智能蜂箱管理系統(tǒng) ——蜜蜂之家

1“蜜蜂之家”工作原理

本文介紹的“蜜蜂之家”對(duì)活框蜂箱進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和 智能化改造，使之成為智能化蜂箱，以此構(gòu)建信息化管理養(yǎng) 蜂場(chǎng)的最小個(gè)體。作品蜂箱管理系統(tǒng)由多蜂箱控制平臺(tái)和 Web網(wǎng)站構(gòu)成。通過(guò)無(wú)線串口定時(shí)逐個(gè)訪問(wèn)蜂場(chǎng)內(nèi)所有蜂箱, 獲取智能化蜂箱內(nèi)的溫度、濕度和蜂箱的重量等參數(shù)。多蜂 箱控制平臺(tái)將蜂場(chǎng)內(nèi)所有蜂箱參數(shù)綜合處理后，通過(guò)HTTP 協(xié)議和自主設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)包格式將數(shù)據(jù)同步到Web網(wǎng)站。蜂農(nóng) 或蜂場(chǎng)管理人員均可以通過(guò)蜂箱管理網(wǎng)站獲取多角度的數(shù)據(jù) 處理結(jié)果。作品還設(shè)計(jì)了一套太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，滿足轉(zhuǎn)地養(yǎng)蜂 的用電接入需求。其系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。

2具體實(shí)施

2.1蜂箱結(jié)構(gòu)優(yōu)化

2.1.1平面隔王板穩(wěn)固巢框設(shè)計(jì)

在搬運(yùn)或運(yùn)輸蜂箱過(guò)程中，蜂車強(qiáng)烈顛簸或碰撞會(huì)造成 巢脾的跳動(dòng)，使蜜蜂躁動(dòng)，蜂箱內(nèi)溫度升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成 跑蜂和分蜂。作品在隔王板兩邊近邊緣添加固定橫木，加固 巢框與蜂箱連接，防止轉(zhuǎn)運(yùn)蜂箱時(shí)巢框跳動(dòng)。

2.1.2巢框固定齒狀嵌合設(shè)計(jì)

在蜂箱搬運(yùn)或運(yùn)輸過(guò)程中，會(huì)造成巢脾之間距離產(chǎn)生變 化，造成巢脾相互擠壓，在堵死蜂路的同時(shí)，也使生活在相 鄰巢脾上的蜜蜂擠壓死亡。作品在巢框橫梁與底部?jī)蓚?cè)增加 尖角與凹槽，巢框橫梁左右兩端尖角與凹槽方向相反，尖角 與凹槽可以相互嵌合，保證巢框最小間距。

2.2螺旋伸縮固定腳設(shè)計(jì)

在蜂箱底座四腳安裝螺旋伸縮支撐腳，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺桿, 可以調(diào)節(jié)四腳高度，每只腳有150 mm伸縮余量，可以滿足在 許多地形的平穩(wěn)放置，最大可放置斜坡角度為19°。

2.3蜂箱的智能化改造

由于平面隔王板位于活框蜂箱的中心，對(duì)信息的采集及環(huán) 境的調(diào)控都十分有利，所以作品對(duì)活框蜂箱的智能化改造主要 集中在平面隔王板上。自主設(shè)計(jì)的新型平面隔王板具有檢測(cè)及 調(diào)控蜂箱內(nèi)溫度、濕度，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。在蜂箱下方設(shè) 計(jì)了稱重底盤(pán)，用于檢測(cè)蜂箱重量，通過(guò)一定的算法可較準(zhǔn)確 的計(jì)算出蜂箱內(nèi)的蜂蜜產(chǎn)量。改造好的智能蜂箱如圖2所示。

3基于智能蜂箱的管理系統(tǒng)

在構(gòu)建智能化蜂箱的基礎(chǔ)上，本作品又以其為個(gè)體，設(shè) 計(jì)了一套蜂箱管理系統(tǒng)。蜂箱管理系統(tǒng)由多蜂箱控制平臺(tái)和 蜂箱管理Web網(wǎng)站構(gòu)成，兩者之間通過(guò)GPRS進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。 蜂箱管理系統(tǒng)是作品設(shè)計(jì)信息化蜜蜂養(yǎng)殖的用戶直接接入端。 用戶可以通過(guò)多蜂箱控制平臺(tái)在蜂場(chǎng)對(duì)蜂箱進(jìn)行組網(wǎng)管理， 也可以通過(guò)短信與之交互進(jìn)行管理。

4創(chuàng)新點(diǎn)和市場(chǎng)前景

4.1新型平面隔王板設(shè)計(jì)

在保證傳統(tǒng)平面隔王板的功能的同時(shí)，設(shè)計(jì)了方便裝拆 的風(fēng)扇插槽、控制盒接口和供電控制集線槽。設(shè)計(jì)充分地利用 了平面隔王板在蜂箱內(nèi)中心的位置優(yōu)勢(shì)，使溫濕度監(jiān)測(cè)與調(diào)控 均能達(dá)到最好的效果。在平面隔王板上進(jìn)行智能化改造，避 免了蜂箱主體的更換，節(jié)約成本。

4.2蜂箱多參數(shù)傳感融合應(yīng)用

智能化蜂箱融合了溫度傳感、濕度傳感和重量傳感等傳 感技術(shù)，定時(shí)監(jiān)測(cè)蜜蜂生活生產(chǎn)環(huán)境，及時(shí)反映蜂農(nóng)最關(guān)心 的蜂箱內(nèi)參數(shù)。相對(duì)蜂農(nóng)頻繁通過(guò)打開(kāi)蜂箱肉眼觀察依靠經(jīng) 驗(yàn)判斷蜂群及巢脾蜜量，該應(yīng)用可以科學(xué)地將反映蜂箱內(nèi)環(huán) 境參數(shù)，減少蜂農(nóng)開(kāi)箱對(duì)蜜蜂造成的干擾，并能幫助蜂農(nóng)科 學(xué)合理地取蜜。

4.3 一對(duì)多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想

從多蜂箱控制平臺(tái)與智能化蜂箱的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到蜂箱管理 Web網(wǎng)站與蜂箱管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都是點(diǎn)到多點(diǎn)(PTMP) 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路的體現(xiàn)。點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有易于維護(hù)、安 全性高等特點(diǎn)，適宜主從關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)Web站點(diǎn)對(duì)多蜂 箱系統(tǒng)的管理對(duì)養(yǎng)蜂技術(shù)交流、全國(guó)性區(qū)域性分析等方面都 有重要的意義。Web站點(diǎn)的部分信息公開(kāi)化，還能為蜂蜜質(zhì) 量判定提供輔助材料。

4.4市場(chǎng)前景

該“蜜蜂之家”將大量蜂箱互聯(lián)統(tǒng)一管理，可以減少人 力投入，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，大幅度減少開(kāi)箱次數(shù)，減少蜂箱內(nèi) 環(huán)境的人為干擾，增加了蜂業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)性，對(duì)蜂業(yè)生產(chǎn)有 實(shí)際的指導(dǎo)意義。隨著蜂業(yè)生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，科學(xué)性的提升, 有利于蜂農(nóng)投入更少人力為蜜蜂營(yíng)造更適宜的環(huán)境，掌握更 適宜的搖蜜時(shí)機(jī)。使用蜜蜂之家的使用不僅可以節(jié)約成本, 還可以使增加蜂蜜產(chǎn)量，同時(shí)也有利于蜂蜜質(zhì)量的提升，故 市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。

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