CN110213366A - 一种基于物联网的蜜蜂养殖系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，包括云管理平台、移动终端、网络通讯设备、云端服务器、蜂场监测设备，云管理平台运行于云端服务器，移动终端通过通讯网络或网络通讯设备与云端服务器相连接以访问云管理平台，蜂场监测设备通过网络通讯设备与云端服务器进行数据交互，云管理平台用于分析处理蜂场监测数据，管理蜂场信息；移动终端用于识别蜂箱上的RFID标签获取蜂箱信息，访问云管理平台以获取服务；蜂场监测设备包括野外监测设备以及蜂箱监测设备，野外监测设备用于监测蜂场环境数据，蜂箱监测设备用于监测蜂箱环境数据，本发明利用物联网、云计算技术改变了传统的蜜蜂养殖方式，实现了信息化管理。

Description

一种基于物联网的蜜蜂养殖系统

技术领域

本发明涉及蜜蜂养殖技术领域，尤其涉及一种基于物联网的蜜蜂养殖系统。

背景技术

人类养殖蜜蜂的历史已有数千年，中国也是养蜂大国，养蜂是国内许多专业养蜂场的重要经济来源，蜜蜂养殖需要考虑许多因素，特别是养蜂场所的环境条件，对于养蜂的成败和蜂产品的产量至关重要，目前在蜜蜂养殖行业，养殖过程中的诸多问题往往依靠蜂农的个人经验解决，且养蜂场地多设于人迹罕至的户外，管理上存在诸多弊端和不便，如何利用当前十分火热的物联网、云计算等技术，对传统蜜蜂养殖方式进行革新，实现信息化管理，十分值得研究。

发明内容

鉴以此，本发明的目的在于提供一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，以至少解决以上问题。

一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，包括软件系统以及硬件设备，所述软件系统包括云管理平台，所述硬件设备包括移动终端、网络通讯设备、云端服务器、蜂场监测设备，所述云管理平台运行于云端服务器，所述移动终端通过通讯网络或网络通讯设备与云端服务器相连接以访问所述云管理平台，所述蜂场监测设备通过网络通讯设备与云端服务器进行数据交互，

所述云管理平台用于分析处理蜂场监测数据，管理蜂场信息；

所述移动终端用于识别蜂箱上的RFID标签获取蜂箱信息，访问云管理平台以获取服务；

所述蜂场监测设备包括野外监测设备以及蜂箱监测设备，所述野外监测设备用于监测蜂场环境数据，所述蜂箱监测设备用于监测蜂箱环境数据，获取蜜蜂生产、繁殖信息。

进一步的，所述云管理平台包括数据处理模块、数据分析模块、蜂场监测模块、存储模块，

所述数据处理模块用于接收蜂场监测设备上传的蜂场监测数据并传输至数据分析模块，还用于处理移动终端发起的服务请求；

所述数据分析模块用于分析蜂场监测数据，生成相应的分析报告；

所述蜂场监测模块用于实现对蜂场的远程实时监控；

所述存储模块用于建立蜂场的多维数据库，所述多维数据库用于存储蜂场的基本信息和监测数据。

进一步的，所述野外监测设备包括照度传感器、第一温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、监控摄像头、第一控制器，所述照度传感器、第一温湿度传感器、风速传感器、风向传感器分别与所述第一控制器相连接以传输数据，所述第一控制器、监控摄像头分别通过网络通讯设备向云端服务器传输监测数据。

进一步的，所述蜂箱监测设备包括第二温湿度传感器、蜂脾监测设备以及第二控制器，所述第二温湿度控制器、蜂脾监测设备设于蜂箱内，所述第二温湿度控制器、蜂脾监测设备分别与第二控制器相连接，所述第二控制器通过网络通讯设备与云端服务器进行数据交互，所述蜂脾监测设备用于对蜂脾上各个蜂房进行监测，获取蜜蜂生产、繁殖信息。

进一步的，所述网络通讯设备包括无线路由器以及低功耗网络设备，蜂场监测设备通过所述低功耗网络设备向无线路由器发送监测数据，所述无线路由器通过无线网络与云端服务器进行数据交互

进一步的，所述蜂箱箱身上设有RFID标签，所述RFID标签内存储有蜂箱的唯一识别信息，所述蜂箱的唯一识别信息与第二控制器的唯一识别信息建立有一一对应的绑定关系。

进一步的，所述蜂脾监测设备包括光发射设备和光检测设备，所述光发射设备包括一平板，所述平板的一面设有若干个光发射器，所述光检测设备包括一平板，所述平板的一面设有若干个光敏接收器，所述光发射设备设有光发射器的一面与光检测设备设有光敏接收器的一面相对设置，所述光检测设备、光发射设备分别与所述第二控制器相连接。

进一步的，所述光发射设备和光检测设备分别设于蜂箱内蜂脾的两面，所述光发射设备向蜂脾照射光线，光线穿透蜂脾被光检测设备接收，光线穿透蜂脾时根据蜂房内容物的不同其强度随之发生变化，光敏接收器根据入射光强度产生相应的电信号传输至第二控制器。

进一步的，所述蜂脾监测设备还包括第一电动滑台，所述第一电动滑台设于蜂箱内蜂脾的下方，第一电动滑台的导轨上设有可沿导轨往复运动的第一工作台和第二工作台，所述第一工作台、第二工作台上分别竖直设置有第二电动滑台、第三电动滑台，所述第二电动滑台和第三电动滑台上分别设有可沿滑台导轨上下移动的第三工作台和第四工作台，所述第三工作台、第四工作台上分别固定连接所述光发射设备和光检测设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，所述系统基于物联网技术，通过蜂场监测设备分别对蜂场周遭环境以及蜂箱内部环境进行实时监测，并通过建立云管理平台对蜂场监测数据进行处理，利用云计算技术提供远程监控、养殖数据分析等信息化服务，蜂农或科研工作者可以使用移动终端通过网络方便地访问云管理平台并使用相关服务，所述系统功能完善，适用范围广，推广应用价值高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的蜜蜂养殖系统整体结构示意图。

图2是本发明实施例的野外监测设备整体结构示意图。

图3是本发明实施例的蜂箱监测设备整体结构示意图。

图4是本发明实施例的蜂脾监测设备整体结构示意图A。

图5是本发明实施例的蜂脾监侧设备整体结构示意图B。

图中，1是云管理平台，2是移动终端，3是云端服务器，5是蜂脾，6是第一电动滑台，7是蜂箱，8是第二电动滑台，9是第三电动滑台，10是无线路由器，11是低功耗网络设备，101是数据处理模块，102是数据分析模块，103是蜂场监测模块，104是存储模块，41是野外监测设备，42是蜂箱监测设备，43是蜂脾监测设备，411是照度传感器，412是第一温湿度传感器，413是风速传感器，414是风向传感器，415是监控摄像头，416是第一控制器，421是第二温湿度传感器，422是第二控制器，431是光发射设备，432是光检测设备，61是第一工作台，62是第二工作台，81是第三工作台，91是第四工作台。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参照图1，本发明提供一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，所述系统包括软件系统以及硬件设备，所述软件系统包括云管理平台1，所述硬件设备包括移动终端2、网络通讯设备、云端服务器3、蜂场监测设备，所述云管理平台1在云端服务器3上运行，移动终端2可以通过通讯网络或者所述网络通讯设备与云端服务器相连接以访问所述云管理平台1，所述蜂场监测设备通过所述网络通讯设备与云端服务器进行数据交互。

所述蜂场监测设备包括野外监测设备41和蜂箱监测设备42。所述野外监测设备41用于监测蜂场周遭环境，参照图2，野外监测设备41包括照度传感器411、第一温湿度传感器412、风速传感器413、风向传感器414、监控摄像头415以及第一控制器416，所述照度传感器411、第一温湿度传感器412、风速传感器413、风向传感器414分别与第一控制器416相连接以传输数据。照度传感器411用于采集蜂场光照强度数据；第一温湿度传感器412用于采集蜂场温度和湿度数据；风速传感器413用于采集蜂场风速数据；风向传感器414用于采集蜂场风向数据；监控摄像头415设于视野开阔处，用于通过视频图像对蜂场进行监控；第一控制器416和监控摄像头415分别通过所述网络通讯设备向云端服务器传输监控数据。

参照图3，所述蜂箱监测设备42用于监测蜂箱内部环境数据，包括第二温湿度传感器421、蜂脾监测设备43以及第二控制器422，所述第二温湿度传感器421、蜂脾监测设备43设于所述蜂箱内，第二温湿度传感器421、蜂脾监测设备43分别与第二控制器422相连接以传输监测数据，第二控制器422对监测数据进行处理后通过网络通讯设备发送监测数据至云端服务器3。所述第二温湿度传感器421用于采集蜂箱内部的温度和湿度数据。在本发明的可选实施例中，所述第一控制416、第二控制器422可以采用Arduino控制器或者其他工业控制器。

所述蜂脾监测设备43用于对蜂脾上各个蜂房进行监测以获取蜜蜂生产、繁殖信息。在本发明的一个可选实施例中，参照图4和图5，所述蜂脾监测设备43包括光发射设备431和光检测设备432，所述光发射设备431包括一平板，所述平板的一面设有若干个光发射器，所述光发射器受控于所述第二控制器422，用于向蜂脾5照射光线，光发射器可在平板上排列为多个横排，各个光发射器之间的间距相同。所述光检测设备432同样包括一平板，在平板的一面设有若干个光敏接收器，所述光敏接收器在平板上的排列方式与光发射器的排列方式相同。光敏接收器与第二控制器422相连接，根据入射光的强度光敏接收器会产生不同的电信号并传输至第二控制器422。

本领域技术人员熟知，蜂箱内会竖直放置有多块板状的蜂脾，蜂脾上分布有许多蜜蜂用蜂蜡制成的蜂房，蜂房根据用途不同会分别存放花粉、蜂蜜或蜂蛹等物，一般情况下蜂农需要打开蜂箱并取出蜂脾才能确认蜂脾情况，而根据蜂蜡自身并不致密、透明透光的物理特性，蜂房内容物不同，光线穿透蜂脾时其强度也会发生变化，因此在本发明的可选实施例中，将所述光发射设备431和光检测设备432分别设于蜂脾5的两面，光发射设备431设有光发射器的一面与光检测设备432设有光敏接收器的一面相对设置，光发射器向蜂脾5照射统一强度的光线，光线穿透蜂脾5被光敏接收器接收，光线穿透蜂脾5时其强度根据蜂房内容物的不同会发生变化，光敏接收器根据入射光强度产生相应的电信号并传输至第二控制器422，从而探明蜂脾情况。光发射器的发射光可以采用蜜蜂不敏感的红光，避免对蜜蜂的正常活动产生影响。

在上述实施例的基础上，所述蜂脾监测设备43还包括第一电动滑台6，所述第一电动滑台6设于蜂箱7内蜂脾5的下方，靠近蜂箱7的侧壁，第一电动滑台6的导轨上设有可沿导轨往复运动的第一工作台61和第二工作台62，所述第一工作台61、第二工作台62上分别竖直设置有第二电动滑台8和第三电动滑台9，所述第二电动滑台8、第三电动滑台9的导轨上分别设置有可沿导轨上下移动的第三工作台81和第四工作台91，所述第三工作台81、第四工作台91分别固定连接所述光发射设备431和光检测设备432。光发射设备431和光检测设备432平板的厚度略小于蜂箱7内两块蜂脾5之间的距离，蜂脾监测设备43在工作时，第一电动滑台6分别驱动第一工作台61和第二工作台62沿导轨运动至待检测的蜂脾5下方，第二电动滑台8、第三电动滑台9分别驱动第三工作台81、第四工作台91沿导轨向蜂箱7顶部运动，与第三工作台81连接的光发射设备431、与第四工作台91连接的光检测设备432也随之通过蜂脾5间供蜜蜂通行的蜂路向上缓缓运动，在此过程中光发射设备431向蜂脾5发射统一强度的光线，光检测设备432根据入射光强度产生相应的电信号传输至第二控制器422，第二控制器422对电信号进行处理并通过网络通讯设备传输至云端服务器3。所述电动滑台均受控于所述第二控制器422。

在本发明的可选实施例中，所述网络通讯设备包括无线路由器10和低功耗网络设备11，所述野外监测设备41和蜂箱监测设备42通过所述低功耗网络设备11向无线路由器41发送监测数据，所述无线路由器42通过无线网络与云端服务器3进行数据交互。采用低功耗网络设备建立蜂场监测设备与云端服务器的连接可以有效降低能耗，并提高系统续航性能。所述低功耗网络设备可以是NB-IoT网络设备或者ZigBee网络设备。

在上述实施例的基础上，所述蜂箱箱身上设有RFID标签，所述RFID标签内存储有蜂箱的唯一识别信息，所述蜂箱的唯一识别信息与第二控制器422的唯一识别信息建立有一一对应的绑定关系，蜂农或者科研工作者可以通过移动终端2获取RFID标签内的蜂箱识别信息，并据此信息从云管理平台1获取相应蜂箱的监测数据。所述RFID标签也可以用二维码代替。

所述云管理平台1用于分析处理蜂场监测数据，管理蜂场信息。云管理平台1包括数据处理模块101、数据分析模块102、蜂场监测模块103以及存储模块104。

所述数据处理模块101用于接收蜂场监测设备上传的蜂场监测数据并传输至数据分析模块102，还用于处理移动终端2发起的服务请求。

所述数据分析模块102用于分析蜂场监测数据，包括蜂场环境温湿度、风向、风速、光照强度以及蜂箱内温湿度数据。数据分析模块102还用于对蜂脾监测设备43上传的电信号进行分析处理，由于蜂房内容物的不同，各个光敏接收器4321相应产生的电信号也不同，数据分析模块102根据蜂脾监测设备43上传的电信号以及相应的接收位置生成一副与蜂脾相对应、大小成比例的图像，不同电信号在图像中可采用不同颜色进行标识，根据蜂房的平均大小、不同电信号所对应的不同内容物对相应蜂脾上的蜂蜜储量、蜂蛹数量进行统计。数据分析模块102根据上述监测数据生成相应的分析报告，蜂农或科研工作者可以通过移动终端访问云管理平台1以查看分析报告，为科研活动或养殖提供科学依据。

所述蜂场监测模块103用于实现对蜂场的远程实时监控，蜂农或科研工作者可以通过移动终端访问云管理平台1，通过蜂场监测模块103查看蜂场监测设备上传的实时监测数据，使蜂农或科研工作者可以不受地域限制，随时随地对蜂场进行监控。

所述存储模块104用于建立蜂场的多维数据库，所述多维数据库用于存储蜂场的基本信息和监测数据，多维数据库内可建立蜂场、蜂箱、野外监测设备、蜂箱监测设备以及相应的监测数据之间的关联关系，方便工作人员查询、管理。

在本发明的可选实施例中，所述移动终端2可以是智能手机、平板电脑或PC。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述系统包括软件系统以及硬件设备，所述软件系统包括云管理平台，所述硬件设备包括移动终端、网络通讯设备、云端服务器、蜂场监测设备，所述云管理平台运行于云端服务器，所述移动终端通过通讯网络或网络通讯设备与云端服务器相连接以访问所述云管理平台，所述蜂场监测设备通过网络通讯设备与云端服务器进行数据交互，

所述云管理平台用于分析处理蜂场监测数据，管理蜂场信息；

所述移动终端用于识别蜂箱上的RFID标签获取蜂箱信息，访问云管理平台以获取服务；

所述蜂场监测设备包括野外监测设备以及蜂箱监测设备，所述野外监测设备用于监测蜂场环境数据，所述蜂箱监测设备用于监测蜂箱环境数据，获取蜜蜂生产、繁殖信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述云管理平台包括数据处理模块、数据分析模块、蜂场监测模块、存储模块，

所述数据处理模块用于接收蜂场监测设备上传的蜂场监测数据并传输至数据分析模块，还用于处理移动终端发起的服务请求；

所述数据分析模块用于分析蜂场监测数据，生成相应的分析报告；

所述蜂场监测模块用于实现对蜂场的远程实时监控；

所述存储模块用于建立蜂场的多维数据库，所述多维数据库用于存储蜂场的基本信息和监测数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述野外监测设备包括照度传感器、第一温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、监控摄像头、第一控制器，所述照度传感器、第一温湿度传感器、风速传感器、风向传感器分别与所述第一控制器相连接以传输数据，所述第一控制器、监控摄像头分别通过网络通讯设备向云端服务器传输监测数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述蜂箱监测设备包括第二温湿度传感器、蜂脾监测设备以及第二控制器，所述第二温湿度控制器、蜂脾监测设备设于蜂箱内，所述第二温湿度控制器、蜂脾监测设备分别与第二控制器相连接，所述第二控制器通过网络通讯设备与云端服务器进行数据交互，所述蜂脾监测设备用于对蜂脾上各个蜂房进行监测以获取蜜蜂生产、繁殖信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述网络通讯设备包括无线路由器以及低功耗网络设备，蜂场监测设备通过所述低功耗网络设备向无线路由器发送监测数据，所述无线路由器通过无线网络与云端服务器进行数据交互。

6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述蜂箱箱身上设有RFID标签，所述RFID标签内存储有蜂箱的唯一识别信息，所述蜂箱的唯一识别信息与第二控制器的唯一识别信息建立有一一对应的绑定关系。

7.根据权利要求4所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述蜂脾监测设备包括光发射设备和光检测设备，所述光发射设备包括一平板，所述平板的一面设有若干个光发射器，所述光检测设备包括一平板，所述平板的一面设有若干个光敏接收器，所述光发射设备设有光发射器的一面与光检测设备设有光敏接收器的一面相对设置，所述光检测设备、光发射设备分别与所述第二控制器相连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述光发射设备和光检测设备分别设于蜂箱内蜂脾的两面，所述光发射设备向蜂脾照射光线，光线穿透蜂脾被光检测设备接收，光线穿透蜂脾时根据蜂房内容物的不同其强度随之发生变化，光敏接收器根据入射光强度产生相应的电信号传输至第二控制器。

9.根据权利要求7所述的一种基于物联网的蜜蜂养殖系统，其特征在于，所述蜂脾监测设备还包括第一电动滑台，所述第一电动滑台设于蜂箱内蜂脾的下方，第一电动滑台的导轨上设有可沿导轨往复运动的第一工作台和第二工作台，所述第一工作台、第二工作台上分别竖直设置有第二电动滑台、第三电动滑台，所述第二电动滑台和第三电动滑台上分别设有可沿滑台导轨上下移动的第三工作台和第四工作台，所述第三工作台、第四工作台上分别固定连接所述光发射设备和光检测设备。