多功能的鱼类视觉实验装置制作方法_孔祥洪专利（多功能,视觉,鱼类）-早鸽网

一种多功能的鱼类视觉实验装置制作方法

专利名称

一种多功能的鱼类视觉实验装置制作方法
发明者

孔祥洪, 杨铭霞, 江瑞煌, 苏孙国, 钱卫国
公开日

2012年9月12日
申请日期

2012年5月10日
优先权日

2012年5月10日
申请人

上海海洋大学
文档编号

A01K61/00GK102657121SQ20121014536
关键字

多功能视觉鱼类装置实验
权利要求

1.一种多功能的鱼类视觉实验装置，其特征在于，包括上位机系统，控制系统，驱动系统和背光板组，所述控制系统与上位机系统和驱动系统连接，所述驱动系统还连接背光板2.根据权利要求I所述的一种多功能的鱼类视觉实验装置，其特征在于，所述上位机系统调节实验参数，包括对每根背光板颜色、亮度、点亮时间间隔等的控制，包括对每个区域的売度、颜色，及每根背光板的点売时间间隔等的控制；所述控制系统选择预置的常用几种实验方案，也可调节、查看部分实验参数，通过获取实验员输入的实验参数并向驱动板发送相应指令、数据；所述驱动系统采用恒流电路，为背光板组提供恒定电流3.根据权利要求I所述的一种多功能的鱼类视觉实验装置，其特征在于，所述背光板组主要由多块独立的背光板组成，每块独立的背光板由多个背光条紧密排列组成，外面由白色亚克力板封装而成,上面留有打孔边缘4.根据权利要求I所述的一种多功能的鱼类视觉实验装置，其特征在于，所述背光板板面由LCD背面的反光膜制成，背光板侧面由遮光材料制成5.根据权利要求I所述的一种多功能的鱼类视觉实验装置，其特征在于，所述每根背光条内部均匀分布红、绿、蓝三基色LED灯
技术领域

本发明涉及一种多功能的鱼类视觉实验装置
背景技术
具体实施例方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明本发明包括上位机系统，控制系统，驱动系统及背光板四部分，整套装置采用输入电压220V的交流电，输出电压24V的直流电，额定电压24V，额定电流2A，实际所需最大电流为I. 9A背光板主要由4块独立的背光板组成，每块独立的背光板长45cm，宽33cm，由32根背光条紧密排列组成，外面由白色亚克力板封装而成，上面留有5cm左右打孔边缘，可用挂钩将背光板挂于鱼缸壁，可适应水下实验所述背光板板面由IXD背面的反光膜制成，背光板侧面由另一种遮光材料制成每根背光条长40cm，宽1cm，一端用电线连接控制系统，另一端为封闭端每根背光条内部均匀分布红绿蓝三基色LED灯，可同时点亮，持续点亮时间最小值为20ms上位机系统主要分为两个区域，显示区域和实验操作区域显示区域可读实时的实验参数，包括当前的实验模式，红色、绿色和蓝色的控制比例，光源的光亮速率和频率等实验操作区域为自定义设置实验所需的各个参数值，包括实验模式，红色、绿色和蓝色的控制比例，光源的光亮速率等，并能进行保存控制系统连接上位机系统和驱动系统，主要由一块控制电路板构成控制板主要通过获取实验员输入的实验参数并向驱动板发送相应指令、数据；显示当前实验参数，包括颜色、频率、亮度、实验模式等串口通讯程序获取驱动板当前信息、向驱动板发送指令数据，并获取上位机指令及数据控制板可以选择几种内置的试验模式，在这些实验模式基础、上调节颜色、亮度、背光条宽度、频率这些参数上位机可以根据需要，由实验人员自主定义实验模式，直接控制每个区域的实验参数控制板程序流程图见图2详细流程如下系统上电先初始化，包括全局变量及中断系统然后程序进入死循环，执行两项任务显示当前实验参数和读取串口缓存中数据，获取驱动板信息及上位机数据读取缓存(这里的缓存是模拟出来的，因为89S51单片机串口缓存很小，故模拟一个缓存，将串口中的数据全部转存到一个内存当中，做好标识，共模拟缓存的程序读取)中的信息，根据标识区分具体指令及数据当有按键动作时会产生外部中断，进而进入按键扫描程序根据实验人员具体操作改变实验参数串口中断发生时，中断响应程序直接将所接收到的数据放到模拟缓存，并根据数据类型改变模拟缓存的标识这样做的目的是为了不丢失串口数据，快速响应实验人员的操作驱动系统连接控制系统和背光板，主要由4块独立的电路板构成，每一块电路板一端连通控制系统，另一端连通一块独立的背光板驱动程序主要分初始化、PWM控制及串口数据接收三部分初始化包括系统初始化和实验参数初始化系统初始化包括设置中断、系统变量，并实现驱动板和控制板同步；实验参数初始化设置预置实验参数PWM控制程序是个死循环，程序保存红绿蓝三基色的占空比数据，根据这个数据值输出PWM信号，调节每种颜色的亮度系统通过串口通讯，控制板向驱动发送指令数据都是通过串口控制板发送程序以两个字节为单位，第一字节是指令，第二个字节是数据驱动板接收串口数据进行分析，设置红绿蓝占空比数据，并会按控制板要求向控制板发送当前状态驱动控制程序流程图见图3驱动电路根据组成每块独立背光板的每根背光条中布有的红绿蓝三基色LED灯的点亮方式进行设计每根背光条驱动电路见图4RED、GREEN、BLUE分别是红绿蓝三种颜色的驱动信号；SELECT是单根背光条选择信号通过调节RED、GREEN、BLUE驱动信号的PWM占空比调节红绿蓝光源强度，实现颜色及光强变化；通过调节SELECT信号可以指定每根背光条的亮灭情况及光源闪烁频率驱动板详细流程图参见图3，详细如下当系统上电后，先初始化，包括全局变量和中断系统然后程序进入死循环，驱动背光板电路在一个驱动程序周期内，程序先设置模式端子信号，也即输出信号控制每根背光板的亮灭，并将RED、GREEN、BLUE端子置高，然后读取PWD全局变量值，判断是否和RED、GREEN、BLUE值一致，当和RED —致时，RED端子置低；如果和GREEN —致时，GREEN端子置低；如果和BLUE端子一致时，BLUE端子置低如此死循环串口中断发生时，处理函数会首先判断接收到的第一字节数据，如果和字节的序列号不一致，则丢弃该数据；如果一致，则进一步接受指令，根据指令内容进一步处理如，若指令是红色数据接收指令，则程序会接收下一字节数据，并设置RED值为该数据其他详细指令类型参见图3图4为每根驱动板的LED横流驱动程序，SELECT、RED、BLUE、GREEN是控制信号，由驱动板给予SELECT是模式控制信号，控制当前板子的亮灭情况；RED、GREEN、BLUE是颜色控制信号通过逻辑与门电路将这两种信号作用到驱动电路的控制端子，可以改变驱动电路的开关及电流大小，进而控制LED的亮灭及亮度以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定

专利详情
全文pdf
权力要求
说明书
法律状态

专利名称：一种多功能的鱼类视觉实验装置的制作方法鱼类的眼睛不仅能感觉光的明暗和颜色，而且还能感知物体的形状、大小、运动等。鱼类的视觉运动反应、趋光性、发光现象、体色变化以及摄食、集群、生殖、防御等行为均与光感觉具有密切的联系。因此，研究鱼类的光感觉有着重大的理论和实践意义。对鱼类的视觉能力和行为的研究内容涉及鱼类能看到什么，是否能分辨不同颜色和物体形状，视觉反应的最低和最高光强，视觉距离，在明、暗视觉环境下的适应性反应等。以往的实验装置黑白条纹实验装置转动时会产生噪声，影响实验效果；传送带式条纹实验、旋转带子水槽实验都验证了鱼类视觉有保标性，但是传送带式条纹实验和旋转带子水槽实验的传送带在转动时会引起水波，不能准确判断出鱼是否是跟着目标在游动；鱼类对各种颜色的反应实验、鱼类辨别颜色能力实验、鱼类视觉残留和反差临界值测试实验等。而这些装置都只能有针对性地做一个鱼类视觉特性的实验。日本的川本设计了一个装置来测定鱼对各种有色光的反应实验在一个圆形水槽中，正中设有圆形空间，与水槽构成的圆环被径向分割成8个小室，每个小室与中央圆形水槽之间有通道。每个小室单独照明，并可以通过插入各种滤色片来控制小室中的光线颜色。小室内的光照强度为501x，滤色片有白、红、橙、淡紫、绿、青、蓝、紫等8种颜色。在中央圆形水槽中放置实验鱼后，观察记录实验鱼进入各小室的次数，进而予以统计分析，然而该装置结构复杂，可实现的颜色太少，不利于对鱼类色觉进行全方位的实验。最近，国外也有研究者在尝试使用这样的实验方法在一个较大的鱼缸里，为鱼提供可以游动的空间，缸壁上有一系列现行排列的光源输出，通过操控壁上的光源输出来提供一个有序的和线性移动的视觉刺激，从而影响鱼游行为。研究者的目的在于提高商业鱼类养殖的效益，即希望通过控制鱼的最佳游速来显著提高鱼的个体生长速度，这是因为考虑到“静止时鱼得不到游动的好处，而过度游动时鱼消耗了过多的能量。但是该装置并不能精确控制光源输出，无法进行鱼类视觉的暂留实验。之后有一种鱼类视觉实验装置，能实现较多的实验方案，操作简单，实验过程中不会发出噪声，实验条件可控，但装置的发光光源颜色单一，不能做不同颜色辨别实验。并且此装置为环形鱼缸，直径为O. 5m，高O. 35m，在空间上有局限性，一般不能适应IOcm体长以上的鱼类。
本发明要解决的技术问题是提供一种多功能的鱼类视觉实验装置，结构简单，操作方便，在实验过程中不会发出噪声的特点。为达到上述目的，本发明的技术方案如下一种多功能的鱼类视觉实验装置，包括上位机系统，控制系统，驱动系统和背光板组，所述控制系统与上位机系统和驱动系统连接，所述驱动系统还连接背光板；所述上位机系统调节实验参数，包括对每根背光板颜色、亮度、点亮时间间隔等的控制，包括对每个区域的亮度、颜色，及每根背光板的点亮时间间隔等的控制；所述控制系统选择预置的常用几种实验方案，也可调节、查看部分实验参数，通过获取实验员输入的实验参数并向驱动板发送相应指令、数据；所述驱动系统采用恒流电路，为背光板组提供恒定电流；优选的，所述背光板组主要由多块独立的背光板组成，每块独立的背光板由多个背光条紧密排列组成，外面由白色亚克力板封装而成，上面留有打孔边缘。优选的，所述背光板板面由LCD背面的反光膜制成，背光板侧面由遮光材料制成。优选的，所述每根背光条内部均匀分布红、绿、蓝三基色LED灯。通过上述技术方案，本发明的有益效果是该装置结构简单，四块独立的背光板可按不同实验要求灵活组合，设计出丰富的实验方案；操作方便，只需在上位机系统中设置实验参数，打开驱动系统即可点亮背光板，输出所需的光源输出形式；在实验过程中不会发出噪声，避免了噪声对鱼类行为反应的影响；实验参数包括光源宽度，亮度，颜色，点亮时间间隔均可进行调节，并能准确记录各个参数值，实验精度大大提闻。装置光源选用节能的LED灯，发出冷光，排除了温度变化对实验产生的干扰。为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明系统框图；图2为本发明控制板程序流程图；图3为本发明驱动板程序流程图；图4为本发明驱动电路图。

本发明公开了一种多功能鱼类视觉实验装置，一种多功能的鱼类视觉实验装置，包括上位机系统，控制系统，驱动系统和背光板组，所述控制系统与上位机系统和驱动系统连接，所述驱动系统还连接背光板；所述上位机系统调节实验参数，包括对每根背光板颜色、亮度、点亮时间间隔等的控制，包括对每个区域的亮度、颜色，及每根背光板的点亮时间间隔等的控制；所述控制系统选择预置的常用几种实验方案，也可调节、查看部分实验参数，通过获取实验员输入的实验参数并向驱动板发送相应指令、数据；所述驱动系统采用恒流电路，为背光板组提供恒定电流；结构简单，操作方便，在实验过程中不会发出噪声的特点。

查看更多专利详情

下载专利文献

下载专利