Разработка технологии автоматизированного мониторинга пространственного распределения и оценки биомассы рыбных ресурсов с помощью сети автономных измерительных станций

Цель: разработать программно-аппаратный комплекс для оценки пространственного распределения биомассы рыб. Разработана конструкторская и технологическая документация непотопляемого корпуса рабочей станции (РС) системы мониторинга рыбных скоплений (СМРС) с герметичными отсеками для размещения электроники и элементов питания. Масса оборудования и крепежных элементов, которые будут смонтированы на корпусе станции, составила 30 кг. Предполагаемая масса корпуса составит 35 кг, с учетом коэффициента запаса требуемое водоизмещение - 100 л. Определены параметры микроконтроллеров, радиомодуля для получения и передачи данных, эхолота, приемника GPS/GLONASS, флэш-памяти, АИС, датчиков влажности, акселерометра с гироскопом, аварийного светового маяка и системы питания. Предложена общая принципиальная схема, построенная по иерархическому принципу и объединяющая указанные модули. Произведен расчет потребляемой мощности рабочей и базовой станций. Показано, что информация рабочих станций будет храниться во встроенной флеш-памяти РС СМРС в виде ротирующегося архива файлов с фрагментами эхограмм длительностью 1 ч. Именование файлов происходит автоматически и содержит трехзначный серийный номер станции, дату и время начала записи. По мере формирования файлы эхограмм передают на базовую станцию, где их обрабатывают и каталогизируют. Изготовлены опытные образы рабочих и базовой станций СМРС. Разработан и реализован программным способом с использованием электронного гироскопа-акселерометра механизм стабилизации СМРС для использования в морских условиях. Предложена архитектура облачного интеграционного сервиса, позволяющего объединять информацию с базовых станций СМРС. HTTP-запросы обрабатываются на бэкенде облачного интегрального сервиса СМРС, что приводит к изменению соответствующих данных на NoSQL системы управления базами данных Apache Cassandra, а также Apache Kafka, которая управляет порядком вызова триггеров. Разработана программа испытаний и проведены испытания опытных образцов рабочих и базовой станций СМРС в лабораторных условиях и проведена их доработка. Предложены программа и методика проведения испытаний опытных образцов рабочих и базовой станций СМРС на природных водоемах, цель которых - подготовка системы к вводу в опытную эксплуатацию. Подготовка включала мероприятия по тестированию функционирования подсистем рабочих станций в естественных условиях, калибровку гидроакустической подсистемы, анализ результатов мониторинга пространственного распределения рыбных ресурсов в сравнении с данными, полученными другими методами. По результатам испытаний на оз. Плещеево проведена корректировка конструкторской документации и программного обеспечения СМРС. Даны методические рекомендации по применению СМРС на природных водоемах. Поданы две заявки на патенты на способ определения пространственного распределения биомассы рыб (№ 2018146466) и автономную измерительную станцию (№ 2018146468).