[发明专利]一种基于嵌入式系统的全自动智能鱼竿及其使用方法

说明书

本发明涉及一种基于嵌入式系统的全自动智能鱼竿及其实现方法。本发明包括鱼竿本体、自动化控制模块；鱼竿本体包括钓鱼杆、纺线轮、鱼线；自动化控制模块包括信号采集模块、服务器模块、电源模块、控制模块；信号采集模块包括姿态传感器、环境检测模块；通过环境检测模块判断是否适宜钓鱼，通过姿态传感器判断是否鱼咬钩。通过控制模块实现鱼竿的遛鱼及报警功能。本发明通过环境检测模块实现智能选择钓位，通过姿态传感器更能辨别外界干扰所引起的姿态变化，相比于传统自动钓鱼竿极大程度上减少了由于流水及大风等环境因素所带来的误判；具备自动遛鱼功能，完全自动钓鱼，采用双环PID控制，抵抗干扰能力更强，系统更加稳定。

技术领域

本发明属于鱼竿和嵌入式系统技术领域，涉及一种基于嵌入式系统的全自动智能鱼竿及其实现方法。

背景技术

钓鱼作为一种休闲活动已经被越来越多的人所接受，但钓鱼是一种比较强调耐心的活动，想要快速钓上鱼，不仅要靠运气，也要靠经验。传统钓鱼竿不仅需要通过长时间的钓鱼活动才能获得看漂识鱼的能力，而且常常需要几个小时盯着鱼竿不放而不能做其他的事情，对于这样的要求很多人都难以做到。

市场上逐渐出现加装振动传感器的鱼竿，此鱼竿在一定程度上弥补了传统钓鱼竿的不足，但此种鱼竿依然存在很多缺点：此类钓鱼竿检测单一，仅通过震动来检查是否有鱼咬钩，当钓鱼环境恶劣(比如大风天气或者水下走水等)时，单一检测必定会带来很多误判；且此类鱼竿没有监测功能，并不能判定所钓水域是否适合钓鱼；而且此类鱼竿不具备智能遛鱼功能，当遇到大鱼及突发情况时，会断线导致跑鱼。

由于钓鱼是考验技术、耐力、经验的户外运动，因此很多新手对于钓鱼都只能临渊羡鱼，望而却步，极大地降低了钓鱼的乐趣。设计一款适合所有人钓鱼的智能鱼竿是很有必要的，这款鱼竿不仅可以让新手体验到钓鱼的乐趣，也可以为老钓鱼玩家提供休闲的钓鱼模式，使他们在等待大鱼咬钩时，可以同时做其他事情来缓解枯燥的等待时间，并且由于一些稀有品种的鱼类必须通过垂钓的方式才能保证鱼的新鲜度和完整性，但目前市场上的钓鱼竿并不能实现全天候及恶劣环境下钓鱼的功能，因此将会影响此类鱼的产量，由于该鱼竿可以在恶劣环境下实现完全自主钓鱼，因此该鱼竿的设计也将满足此块市场需求。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于嵌入式系统的全自动智能鱼竿及其使用方法。

本发明中一种基于嵌入式系统的全自动智能鱼竿的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：判断是否适宜钓鱼：首先通过设置在靠近鱼钩位置的环境检测模块中温度传感器、光线传感器、深度传感器及溶氧量传感器来测量待钓水域环境指标，然后根据上述测量的环境数据与鱼儿季节性需求相结合，从而判断是否适宜钓鱼。

步骤二：有鱼咬钩时，由于鱼竿会向下倾斜一定的倾角同时产生向下的瞬时加速度，三轴加速度计、三轴磁力计和三轴陀螺仪获取鱼竿姿态信息数据，包括瞬时加速度、角速度；三轴加速度计、三轴磁力计和三轴陀螺仪把采集到的数据传输给第二微控制器；第二微控制器对采集到的角速度和加速度数据采用卡尔曼滤波算法进行滤波去噪，然后对处理后的数据进行融合，转化为欧拉角；第二微控制器将得到的实时欧拉角与目标欧拉角(是一个人为设定的阈值)比较来判定是否有鱼咬钩，并实时将数据通过通讯模块传送给外部设备；当欧拉角大于阈值时，则认为有鱼咬钩，第二微控制器将信号传送给报警单元。

欧拉角转换方式采用四元数法解算，具体如下：

⑴.叉积求解误差：设q0、q1、q2、q3四元数的四个元素，设向量分别为Vx、Vy、Vz是载体坐标系X、Y、Z轴与参考坐标系Z轴之间的余弦，即为陀螺仪积分换算的重力向量，根据余弦矩阵和欧拉角的定义，地理坐标的重力向量转到机体坐标系，参考坐标系Z轴与载体坐标系X、Y、Z轴之间的余弦向量为四元数换算成的方向余弦矩阵的第三列的三个元素，即可得公式(1-1)；

由四元数定义可知q0^2+q1^2+q2^2+q3^2＝1；