CN107479072A - 基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，包括主控模块、用于定位蜂巢箱的定位模块、设置于蜂巢箱内部用于检测温湿度情况的温湿度检测模块和用于对蜂巢箱内部的温湿度进行自动调节的温湿度执行机构，定位模块、温湿度检测模块和温湿度执行机构分别与主控模块相连接，不仅能够实时获取蜂巢箱的位置，并且能够实时检测蜂巢箱内部的温湿度，从而能够及时对蜂巢箱内部的温湿度进行补偿，不仅保证了蜂群的健康成长，还能保证蜂产品的高产，并且大大降低了蜂巢箱的管理难度。
Description
技术领域
本发明涉及蜂巢箱监控领域，特别是一种基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统。
背景技术
温度、湿度等因素与蜂群的生活密切相关，养蜂人员如何根据蜂群生物学特性，创造适合于蜜蜂生活的良好环境，满足蜂群的需要，不仅是保证蜂群健康的关键，也是夺取蜂产品高产的关键。同时面对位置分散并且数量庞大的蜂巢箱,给蜂巢箱的管理也提出了重大挑战。
现有蜂箱监控产品通常只能对蜂巢箱内环境进行监控，当环境温湿度变化过大时无法及时进行补偿，当发现异常情况时，无法及时准确的定位出现异常的蜂巢箱，丢失最佳的处理时机，并且也无法全面的了解蜂巢箱的地理位置分布情况，从而无法对蜂巢箱的布置位置进行合理的优化。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，不仅能够实时获取蜂巢箱的位置，并且能够实时检测蜂巢箱内部的温湿度，从而能够及时对蜂巢箱内部的温湿度进行补偿，不仅保证了蜂群的健康成长，还能保证蜂产品的高产，并且大大降低了蜂巢箱的管理难度。
本发明解决其问题所采用的技术方案是：
基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，包括主控模块、用于定位蜂巢箱的定位模块、设置于蜂巢箱内部用于检测温湿度情况的温湿度检测模块和用于对蜂巢箱内部的温湿度进行自动调节的温湿度执行机构，定位模块、温湿度检测模块和温湿度执行机构分别与主控模块相连接。
进一步，还包括服务云平台和用于与服务云平台进行数据交互的物联网通讯模块，物联网通讯模块与主控模块相连接。
进一步，定位模块包括能够自主定位或者通过与服务云平台配合进行定位的北斗+GPS模块。
进一步，温湿度检测模块包括用于同时检测蜂巢箱内部的温度和湿度的温湿度传感器。
进一步，温湿度执行机构包括用于对蜂巢箱内部的温度进行调整的温度调节模块和用于对蜂巢箱内部的湿度进行调整的湿度调节模块，温度调节模块和湿度调节模块分别与主控模块相连接。
进一步，物联网通讯模块包括GSM模块、LoRA模块和NB-LoT模块中的任意一个或多个，GSM模块、LoRA模块和NB-LoT模块分别与主控模块相连接。
进一步，还包括用于提供工作电源的电源模块，电源模块包括可充电电池和/或太阳能电池，可充电电池和/或太阳能电池连接于主控模块。
本发明的有益效果是：基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，定位模块、温湿度检测模块和温湿度执行机构之间相互配合，不仅能够对位置分散且数量庞大的蜂巢箱进行精准的定位，并且能够及时准确定位出存在温湿度异常的蜂巢箱，从而及时对存在温湿度异常的蜂巢箱进行温湿度的补偿，使得蜂巢箱内部的环境符合蜜蜂的生物学特性，满足蜂群的生长发育需要，保证了蜂群的健康生长。因此，本发明的智能蜂巢箱监控系统，不仅能够实时获取蜂巢箱的位置，并且能够实时检测蜂巢箱内部的温湿度，从而能够及时对蜂巢箱内部的温湿度进行补偿，不仅保证了蜂群的健康成长，还能保证蜂产品的高产，并且大大降低了蜂巢箱的管理难度。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的智能蜂巢箱监控系统的原理图；
图2是主控模块的电路原理图；
图3是物联网通讯模块的电路原理图；
图4是温湿度检测模块的电路原理图。
具体实施方式
参照图1-图4，本发明的基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，包括主控模块1、用于定位蜂巢箱的定位模块2、设置于蜂巢箱内部用于检测温湿度情况的温湿度检测模块3和用于对蜂巢箱内部的温湿度进行自动调节的温湿度执行机构4，定位模块2、温湿度检测模块3和温湿度执行机构4分别与主控模块1相连接。具体地，定位模块2、温湿度检测模块3和温湿度执行机构4之间相互配合，不仅能够对位置分散且数量庞大的蜂巢箱进行精准的定位，并且能够及时准确定位出存在温湿度异常的蜂巢箱，从而及时对存在温湿度异常的蜂巢箱进行温湿度的补偿，使得蜂巢箱内部的环境符合蜜蜂的生物学特性，满足蜂群的生长发育需要，保证了蜂群的健康生长。
当蜂巢箱内部发生较小的温湿度变化时，蜂群会通过其本能的生理反应进行自生的调整，以保证幼蜂能正常发育和羽化，减小患病的机率。但在温湿度变化过大而使得蜂群无法调整时，根据温湿度检测模块3的实时监测数据值，主控模块1会自动启动温湿度执行机构4对蜂巢箱内的温湿度进行补偿，而通过定位模块2的精准定位能力，养蜂人员可以马上找到对应蜂巢箱的准确位置，从而能够对蜂巢箱的地理位置分布情况了如指掌，使得养蜂人员能够很容易发现分布不合理的蜂巢箱并对其做出适当的调整，从而创造适合蜂群生活的良好环境，保证蜂群的健康成长。因此，本发明的智能蜂巢箱监控系统，不仅能够实时获取蜂巢箱的位置，并且能够实时检测蜂巢箱内部的温湿度，从而能够及时对蜂巢箱内部的温湿度进行补偿，不仅保证了蜂群的健康成长，还能保证蜂产品的高产，并且大大降低了蜂巢箱的管理难度。
其中，参照图1，本发明的智能蜂巢箱监控系统，还包括服务云平台5和用于与服务云平台5进行数据交互的物联网通讯模块6，物联网通讯模块6与主控模块1相连接。具体地，物联网通讯模块6能够把由温湿度检测模块3检测到的监控数据和由定位模块2传输过来的定位数据，实时地上传到服务云平台5之中；而养蜂人员则能够通过智能手机和电脑等终端设备实时掌握蜂巢箱内部的环境情况。当某个蜂巢箱的温湿度数据出现异常时，养蜂人员能够通过服务云平台5获知蜂巢箱的定位数据，从而能够在众多的蜂巢箱中准确找到温湿度异常的蜂巢箱，进而能够及时对其进行调整处理。通过对蜂巢箱的全方位实时监控，能轻松创造出适合蜂群生活的良好环境，保证蜂群的健康成长，使蜂产品高产成为可能，并且大大降低蜂巢箱的管理难度。
其中，参照图1，定位模块2包括能够自主定位或者通过与服务云平台5配合进行定位的北斗+GPS模块。具体地，北斗+GPS模块具有两种工作模式：一种是自主定位，另一种是配合服务云平台5进行高精度的定位。当北斗+GPS模块进行自主定位时，北斗+GPS模块自动接收北斗和GPS卫星的导航电文信息并对其进行数据处理，当主控模块1需要时，北斗+GPS模块向其提供当前蜂巢箱的经纬度坐标。当北斗+GPS模块配合服务云平台5进行高精度定位时，北斗+GPS模块首先通过北斗和GPS卫星获得伪距和载波相位的原始数据，接着把该原始数据发送给主控模块1，而主控模块1通过物联网通讯模块6把该原始数据上传至服务云平台5，服务云平台5对该原始数据进行处理，并最终输出蜂巢箱的高精度位置信息。
其中，参照图1和图4，温湿度检测模块3包括用于同时检测蜂巢箱内部的温度和湿度的温湿度传感器。温湿度执行机构4包括用于对蜂巢箱内部的温度进行调整的温度调节模块41和用于对蜂巢箱内部的湿度进行调整的湿度调节模块42，温度调节模块41和湿度调节模块42分别与主控模块1相连接。具体地，当温湿度传感器检测到蜂巢箱内部的温湿度出现异常时，在主控模块1的控制下，温度调节模块41和湿度调节模块42能够同步进行工作，从而对蜂巢箱的内部环境进行加热、降温、加湿和除湿等补偿处理，使得蜂巢箱内的温湿度能够保持在舒适的范围。
其中，参照图1和图3，物联网通讯模块6包括GSM模块、LoRA模块和NB-LoT模块中的任意一个或多个，GSM模块、LoRA模块和NB-LoT模块分别与主控模块1相连接。具体地，对于不同的应用环境，可根据下表对应选择不同通讯特性的物联网通讯模块6：
其中，参照图1，本发明的智能蜂巢箱监控系统，还包括用于提供工作电源的电源模块7，电源模块7包括可充电电池71和/或太阳能电池72，可充电电池71和/或太阳能电池72连接于主控模块1。具体地，可充电电池71和/或太阳能电池72能够为整个智能蜂巢箱监控系统提供必要的工作电源，而主控模块1则能够根据整个智能蜂巢箱监控系统的工作状态，对可充电电池71和/或太阳能电池72进行开启或关闭操作。当可充电电池71的电压低于10％时，主控模块1会打开物联网通讯模块6和北斗+GPS模块，并上传低电压报警信息和蜂巢箱位置信息到服务云平台5；当周围环境阳光足够充足时，主控模块1会开启太阳能电池72，太阳能电池72在对智能蜂巢箱监控系统提供工作电源之外，还同时对可充电电池71进行充电处理。
在本实施例中，主控模块1由低功耗单片机STM8S103F2及其外围电路组成；物联网通讯模块6主要由SOC芯片RDA8955L及其外围电路构成；北斗+GPS模块通过UART数据总线与主控模块1相连接；温湿度传感器通过I2C数据总线与主控模块1相连接。
本发明的智能蜂巢箱监控系统在进行工作时，可通过远程自行配置主控模块1关于温湿度调整的工作时间，例如主控模块1大约每间隔30s自动唤醒并读取温湿度传感器的温度值和湿度值，并将温度值和湿度值进行暂存，当检测到的温度值低于34度时，主控模块1会打开温度调节模块41进行适当的加热升温，当蜂巢箱内部的温度值达到34度时，温度调节模块41停止加热；当检测到的温度值高于35度时，主控模块1会打开温度调节模块41进行通风降温，当蜂巢箱内部的温度值降至35度时，温度调节模块41停止通风。当蜂巢箱内部的湿度值大于90％或小于40％时，主控模块1会打开湿度调节模块42进行抽湿或加湿，以保证蜂巢箱内部的湿度值稳定在40％-90％之间。当主控模块1在空闲时会自动进入休眠状态。此外，还可以通过远程自行配置主控模块1关于上传定位数据的工作时间，例如主控模块1大约每间隔1小时打开物联网通讯模块6和北斗+GPS模块，通过北斗+GPS模块获取与蜂巢箱位置相关的信息，并把该位置信息和暂存的温湿度数据一起通过物联网通讯模块6上传至服务云平台5，当数据上传完成后，主控模块1会立即关闭物联网通讯模块6和北斗+GPS模块，随后返回休眠状态。
因此，本发明的智能蜂巢箱监控系统，具有以下的优点：
1、智能：本发明的智能蜂巢箱监控系统，能根据实时监控的温湿度数据进行自动精确补偿，基本无需人工干预，并且在出现温湿度异常时，能够自动上传报警信息，从而能够及时提示养蜂人员；
2、高效：通过利用北斗+GPS模块对蜂巢箱进行高精度的定位，能够高效的对蜂巢箱进行管理，并且能够结合各个蜂巢箱的历史温湿度监控数据，及时发现分布不合理的蜂巢箱并对其做出适当的调整；
3、易于维护：本发明的智能蜂巢箱监控系统，能够根据当前的工作状态动态开启或关闭相关的功能模块，使耗电量降到最低，让可充电电池71的使用时间更长，并结合太阳能电池72进行充电，保证长时间都不需要额外的充电或更换电池，大大降低了维护的成本。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，其特征在于：包括主控模块(1)、用于定位蜂巢箱的定位模块(2)、设置于蜂巢箱内部用于检测温湿度情况的温湿度检测模块(3)和用于对蜂巢箱内部的温湿度进行自动调节的温湿度执行机构(4)，所述定位模块(2)、温湿度检测模块(3)和温湿度执行机构(4)分别与所述主控模块(1)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，其特征在于：还包括服务云平台(5)和用于与所述服务云平台(5)进行数据交互的物联网通讯模块(6)，所述物联网通讯模块(6)与所述主控模块(1)相连接。
3.根据权利要求2所述的基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，其特征在于：所述定位模块(2)包括能够自主定位或者通过与所述服务云平台(5)配合进行定位的北斗+GPS模块。
4.根据权利要求1所述的基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，其特征在于：所述温湿度检测模块(3)包括用于同时检测蜂巢箱内部的温度和湿度的温湿度传感器。
5.根据权利要求1所述的基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，其特征在于：所述温湿度执行机构(4)包括用于对蜂巢箱内部的温度进行调整的温度调节模块(41)和用于对蜂巢箱内部的湿度进行调整的湿度调节模块(42)，所述温度调节模块(41)和湿度调节模块(42)分别与所述主控模块(1)相连接。
6.根据权利要求2所述的基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，其特征在于：所述物联网通讯模块(6)包括GSM模块、LoRA模块和NB-LoT模块中的任意一个或多个，所述GSM模块、LoRA模块和NB-LoT模块分别与所述主控模块(1)相连接。
7.根据权利要求1-6任一所述的基于高精度北斗定位系统的智能蜂巢箱监控系统，其特征在于：还包括用于提供工作电源的电源模块(7)，所述电源模块(7)包括可充电电池(71)和/或太阳能电池(72)，所述可充电电池(71)和/或太阳能电池(72)连接于所述的主控模块(1)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20180330 Address after: Baoan District Xixiang street Shenzhen city Guangdong province 518126 Bao Tian Industrial Zone Baoshu science and Technology Industrial Park 5 building six floor A Applicant after: SHENZHEN UNIQUE SKY TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 529100 Guangdong Province, Jiangmen Jianghai WAIHAI Street Longxi Road No. 388 two storey office building Applicant before: GUANGDONG UNIQUESKY INFORMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518126 A, six floor, 4 building, Shenzhen science and Technology Industrial Park, Baoan District Xixiang street, Bao Tian Industrial Zone, Xixiang Applicant after: SHENZHEN UNIQUE SKY TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 518126 A, six floor, 5 building, Shenzhen science and Technology Industrial Park, Baoan District Xixiang street, Bao Tian Industrial Zone, Xixiang Applicant before: SHENZHEN UNIQUE SKY TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171215 |