文档介绍：基于NB-IoT技术的智能养蜂系统设计与应用
摘 要:当前,蜂农主要采用传统蜂箱进行蜜蜂养殖,蜂蜜的产量和质量基本依赖于养蜂者的个人经验,蜂农养蜂收益参差不齐;其次,当地主管部门对蜜蜂养殖缺乏有效监管手段,无法实时获取蜜蜂养殖
夏季高温期间,蜂箱的温度极易超过40 ℃,如果蜂箱环境温度过高,极易引发蜜蜂死亡或患病。进入冬季后,外界温度变低,当环境温度低于0 ℃时,将难以保障蜂群安全过冬。
采用传统蜂箱,在夏季或冬季,蜂农只能在养蜂现场人工检查温度情况后,采取人工辅助降温或保温防护措施。如果异常情况发现不及时,将导致很大的蜂群损失。
采用智能蜂箱后,内置温湿度传感器将实时采集蜂箱内部温湿度,通过窄带物联网技术,将数据传输到统一管理平台和蜂农APP,实现对蜂箱温度的实时监测。平台侧根据四季变化设置不同的告警温度,当温度高于、低于标准时,即通过手机APP、短信推送进行告警。
温度传感器工作量程为-40~80 ℃,测量误差为± ℃,
分辨率(最小刻度) ℃;湿度传感器工作量程为0~100%RH,测量误差为±5%,分辨率(最小刻度)为1%。
(2)巢框蜂蜜称重 一个蜂箱内可放置8~10个巢框,蜜蜂会在巢框上繁殖幼虫,并把采集的蜂蜜存储在巢框上。传统模式下,蜂农需要不定期地打开蜂箱,查看巢框上蜜蜂密度、蜂蜜的存储程度。无规律地开箱会惊吓蜜蜂,造成蜜蜂的误伤亡,影响产蜜的进度及质量。
智能蜂箱在巢框下方沿蜂箱边框安装金属承重条,金属承重条将重量传递至位于蜂箱四角的金属压力传感器。压力传感器将重量数据通过蜂箱数据采集DTU上传至管理平台,从而方便蜂农监测蜜蜂产蜜的进度,给主管部门提供监管数据。管理平台可以通过数据学****策略配置,预测每个蜂箱的最佳开箱采蜜或者添加空巢框的时间,减少对蜜蜂的惊吓,维持箱体内正常的温度。
(3)蜂箱定位
在养殖的过程中,蜂农会根据花盛开的程度、次序,安排蜂箱进行转场。主管部门也需要了解蜂农的大体分布位置、鲜花的分布情况、开花的时序进度,从而进行大数据分析,对养蜂业进行指导。系统依托电信基站定位技术,获取每个蜂箱位置信息,了解蜂场分布情况,从而方便主管单位、蜂农安排采蜜计划。
3 系统应用效果
智能蜂箱数据采集终端采用IP65等级的密封工艺,保证适应蜂箱户外恶劣环境要求。运用NB-IoT技术低功耗特性,并优化智能蜂箱数据传输模型,减小数据传送量,降低终端用电功耗。经严格测试,试用期间智能养蜂系统运行稳定,电池供电模式下预计供电时长为3年,智能蜂箱产品的技术实用性得到确认。
借助改进的智能養蜂系统,蜂农能及时获知蜂箱内温湿度状况及蜜蜂采蜜进度,有效地提高了蜂农的养殖效率,降低了蜜蜂的无谓死亡率;主管部门能加强对蜜蜂养殖监管,精准制定养蜂扶植政策,切实落实养蜂扶贫的工作。
4 推广价值
(1)将信息化技术与传统蜂箱相结合,通过温湿度传感器、称重传感器采集蜂箱养殖环境信息,实现养蜂智能化。
(2)采用NB-IoT技术,优化改进现有智能养蜂系统当中的通信技术,充分发挥其覆盖广及功耗低的特性,提高产品的实用推广度。
(3)建设蜂群行为数据分析及预判模型,为蜂农养蜂提供有效的管理手段,实时了解