海洋牧場(chǎng)魚(yú)類馴化技術(shù)研究及裝備設(shè)計(jì).pdf

1、為實(shí)現(xiàn)近海漁業(yè)資源的可持續(xù)發(fā)展，海洋牧場(chǎng)的建設(shè)正在全國(guó)大范圍開(kāi)展，魚(yú)類行為控制技術(shù)作為海洋牧場(chǎng)運(yùn)行的四大關(guān)鍵技術(shù)之一，是確保海洋牧場(chǎng)得以高效運(yùn)作的重要支撐。當(dāng)前海洋牧場(chǎng)魚(yú)類馴化以人工操作為主，以魚(yú)類行為學(xué)為基礎(chǔ)，提出了一種新的魚(yú)類馴化技術(shù)，這種技術(shù)根據(jù)魚(yú)類對(duì)聲、光等刺激因素的趨性反應(yīng)，配合誘食性餌料的適量投入，來(lái)實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)中魚(yú)類行為的控制。同時(shí)，根據(jù)該技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種魚(yú)類馴化裝備，在聲、光及投餌系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)邏輯控制，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的投餌、

2、能源供應(yīng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等，形成一種定時(shí)定點(diǎn)的無(wú)人值守式魚(yú)類自動(dòng)馴化系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)海洋牧場(chǎng)內(nèi)科學(xué)的魚(yú)類馴化，推動(dòng)海洋牧場(chǎng)的建設(shè)和發(fā)展。利用該馴化裝備魚(yú)類行為控制功能，也能夠?qū)Ψ帕鞯聂~(yú)類苗種進(jìn)行有效管理，為今后我國(guó)開(kāi)發(fā)海洋牧場(chǎng)等資源管理型漁業(yè)提供可靠的借鑒，對(duì)未來(lái)海洋漁業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下：
　?。?）以黑鯛為馴化研究對(duì)象，開(kāi)展黑鯛對(duì)聲音、光的反應(yīng)試驗(yàn)，驗(yàn)證其趨性行為特征。試驗(yàn)采用35

3、0 Hz單頻音作為刺激因子，結(jié)合帶有腥味信息素的餌料投喂，對(duì)300尾黑鯛建立條件反射，經(jīng)過(guò)10天共計(jì)40次的馴化，就完成了100％的誘集效果，驗(yàn)證了聲音馴化的可行性。同時(shí)，通過(guò)觀察和對(duì)比紅、黃、藍(lán)、綠四種顏色的光源對(duì)經(jīng)過(guò)馴化的黑鯛魚(yú)群在攝食過(guò)程中的影響，排除了紅光和黃光作為馴化光源，再經(jīng)過(guò)理論分析和對(duì)環(huán)境因素的考慮，最終確定綠色光源作為黑鯛輔助馴化的光源。
　?。?）闡述了魚(yú)類馴化裝備樣機(jī)的功能并提出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步對(duì)浮體結(jié)

4、構(gòu)和供餌系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、校核、加工與調(diào)試。魚(yú)類馴化裝備的功能設(shè)計(jì)主要包括浮體、餌料供給系統(tǒng)、誘導(dǎo)信號(hào)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、能源供應(yīng)系統(tǒng)、定位通訊系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等。浮體的設(shè)計(jì)以海洋浮標(biāo)為母型，通過(guò)方案對(duì)比進(jìn)行樣機(jī)的設(shè)計(jì)與選型，并對(duì)浮體的重心、浮心等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了理論校核。供餌系統(tǒng)同樣采用方案對(duì)比的方法，確定料倉(cāng)與餌料輸送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)相關(guān)的主要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算與校核。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，對(duì)結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行了全程跟蹤式的加工、焊接和組裝。
　

5、　（3）對(duì)誘導(dǎo)控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括誘導(dǎo)信號(hào)系統(tǒng)和邏輯控制系統(tǒng)。誘導(dǎo)信號(hào)系統(tǒng)是整個(gè)馴化裝備的工作核心，主要包括放音系統(tǒng)和燈光輔助系統(tǒng)，采用頻率350 Hz的單頻音和波長(zhǎng)500 nm的綠色LED燈為魚(yú)群提供正趨性刺激因素。邏輯控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)誘導(dǎo)信號(hào)系統(tǒng)與供餌系統(tǒng)之間邏輯控制的重要技術(shù)支撐，該系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括MCU主控模塊、音頻播放控制模塊、LED燈控制模塊、電機(jī)控制模塊、供電控制模塊、LCD顯示模塊和按鍵操作模塊。
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6、）對(duì)能源供應(yīng)系統(tǒng)與其它輔助系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。為避免從岸邊搭載電纜供電易造成的安全隱患，能源供應(yīng)系統(tǒng)主要包括蓄電池的選型和可再生發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，最終確定采用4塊15 W的太陽(yáng)能板與鉛酸蓄電池結(jié)合的方式作為能源供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括防沉系統(tǒng)、水下監(jiān)控系統(tǒng)和通訊定位系統(tǒng)等。防沉系統(tǒng)采用填充式的設(shè)計(jì)方案，能夠極大地提高裝備的安全系數(shù)，水下監(jiān)控系統(tǒng)采用自主研制的密封箱體結(jié)合云臺(tái)式攝像機(jī)的設(shè)計(jì)方案，通訊定位系統(tǒng)采用GPS

7、和3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)定位與圖像等信息回傳。
　?。?）為驗(yàn)證魚(yú)類馴化裝備的可行性和馴化效果，以8000尾黑鯛魚(yú)苗為研究對(duì)象在象山港海洋牧場(chǎng)內(nèi)的大型網(wǎng)箱（20 m×1 m×3.5 m）中利用魚(yú)類馴化裝備進(jìn)行馴化試驗(yàn)，通過(guò)水下監(jiān)控系統(tǒng)觀察記錄馴化過(guò)程和馴化效果。經(jīng)過(guò)30天的馴化試驗(yàn)后，網(wǎng)箱中黑鯛的誘集率能夠達(dá)到95%。試驗(yàn)結(jié)果表明，本課題自主研發(fā)的魚(yú)類馴化裝備各系統(tǒng)工作穩(wěn)定，對(duì)黑鯛的馴化養(yǎng)殖具有可行性和高效性，能夠?yàn)槠渌~(yú)種的馴化提供試驗(yàn)參