CN110264373A - 基于云计算的人工智能（ai）养蜂方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于云计算的人工智能(AI)养蜂方法及其系统，该方法包括如下步骤：(1)通过安装在每个蜂箱内的数据采集终端采集蜂箱内的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量和位置，安装在蜂场的信息采集终端采集气象数据和蜜源数据，并将采集的数据上传至云端服务器；(2)云端服务器接收上传的数据并保存，并根据接收的数据以及历史数据对蜜蜂、蜂箱和蜂场进行分析，并将分析结果发送至养蜂人。本发明通过实时监测蜂箱、以及蜂箱内蜜蜂的动态变化，以数据化形式进行展示，并实时分析蜂箱和蜂场的信息，及时了解蜜蜂的情况，根据情况调整蜂箱的信息，提高蜜蜂的繁殖和采蜜能力，从而提高蜂蜜的产量。
Description
技术领域
本发明涉及智能养蜂领域，具体涉及一种基于云计算的人工智能(AI) 养蜂方法及其系统。
背景技术
蜂蜜是蜜蜂从开花植物的花中采得的花蜜在蜂巢中酿制的蜜。蜜蜂从植物的花中采取含水量约为75％的花蜜或分泌物，存入自己第二个胃中，在体内多种转化的作用下，经过15天左右反复酝酿各种维生素、矿物质和氨基酸丰富到一定的数值时，同时把花蜜中的多糖转变成人体可直接吸收的单糖葡萄糖、果糖，水分含量少于23％存贮到巢洞中，用蜂蜡密封。目前，养殖蜜蜂都是通过人工养殖，养蜂者也是根据多年累积的经验来提高蜂蜜的产量，这样养蜂的方式受天气因素和人为主观的因素，使蜜蜂的繁殖能力以及采蜜能力都受到了一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可采集蜂箱信息和蜂场信息并根据相关信息分析蜂蜜额繁殖和采蜜能力的基于云计算的人工智能(AI)养蜂方法及其系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
基于云计算的人工智能(AI)养蜂方法，包括如下步骤：
(1)通过安装在每个蜂箱内的数据采集终端采集蜂箱内的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量和位置，安装在蜂场的信息采集终端采集气象数据和蜜源数据，并将采集的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量、位置、气象数据和蜜源数据上传至云端服务器；
(2)云端服务器接收上传的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量、位置、气象数据和蜜源数据并保存，并根据接收的数据以及历史数据对蜜蜂、蜂箱和蜂场进行分析，并将分析结果发送至养蜂人，其中，蜜蜂分析是指对蜂群异常、蜂王异常和蜜蜂繁殖、采蜜及品种进行监测和分析。
进一步地，所述蜂群异常是指通过采集的气象数据和蜜蜂出勤结合判断蜂群是否异常。
进一步地，所述蜂王异常是指通过采集蜂王的散发的信息素气体判断蜂王是否异常。
进一步地，所述蜂箱分析是指蜂箱内的环境是否符合蜜蜂的繁殖和采蜜。
本发明还提供一种基于云计算的人工智能(AI)养蜂系统包括：
安装在每个蜂箱内的数据采集终端，用于对蜂箱内的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量和位置进行采集；
安装在蜂场的信息采集终端，用于对蜂场内的气象数据和蜜源数据进行采集；
与数据采集终端和信息采集终端连接的数据传输装置，用于将采集的数据进行上传；
与数据传输装置连接的云端服务器，用于将接收并储存采集的数据，并根据采集的数据以及历史数据对蜜蜂、蜂箱和蜂场进行分析，并将分析结果发送至养蜂人的手持终端。
进一步地，所述数据采集终端包括微处理器、以及与微处理器连接的温度传感器、湿度传感器、气体传感器、声音传感器、摄像头、激光传感器、红外传感器、重量传感器、GPS模块、北斗模块和通信模块，通信模块与数据传输装置连接。
进一步地，所述信息采集终端包括单片机、以及与单片机连接的光照传感器、风力传感器、雨量传感器、水质传感器、PM2.5传感器、视频摄像头和通讯模块，通讯模块与数据传输装置连接。
进一步地，所述信息采集终端还可通过具有信息获取能力的软件模块实现，是指通过蜂箱内的北斗模块获取的位置信息，通过所述位置信息获取所在位置的气象数据和植被分布数据。
进一步地，所述手持终端用于接收云端服务器发送的分析结果，并根据分析的结果调整蜂箱环境和蜜蜂入场时间。
本发明通过实时监测蜂箱、以及蜂箱内蜜蜂的动态变化，以数据化形式进行展示，并实时分析蜂箱和蜂场的信息，及时了解蜜蜂的情况，根据情况调整蜂箱的信息，提高蜜蜂的繁殖和采蜜能力，从而提高蜂蜜的产量；通过蜂箱、蜂场数据，结合AI算法，以短信、语音、音视频多媒体、APP 等方式为养蜂人、蜂箱提供场景化供需信息服务。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的基于云计算的人工智能(AI)养蜂方法包括如下步骤：
(1)通过安装在每个蜂箱内的数据采集终端采集蜂箱内的温度、湿度、气体、音频、蜜蜂出勤、重量和位置，安装在蜂场的信息采集终端采集气象数据和蜜源数据，并将采集的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量、位置、气象数据和蜜源数据上传至云端服务器；
(2)云端服务器接收上传的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量、位置、气象数据和蜜源数据并保存，并根据接收的数据以及历史数据对蜜蜂、蜂箱和蜂场进行分析，并将分析结果发送至养蜂人，其中，蜜蜂分析是指对蜂群异常、蜂王异常和蜜蜂繁殖、采蜜及品种进行监测和分析。
具体的分析判断步骤：
蜂群异常监测：通过GPS模块、北斗模块定位蜂箱所在位置，并根据结合相当位置的气象数据和蜜蜂的出勤率判读蜂群是否异常，所述气象数据可根据安装在蜂场的信息采集终端采集，也可根据位置所在的气象就发布的气象数据，所述蜜蜂的出勤率通过数据采集终端内的红外传感器和重量传感器采集数据可判断出勤率是否好，在气象数据显示天气优良的情况下，蜜蜂的出勤率不高，则判定蜂群出现异常，并将异常发送给养蜂人，让其及时查看，减少损失。
蜂王异常监测：通过数据采集终端的气体传感器采集蜂王发出的信息素气体，通过信息素气体的含量判定蜂王状态，当信息素气体的含量小于阈值时，则认定蜂王异常，并将蜂王异常的信息发给养蜂人，让其及时查看，减少损失。
蜂场财产安全监测：通过安装在蜂箱内的数据采集终端中的激光传感器可检测蜂箱震动状态，若采集到的某一蜂箱持续时间N一直保持高度震动的状态，则认定该蜂箱被搬离，在结合蜂箱内的北斗模块即时定位蜂箱位置，并将报警信息和位置信息及时发送给养蜂人，可及时追回财产，若是养蜂人自己搬离，可在搬离的时候将数据采集终端的模式通过手持终端应用设置成转场、运输模式，避免实时报警。
蜜源分布数据服务：根据安装蜂箱内的北斗模块识别蜂箱所在位置，并根据所在位置获取当地植被分布情况，即可分析出蜜源是否充足。
蜜蜂健康数据服务：根据蜂箱内的温度传感器、湿度传感器和重量传感器采集的温度、湿度和重量来分析蜜蜂的是否在采蜜或繁殖的状态，以及通过根据采集的气体和音频分析蜜蜂的蜂种。
蜜蜂授粉数据服务：根据蜂箱内重量传感器实时采集种重量数据，以及云端存储的历史中重量数据，可通过两者之间的重量差，计算出某个时间段内蜜蜂授粉的情况，即蜜蜂采蜜的情况。
蜂产品数据服务：根据蜂箱内的气体传感器和声音传感器采集的气体和音频分析蜜蜂的蜂种。
供需信息播报服务：根据蜂箱内的数据、蜂场内的数据，结合AI智能算法，以短信、语音、音视频互动、app应用等方式提供产业供需信息推送和服务。
实施例2
本实施例提供的基于云计算的人工智能(AI)养蜂系统包括数据采集终端、信息采集终端、数据传输终端、云端服务器和手持终端。
所述数据采集终端安装在每个蜂箱内，用于对蜂箱内的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量和位置进行采集；它包括微处理器、以及与微处理器连接的温度传感器、湿度传感器、气体传感器、声音传感器、摄像头、激光传感器、红外传感器、重量传感器、GPS模块、北斗模块和通信模块，通信模块与数据传输装置连接；所述微处理器采用具有数据计算及指令运算功能的处理器实现，如stm32、mps430等，所述温度传感器用于采集蜂箱内的温度数据，可采用现有技术的数字温度传感器，或热敏电阻传感器等；所述湿度传感器用于采集蜂箱内的湿度数据，可采用现有技术的数字湿度传感器，具体地，所述温度传感器和湿度传感器采用现有技术的将温度和湿度相结合的温湿度传感器实现，所述温湿度传感器可采用现有的SHT20传感器实现。所述气体传感器用于采集蜂王发散出的信息素气体，主要是对信息素的气体的浓度采集，所述气体传感器主要采集信息素的浓度，可采用现有SGP30气体传感器实现。所述声音传感器用于采集蜂箱内的音频信号，采用现有的普通的电容式柱极体话筒即可实现，所述摄像头采用可在光强度小的情况依然可以拍摄出画面的摄像头，如红外夜视摄像头等，所述激光传感器用于检测蜂箱是否处于震动状态，可对长期处于震动状态但是又不是养蜂人搬运的蜂箱进行异常检测。所述红外传感器用于蜂箱内的蜜蜂的数量，进而判定蜜蜂的出勤。所述重量传感器用于采集蜂箱的重量，通过两次重量之间的差别，判定出蜜蜂的采蜜情况。所述北斗模块用于采集蜂箱所在位置，根据所在位置及时找到蜂箱，并对蜂箱内的异常情况进行异常处理。所述通信模块用于将上述的传感器采集的数据发送给数据传输装置，上述传感器均采集有现有技术的可实现该功能的传感器实现，本实施例不对其作出改变，仅利用其采集数据的功能，在现有市面上有不同的型号及不同厂家生产的多种传感器，本实施例不对上述传感器一一举例说明，这应当是本领域应当知晓的内容。所述通信模块可采用有线或无线实现，有线可通过串口实现，无线可采用现有的无线技术，如NB-iot/2/3/4/5G等技术，或者蓝牙近场通讯、zigbee建网，或者lora 技术等。
所述信息采集终端安装在蜂场内，用于对蜂场内的气象数据和蜜源数据进行采集；可采用硬件实现对气象数据和蜜源数据的采集，也可通过软件功能模块实现。硬件实现：所述信息采集终端包括单片机、以及与单片机连接的光照传感器、风力传感器、雨量传感器、水质传感器、PM2.5传感器、视频摄像头和通讯模块，通讯模块与数据传输装置连接。所述单片机采用具有数据计算及指令运算功能的处理器实现，如stm32、mps430等。所述光照传感器、风力传感器、雨量传感器、水质传感器、PM2.5传感器用于采集蜂箱内的光照、风力、雨量、水质、PM2.5等数据，上述传感器均采集有现有技术的可实现该功能的传感器实现，本实施例不对其作出改变，仅利用其采集数据的功能，在现有市面上有不同的型号及不同厂家生产的多种传感器，本实施例不对上述传感器一一举例说明，这应当是本领域应当知晓的内容。所述视频摄像头用于采集蜂场内的图像信息，根据图像信息可分析蜂场的蜜源数据，应当知晓的是蜂场内不止一个视频摄像头，多个所述视频摄像头获取的图像信息应当尽可能的覆盖整个蜂场。所述通讯模块可采用有线或无线实现，有线可通过串口实现，无线可采用现有的无线技术，如NB-iot/2/3/4/5G等技术，或者蓝牙近场通讯、zigbee建网，或者lora技术等。软件实现的：通过安装在蜂箱内的GPS模块、北斗模块获取蜂箱的位置，即蜂场的位置，根据蜂场的位置可从当地气象局的数据库获取该蜂箱的气象数据，通过卫星连接的数据库可获取蜂场位置的图像信息，进而分析出蜜源数据。
所述数据传输装置用于将采集的数据进行上传；它包括与通信模块实现通信的模块A、与通讯模块实现通信的模块B、以及与云端服务器实现的通信的模块C，通信的方式选择可根据蜂场的位置具体选择，若在通信较好的地方，可选择有线网或者wifi等无线放置，若在通信不好的地方可选择蓝牙、zigbee或者lora等组网技术将数据采集终端和信息采集终端采集的数据进行汇合后，通过NB-iot/2/3/4/5G等上传到云端服务器，所述数据传输装置还可包括存储模块，用于存储采集的数据，以在无法传输的数据时候对数据进行存储，或者存储一定量的数据或在规定的时间进行上传，可减低网络压力，使其在山区或者网络不好的地方也可使用。
所述云端服务器用于接收上传的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量、位置、气象数据和蜜源数据并保存，并根据接收的数据以及历史数据对蜜蜂、蜂箱和蜂场进行分析，并将分析结果发送至养蜂人，其中，蜜蜂分析是指对蜂群异常、蜂王异常和蜜蜂繁殖、采蜜及品种进行监测和分析。
具体的分析判断步骤：
蜂群异常监测：通过GPS模块、北斗模块定位蜂箱所在位置，并根据结合相当位置的气象数据和蜜蜂的出勤率判读蜂群是否异常，所述气象数据可根据安装在蜂场的信息采集终端采集，也可根据位置所在的气象就发布的气象数据，所述蜜蜂的出勤率通过数据采集终端内的红外传感器和重量传感器采集数据可判断出勤率是否好，在气象数据显示天气优良的情况下，蜜蜂的出勤率不高，则判定蜂群出现异常，并将异常发送给养蜂人，让其及时查看，减少损失。
蜂王异常监测：通过数据采集终端的气体传感器采集蜂王发出的信息素气体，通过信息素气体的含量判定蜂王状态，当信息素气体的含量小于阈值时，则认定蜂王异常，并将蜂王异常的信息发给养蜂人，让其及时查看，减少损失。
蜂场财产安全监测：通过安装在蜂箱内的数据采集终端中的激光传感器可检测蜂箱震动状态，若采集到的某一蜂箱持续时间N一直保持高度震动的状态，则认定该蜂箱被搬离，在结合蜂箱内的北斗模块即时定位蜂箱位置，并将报警信息和位置信息及时发送给养蜂人，可及时追回财产，若是养蜂人自己搬离，可在搬离的时候将数据采集终端的电源断开，避免实时报警。
蜜源分布数据服务：根据安装蜂箱内的北斗模块识别蜂箱所在位置，并根据所在位置获取当地植被分布情况，即可分析出蜜源是否充足。
蜜蜂健康数据服务：根据蜂箱内的温度传感器、湿度传感器和重量传感器采集的温度、湿度和重量来分析蜜蜂的是否在采蜜或繁殖的状态，以及通过根据采集的气体和音频分析蜜蜂的蜂种。
蜜蜂授粉数据服务：根据蜂箱内重量传感器实时采集种重量数据，以及云端存储的历史中重量数据，可通过两者之间的重量差，计算出某个时间段内蜜蜂授粉的情况，即蜜蜂采蜜的情况。
蜂产品数据服务：根据蜂箱内的气体传感器和声音传感器采集的气体和音频分析蜜蜂的蜂种。
供需信息播报服务：根据蜂箱内的数据、蜂场内的数据，结合AI智能算法，以短信、语音、音视频互动、app应用等方式提供产业供需信息推送和服务。
所述手持终端用于接收云端服务器发送的分析结果，所述分析结果不仅包括异常报警信息，还可是当前蜂箱环境数据或者蜂场数据等，可对养蜂人进行提示，实现部分养蜂操作自动化、无人化处理，并通过语音播报、信息展示等方式，向蜂场管理人员、技术人员等提供数据显示、结果展示、处理方式提示；提高养蜂效率和产品品质管理。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.基于云计算的人工智能(AI)养蜂方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)通过安装在每个蜂箱内的数据采集终端采集蜂箱内的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量和位置，安装在蜂场的信息采集终端采集气象数据和蜜源数据，并将采集的温度、湿度、气体、音频、蜜蜂出勤、重量、位置、气象数据和蜜源数据上传至云端服务器；
(2)云端服务器接收上传的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量、位置、气象数据和蜜源数据并保存，并根据接收的数据以及历史数据对蜜蜂、蜂箱和蜂场进行分析，并将分析结果发送至养蜂人，其中，蜜蜂分析是指对蜂群异常、蜂王异常和蜜蜂繁殖、采蜜及品种进行监测和分析。
2.根据权利要求1所述的基于云计算的人工智能(AI)养蜂方法，其特征在于：所述蜂群异常是指通过采集的气象数据和蜜蜂出勤结合判断蜂群是否异常。
3.根据权利要求1所述的基于云计算的智能养蜂方法，其特征在于：所述蜂王异常是指通过采集蜂王的散发的信息素气体判断蜂王是否异常。
4.根据权利要求1所述的基于云计算的智能养蜂方法，其特征在于：所述蜂箱分析是指蜂箱内的环境是否符合蜜蜂的繁殖和采蜜。
5.基于云计算的人工智能(AI)养蜂系统，其特征在于包括：
安装在每个蜂箱内的数据采集终端，用于对蜂箱内的温度、湿度、气体、音频、视频、蜜蜂出勤、重量和位置进行采集；
安装在蜂场的信息采集终端，用于对蜂场内的气象数据和蜜源数据进行采集；
与数据采集终端和信息采集终端连接的数据传输装置，用于将采集的数据进行上传；
与数据传输装置连接的云端服务器，用于将接收并储存采集的数据，并根据采集的数据以及历史数据对蜜蜂、蜂箱和蜂场进行分析，并将分析结果发送至养蜂人的手持终端。
6.根据权利要求5所述的基于云计算的人工智能(AI)养蜂系统，其特征在于：所述数据采集终端包括微处理器、以及与微处理器连接的温度传感器、湿度传感器、气体传感器、声音传感器、摄像头、激光传感器、红外传感器、重量传感器、GPS模块、北斗模块和通信模块，通信模块与数据传输装置连接。
7.根据权利要求5所述的基于云计算的人工智能(AI)养蜂系统，其特征在于：所述信息采集终端包括单片机、以及与单片机连接的光照传感器、风力传感器、雨量传感器、水质传感器、PM2.5传感器、视频摄像头和通讯模块，通讯模块与数据传输装置连接。
8.根据权利要求5所述的基于云计算的人工智能(AI)养蜂系统，其特征在于：所述信息采集终端还可通过具有信息获取能力的软件模块实现，是指通过蜂箱内的GPS模块、北斗模块获取的位置信息，通过所述位置信息获取所在位置的气象数据和植被分布数据。
9.根据权利要求5所述的基于云计算的人工智能(AI)养蜂系统，其特征在于：所述手持终端用于接收云端服务器发送的分析结果，并根据分析的结果调整蜂箱环境和蜜蜂入场时间。
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