中蜂蜂箱中異常監測及報警系統的製作方法

2023-11-11 22:15:52

本發明涉及一種中蜂蜂箱中異常監測及報警系統。

背景技術：

近年來，採用蜂箱方式進行人工養蜂的規模日益壯大，從事該項工作的人數日益增多，它對於落實精準扶貧政策、促進農民增收和地方產業發展都具有重要的意義。目前，大多數蜂箱為木質結構，蜂蜜採集方式較為原始，經常需要開箱了解蜜蜂的生長狀況，耗費了大量的人力物力。

技術實現要素：

針對上述技術問題，本發明提供了一種中蜂蜂箱中異常監測及報警系統，其可以很好地對蜂箱的溫溼度、噪音等環境情況進行實時監測，遠程了解蜂箱的情況，便於做好各項應對工作。

本發明提供的技術方案為：

一種中蜂蜂箱中異常監測及報警系統，包括：

多個傳感器單元，每個傳感器單元對應於一個蜂箱，每個蜂場內設置有多個蜂箱：

所述傳感器單元，其用於檢測所述蜂箱的環境參數，並生成傳感器數據，其中，所述傳感器單元包括設置於所述蜂箱內部的第一溫度傳感器單元、第一溼度傳感器單元和第一噪聲傳感器單元以及設置於所述蜂箱外部的第二溫度傳感器單元、第二溼度傳感器單元和第二噪聲傳感器單元；

近端人機互動界面，其通過伺服器連入廣域網，且所述近端人機互動界面與所述中央控制單元通信連接，所述近端人機互動界面包括多個第一正常燈和多個第一異常燈，每個第一正常燈和每個第一異常燈對應於一個蜂箱；

遠程監控系統，其與所述近端人機互動界面組成區域網，通過無線網絡連接，所述遠程監控系統包括對於多個蜂場的多個第二正常燈和多個第二異常燈，每個第二正常燈和每個第二異常燈對應於一個蜂場內的一個蜂箱；

中央控制單元，其與所述傳感器單元直接通過電信號連接，所述中央控制單元對所述傳感器數據進行分析比較，當所述中央控制單元判斷出所述傳感器數據異常，則控制所述第一正常燈滅，而所述第一異常燈亮，並控制所述第二正常燈滅，而所述第二異常燈亮；當所述中央控制單元判斷出所述傳感器數據正常，則控制所述第一正常燈亮，而所述第一異常燈滅，並控制所述第二正常燈亮，而所述第二異常燈滅。

優選的是，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，所述近端人機互動界面還包括第一外置蜂鳴器，所述遠程監控系統還包括第二外置蜂鳴器，其中，當所述第一異常燈亮，而所述第一正常燈滅，則所述第一外置蜂鳴器響，當所述第二異常燈亮，而所述第二正常燈滅，則所述第二外置蜂鳴器響。

優選的是，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統，還包括：

雲平臺，所述中央控制單元通過無線網絡將所述蜂箱的各項傳感器數據發送至所述雲平臺；

移動app模塊，其用於查看所述蜂箱的所述傳感器數據，並且用於查看所述傳感器數據隨時間變化的曲線圖；

網頁模塊，其用於查看所述蜂箱的所述傳感器數據，並且用於查看所述傳感器數據隨時間變化的曲線圖。

優選的是，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，所述中央控制單元為由太陽能電池供電。

優選的是，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，所述中央控制單元每隔10分鐘將一組傳感器數據上傳至所述雲平臺。

優選的是，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，每個蜂場設置有50個蜂箱，該50個蜂箱的傳感器單元設置成：所有蜂箱的傳感器單元的檢測範圍覆蓋以50米為半徑的範圍內所有的蜂箱。

優選的是，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，當所述中央控制單元判斷出所述傳感器數據異常，所述中央控制單元還向運行所述移動app模塊的移動終端發送簡訊或郵件，進行報警提示。

本發明所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統可以很好地對蜂箱的溫溼度、噪音等環境情況進行實時監測，遠程了解蜂箱的情況，便於做好各項應對工作。本發明實現了對多個蜂場內的多個蜂箱的高效自動監控。

附圖說明

圖1為本發明所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統的整體結構圖；

圖2為本發明所述的近端人機互動界面的示意圖；

圖3為本發明所述的遠程監控系統的示意圖；

圖4為本發明所述的原始數據分析結構圖；

圖5為本發明所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統的另一個實施例的原理圖；

圖6(a)為本發明所述的移動app模塊上所展示的蜂箱噪音曲線，圖6(b)為本發明所述的移動app模塊上所展示的蜂箱溼度曲線，圖6(c)為本發明所述的移動app模塊上所展示的蜂箱溫度曲線；

圖7為本發明所述的移動app模塊的界面。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

如圖1至圖4所示，本發明提供一種中蜂蜂箱中異常監測及報警系統，包括：多個傳感器單元，每個傳感器單元對應於一個蜂箱，每個蜂場內設置有多個蜂箱：所述傳感器單元，其用於檢測所述蜂箱的環境參數，並生成傳感器數據，其中，所述傳感器單元包括設置於所述蜂箱內部的第一溫度傳感器單元、第一溼度傳感器單元和第一噪聲傳感器單元以及設置於所述蜂箱外部的第二溫度傳感器單元、第二溼度傳感器單元和第二噪聲傳感器單元；近端人機互動界面，其通過伺服器連入廣域網，且所述近端人機互動界面與所述中央控制單元通信連接，所述近端人機互動界面包括多個第一正常燈和多個第一異常燈，每個第一正常燈和每個第一異常燈對應於一個蜂箱；遠程監控系統，其與所述近端人機互動界面組成區域網，通過無線網絡連接，所述遠程監控系統包括對於多個蜂場的多個第二正常燈和多個第二異常燈，每個第二正常燈和每個第二異常燈對應於一個蜂場內的一個蜂箱；中央控制單元，其與所述傳感器單元直接通過電信號連接，所述中央控制單元對所述傳感器數據進行分析比較，當所述中央控制單元判斷出所述傳感器數據異常，則控制所述第一正常燈滅，而所述第一異常燈亮，並控制所述第二正常燈滅，而所述第二異常燈亮；當所述中央控制單元判斷出所述傳感器數據正常，則控制所述第一正常燈亮，而所述第一異常燈滅，並控制所述第二正常燈亮，而所述第二異常燈滅。

請看圖4，本發明利用成熟的溫溼度傳感器以及噪聲傳感器模塊測量蜂箱內外的相關數值，採集的數據通過控制器發送給工控機，工控機對採集到的數據進行曲線擬合、對比分析，判斷其差異性(即判斷溫度、溼度以及噪音是否出現異常)。圖4中，將設置於所述蜂箱內部的第一溫度傳感器單元、第一溼度傳感器單元和第一噪聲傳感器單元稱為箱內傳感器單元，將設置於蜂箱外部的第二溫度傳感器單元、第二溼度傳感器單元和第二噪聲傳感器單元稱為箱外傳感器單元。

本發明中中央控制單元可以由控制器和工控機一起實現。而在判斷過程中，原始數據的取得最好要在不同的環境工況下進行充分的測試，真正取得大量的第一手資料；同時，特殊情況下要模擬外部的擾動：比如噪聲、震動等對蜂群的影響。

每一個蜂箱異常時，對應於該蜂箱的第一異常燈和第二異常燈亮，第一正常燈和第二正常燈滅，從而提醒工作人員蜂箱出現異常。

本發明的技術方案中，各個檢測單元(即傳感器單元)相互獨立，中央控制單元和檢測單元之間直接電信號連接；中央控制單元和近端人機互動界面之間使用rs485通訊或者採用無線通訊方式；近端人機互動界面和遠程監控系統之間組成區域網，各近端交互界面通過伺服器接入廣域網，遠程監控系統和人機互動界面之間通過無線網絡傳輸。

在一個優選的實施例中，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，所述近端人機互動界面還包括第一外置蜂鳴器，所述遠程監控系統還包括第二外置蜂鳴器，其中，當所述第一異常燈亮，而所述第一正常燈滅，則所述第一外置蜂鳴器響，當所述第二異常燈亮，而所述第二正常燈滅，則所述第二外置蜂鳴器響。

每一個蜂箱異常時，對應於該蜂箱的第一異常燈和第二異常燈亮，第一正常燈和第二正常燈滅，同時第一外置蜂鳴器和第二外置蜂鳴器響(使能情況下)。

請看圖5，圖6(a)至圖6(c)以及圖7，在一個優選的實施例中，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統，還包括：雲平臺，所述中央控制單元通過無線網絡將所述蜂箱的各項傳感器數據發送至所述雲平臺；移動app模塊，其用於查看所述蜂箱的所述傳感器數據，並且用於查看所述傳感器數據隨時間變化的曲線圖；網頁模塊，其用於查看所述蜂箱的所述傳感器數據，並且用於查看所述傳感器數據隨時間變化的曲線圖。

該實施例以50個蜂箱為一組，對50米範圍內所有蜂箱的環境變量做監測。在每個蜂箱中利用nodemcu模塊(即中央控制單元)以及溫溼度傳感器和噪音傳感器，將相關信號收集後利用網絡編程，通過gsm轉wifi路由器將數據發送給雲端onenet雲平臺。通過相關移動app模塊實時看到蜂箱的各項傳感器數據，同時也可以通過web網頁進行查看，了解傳感器數據隨時間變化的曲線圖。

該實施例中，第一溫度傳感器單元和第一溼度傳感器單元由一個dht22溫溼度傳感器實現；第二溫度傳感器單元和第二溼度傳感器單元也可以由一個dht22溫溼度傳感器實現。

通過該系統，監測人員可在任何地方通過大數據終端，利用手機app(即移動app模塊)或者電腦軟體24小時對分散在野外的大規模蜂箱群情況進行集中監控，操作方便，組網能力強。在數據出現異常後再對蜂箱進行處理，大大降低了人工作業量。

在一個優選的實施例中，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，所述中央控制單元為由太陽能電池供電。

因為蜂箱通常放置在野外，不可進行接線供電，故採用18650電池(即太陽能電池)進行充電，該18650電池由太陽能板充電。

在一個優選的實施例中，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，所述中央控制單元每隔10分鐘將一組傳感器數據上傳至所述雲平臺。

同時單組傳感器數據每10分鐘上傳一次到終端，其他時間採用模塊休眠機制，將耗電量降到最低。同時設置了超限報警功能。

在一個優選的實施例中，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，每個蜂場設置有50個蜂箱，該50個蜂箱的傳感器單元設置成：所有蜂箱的傳感器單元的檢測範圍覆蓋以50米為半徑的範圍內所有的蜂箱。

在一個優選的實施例中，所述的中蜂蜂箱中異常監測及報警系統中，當所述中央控制單元判斷出所述傳感器數據異常，所述中央控制單元還向運行所述移動app模塊的移動終端發送簡訊或郵件，進行報警提示。

系統採用觸發機制，傳感器數據超標後可向監測人員發送簡訊或郵件進行報警提示，以便相關人員做出及時反應。

儘管本發明的實施方案已公開如上，但其並不僅僅限於說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用於各種適合本發明的領域，對於熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同範圍所限定的一般概念下，本發明並不限於特定的細節和這裡示出與描述的圖例。