CN117426333A - 一种智能蜂箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能蜂箱，包括由上及下依次设置的蜂箱盖、箱体、底座，所述蜂箱盖侧面设有摄像头组件，蜂箱盖下端卡设于箱体上端，所述箱体上端两侧均卡设有称重机构，所述称重机构的触点与巢脾相接触，本发明适用于蜂箱技术领域，在传统蜂箱的基础上，增加了与蜜蜂活动规律密切相关图像采集和蜂蜜产量密切相关的蜂箱重量变化称重方面，并通过微信小程序与智能蜂箱组合使用，蜂农可以通过微信小程序随时远程查看蜂箱情况，掌握蜜蜂的出勤率及工作状态，无需频繁开箱查看，并且随时可掌握蜂箱重量，自动判断是否是取蜜的合适时机。减轻蜂农劳动强度，同时避免蜂农频繁开箱对蜜蜂造成干扰，从而有效提高蜜蜂的存活率和生产效率。

Description

一种智能蜂箱

技术领域

本发明属于蜂箱技术领域，具体是一种智能蜂箱。

背景技术

蜂箱是蜜蜂养殖的重要工具，也是蜂蜜生产的基本工具。蜜蜂活动和蜂蜜重量变化对于蜂蜜采集的时机有重要影响，合适的采蜜时机可在带来足够蜂蜜产量的同时不会影响蜜蜂种群。

传统蜂箱通常人工手工操作，人力投入成本高，工人需要频繁开箱观察蜜蜂的动向，耗时耗力。蜂农在需要取蜜的时候通常是凭经验判断取蜜时间，并且需要将蜂箱中蜂巢片一个个拿出，逐层查看才能知道是否生产完毕(巢脾封盖)。因此，存在着蜜少的时候取蜜而蜜多的时候未及时取蜜的情况。对于不同蜂箱的称重，需要操作人员频繁搬运移动称重计，工作效率低下，消耗大量的人工成本。尤其是基于多箱体的成熟蜜养殖方式，常规5层一栋的蜂箱总重300余斤，逐层搬运挨个查看蜜脾，对于50多岁养蜂主要人群而言，不堪重荷。有人设计了测量重量的智能蜂箱，均是基于底座的整栋箱体称重，无法知晓哪一层蜂蜜可以收割，更未精细到每层的巢脾，不能满足生产应用要求。对于统计蜜蜂活动状态一般通过光栅红外方式统计蜜蜂进出数量，以了解蜂群的稳定性，但是蜜蜂连续或者重叠进出，计算错误率较高，易误判，从而无法及时、准确地了解蜂群状态，导致对蜂群的管理存在滞后性。

现有针对蜂箱重量检测的方案有很多，如专利号为CN115669572A的“一种智能蜂箱监测装置及其系统”，其公开了以下技术特征：

1.一种智能蜂箱检测装置及其系统，包括支架、电动滑轨、支撑横版、防蚁筒、蜂箱、蜂框、蜂箱盖、横架、第一电动滑轨块、第一电动气缸、支撑座版、第二电动滑轨、折叠支撑机构、蜂巢门、监控模块。

2.启动第一电动滑轨而带动第一电动滑块在其内滑动，直至滑动到与通过防蚁筒承接的蜂箱的位置相对应处，然后可以通过控制第一电动气缸而带动支撑座板上移，进而通过前后两侧的支撑座板上移，而带动蜂箱盖被上移承托，进而打开蜂箱的上方。

3.蜂箱盖下落与蜂箱进行封闭时，可以同步带动各个转板向下转动进而折叠；蜂箱盖被支撑座板上移支撑时，可以在弹簧铰链的作用下转动展开，直至与限位卡板限位；将第二电动滑块控制移动到蜂箱两侧居中位置时，可以通过第二电动气缸的伸长而推动单个蜂框上移，同时可以通过控制第二电动滑块移动，而推动不同的单个蜂框上移。

4.在云计算服务器上搭建一套智慧蜂箱采集系统，包含了温度传感器、湿度传感器、声音传感器、图像传感器、数据传输、数据可视化。

5.通过多蜜蜂跟踪算法使用Yolov5+DeepSort的监测跟踪算法对蜜蜂数量统计的算法，能够准确且实时的对蜜蜂状态进行监测。

6.可视化平台基于Grafana平台搭建。

然而，该申请还存在以下缺陷：

1.注重蜂箱结构的设计，且设计复杂，所用到的组件繁多。

2.图像采集时需要无线网或者网线的接入，在无网络或没有电线的野外则不适用。

3.操作麻烦、电动滑轨等配件过多，成本价格昂贵，不符合真实生产条件。

另外，如专利号为CN218330207U的“一种蜂箱野外动态智能称重设备”，其公开了以下技术特征：

1.包括蜂箱主体，蜂箱主体的底部活动安装有安装组件，所述安装组件的一侧固定安装有扶持组件，扶持组件的底部固定安装有底座，底座的底部活动安装有万向轮。

2.安装组件包括左侧块，所述左侧块的一侧固定安装有左连接轮轴，所述左连接轴的一侧固定安装有称重组件，称重组件的一侧固定安装有右连接轴，所述右连接轴的一侧固定安装有右侧块。

3.所述左侧块的底部与底部的顶部固定连接，右侧块的大小与左侧块的大小相适配。

4.所述称重组件包括电子称，电子称的一侧与左连接轴的一侧固定连接，另一侧与右连接轴的一侧固定连接，表面电性连接有显示屏，内腔顶部可拆卸安装有重量感应器，重量感应器的底部电性连接有控制器，控制器的一侧电性连接有存储芯片。

5.扶持组件包括连接轴，连接轴的一侧与底座的侧面固定连接，所述连接轴的顶部固定安装有支柱，支柱的一侧固定安装有中间轴，中间轴表面固定套接有套接块，套接块的一侧固定安装有稳定周，稳定轴的一侧与右侧块的表面固定连接，支柱的顶部可拆卸安装有把手。

然而，该申请还存在以下缺陷：

1.设计结构复杂，但是称重设备仍为传统的电子称,无法远程查看数据。

2.并未完全解放工人的双手，称重时仍需操作人员手持把手将装置推动到指定位置，再将蜂箱的主体放在电子称的顶部进行记录，工作效率较低。

3.此称重设备是对蜂箱的主体进行称重，而不是直接对巢脾称重。因此，称重结果受外部客观环境影响因素较多，称重数据不准确误差较大。

综上所述，产生这些不足的原因可能为：该设计的出发点为如避免操作人员频繁搬运移动称重计进行称重，因此将重心放在称重设备的搬运方面而不是提升称重设备的智能化方面。此外，对蜂箱主体进行称重，其本质是通过一段时间差值间接计算蜂蜜重量，这种方式很容易受到其他外界影响因素的干扰，例如，蜜蜂本身的重量、天气因素的影响(如下雨)等都会导致称重数值增加，产生较大误差。

因此，亟需一种智能蜂箱，能够更加精确的完成蜂蜜称重，便于取蜜工作的进行。在信息技术快速发展的今天，农业信息技术已经进入了快速发展的时代，我们团队从事此方面研究30余年，为更好地解决蜂箱检测的自动化、智能化提供了技术基础。如何更好地利用最先进的工程和技术手段，尤其是数字化的技术手段，解决蜂箱蜂蜜产量数据获取和随时检测蜜蜂活动等问题，是减少人工投入，提高蜂蜜产量，满足人民生活需求的关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种智能蜂箱。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能蜂箱，包括由上及下依次设置的蜂箱盖、箱体、底座，所述蜂箱盖侧面设有摄像头组件，蜂箱盖下端卡设于箱体上端，所述箱体上端两侧均卡设有称重机构，所述称重机构的触点与巢脾相接触。

优选的，所述摄像头组件包括圆孔镜头，其外侧设有镜头壳体，所述镜头壳体通过连接件与蜂箱盖相连，所述连接件上还设有太阳能板。

优选的，所述镜头壳体固定于连接件的底部，所述太阳能板设于连接件的顶部，所述连接件的后端与蜂箱盖或箱体固定连接。

优选的，所述圆孔镜头直径为1.1cm，其镜筒长为4.75cm，宽为3.2cm，高为3.2cm，所述镜头壳体长为4.9cm，宽为4.2cm，高为4.2cm，所述太阳能板长为10.5cm，宽为6.5cm。

优选的，所述箱体长为51cm，宽为41cm，高为25cm，其采用木质结构，称重机构长为36cm，宽为7.5cm，厚度为2.2cm，每个称重机构上方设三个触点，相邻触点之间间隔为9.45cm。

优选的，所述称重机构内设电路板，所述电路板包括电阻、电容、集成电路、晶体三极管、二极管、引脚、螺丝，还包括两个集成电路，两个集成电路采用SOP8封装形式，包括8个引脚，引脚尺寸为1.0×6.2×1.75mm，所述电路板还设有三个接口，分别为称重传感器接口、下载程序接口和通讯接口。

优选的，所述电路板包括三个晶体三极管，其采用SOT23-3形式封装，有3个引脚，尺寸为2.92×1.6×1.1mm，所述电路板还包括二极管，其采用SOD-323封装，有2个引脚，尺寸为1.7×1.3×1.0mm；所述电路板还包括31块贴片电阻和24块电容，其采用0603贴片封装形式，尺寸为1.6×0.8×0.45mm。

优选的，所述触点与电路板电连接，圆孔镜头与太阳能板相连，用于摄像头的供电。

优选的，还包括微信小程序，其与智能蜂箱通讯连接，包括登录模块、预警信息模块、天气状况模块、蜂箱列表模块、警报装置模块以及我的模块；

所述登录模块，其配置为：用于不同角色的用户登录；

所述预警信息模块，其配置为：各类报警提醒，包括但不限于蜂箱内环境异常、电网异常、蜂群稳定性异常、蜂蜜重量异常等；

所述天气状况模块，其配置为：显示蜂场局部小气候天气信息，便于知天而作；

所述蜂箱列表模块，其配置为：用于查看具体蜂箱的生产信息，可实时查看对应蜂箱巢脾的重量，同时还可以查看蜂箱外部的图像信息，并且实时计数蜜蜂的进出数量；

所述警报装置模块，其配置为：个性化动态设置蜂箱内环境报警方案，用于蜂箱数据超过阈值或者蜂箱出现连接异常情况时，进行消息告警；

所述我的模块，其配置为：用于记录及修改用户信息。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，在传统蜂箱的基础上，增加了与蜜蜂活动规律密切相关图像采集和蜂蜜产量密切相关的蜂箱重量变化称重方面，并通过微信小程序与智能蜂箱组合使用，蜂农可以通过微信小程序随时远程查看蜂箱情况，掌握蜜蜂的出勤率及工作状态，无需频繁现场开箱查看，并且随时可掌握蜂箱重量，自动判断是否是取蜜的合适时机。解决现有传统人工管理方式费时费力问题，达到减轻蜂农劳动强度，同时避免蜂农频繁开箱对蜜蜂造成干扰，从而有效提高蜜蜂的存活率和生产效率。

附图说明

图1是本发明一种智能蜂箱的整体结构示意图；

图2是本发明一种智能蜂箱中箱体结构示意图；

图3是本发明一种智能蜂箱中称重机构结构示意图；

图4是本发明一种智能蜂箱中电路板结构示意图；

图5是本发明一种智能蜂箱中摄像头组件结构示意图。

附图标记：1、蜂箱盖；2、箱体；3、底座；4、摄像头组件；41、圆孔镜头；42、镜头壳体；43、连接件；44、太阳能板；5、主机；6、称重机构；61、触点；62、电路板；63、称重传感器接口；64、下载程序接口；65、通讯接口。

具体实施方式

以下结合附图1-5，进一步说明本发明一种智能蜂箱的具体实施方式。本发明一种智能蜂箱不限于以下实施例的描述。

如图1所示，一种智能蜂箱，基于传统的标准蜂箱，在其基础上安装传感器，不改变原始结构和尺寸。蜂箱整体为木质材料，其顶部位置安装有摄像头组件4，摄像头组件4无需电线和网线接入，可插入4G网卡进行实时蜂群活动监测，解决了户外空旷场地没有网线和无线网的覆盖情况下而影响对蜂群动向的掌握。

进一步的，摄像头组件4顶部为太阳能板44，为圆孔镜头41提供电能，在没有电线的情况下仍可工作。蜂箱盖下方为继箱，继箱上方前后均安装有称重装置，继箱主要用来放巢脾和贮存蜂蜜，安装的称重装置可实时获取巢脾重量变化，蜂农可根据重量变化判断蜂蜜的产量以及是否时机适合采蜜，无需蜂农打开蜂箱查看，提高工作效率，同时降低蜂农被蜜蜂蜇伤的概率。

进一步的，一种智能蜂箱，如图1所示，包括由上及下依次设置的蜂箱盖1、箱体2、底座3，蜂箱盖1侧面设有摄像头组件4，蜂箱盖1下端卡设于箱体2上端，箱体2上端两侧均卡设有称重机构6，称重机构6的触点61与巢脾相接触。

在一种可能的实施方式中，如图5所示，摄像头组件4包括圆孔镜头41，其外侧设有镜头壳体42，镜头壳体42通过连接件43与蜂箱盖1相连，连接件43上还设有太阳能板44。

在一种可能的实施方式中，镜头壳体42固定于连接件43的底部，太阳能板44设于连接件43的顶部，连接件43的后端与蜂箱盖1或箱体2固定连接。

在一种可能的实施方式中，圆孔镜头41直径为1.1cm，其镜筒长为4.75cm，宽为3.2cm，高为3.2cm，镜头壳体42长为4.9cm，宽为4.2cm，高为4.2cm，太阳能板44长为10.5cm，宽为6.5cm。

通过采用上述技术方案：

由于蜜蜂活动检测需要实时检测，而目前市场上摄像头多依赖于电和网络，停电或者断网将中断视频检测。因此设计一种无需网线接入，允许插入4G网卡的摄像头。圆孔镜头41直径为1.1cm，镜筒长4.75cm，宽3.2cm，高3.2cm。圆孔镜头41镶嵌在镜头壳体42中，起到保护的作用，镜头壳体42长4.9cm，宽4.2cm，高4.2cm。镜头壳体42连接在连接件43中央位置上，连接件43整体宽6.4cm，长10.2cm；通过连接件43上的多个螺丝孔和右侧两个卡槽固定在固定件上。

进一步的，固定件为与蜂箱相连接的部分，需固定在蜂箱上的部分，其右侧部分长13cm，宽2.7cm，通过位于其上的螺丝孔与蜂箱连接。其左侧部分整体长10.42cm，宽6.62cm。固定件后方与太阳能板44相固定，太阳能板44可以为摄像头供电，其长10.5cm，宽6.5cm，还包括内部固定装置，内部固定装置、连接件43、固定件共同起到支架作用。摄像头采集蜂群图像，可用于后期分析蜂群的活动情况，掌握蜜蜂的生产状态。

在一种可能的实施方式中，如图2所示，箱体2长为51cm，宽为41cm，高为25cm，其采用木质结构，称重机构6长为36cm，宽为7.5cm，厚度为2.2cm，每个称重机构6上方设三个触点61，相邻触点61之间间隔为9.45cm。

在一种可能的实施方式中，如图3所示，称重机构6内设电路板62，电路板62包括电阻、电容、集成电路、晶体三极管、二极管、引脚、螺丝，还包括两个集成电路，两个集成电路采用SOP8封装形式，包括8个引脚，引脚尺寸为1.0×6.2×1.75mm，电路板62还设有三个接口，分别为称重传感器接口63、下载程序接口64和通讯接口65。

在一种可能的实施方式中，如图4所示，电路板62包括三个晶体三极管，其采用SOT23-3形式封装，有3个引脚，尺寸为2.92×1.6×1.1mm，电路板62还包括二极管，其采用SOD-323封装，有2个引脚，尺寸为1.7×1.3×1.0mm；电路板62还包括31块贴片电阻和24块电容，其采用0603贴片封装形式，尺寸为1.6×0.8×0.45mm。

在一种可能的实施方式中，触点61与电路板62电连接，圆孔镜头41与太阳能板44相连，用于摄像头的供电。

在一种可能的实施方式中，还包括微信小程序，其与智能蜂箱通讯连接，包括登录模块、预警信息模块、天气状况模块、蜂箱列表模块、警报装置模块以及我的模块；

登录模块，其配置为：用于不同角色的用户登录；

预警信息模块，其配置为：各类报警提醒，包括但不限于蜂箱内环境异常、电网异常、蜂群稳定性异常、蜂蜜重量异常等；

天气状况模块，其配置为：显示蜂场局部小气候天气信息，便于知天而作；

蜂箱列表模块，其配置为：用于查看具体蜂箱的生产信息，可实时查看对应蜂箱巢脾的重量，同时还可以查看蜂箱外部的图像信息，并且实时计数蜜蜂的进出数量；

警报装置模块，其配置为：个性化动态设置蜂箱内环境报警方案，用于蜂箱数据超过阈值或者蜂箱出现连接异常情况时，进行消息告警；

我的模块，其配置为：用于记录及修改用户信息。

在一种可能的实施方式中，微信小程序为“优蜜蜂箱”小程序，用户无需下载APP，可直接微信搜索“优蜜蜂箱”进入。小程序可与智能蜂箱组合使用，包括登录模块、预警信息模块、天气状况模块、蜂箱列表模块、警报装置模块以及我的模块；

其中，预警信息主要指蜂箱数据超过阈值或者蜂箱出现连接异常情况时，进行消息提醒。小程序还可以查看具体蜂箱的基本信息，可实时查看对应蜂箱巢脾的重量。同时还可以查看蜂箱外部的图像信息，如图5，并且实时计数蜜蜂的进出数量。警报装置可以对报警方案进行设置，例如当巢脾重量超过一定的阈值，系统发送提醒消息，蜂农便可以远程掌握取蜜时机，无需现场查看，节省人力。

进一步的，“优蜜蜂箱”小程序与智能蜂箱组合使用可以使蜂农远程手机查看蜂蜜重量的变化无需现场开盖查看，提高了工人的工作效率。有利于规模化养殖和标准化生产，节省当前昂贵的人力成本，蜂蜜生产管理的数字化水平提高，为蜂蜜生产的高效率和蜂蜜产品的高质量提供有效手段和工具。

综上：

摄像头可在没有网线接入或者无线网覆盖的情况下，仍然可以进行视频监测，其顶部为太阳能板，可以为摄像头进行充电，完美解决了户外空旷场地无电无网络问题(通过4G路由器进行数据传输)。继箱上的称重装置，可直接获取巢脾的重量，精密程度远胜于整个箱体称重，无需人工搬动箱体放在称重计上进行称重。“优蜜蜂箱”小程序与智能蜂箱组合使用可以使蜂农远程手机查看蜂蜜重量的变化无需现场开盖查看，提高了工人的工作效率。有利于规模化养殖和标准化生产，节省当前昂贵的人力成本，蜂蜜生产管理的数字化水平提高，为蜂蜜生产的高效率和蜂蜜产品的高质量提供有效手段和工具。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能蜂箱，其特征在于：包括由上及下依次设置的蜂箱盖(1)、箱体(2)、底座(3)，所述蜂箱盖(1)侧面设有摄像头组件(4)，蜂箱盖(1)下端卡设于箱体(2)上端，所述箱体(2)上端两侧均卡设有称重机构(6)，所述称重机构(6)的触点(61)与巢脾相接触。

2.如权利要求1所述的一种智能蜂箱，其特征在于：所述摄像头组件(4)包括圆孔镜头(41)，其外侧设有镜头壳体(42)，所述镜头壳体(42)通过连接件(43)与蜂箱盖(1)相连，所述连接件(43)上还设有太阳能板(44)。

3.如权利要求2所述的一种智能蜂箱，其特征在于：所述镜头壳体(42)固定于连接件(43)的底部，所述太阳能板(44)设于连接件(43)的顶部，所述连接件(43)的后端与蜂箱盖(1)或箱体(2)固定连接。

4.如权利要求2所述的一种智能蜂箱，其特征在于：所述圆孔镜头(41)直径为1.1cm，其镜筒长为4.75cm，宽为3.2cm，高为3.2cm，所述镜头壳体(42)长为4.9cm，宽为4.2cm，高为4.2cm，所述太阳能板(44)长为10.5cm，宽为6.5cm。

5.如权利要求1所述的一种智能蜂箱，其特征在于：所述箱体(2)长为51cm，宽为41cm，高为25cm，其采用木质结构，称重机构(6)长为36cm，宽为7.5cm，厚度为2.2cm，每个称重机构(6)上方设三个触点(61)，相邻触点(61)之间间隔为9.45cm。

6.如权利要求1所述的一种智能蜂箱，其特征在于：所述称重机构(6)内设电路板(62)，所述电路板(62)包括电阻、电容、集成电路、晶体三极管、二极管、引脚、螺丝，还包括两个集成电路，两个集成电路采用SOP8封装形式，包括8个引脚，引脚尺寸为1.0×6.2×1.75mm，所述电路板(62)还设有三个接口，分别为称重传感器接口(63)、下载程序接口(64)和通讯接口(65)。

7.如权利要求6所述的一种智能蜂箱，其特征在于：所述电路板(62)包括三个晶体三极管，其采用SOT23-3形式封装，有3个引脚，尺寸为2.92×1.6×1.1mm，所述电路板(62)还包括二极管，其采用SOD-323封装，有2个引脚，尺寸为1.7×1.3×1.0mm；所述电路板(62)还包括31块贴片电阻和24块电容，其采用0603贴片封装形式，尺寸为1.6×0.8×0.45mm。

8.如权利要求1所述的一种智能蜂箱，其特征在于：所述触点(61)与电路板(62)电连接，圆孔镜头(41)与太阳能板(44)相连，用于摄像头的供电。

9.如权利要求1所述的一种智能蜂箱，其特征在于：还包括微信小程序，其与智能蜂箱通讯连接，包括登录模块、预警信息模块、天气状况模块、蜂箱列表模块、警报装置模块以及我的模块；

所述登录模块，其配置为：用于不同角色的用户登录；

所述预警信息模块，其配置为：各类报警提醒，包括但不限于蜂箱内环境异常、电网异常、蜂群稳定性异常、蜂蜜重量异常等；

所述天气状况模块，其配置为：显示蜂场局部小气候天气信息，便于知天而作；

所述蜂箱列表模块，其配置为：用于查看具体蜂箱的生产信息，可实时查看对应蜂箱巢脾的重量，同时还可以查看蜂箱外部的图像信息，并且实时计数蜜蜂的进出数量；

所述警报装置模块，其配置为：个性化动态设置蜂箱内环境报警方案，用于蜂箱数据超过阈值或者蜂箱出现连接异常情况时，进行消息告警；

所述我的模块，其配置为：用于记录及修改用户信息。