到放行区域内，当船只已经进入到放行区域内时，单片机将松网信号传输给第一继电器，第一继电器通过电机驱动控制电路控制电机旋转，电机驱动卷扬机放松渔网拉绳，当船只驶离放行区域后，单片机将拉网信号传输给第二继电器，第二继电器通过电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵桂荣，杨立，郑志，郭豪琦，张洪，
申请(专利权)人：运城学院，
类型：新型
国别省市：山西;14