CN212753808U - 远程可监控恒温蜂箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供远程可监控恒温蜂箱，包括蓄电池、充电控制器、太阳能电池板、箱体、控制箱、风扇、通风孔、电热丝、通风底纱窗、温度传感器、短信模块、单片机、湿度传感器、称重传感器，在箱体顶部安装有蓄电池，充电控制器和太阳能电池板，蓄电池与控制箱内的设备正负极相连，充电控制器一端与蓄电池相连，另一端与太阳能电池板相连，在箱体中部位置使用螺栓安装有一个控制箱，控制箱内设有温度传感器，短信模块，湿度传感器以及单片机，风扇安装于箱体中部位置，风扇的右侧为在箱体上开设的通风孔，箱体底部有电热丝。本实用新型提供一种远程可监控恒温蜂箱，可用于准确测量蜂箱内的温度，对精准调节蜂箱的温度提供了参考。

Description

远程可监控恒温蜂箱

技术领域

本实用新型属于农业养殖设备领域，尤其涉及远程可监控恒温蜂箱。

背景技术

目前，蜜蜂养殖主要是有养蜂人根据养殖经验自行管理，耗时耗力，蜜蜂的养殖主要设备是蜂箱，基本采用木质蜂箱，郎式蜂箱和便携式塑料环保蜂箱。但目前现有的蜂箱基本都无法显示箱内的温度，湿度及蜂蜜产量信息，需要蜜蜂养殖人频繁地打开蜂箱观察，大大增加了蜂农的工作量，还降低了工作效率和干扰了蜂蜜的正常产蜜。经常重复的检查需要大量的劳动力，影响经济效益。经常检查影响蜂蜜产量，还会使劳动力成本增加。监控系统产生误差。经常揭盖检查会影响温湿度监测。国内目前的养蜂行业在逐年白热化，需要更多优质的技术引入到养蜂行业中。

国外养蜂，主要调查了三个“养蜂大户”阿根廷，美国，欧盟。这些国家对养蜂行业的投入和效益极大，以美国为例，每年蜜蜂直接生产的蜂产品价值约1.4亿，而利用蜜蜂去为农作物授粉，使农作物增产的价值高达190亿美元，达到蜂产品价值的143倍。因此美国政府对养蜂业生产和贸易投入力度极大。在国外的养蜂业更加具有生态化，因此，养蜂设备的自动化，可以向其借鉴。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种远程可监控恒温蜂箱，可用于准确测量蜂箱内的温度，对精准调节蜂箱的温度提供了参考。

本实用新型采用如下技术方案：

远程可监控恒温蜂箱，包括蓄电池、充电控制器、太阳能电池板、箱体、控制箱、风扇、通风孔、电热丝、通风底纱窗、温度传感器、短信模块、单片机、湿度传感器、称重传感器。

在箱体顶部安装有蓄电池，充电控制器和太阳能电池板。蓄电池与控制箱内的设备正负极相连，充电控制器一端与蓄电池相连，另一端与太阳能电池板相连，太阳能电池板能在外界环境光源充足时，将太阳能转换成电能储蓄。在箱体中部位置使用螺栓安装有一个控制箱，控制箱内设有单片机，单片机集成有温度传感器，短信模块，湿度传感器，对蜂箱智能化起着核心贡献。

风扇安装于箱体中部位置，风扇的右侧为在箱体上开设的通风孔，通风孔用于空气流通，有利于蜂群繁殖。

箱体底部有电热丝，于温度低于设定温度时启动电热丝进行加热，维持恒温状态。为了灵活操作，在电热丝下面设有通风底纱窗，使空气流通和平衡温度。

最底部是称重传感器，可以检测到蜂蜜的产量情况。远程可监控恒温蜂箱是集自动检测温度、湿度控制及温度报警于一体的装置。首先蜜蜂养殖最重要的环节之一就是温度的控制，适宜的温度就有可能显著提高蜜蜂的存活率和产蜜效率。

因此，我们在此机制中首先加入了温度传感器探头，为了提高温度测量精确性和稳定性，特别采用了高精度的温度传感器并且进行多次测量试验来确定其精度。另外为避免外界条件干扰，温度模块在蜂箱中的摆放位置也需要特别讲究。根据调查到的常见蜂箱结构进行合理比较和分析，以及对蜂箱不同部位进行温度的测量得出结论，决定把温度传感器探头放置在蜂箱中部。蜂箱的顶部与外界空气接触相对直接，容易受到风，光影响，间接导致温度测量的偏差。而底部有大量的蜜蜂聚集成堆，最能反应出蜂群的真实生活环境的温度，加之底部不易被蜂农检查时无意破坏到。但是，底部蜂群聚集，不便于散热，且采回来的蜂蜜含有水分，水汽聚集在蜂箱内影响温度，可见将温度传感器探头放置在中部较为合理。

为了提高温度的精确性，选用高精度的测温模块，但综合考虑成本问题，最终选用基于DS18B20温度传感器探头的测温模块。理由如下：

(1)应用中不需要外部任何元器件即可实现测温电路。

(2)测温范围-55～+125℃，最大精度0.0625℃。

(3)只通过一条数据线即可实现通信。

(4)每个DS18B20器件上都有独一无二的序列号，所以一条数据线上可以挂接很多该传感器。

(5)内部有温度上、下限告警功能。

(6)具有防水功能。

因此选用此高精度温度传感器可以更加精确得实时测量蜂箱的温度。

其独特的单线接口方式也非常简便，DS18B20在与单片机微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定；工作电源:3～5V/DC；在使用中不需要任何外围元件。

蜜蜂养殖场普遍分布在郊外，山地。供电成了一个难题。为节约能源和高效利用自然清洁能源，且考虑到一些特别地区的年光照时间长，太阳能供热可以解决在冬季时蜂箱的供热难题，节约大量成本，提高经济效益。冬季夜晚时，室外温度较低，此时白天太阳能收集装置转换的电能正好可以用来给蜂箱供热。温度探头连接方式:

可选择电源供电或寄生电源供电：

一般使用电源供电方式:

1.ADD脚接电源3.0～5.5V

2.GND脚接GND

3.DQ脚接I/O

考虑到机制稳定性，进一步添加了短信模块。短信模块是用SIM卡模块将收集的信息发送到监管人手机上。基于C语言编程实现。智能终端成本高于短信模块且易受到网络影响考虑到养蜂地多位于山区郊区。随时可以接收到现场的环境状况。我们引入的短信模块因其电气接口标准，极易与其他设备连接，设置参数简单，在无人值守的现场环境可以轻易实现从有人到无人，从有线到无线的跨越。

综上所述，一系列的温度控制机制，远程监测设备，太阳能供热极大得提高了养蜂的智能化和经济化。对养蜂业的促进和发展有一定的现实意义。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在朗氏蜂箱的基础上进行改善和升级。融合测温，远程监控，调节温度等功能于一体设计此理念将人工养蜂，自动化养蜂升级为智能化养蜂，可实时监测蜂箱内蜜蜂生存温度，并作出调节使温度维持在一个合理的范围，大大提高养蜂效率和节约人力成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为控制箱内部示意图；

图3为电热丝的结构示意图；

图4为通风底纱窗结构示意图。

图中：

1-蓄电池、2-充电控制器、3-太阳能电池板、4-箱体、5-控制箱、6-风扇、7-通风孔、8-电热丝、9-通风底纱窗、10-温度传感器、11-短信模块、12-单片机、13-湿度传感器、14-称重传感器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

蓄电池(型号为18650)、充电控制器(型号CY1210)、太阳能电池板(为徐州希凯德能源有限公司)、温度传感器(为DS18B20)、短信模块(为SIM900A)、单片机(为stm32c8t6)、湿度传感器(为AM1001)、称重传感器(为HZC-30A)。

本新型属于智能养蜂领域，实现远距离实时温度检测以及报警功能。太阳能供电减少供电成本，合理利用自然资源。

如图1-4所示，远程可监控恒温蜂箱，包括蓄电池1、充电控制器2、太阳能电池板3、箱体4、控制箱5、风扇6、通风孔7、电热丝8、通风底纱窗9、温度传感器10、短信模块11、单片机12、湿度传感器13、称重传感器14。

本发明在箱体4顶部安装有蓄电池1，蓄电池1的正负极与控制箱5的正负极相连接。蓄电池1与充电控制器相连2，充电控制器2和太阳能电池板3相连。太阳能电池板3能在外界环境光源充足时，将太阳能转换成电能储蓄到蓄电池1内。当蓄电池1电源充足后会通过电路向控制箱5中的用电原件供电。在箱体4中部位置使用螺栓安装有一个控制箱5，控制箱5内设有单片机12，单片机12集成温度传感器10，短信模块11，湿度传感器13，利用单片机技术将温度传感器10，湿度传感器13和短信模块置于单片机12中(利用编程技术实现单片机采集温度传感器、湿度传感器的数据并进行对比处理)。当其传感器检测到异常数据时通过短信模块11发送给用户。对蜂箱智能化起着核心贡献。

由于冷空气密度大于热空气密度，冷空气将下沉通过通风孔7进入箱体4。风扇6安装于箱体4中部位置，风扇6的右侧为在箱体4上开设的通风孔7，通风孔7用于空气流通，有利于蜂群繁殖。

箱体4底部有电热丝8，于温度低于设定温度时启动电热丝8进行加热，维持恒温区间状态。设置温度区间为18-25℃。为了灵活操作，在电热丝8下面设有通风底纱窗9，使空气流通和平衡温度和湿度。当空气过于干燥，则会使蜂体的水分蒸发加快，蜜蜂就会感到口渴；当空气过分干燥时，还会使蜂蜜失水结晶，以至蜜蜂无法取食而饿死。养蜂人可以根据天气查询结果及养蜂经验去人为适当开关通风底纱窗9，蜂箱4中的温度，湿度探头会实时监测保护。最底部是称重传感器14，显示屏外接在蜂箱外定期前往查看并收集蜂蜜，显示屏与单片机12、承重传感器14连接，可将温度数据、湿度数据、重量数据及时显示。

本实用新型的工作过程：

启动电源，蜂箱4开始工作。当箱内温度传感器10检测到温湿度偏离正常范围；承重传感器14数据大于设定值，及可以割蜜时，单片机12中的短信模块11发送短信给用户并且显示在显示屏上。当用户接收到短信或者通过显示屏观察到情况后便可启动电热丝8，或者开启风扇6。可将所有蜂箱的电热丝8开关和风扇6开关接线接入到控制室内，成本十分低廉，不受信号影响也不易出现故障。当空气比较干燥时打开通风底纱窗9。

远程可监控恒温蜂箱是集检测温度、湿度检测控制一体的装置。首先蜜蜂养殖最重要的环节之一就是温度的控制，温度的控制就是有可能决定蜜蜂的存活率和产蜜效率。因此，在此机制中首先加入了温度传感器，为了提高温度测量精确性和稳定性，特别采用了高精度的温度传感器并且进行了多次测量和实验确定其精确度。

另外，为了避免外界条件干扰，在机制中的摆放位置也需要特别讲究。根据调查到的常见的蜂箱结构，决定把温度传感器放置在蜂箱中部。蜂箱的顶部与外界空气接触相对直接，容易受到风，光影响，间接导致温度测量的偏差。而底部有大量的蜜蜂聚集成堆，最能反应出蜂群的真实生活环境的温度，加之中部不易被蜂农检查时无意破坏到。

可见，采用高精度的温度传感器的测温探头放置在中部是较优方法。蜜蜂养殖场普遍分布在郊外，山地。供电成了一个难题。为节约能源和高效利用自然清洁能源，且考虑到一些特别地区的年光照时间长，太阳能供热可以解决在冬季时蜂箱的供热难题，节约了大量成本，提高了经济效益。冬季夜晚时，室外温度较低，此时白天太阳能收集装置转换的电能正好可以用来给蜂箱供热。

考虑到机制稳定性，进一步添加了盟星科技的远程可监控装置SIM900A，随时可以接收到现场的环境状况。引入的短信模块11因其电气接口标准(UART)，极易与其他设备连接，设置参数简单，在无人值守的现场环境可以轻易实现从有人到无人，从有线到无线的跨越。

温度传感器(为DS18B20)的测量实例：

上述两个表格为测温模块在不同环境中对物体的测试结果，展示出其高精度测量水平。因此该模块完全可以用于蜂箱内测温。

本实用新型，经过实地考察，采集了一些资料和数据，对传统蜂箱进行了分析和对比，发现蜜蜂死亡率较高，注意到此问题，将在原传统蜂箱的基础上加上温控装置，并多次监测和试验，再将两种蜂箱进行多方面对比，完善细节技术。通信方面，考虑到一些极端情况的潜在隐患，便加入短信模块，一定程度上提高了其可靠性，不会因为网络，网速，外界干扰等因素造成通信问题。

本发明的优点有：利用太阳能节约电力成本；智能化养蜂，短信模块不会受到网络状态影响，且成本更低；自动检测，可以调节箱内的温度和湿度。检测箱内的产量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.远程可监控恒温蜂箱，其特征在于，包括蓄电池、充电控制器、太阳能电池板、箱体、控制箱、风扇、通风孔、电热丝、通风底纱窗、温度传感器、短信模块、单片机、湿度传感器、称重传感器；

在箱体顶部安装有蓄电池，充电控制器和太阳能电池板，蓄电池与控制箱内的设备正负极相连，充电控制器一端与蓄电池相连，另一端与太阳能电池板相连，在箱体中部位置使用螺栓安装有一个控制箱，控制箱内设有单片机，单片机集成有温度传感器，短信模块，湿度传感器，风扇安装于箱体中部位置，风扇的右侧为在箱体上开设的通风孔，箱体底部有电热丝，于温度低于设定温度时启动电热丝进行加热，维持恒温状态，在电热丝下面设有通风底纱窗。

2.根据权利要求1所述的远程可监控恒温蜂箱，其特征在于，温度传感器探头放置在蜂箱中部。

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