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Gebiet der Erfindung
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Die aktuelle Anwendung betrifft ein Steuergerät für die Bienenzucht, um die Bienenaktivität zu beobachten und insbesondere ein einfachen sowie robusten Weg das Gewicht eines Bienenstocks zu messen und zu übertragen. Vor allem betrifft diese eine Bienenstockwaage, ein Bienenstand, der eine Bienenstockwaage beinhaltet, und ein Steuerungssystem für die Bienenzucht.
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Technisches Gebiet
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WO2018/155051 beschreibt eine herkömmliche Vorrichtung zur Steuerung einer Bienenzucht. Es beschreibt eine Apparatur zur Behandlung von Insektenbestäubern umfassend, eine Bienenwaage, um das Gewicht eines Bienenstandes zu erfassen, und eine Vielzahl von Sensoren für Temperatur, Feuchtigkeit, Licht, etc., um die Umgebungsbedingungen innerhalb eines Bienenstandes zu erfassen. Das Steuergerät enthält ein Datenerfassungsmodul, das mit einer Bienenstockwaage gekoppelt ist und mit der Vielzahl der im Bienenstock angeordneten Sensoren verbunden ist. Ein Computermodul ist mit dem Erfassungsmodul gekoppelt und empfängt die erfassten Daten des Erfassungsmoduls. Die Steuereinrichtung umfasst ein Kommunikationsmodul, das zwischen dem Datenerfassungsmodul und dem Computer gekoppelt ist. Darüber hinaus werden das Datenerfassungsmodul und der Computer entweder über ein Solarstrommodul, ein Wechselstromnetzmodul oder ein Batteriemodul mit Strom versorgt. Die Bienenstockwaage besteht aus einem Gehäuse, in dem die Daten verarbeitet und die Gewichtsmessungen durchgeführt, gespeichert und übertragen werden. Ein Bienenstock ist auf einer ebenen Fläche des Chassis angeordnet und eine Vielzahl von leitenden Drähten von den Sensoren im Bienenstock treten durch eine wetterfeste Elastomer-Durchführung in das Chassis ein. In den Chassis-Wägezellen sind ein rechenfähiger Mikroprozessor, ein Speicher und ein drahtloser Netzwerksender angeordnet und miteinander gekoppelt. Die Spannungssignale von den mehreren Sensoren und Wägezellen werden zunächst über eine Kabelverbindung an den Mikroprozessor gesendet. Dann werden die entsprechenden verarbeiteten Daten vom Mikroprozessor an den Speicher übertragen und durch den drahtlosen Netzwerksender an einen entfernten Server zur Speicherung und zum Vergleich mit anderen Bienenvölkern gesendet.
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Technische Aufgabe
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Eine herkömmliche Bienenstockwaage ist für die Überwachung nur eines Bienenstocks geeignet. Jede Bienenstockwaage umfasst eine Vielzahl von elektronischen Komponenten zur Datenverarbeitung, -speicherung und -übertragung im Gehäuse der Bienenstockwaage. Außerdem erfordert die Übertragung der gesammelten Daten ein zellulares Netzwerk. Darüber hinaus ist eine konventionelle Bienenstockwaage sehr raum- und kostenintensiv. Ein nachträglicher Einbau einer Bienenstockwaage in bestehende Bienenstände, bei dem die Bienenstockwaage über eine Datenübertragungsmöglichkeit verfügt, ist aufgrund von Größeneinschränkungen innerhalb des Bienenstandes nahezu unmöglich und darüber hinaus in seiner Anwendung auf gut erreichbare Gebiete mit einem Mobilfunknetz oder einem anderen Kommunikationsnetz beschränkt.
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Wenn eine Vielzahl von Bienenstöcken am gleichen Ort aufgestellt ist, z.B. in einem Bienenstand, hat die herkömmliche Bienenzuchtanlage das Problem, dass jede Bienenstockwaage, die unter einem einzelnen Bienenstock angeordnet ist, einen Sender zur Kommunikation mit einem zentralen Server enthält. Somit muss jeder Bienenstock einen einzelnen Übertragungskanal zum Server im Internet haben. Da jeder Sender unabhängig voneinander kommuniziert, kann dies zu Signalunterbrechungen und Störungen führen. Außerdem ist die in jedem Bienenstock benötigte Elektronik sehr kostenintensiv und komplex.
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Da eine herkömmliche Bienenzuchtvorrichtung einen WAN-Sender in der Bienenstockwaage benötigt, hat die herkömmliche Bienenzuchtvorrichtung außerdem das Problem, dass, wenn ein oder mehrere Bienenstöcke an einem Ort mit schlechtem Telekommunikationsnetz angeordnet sind, eine Kommunikation zwischen einem Server und dem WAN-Sender nicht möglich ist.
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Eine herkömmliche Bienenzuchtvorrichtung hat außerdem das Problem, dass, wenn eine Vielzahl von Bienenstöcken in einem Bienenstand zusammengebaut wird, wobei die Bienenstöcke in einem rechteckigen Raster so angeordnet sind, dass sie in horizontaler Richtung nebeneinander und in vertikaler Richtung über- und untereinander angeordnet sind, z. B. in einer Anordnung, bei der ein zweiter Bienenstock über einem ersten Bienenstock angeordnet ist, die herkömmliche Bienenstockwaage aufgrund ihrer räumlichen Abmessungen und Größe nicht zwischen zwei Bienenstöcken angeordnet werden kann. Daher kann eine herkömmliche Bienenwaage nicht zur Überwachung des Gewichts und der Umgebungsbedingungen (T, relative Luftfeuchtigkeit usw.) von übereinander angeordneten Bienenstöcken verwendet werden. Außerdem kann es nicht in bestehenden Bienenstöcken verwendet werden und erfordert fast eine vollständige Demontage des Bienenstandes oder eine neue Einrichtung, um den Bienenstock dem Bienenstand hinzuzufügen.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bienenstockwaage anzugeben, die räumlich kleiner ist und weniger Produktionskosten und weniger darin enthaltene elektronische Teile erfordert.
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Weiter ist es eine Aufgabe, einen Bienenstand und ein Steuerungssystem für die Bienenzucht anzugeben, die eine solche Bienenstockwaage umfassen, die in ländlichen oder abgelegenen oder isolierten Gebieten mit begrenzter Netzabdeckung und begrenzter Stromversorgung eingesetzt wird.
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Eine weitere Aufgabe ist es, sicherzustellen, dass Daten von einem Bienenstock zuverlässig an eine mit einem Server verbundene zentrale Einheit übertragen werden können, auch wenn sich der Bienenstock an einem Ort mit schlechter Signalabdeckung befindet.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bienenstockwaage anzugeben, die unter einem bestehenden Bienenstock angeordnet werden kann und die zwischen zwei aufeinander montierten Bienenstöcken angeordnet werden kann.
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In einem herkömmlichen Imkereigerät werden nur die Daten der Umgebungsbedingungen (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit usw.) im Bienenstock erfasst. Aber auch die lokalen Wetterbedingungen außerhalb des Bienenstocks wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Windgeschwindigkeit, Windrichtung haben einen Einfluss auf das Honigfutter.
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Eine weitere Aufgabe ist es daher, eine Imkervorrichtung bereitzustellen, die Daten über die lokalen Wetterbedingungen für eine verbesserte Überwachung des Bienenstocks sammelt.
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Eine weitere Aufgabe ist es, eine flache, dünne Struktur einer Bienenstockwaage vorzuschlagen und/oder eine Struktur einer Bienenstockwaage vorzuschlagen, die resistent gegen Beschädigungen durch Tiere und Umweltbedingungen ist. Schließlich ist es ein Ziel, ein Zusatzgerät zu einer Bienenstockwaage bereitzustellen, das Daten von einer Vielzahl von Bienenstockwaagen sammelt und an den Server überträgt oder eine Datenübertragung oder Datenzugänglichkeit von/zu einem Benutzer zur Bienenstockwaage bereitstellt.
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Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Hauptgedanke der Erfindung ist es, ein Steuergerät für die Bienenzucht bereitzustellen. Die Hauptkomponente ist eine Bienenstockwaage, die einfach unter einen Bienenstock platziert werden kann.
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Die grundlegende Aufgabe eines Imkers ist es, starke und gesunde Bienenvölker zu haben. Deshalb ist es notwendig, eine einfache und effektive Kontrolle der Entwicklung der Bienenfamilien, des Zustandes des Honigs und der Umgebung zu ermöglichen.
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Die Entwicklung und die Stärke einer Bienenfamilie hängt neben der Gesundheit der Bienenfamilien vor allem von der ständigen Zufuhr von Nahrung ab. Dies erfordert, dass der Imker auch im Falle einer mehrtägigen Unterbrechung der Honigweide genügend Futter für die Bienenfamilie bereitstellen muss. Die Unterbrechung oder Reduzierung der Zufuhr kann durch die Unterbrechung der Honigweide oder durch schlechte Wetterbedingungen oder andere unerwartete Ereignisse erfolgen.
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Außerdem kommt es gelegentlich vor, dass einige Bienenfamilien zu schwärmen beginnen. Normalerweise bemerkt der Imker das Schwärmen mit Verzögerung.
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Außerdem können die Bienen im Falle einer sehr intensiven Honigweide und optimaler Bedingungen den Bienenstock in einigen Tagen vollständig füllen, so dass es notwendig ist, in der Anfangszeit Honig zu entnehmen oder leere Waben hinzuzufügen, um die Honigweide so gut wie möglich auszunutzen.
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In der Herbstzeit kann es in der Bienenfamilie zur sog. verdeckelten oder stillen Räuberei kommen, die vielleicht nicht sofort bemerkt wird, so dass eine solche Bienenfamilie aufgrund des Nahrungsmangels über den Winter sterben kann.
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Eine adäquate Kontrolle der oben genannten Ereignisse kann durch ständige und häufige Überwachung des Gewichts der Bienenvölker und der Wetterbedingungen und -ereignisse im Bereich des Bienenstandes oder der Stände erfolgen. Da es verschiedene Witterungsbedingungen (Niederschlag, Wind) gibt, die starke Auswirkungen haben, aber nur sehr lokal auftreten, ist es wichtig, die Witterungsbedingungen allgemein und lokal am Bienenstock zu überwachen.
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Die Imker verwenden üblicherweise verschiedene mechanische oder digitale Waagen. Der Nachteil dieser Art von Waagen ist, dass man nur einen Bienenstock kontrollieren kann. Einige digitale Waagen haben einen eingebauten Feuchtigkeits- oder Temperatursensor. Solche Sensoren reichen jedoch nicht aus, um eine genaue Wetterbedingung zu ermitteln, da Niederschlag und Wind einen erheblichen Einfluss auf die Honigweide haben können. Außerdem sind die Abmessungen einer solchen Bienenstockwaage recht groß. Somit ist ein nachträglicher Einbau einer Bienenstockwaage unter bestehende Bienenstöcke nahezu unmöglich.
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In einem Aspekt wird eine Bienenstockwaage bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Grundrahmen mit einem zentralen Abschnitt und mindestens einem Seitenabschnitt, der jeweils mit dem zentralen Abschnitt verbunden ist und sich von diesem aus erstreckt; ein Steuermodul, das an dem zentralen Abschnitt angeordnet ist; und mindestens einen Gewichtssensor, der an dem mindestens einen Seitenabschnitt angeordnet ist, um ein Gewicht eines auf der Bienenstockwaage platzierten Bienenstocks zu bestimmen.
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Vorzugsweise kann der Grundrahmen zwei Seitenteile umfassen oder der Grundrahmen umfasst drei Seitenteile, die sich von einem Mittelteil aus erstrecken.
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Vorzugsweise kann der Mittelteil eine Steuermodulaufnahmeeinheit zur Aufnahme des Steuermoduls enthalten. Da sich der Mittelteil unterhalb des Bienenstocks befindet, ist der beste Schutz für das Steuermodul und sind die kürzesten Verbindungen zu den Gewichtssensoren und/oder Sensoren im Bienenstock möglich.
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Vorzugsweise kann eine Abdeckung an die Steuermodulaufnahmeeinheit gekoppelt werden, um die Steuermodulaufnahmeeinheit zu verschließen. Dies ermöglicht einen sicheren Zugang und einen wasserdichten Schutz des Steuermoduls innerhalb der Steuermodulaufnahmeeinheit.
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Vorzugsweise kann der Grundrahmen zumindest teilweise als Hohlprofil ausgebildet sein. Dies sorgt für eine stabile Konstruktion und gewährleistet ein geringes Gewicht. Außerdem kann der Hohlraum zum Schutz der Elektronik und der Gewichtssensoren genutzt werden.
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Vorzugsweise kann eine Fläche des Hohlprofils die Oberseite der Bienenstockwaage zum Aufsetzen des Bienenstocks auf die Bienenstockwaage darstellen, wobei das Hohlprofil einen zur Unterseite der Bienenstockwaage gerichteten offenen Bereich aufweisen kann.
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Vorzugsweise kann mindestens eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit an dem Seitenabschnitt und/oder dem Mittelabschnitt vorgesehen sein. Vorzugsweise kann jeder Seitenabschnitt mindestens eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit zur Aufnahme des Gewichtssensors umfassen.
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Vorzugsweise kann die mindestens eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit zu der oberen, dem Bienenstock zugewandten Seite des Grundrahmens geöffnet und zu der unteren, einem Boden zugewandten Seite des Grundrahmens zum Aufstellen der Bienenstockwaage im Wesentlichen geschlossen sein. Dies ermöglicht eine sichere Unterbringung des Gewichtssensors, um eine zuverlässige Messung zu gewährleisten. So ist der Gewichtssensor von unten gut geschützt. Vorzugsweise kann jedes Seitenteil mindestens eine Gewichtssensoraufnahmeeinheit zur Aufnahme des Gewichtssensors aufweisen.
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Vorzugsweise kann die mindestens eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit zu der einem Boden zugewandten Unterseite des Grundrahmens geöffnet sein, um die Bienenstockwaage zu platzieren, und kann hauptsächlich zu der dem Bienenstock zugewandten Oberseite des Grundrahmens geschlossen sein, so dass Gewichtssensoren von der Unterseite in die SensorAufnahmeeinheit aufgenommen werden können.
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Vorzugsweise kann jedes Seitenteil zwei Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten aufweisen, vorzugsweise jeweils zur Aufnahme eines Gewichtssensors. Durch zwei Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten in jedem Seitenteil, die jeweils einen Gewichtssensor aufnehmen, ist eine zuverlässige Messung des Gewichts und eine stabile Abstützung des Bienenstocks auf der Bienenstockwaage möglich.
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Vorzugsweise kann die mindestens eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit an einem distalen Ende des Seitenteils angeordnet sein. Die Anordnung am Ende oder an der distalen Position des Seitenteils ermöglicht eine zuverlässige Messung des Gewichts und eine stabile Unterstützung des Bienenstocks auf der Bienenstockwaage.
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Vorzugsweise kann der mindestens eine Gewichtssensor als Wägezelle realisiert sein. Wägezellen sind dafür bekannt, dass sie besonders in rauer Umgebung sehr robust sind und einen präzisen Gewichtswert liefern.
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Vorzugsweise kann der mindestens eine Gewichtssensor ein Bienenstockwaagen-Kontaktteil zur Übertragung des Gewichts des Bienenstocks auf das Fühlteil des Gewichtssensors aufweisen. So sind keine zusätzlichen Fußteile notwendig.
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Vorzugsweise kann ein elastisches oder flexibles Element zumindest zwischen dem Bienenstockwaagen-Kontaktteil und dem Fühlteil des Gewichtssensors angeordnet sein. Dadurch wird das Ausbalancieren des Bienenstocks auf der Bienenstockwaage erleichtert. Außerdem wird dadurch die Notwendigkeit zusätzlicher Ausgleichsmittel wie verstellbare Stützen, die sich von der Bienenstockwaage nach unten erstrecken, vermieden. So kann die Höhe der Waage klein gehalten werden. Vorzugsweise ist das elastische oder flexible Element zumindest teilweise innerhalb des Bienenstockwaagen-Kontaktteils untergebracht.
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Vorzugsweise kann der Kontaktabschnitt der Bienenstockwaage bis zu einer Höhe vorstehen, die höher ist als die obere Fläche des Grundrahmens der Bienenstockwaage. So kann der Bienenstock leicht auf die Bienenstockwaage gestellt werden und eine zuverlässige Messung des Gewichts des Bienenstocks ist möglich.
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Vorzugsweise kann die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit mindestens einen Auflageabschnitt umfassen, der eine Bodenfläche zum Aufsetzen der Bienenstockwaage berührt. Vorzugsweise kann der mindestens eine Stützabschnitt nach unten hin vorstehen. Dadurch wird ein zusätzlicher, aber ausreichender Abstand zwischen der Basis und der Unterseite bzw. Bodenfläche der Bienenstockwaage geschaffen.
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Vorzugsweise kann die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit drei nach unten vorstehende Stützabschnitte aufweisen, die Kontaktpunkte darstellen, auf denen die Bienenstockwaage während des Betriebs aufliegt.
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Vorzugsweise kann der mindestens eine Gewichtssensor mit dem Steuermodul verbunden sein.
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Vorzugsweise kann der mindestens eine Gewichtssensor mit einem Schutzteil abgedeckt sein. Dies bietet einen zusätzlichen Schutz des Gewichtssensors und ermöglicht den Schutz für die Herstellung oder Wartung zu entfernen.
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Vorzugsweise kann der mindestens eine Gewichtssensor innerhalb der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit vorgesehen sein, um mit dem Bienenstock in Kontakt zu kommen, wenn der Bienenstock auf der Oberseite des Grundrahmens platziert ist.
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Vorzugsweise kann der mindestens eine Gewichtssensor eine Wägezelle vom Typ eines ebenen Balkens sein.
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Vorzugsweise kann der Grundrahmen mindestens eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit umfassen, an der mindestens ein Gewichtssensor angeordnet ist. Die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit bietet einen konstruktiven Schutz für den Gewichtssensor und eine Struktur zur Befestigung.
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Vorzugsweise kann die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit so realisiert sein, dass sie mindestens zwei verschiedene Typen von Gewichtssensoren aufnehmen kann. Dies ermöglicht, eine komfortablere Fertigung und eine Anpassung des Gewichtssensors an den Bienenstock. Unterschiedliche Gewichtssensoren können in der Lage sein, unterschiedliche Gewichtsmaße zu messen oder können eine unterschiedliche Empfindlichkeit oder Genauigkeit bei der Messung des Gewichts aufweisen.
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Vorzugsweise kann das Steuermodul so konfiguriert sein, dass es ein Signal von mindestens einem der Gewichtssensoren empfängt. So kann das Steuermodul den einen oder die mehreren Gewichtswerte, von dem einen oder den mehreren Gewichtssensoren, verarbeiten und ein Gesamtgewicht des Bienenstocks verarbeiten, das dann an den Konzentrator übertragen wird.
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Vorzugsweise kann das Steuermodul so konfiguriert sein, dass es weitere Signale von weiteren, der Bienenstockwaage zugeordneten Sensoren empfängt. Die Bienenstockwaage und auch der Bienenstock selbst können mit weiteren Sensoren zur Messung zusätzlicher Werte, wie z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, ausgestattet sein. Einer oder mehrere dieser Werte können an das Steuermodul der Bienenstockwaage zur Weiterleitung an den Konzentrator übertragen werden.
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Vorzugsweise kann das Steuermodul mindestens eines der folgenden Elemente umfassen: einen Controller zum Empfangen von Messsignalen von dem mindestens einen Gewichtssensor, zum Verarbeiten des mindestens einen Messsignals und zum Ausgeben mindestens eines Gewichtssignals, ein Kommunikationsmodul zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation mit einem entfernten Entgerät, eine Anzeige und/oder ein Display; und eine Batterie zur Stromversorgung des Controllers und/oder des Kommunikationsmoduls und/oder der Anzeige oder des Displays.
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Bevorzugt kann die Bienenstockwaage vier Wägezellen umfassen. Dies stellt die bevorzugte Lösung dar. Sie ist gut ausbalanciert.
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Vorzugsweise kann die Bienenstockwaage ferner Schutzrohre zur Aufnahme von Anschlussleitungen aufweisen. So kann eine Beschädigung durch Tiere verhindert werden.
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Vorzugsweise können die Verbindungsleitungen den mindestens einen Gewichtssensor mit dem Steuermodul verbinden.
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Die Schutzrohre können vorzugsweise an der Unterseite des Grundrahmens angeordnet sein. So sind sie in den Hohlräumen des Profils angeordnet und es wird ein weiterer Schutz erreicht.
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Vorzugsweise können der Grundrahmen und/oder die Abdeckung aus Aluminium bestehen und/oder eine Materialstärke von 1 bis 2 mm aufweisen. Dadurch wird ein geringes Gewicht der Bienenstockwaage erreicht.
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Vorzugsweise werden der Grundrahmen und/oder die Abdeckung und/oder das Schutzteil durch Formen und/oder Spritzguss hergestellt. Dies ist eine kosteneffiziente Methode zur Herstellung einer komplexen Struktur des Profils mit vielen Innenräumen und Löchern. So können der Mittelteil und der Seitenteil als ein Stück oder integral hergestellt werden, was höchste strukturelle Steifigkeit bietet.
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Vorzugsweise werden der Grundrahmen, die Abdeckung und das Schutzteil gleichzeitig durch Formen und/oder Spritzguss hergestellt. Somit sind keine weiteren Montageschritte notwendig.
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Vorzugsweise ist der Mittelteil des Grundrahmens mit dem mindestens einen Seitenteil etwa in der Mitte des mindestens einen Seitenteils verbunden.
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Vorzugsweise kann der Mittelteil eine Steuermodulaufnahmeeinheit und ein Paar zentrale Führungseinheiten umfassen, die an gegenüberliegenden Seiten der Steuermodulaufnahmeeinheit verbunden sind, so dass die Steuermodulaufnahmeeinheit zwischen den zentralen Führungseinheiten angeordnet werden kann und die zentrale Führungseinheit jeweils mit einem der Seitenteile verbunden werden kann.
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Vorzugsweise kann mindestens ein Seitenteil zwei Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten umfassen, an denen die Gewichtssensoren an den Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten angeordnet sein können.
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Vorzugsweise kann eine Längsführungseinheit vorgesehen sein, die die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit verbindet, so dass die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten an den gegenüberliegenden Seiten der Längsführungseinheit angeordnet werden können.
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Vorzugsweise kann eine Längsführungseinheit in ihrer Mitte mit einer zentralen Führungseinheit des zentralen Abschnitts verbunden sein.
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Bienenstand mit der mindestens einen Bienenstockwaage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit: einer zentralen Stromversorgung und/oder einem zentralen Kommunikationsmodul.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Steuerungssystem für die Bienenzucht bereitgestellt, umfassend: eine Konzentratoreinheit; mindestens eine Bienenstockwaage, wobei die mindestens eine Bienenstockwaage kommunikativ mit dem Konzentrator verbunden ist.
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Vorzugsweise wird ein Bienenstock bereitgestellt, der die mindestens eine Bienenstockwaage umfasst, wobei der Bienenstock mindestens einen der weiteren Sensoren umfasst, die Folgendes umfassen: einen Temperatursensor; einen Feuchtigkeitssensor; einen Windgeschwindigkeitssensor; einen Windrichtungssensor; einen Niederschlagssensor; einen akustischen Sensor.
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Vorzugsweise kann der mindestens eine weitere Sensor kommunikativ mit dem Konzentrator verbunden sein.
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Vorzugsweise kann das Steuerungssystem für die Bienenzucht weiterhin einen entfernten Server umfassen, der geeignet ist, Daten von dem Konzentrator zu empfangen, wobei der entfernte Server durch ein mobiles Endgerät zugänglich sein kann.
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Vorzugsweise kann das mobile Endgerät so angepasst sein, dass es mit dem entfernten Server und/oder dem Konzentrator verbunden werden kann.
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Vorzugsweise kann das mobile Endgerät so angepasst sein, dass es eine e-Imker-Anwendung zum Empfangen und/oder Senden von Daten von/zu dem Konzentrator und/oder dem entfernten Server und/oder zum Senden von Daten über den entfernten Server und/oder über den Konzentrator an die Bienenstockwaage ausführt.
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Vorzugsweise kann der Konzentrator direkt mit dem mobilen Endgerät verbunden sein.
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Vorzugsweise kann die Verbindung zwischen der Bienenstockwaage, dem Konzentrator, dem mobilen Endgerät, weiteren Sensoren und dem Remote-Server eine drahtlose Verbindung sein.
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Vorzugsweise kann die drahtlose Verbindung zwischen dem Konzentrator und der Bienenstockwaage eine Bluetooth- und/oder LoRa-Kommunikation sein.
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Vorzugsweise kann die Verbindung zwischen dem Konzentrator und dem mobilen Endgerät eine Bluetooth- und/oder WiFi- und/oder GPRS- und/oder LoRa-Kommunikation sein.
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Vorzugsweise kann die Verbindung zwischen dem Konzentrator und dem entfernten Server eine Bluetooth- und/oder WiFi- und/oder GPRS- und/oder LoRa-Kommunikation sein.
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Vorzugsweise kann die Verbindung zwischen jedem weiteren Sensor und dem Konzentrator eine Bluetooth- und/oder WiFi- und/oder GPRS- und/oder LoRa-Kommunikation sein.
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Vorzugsweise kann der Konzentrator so konfiguriert sein, dass er Daten von der mindestens einen Bienenstockwaage und/oder den weiteren Sensoren nach einem vorgegebenen Zeitplan (periodisch mit vorgegebener Häufigkeit) empfängt.
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Vorzugsweise kann der Konzentrator so konfiguriert sein, dass er die Gewichtsdifferenz zur vorherigen Messung für jeden Bienenstock berechnet.
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Vorzugsweise kann der Konzentrator weiterhin so konfiguriert sein, dass er das durchschnittliche Bienenstockgewicht berechnet und auch die Gewichtsdifferenz zwischen dem durchschnittlichen Bienenstockgewicht und der vorherigen Messung berechnet.
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Das Steuerungssystem für die Bienenzucht gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine kompakte digitale Waage, die einen oder mehrere sehr präzise Gewichtswerte eines einzelnen Bienenstocks liefert, und umfasst ferner mehrere Tiefen-L-Sensoren, einschließlich lokaler bienenstockbezogener Sensoren und allgemeiner wetterbezogener Sensoren. Schließlich umfasst die Bienenstock-Kontrolleinheit einen Konzentrator, der mit mehreren Bienenstockwaagen verbunden ist und der die Gewichtswerte und andere Sensordaten von den Bienenstöcken sammelt, die sich an verschiedenen entfernten Orten befinden. Dies ermöglicht es dem Imker, eine Vielzahl von Bienenständen oder Bienenvölkern zu überwachen, ohne dass eine häufige persönliche Überwachung am Ort des Bienenstandes oder Bienenvolkes erforderlich ist.
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Die Erfindung sieht eine automatische Kommunikation zwischen dem Konzentrator, der Bienenstockwaage und den Wetter Sensoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Regenfall) auf der einen Seite (eingehende Daten) und Datenübertragung über GPRS/Wifi/LTE zum Imker auf der anderen Seite (ausgehende Daten) drahtlos (Bluetooth, LoRa, WiFi) vor.
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Der Konzentrator ist die zentrale Einheit des Steuerungssystems für die Bienenzucht. Alle Daten von der mindestens einen Bienenstockwaage werden an den Konzentrator gesendet. Vorzugsweise sendet die mindestens eine Bienenstockwaage die Daten periodisch und/oder automatisch. Die Daten umfassen mindestens eines der aktuellen Gewichte des Bienenstocks und/oder gleichzeitig die Tiefensensoren wie mindestens eines von: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Niederschlag von der letzten Messung.
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Die Häufigkeit der Messungen kann vom Benutzer bestimmt werden. Ein bevorzugter Zeitraum ist eine Stunde. Der Konzentrator kann zusätzlich alle gemessenen Daten speichern, nämlich mindestens eines von: Gewicht des Bienenstocks, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Niederschlag, jeweils von der letzten Messung.
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Der Konzentrator kann für jeden Bienenstock eine Berechnung oder Bestimmung der Gewichtsdifferenz im Vergleich zum Gewichtswert der letzten Messung durchführen und wenn das Gewicht des Bienenstocks um mehr als einen vorbestimmten Betrag, z.B. 1 kg, gesunken/gestiegen ist, dann sendet die Bienenstockwaage eine Alarmmeldung an den Konzentrator, um den Imker sofort und automatisch zu alarmieren, vorzugsweise über GPRS oder mittels einer Kurznachricht (SMS). Die Alarmmeldung wird auch auf dem Display des Konzentrators angezeigt, wenn die Taste am Konzentrator gedrückt wird. Eine solche Alarmmeldung kann darauf hinweisen, dass die Bienenfamilie des Bienenstocks schwärmt oder etwas Ungewöhnliches passiert ist.
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Zusätzlich kann der Konzentrator ein durchschnittliches Gesamtgewicht aller Bienenstöcke berechnen und die Differenz zum berechneten durchschnittlichen Gesamtgewicht der vorherigen Messung ermitteln. Der Konzentrator kann also die gemessenen Gewichte der einzelnen Bienenstöcke, das Durchschnittsgewicht aller Bienenstöcke und die Differenz des Durchschnittsgewichts aller Bienenstöcke speichern. Auf diese Weise wird es möglich sein, eine grafische Anzeige des Ertrags (Gewichtsdifferenz) zu ermöglichen.
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Einmal am Tag zu einer vorgegebenen Zeit, z.B. um 21 Uhr, sendet der Konzentrator automatisch Informationen über den Tagesertrag (Honig) an den Imker. Dies kann die Differenz zwischen dem aktuellen Durchschnittsgewicht aller Bienenstöcke mit dem Durchschnittsgewicht aller Bienenstöcke des vorherigen Tages beinhalten. Gleichzeitig oder unabhängig davon kann der Konzentrator Daten von mindestens einem der gemessenen Sensorwerte, wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Regenfall, senden.
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Wenn der Imker die aktuelle Situation wissen möchte, kann er den Konzentrator anrufen und einen aktuellen Status anfordern. Der Konzentrator kann dann die zuvor genannten Daten der letzten Messung im Vergleich zu den Messergebnissen des Vortages um 21:00 Uhr übermitteln. Wenn der Imker sich am Ort des Konzentrators befindet, kann er solche Daten auch durch Drücken eines Knopfes am Konzentrator erhalten, und dann werden die Daten auf dem Display des Konzentrators angezeigt.
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Falls die Gewichtsdifferenz in einem bestimmten Bienenstock einen Gewichtsverlust über dem vorbestimmten Schwellenwert, z.B. von 1 kg oder mehr, während einer vorbestimmten Zeitspanne, z.B. in einer Stunde, zeigt, sendet der Konzentrator automatisch eine Alarmmeldung an den Imker, über das GPRS oder ein anderes verfügbares Kommunikationsnetz. Das Gewicht wird periodisch von der Bienenstockwaage unter der Führung oder Kontrolle des Konzentrators gemessen. Zwischen den beiden Messungen ist das Steuermodul passiv und erfasst das Gewicht nicht.
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Die Bienenstockwaage kann eine Batterie zur Energieversorgung der Elektronik enthalten. Falls die Batteriekapazität einen vorbestimmten niedrigen Stand erreicht hat, z.B. 30 %, zeigt die Bienenwaage dem Konzentrator den niedrigen Batteriestatus an und der Konzentrator kann den Imker informieren.
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Zusätzlich kann der Konzentrator oder der Bienenstand mit einer Webkamera und/oder mit anderen indikativen Sensoren verbunden sein, die Informationen über den Gesundheitszustand der Bienenfamilie oder die Situation im Bienenstand liefern.
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Der Konzentrator könnte auch mit dem Programm e-Imker ausgestattet werden, was bedeutet, dass der Imker bei der Untersuchung oder Überwachung einzelner Bienenfamilien einfach Beobachtungen eingeben (schreiben) würde. Da alle Daten im Konzentrator gespeichert sind, wird es möglich sein, eine Reihe von Analysen für jede Bienenfamilie separat auf dem Computer durchzuführen, was eine bessere Auswahl der Bienen ermöglicht.
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Vorteile der vorliegenden Erfindung
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Die Bienenwaage gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein sehr kompaktes Gehäuse, was zu einer sehr geringen Höhe führt. Dies ermöglicht eine spätere Einführung der Bienenstockwaage gemäß der vorliegenden Erfindung in bestehende Bienenstände oder unter bestehende Bienenstöcke.
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Die Gewichtssensoren sind vorzugsweise an einer oder mehreren Ecken eines Grundrahmens eingebettet, um eine stabile Ausrichtung des Bienenstocks zu ermöglichen, der auf eine Bienenstockwaage gestellt wird.
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Der Grundrahmen enthält eine in den Grundrahmen integrierte Box, in der die Elektronik zur periodischen Überwachung des Gewichts des Bienenstocks und zur Überwachung anderer im Bienenstock eingebetteter Sensoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Niederschlag, Lärm usw. untergebracht ist.
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Die in die Unterbringungseinheit des Steuermoduls eingebettete Elektronik kann Bluetooth- und/oder LoRa-Kommunikationsmodule für die drahtlose Kommunikation mit dem Konzentrator enthalten, der wie ein Hub wirkt, der mit vielen verschiedenen Bienenstockwaagen verbunden werden kann, die sich an verschiedenen entfernten Orten befinden. Der Konzentrator oder das Gateway kann dann seine Daten über WiFi oder GPRS an eine Cloud (Server) übertragen, von der aus der Benutzer auf die Daten zugreifen kann.
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Im Folgenden wird eine kurze Beschreibung der Abbildungen gegeben.
- 1 illustriert einen Grundrahmen des Bienenstocks der vorliegenden Erfindung von seiner Oberseite gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 2 veranschaulicht einen Grundrahmen des Bienenstocks der vorliegenden Erfindung von seiner Unterseite gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 3 veranschaulicht einen Grundrahmen des Bienenstocks der vorliegenden Erfindung von seiner Oberseite einschließlich der Gewichtssensoren;
- 4A illustriert eine Detailansicht der Bienenstockwaage mit einem darauf platzierten Bienenstock;
- 4B veranschaulicht eine schematische Ansicht der Bienenstockwaage mit einem darauf platzierten Bienenstock;
- 4C veranschaulicht eine schematische Ansicht einer Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit von der Oberseite;
- 4D illustriert eine schematische Ansicht einer Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit von der unteren Seite;
- 5 illustriert eine Ausformung der Teile für den Bienenstock der vorliegenden Erfindung,
- 6A-6E veranschaulichen verschiedene Szenarien für aktive Gewichtssensoren und passive Stützpunkte,
- 7A illustriert einen Grundrahmen des Bienenstocks der vorliegenden Erfindung von seiner Oberseite gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 7B veranschaulicht einen Grundrahmen des Bienenstocks der vorliegenden Erfindung von seiner Unterseite gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 8A veranschaulicht ein Szenario für die Anordnung von verschiedenen Gewichtssensoren,
- 8B illustriert eine Schnittansicht einer Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit mit einer ersten Art von Gewichtssensor;
- 8C illustriert eine weitere Schnittansicht der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit mit der ersten Art von Gewichtssensor wie in 8B gezeigt;
- 8D veranschaulicht eine Schnittansicht einer Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit mit einer zweiten Art von Gewichtssensor;
- 8E illustriert eine weitere Schnittansicht der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit mit der zweiten Art von Gewichtssensor, wie in 8D gezeigt;
- 9 veranschaulicht eine schematische Übersicht über das Steuerungssystem für die Bienenzucht gemäß der vorliegenden Erfindung;
- 10 zeigt eine weitere schematische Übersicht über das erfindungsgemäße Steuerungssystem für die Bienenzucht;
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1 illustriert einen Grundrahmen 100 einer Bienenstockwaage 1. Der Grundrahmen 100 umfasst einen zentralen Abschnitt 110 und mindestens einen Seitenabschnitt 130. In 1 umfasst der Mittelabschnitt 110 zwei Seitenabschnitte 130, die auf beiden Seiten des Mittelabschnitts 110 angeordnet sind. Dabei sind die beiden Seitenteile 130 T-förmig zum Mittelteil 110 angeordnet. Des Weiteren umfasst oder beherbergt der Grundrahmen 100 ein in 1 nicht dargestelltes Steuermodul 20, das am Mittelabschnitt 110 angeordnet ist. Die Seitenteile 130 erstrecken sich in zwei Richtungen und umfassen beispielhaft zwei Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 am distalen Ende jedes Seitenteils 130, 140. Der Grundrahmen 100 ist aus einem Flachprofil gebildet, das zumindest an einer Seite offen ist. Wie in 1 gezeigt, ist der Grundrahmen 100 mit seinem Mittelteil 110 und mit den meisten Seitenteilen 130 an seiner Oberseite, wo der Bienenstock 1 aufgestellt ist, geschlossen, wie z.B. in 4B gezeigt. Der Mittelteil 110 umfasst eine Steuermodulaufnahmeeinheit 111, die in einer zentralen Position des Mittelteils 110 angeordnet ist. Dabei ist die Steuermodulaufnahmeeinheit 111 so ausgebildet, dass sie an ihrer Oberseite vollständig durch den Grundrahmen 100 abgedeckt ist, der an der Oberseite geschlossen und an seiner Unterseite offen ist, wie in 2 gezeigt. Das Steuermodul 20 ist in der Steuermodulaufnahmeeinheit 110 untergebracht, wobei eine in 3 gezeigte Abdeckung 50 mit der Steuermodulaufnahmeeinheit 111 gekoppelt sein kann, um die Steuermodulaufnahmeeinheit 111 zu schließen.
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Die Steuermodulaufnahmeeinheit 111 hat an beiden Seiten eine zentrale Führungseinheit 113, 114 zum Verbinden der Steuermodulaufnahmeeinheit 111 mit dem einen oder mehreren Seitenabschnitten 130 und 140.
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Jedes Seitenteil 130 oder 140 umfasst eine Längsführungseinheit 133, 143, die mit den zentralen Führungseinheiten 113 und 114 integral oder ein stückig gekoppelt ist. An den distalen Enden der Längsführungseinheiten 133, 143 befinden sich jeweils die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142. Wie in 1 dargestellt, weisen die Seitenteile 130 und 140 jeweils zwei Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131 und 132 bzw. 141 und 142 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass ein Seitenteil 130 und 140 nur eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit aufweist oder dass ein Seitenteil keine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit aufweist, falls die Bienenstockwaage nur einen Gewichtssensor und zwei Seitenteile hat.
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Wie in 2 gezeigt, ist die Steuermodulaufnahmeeinheit 111 im Mittelteil 110 zur Aufnahme des Steuermoduls 20 offen. Sie bildet eine Kastenform, die mit einem flachen Deckel 50 zum hermetischen Verschließen der Steuermodulaufnahmeeinheit 111 abgedeckt werden kann. Die Steuermodul-Aufnahmeeinheit 111 ist über die zentralen Führungseinheiten 113 und 114 mit den Seitenteilen 130 und 140 verbunden.
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Der Grundrahmen 100 mit dem einseitig offenen Flachprofil bietet eine Vielzahl von Innenräumen zur Aufnahme von Schutzrohren 71, 72, 73 und 74, die die Anschlussdrähte 80 zur Verbindung der Gewichtssensoren 31, 32, 41, 42 mit dem Steuermodul 20 aufnehmen. Die Schutzrohre 71, 72, 73 und 74 sind aus Kunststoff oder Metall, z.B. Aluminium, gefertigt, um die Anschlussdrähte 80 vor Einflüssen oder Beschädigungen durch Tiere oder Witterungseinflüsse zu schützen.
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Bei der in 1 und 2 gezeigten Ausführungsform sind die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 312, 141, 142 an ihren Oberseiten offen, um die Gewichtssensoren 31, 32, 41, 42 oder Wägezellen aufzunehmen. Zum Schutz der Gewichtssensoren 31, 32, 41 und 42 vor äußeren Einflüssen sind die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 durch Schutzorgane 61, 62, 63 und 64 abgedeckt. Die Gewichtssensoren 31, 32, 41 und 42 sind in den Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 bzw. 142 untergebracht. Sie sind durch Befestigungsmittel, z.B. Schrauben, in den Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 fixiert. Auch die Schutzelemente 61, 62, 63 und 64 können durch die Schrauben befestigt werden.
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Wie in 3 und weiter in 4C gezeigt, können die Gewichtssensoren 31, 32, 41, 42, die als Wägezellen oder jede andere Art von Gewichtssensor ausgeführt sein können, einen Bienenstockwaagen-Kontaktabschnitt 311, 321, 411 und 421 zum Übertragen oder Übermitteln des Gewichts des Bienenstocks 1, der auf der Oberseite des Grundrahmens 100 platziert ist, an den Sensorteil umfassen. Der Kontaktabschnitt der Bienenstockwaage 311, 321, 411, 421 ist in Kontakt mit dem Bienenstock 1 und überträgt das Gewicht des Bienenstocks 1 an die Fühlerteile 312, 322, 412 und 422 des Gewichtssensors. Der Gewichtssensor 31, 32, 41 und 42 besteht also aus dem Bienenstockwaagen-Kontaktteil 311, 321, 411, 421 und den entsprechenden Sensorelementen 312, 322, 412 und 422. Eine Wägezelle kann eine Art von Aufnehmer sein, auch Kraftaufnehmer genannt. Die Wägezelle wandelt eine Kraft oder ein Gewicht, hier das Gewicht des Bienenstocks, in ein elektrisches Signal um, das gemessen werden kann. Erhöht sich das auf die Wägezelle aufgebrachte Gewicht, ändert sich das elektrische Signal proportional.
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Das Sensorteil kann mehrere Löcher zur Verbindung des Sensorteils mit der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131, 132, 141 und 142 haben. Die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131, 132, 141 und 142 kann mehrere Löcher zur Aufnahme verschiedener Arten von Wägezellen oder Gewichtssensoren aufweisen, um die Bienenstockwaage 1 mit verschiedenen Arten von Gewichtssensoren ausstatten zu können. Ähnlich wie die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit kann auch das Schutzteil 61, 62, 63 und 64 eine Vielzahl von Löchern zur Befestigung der Schutzabdeckung am Sensorteil bzw. an der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit aufweisen. Das Schutzelement 61, 62, 63 und 64 kann ein Loch 61a aufweisen, das dem Bienenstock zugewandt ist, damit der Kontaktabschnitt 311, 321, 411 und 421 der Bienenstockwaage durch das Schutzelement 61, 62, 63 bzw. 64 hindurchragen und dadurch den Bienenstock 1 kontaktieren kann.
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Bienenstockwaage, die einen Grundrahmen 100 mit zwei Seitenteilen 130 und 140 aufweist, wobei der Mittelteil 111 und die beiden Seitenteile 130, 140 aus einem flachen Profil bestehen, das zur Unterseite hin offen ist, während die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 zumindest zur Oberseite hin offen sind, wo die Bienenstockwaage 1 angeordnet ist. Der offene Bereich ist durch Schutzteile 61, 62, 63 und 64 abgedeckt, wobei die Gewichtssensoren 31, 32, 41 und 42 in den Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 untergebracht sind, die jeweils durch die Schutzteile 61, 62, 63 und 64 abgedeckt sind. Die Gewichtssensoren 31, 32, 41 und 42 sind über Verbindungsleitungen 80, die vorzugsweise in Schutzrohren 71, 72, 73 und 74 untergebracht sein können, mit dem Steuermodul 20 verbunden, das in der Steuermodulaufnahmeeinheit 111 untergebracht ist, die an der zentralen Position des Mittelteils 111 angeordnet ist, der von der Schutzabdeckung 50 von unten abgedeckt ist. Somit sind das Steuermodul 20 und auch die Anschlussdrähte 80 durch das flache Profil, das von seiner Oberseite her abgedeckt ist, vollständig geschützt und das Steuermodul ist durch die Schutzabdeckung 50 abgedeckt und die Anschlussdrähte 80 sind durch die Schutzrohre 71, 72, 73 und 74 vor jeglicher Beeinflussung oder Beschädigung durch Tiere, Korrosion oder andere Einflüsse geschützt. Durch die Bereitstellung des sehr flach geformten Profils ist es möglich, eine Bienenstockwaage 1 bereitzustellen, die eine sehr geringe Höhe hat und die daher in bestehende Bienenstände oder unter bestehenden Bienenstöcken installiert werden könnte, ohne dass ein neuer Aufbau oder neue Bienenstände erforderlich sind, die einen großen Aufwand und hohe Kosten erfordern würden.
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4A zeigt einen vergrößerten Ausschnitt zwischen der Bienenstockwaage 1 und dem Bienenstock 2. Der Grundrahmen 100 ist zwischen einem Sockel und dem Bienenstock 2 angeordnet. Wie in 4A gezeigt, umfasst die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131 einen Bienenstockwaagen-Kontaktierungsabschnitt 311. Des Weiteren umfasst der Grundrahmen 100 und insbesondere der Gewichtssensor-Aufnahmeabschnitt 131 mindestens einen Stützabschnitt 1311, der ein starrer, aus dem Profil herausragender Vorsprung sein kann oder ein stückig mit dem Grundrahmen 100 oder der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131 hergestellt ist. In dem in 4A gezeigten Beispiel gibt es drei Stützabschnitte 1311, die nach unten vorstehen und den Kontaktabschnitt darstellen, auf dem die Bienenstockwaage 1 während des Gebrauchs ruht.
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4B zeigt, wie die Bienenstockwaage 1 zwischen einer Basis und einem Bienenstock 2 platziert wird. Wie hier gezeigt, beträgt die Höhe des Bienenstocks weniger als 3 cm, sodass die erfindungsgemäße Bienenstockwaage 1 leicht unter einen bestehenden Bienenstock 2 eingefügt werden kann, ohne den gesamten Bienenstand neu aufzustellen. Durch das U-förmige Profil, das die Elektronik und die Gewichtssensoren aufnimmt, ist die Bienenstockwaage sehr stabil, um den Bienenstock zuverlässig zu tragen.
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In ist eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131 in einer vergrößerten Ansicht dargestellt. Das Schutzteil 61 deckt den Gewichtssensor 31, 32, 41 und 42 ab, während der Kontaktteil 311 der Bienenstockwaage durch das Loch 61a im Inneren des Schutzteils 61 herausragt, um den Bienenstock 2, der auf dem Grundrahmen 100 der Bienenstockwaage 1 aufgesetzt ist, kontaktieren zu können. Das Schutzteil 61 umfasst weitere Öffnungen für Befestigungselemente zur Befestigung des Schutzteils 61 und des Gewichtssensors 31 in der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131.
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Die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131 ist vorzugsweise ein stückig mit den Seitenteilen und dem Grundrahmen ausgeführt.
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4D zeigt eine Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131 von unten, wobei die drei Stützabschnitte 1311 zum Aufstellen der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131 und im Allgemeinen der Bienenstockwaage 1 auf dem Grundrahmen oder dem unteren Bienenstock im Falle des Aufsetzens mehrerer Bienenstöcke aufeinander zu sehen sind. Durch die drei Auflageteile 1311 konnte eine stabile Platzierung der Bienenstockwaage 1 auf dem Sockel erreicht werden. Darüber hinaus weist die Unterseite der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheit 131 ein Loch 13 lb für den Zugang zum Gewichtssensor 31 auf und bietet Platz für die Bewegung des Bienenstockwaagen-Kontaktteils 311 im Falle des Aufsetzens des Bienenstocks 2 auf die Bienenstockwaage 1.
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5 zeigt die Bienenstockwaage 1 nach dem Gießen. Die Bienenstockwaage 1 ist einteilig geformt, d.h. im Aluminium-Druckguss oder im Spritzgussverfahren. Der Grundrahmen 100 besteht aus dem Mittelteil 110, der Steuermodul-Aufnahmeeinheit 111 und dem Deckel 50 in der Mitte zwischen den beiden Seitenteilen 130 und 140, die alle das flache, nach einer Seite offene U-Profil aufweisen.
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In 5 ist der Grundrahmen 100 mit seiner offenen Unterseite dargestellt, während die vier Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 an der Unterseite geschlossen und an ihrer der Bienenstockwaage 1 zugewandten Oberseite offen sind.
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In 5 weisen alle Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten drei Vorsprünge auf, die als Stützteile 1311, 1321, 1411 und 1421 dienen. Die Schutzteile 61-64 werden gleichzeitig mit dem Grundrahmen 100 geformt oder gegossen und können leicht aus der geformten Form getrennt werden, um zusammen mit den Gewichtssensoren 31, 32, 41, 42 in den Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141, 142 montiert zu werden.
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In den 6A-6E sind mehrere Alternativen für den Aufbau der Bienenstockwaage 1 dargestellt. In 6A gibt es einen zentralen Abschnitt 110 mit dem Steuermodul 20 in der Mitte. Der Mittelteil 110 hat zwei Seitenteile 130 und 140 an seiner rechten und linken Seite, wobei jedes der Seitenteile 130, 140 zwei Gewichtssensoren 31, 32, 41 bzw. 42 hat.
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6B beschreibt eine sternförmige oder dreiseitige Version der Bienenstockwaage. Hier befindet sich das Steuermodul 20 in der Mitte der Bienenstockwaage, während sich drei Seitenteile 130, 140, 140a von dem Mittelteil 110 aus erstrecken. Jedes Seitenteil hat einen Gewichtssensor 31, 32 und 42. Diese Variante einer Bienenstockwaage 1 bietet eine sehr stabile und leichte Ausführungsform.
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Die in 6C gezeigte Ausführungsform ähnelt der Ausführung in 6A. Sie hat ein Mittelteil 110 und zwei Seitenteile 130, 140. Das Steuermodul 20 ist an der Verbindung zwischen dem Mittelteil 110 und dem Seitenteil 130 angeordnet. Das Seitenteil 130 enthält zwei Gewichtssensoren 31, 32. Das Seitenteil 140 hat keinen Gewichtssensor und nur ein Stützbein, das der Bienenstockwaage ausreichend Stabilität verleiht. Somit ist nur der Seitenteil 130 mit Gewichtssensoren ausgestattet, um das Gewicht des auf der Bienenstockwaage 1 platzierten Bienenstocks zu erfassen.
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6D beschreibt eine Ausführungsform, bei der nur ein Seitenteil 140 mit passiven Stütz- oder Ruhebeinen 41P, 42P ausgestattet ist, während das Steuermodul 20 in der Nähe des Gewichtssensors 31 angeordnet ist, der sich auf der anderen Seite des Mittelteils 110 befindet. Diese Ausführungsform ist eine der einfachsten Versionen mit nur einem Gewichtssensor 31 und zwei passiven Stützbeinen 41P, 42P.
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6E beschreibt eine Situation mit einem Gewichtssensor 31 und drei passiven Stützbeinen 32P, 41P, 42P (B, C, D).
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Hier ist zu beachten, dass die in den 6A-6E mit einem Kreis gekennzeichneten Gewichtssensoren mit einem flexiblen Element sein könnten, wie in den 8D und 8E dargestellt, während die mit einem Dreieck gekennzeichneten „passiven“ Gewichtssensoren sein könnten, wie in den 8B und 8C dargestellt.
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7 beschreibt eine alternative Anordnung oder zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bienenstockwaage 1 ähnlich der in 1, 2 und 3 gezeigten ersten Ausführungsform. Hier ist jedoch die gesamte obere Fläche des Grundrahmens 100 geschlossen. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform in den 1, 2 und 3 sind also auch die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 an der dem Bienenstock 2 zugewandten Oberseite geschlossen und somit werden die Gewichtssensoren 31, 32, 41 und 42 von der Unterseite her offen in die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten 131, 132, 141 und 142 eingesetzt. Optional könnte die Unterseite der Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform durch Schutzorgane geschützt werden, falls erforderlich. Die Oberseite des Profils hat ein Loch 131a an der Position des Bienenstockwaagen-Kontaktabschnitts 311, 321, 411, 421, damit die Bienenstockwaagen-Kontaktabschnitte 311, 321, 411, 421 durch das Profil hindurchragen können, um mit dem auf dem Bienenstockwaagen-Kontaktabschnitt 311, 321, 411, 421 platzierten Bienenstock 2 in Kontakt zu kommen.
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Die Gewichtssensoren 31, 32, 41 und 42 haben jeweils einen Bienenstockwaagen-Kontaktierungsabschnitt 311, 321a, 411 und 421.
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Hier ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der ein Gewichtssensor mit einem elastischen Element 350 zwischen dem Bienenstockwaagen-Kontaktabschnitt 321a und dem Fühlerteil 322 angeordnet ist.
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Dies ermöglicht eine sehr empfindliche Messung durch den Ausgleich von Höhenunterschieden zwischen dem Grundrahmen 100 und dem Bienenstock 2. In einer sehr einfachen Ausführung könnte also nur einer der Gewichtssensoren 31, 32, 41, 42 dieses elastische Element 350 als Feder ausgeführt haben, um dadurch den Bienenstockwaagen-Kontaktteil 321a (Stößel) an einer Position zu platzieren, die mehr vorsteht oder in ihrer Höhe verstellbar ist, um dadurch die Bienenstockwaage 1 an vorhandene Bienenstöcke 2 und Abstände zwischen dem Grundrahmen und dem Bienenstock 2 anzupassen.
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In 6E oder 8A sind die dreieckigen Sensoren B, D, C ohne Federn oder elastische Elemente 350, also feststehend. Der kreisförmige Sensor A hat eine Druckfeder 350 mit einer Federrate von C = 80 N/mm, so dass er flexibel ist. Der Gewichtssensor A ist vor der Belastung 2,5 mm höher als die anderen drei festen Sensoren B, D und C. Beim Aufsetzen des Bienenstocks auf die Waage berührt und drückt die Unterseite des Bienenstocks zuerst den Sensor A und dann D. Das Gewicht des Bienenstocks (Kraft) drückt die Feder 350 zusammen und gleicht dadurch das Gewicht aller Sensoren aus. Wenn das Gesamtgewicht des Bienenstocks 80 kg beträgt, werden theoretisch alle Sensoren mit 20 kg belastet. Die Feder in Sensor A wird um 2,5 mm zusammengedrückt und die Kraft beträgt 20 kg.
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In einer verbesserten Ausführungsform können mehr oder alle vier Gewichtssensoren ein solches elastisches Element 350 zwischen dem Stößel 321a (Kontaktteil der Bienenstockwaage) und dem Sensorelement haben.
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Die übrigen Elemente der zweiten Ausführungsform sind ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform. Die Seitenteile 130, 140 können durch den Verstärkungsabschnitt 114a, der bei der ersten Ausführungsform hinzugefügt wurde, weiter unterstützt werden.
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Wie in 8A gezeigt, umfasst der Bienenstock 1 drei Gewichtssensoren C, B, D mit einem Bienenstockwaagen-Kontaktabschnitt 311, 411 und 421. Der Gewichtssensor 31, der sich an der Position A befindet, ist mit einem elastischen Element 350 ausgestattet, so dass der Bienenstockwaagen-Kontaktabschnitt 321a in seiner Höhe verstellt werden kann.
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Die Aufnahmeteile des Gewichtssensors 131, 132 können in ihrem Aufbau ähnlich sein. So sind die Abtastteile 312 und 322 in ihrem Aufbau ähnlich und auch die Montage des Abtastteils in die Gewichtssensoraufnahmeeinheit ist ähnlich. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Bienenstockwaagen-Kontaktteil 321a des Gewichtssensors am Punkt A einen bestimmten Raum 321b innerhalb des Kontaktteils 321a zur Aufnahme des elastischen Elements 350 aufweist. Somit überträgt das elastische Element 350 das Gewicht, das auf dem Bienenstockwaagen-Kontaktteil 321a ruht, auf das Sensorteil 312. Die Positionen B, C, D umfassen nur die Bienenstockwaagen-Kontaktierungsabschnitte 311, 411 und 421, die das Gewicht des Bienenstocks 2 direkt an die jeweiligen Sensorteile 312, 412 und 422 übertragen.
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Die Gewichtssensor-Aufnahmeeinheiten können mindestens drei Auflagepositionen 1311, 1321, 1411 und 1421 aufweisen.
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In 9 ist der allgemeine Aufbau des Steuerungssystems für die Bienenzucht dargestellt. Es gibt mehrere Bienenstöcke 2, die auf Bienenstockwaagen 1 platziert sind, wobei jede Bienenstockwaage 1 ein Bluetooth- und/oder LoRa- und/oder WIFI-Kommunikationsmodul 22 zur Übermittlung der gemessenen Gewichtswerte an einen Konzentrator 600 hat, der als Gateway dient. Der Konzentrator 600 kann ein Display haben. Der Konzentrator 600 kann an einem Ort platziert werden, der über eine Netzwerkverbindung verfügt.
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Da die Bienenstöcke 2 bzw. die Bienenstockwaagen 1 und deren Steuermodule 20 jeweils ein eigenes Kommunikationsmodul 22 besitzen, das die Messwerte mittels eines LoRa-Kommunikationsprotokolls an den Konzentrator 600 übermitteln kann, ist eine Netzwerkanbindung am Standort der Bienenstockwaage 1 bzw. des Bienenstandes nicht erforderlich, da das Lora-Protokoll ein Langstreckenfunksignal ohne weitere Netzwerkanforderungen ist, solange die Sendeleistung an die Entfernung zum Konzentrator 600 angepasst ist. Der Imker kann somit Daten von vielen entfernten Bienenstockwaagen 1 empfangen und eine Vielzahl von Bienenstöcken 2 verwalten, ohne dass er sich häufig zu jedem Bienenstock 2 begeben muss.
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Die Bienenstöcke 2 befinden sich in der Regel in Bienenständen, die zusätzlich eine Wetterstation oder separate Sensoren zur Messung von Temperatur 710, Luftfeuchtigkeit 720, Niederschlag 750, Windgeschwindigkeit 730 oder Windrichtung 740 enthalten können. Alle diese gemessenen Gewichts- und Sensorwerte könnten über das LoRa-Kommunikationsmodul 22 an den Konzentrator 600 übertragen werden.
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Das Kommunikationsmodul 22 der Bienenstockwaage 1 ist in der Lage, über Bluetooth und/oder LoRa und/oder WIFI zu kommunizieren. Meistens werden Bluetooth und/oder WIFI für die Einstellung der Übertragungsrate oder -dauer und die Programmierung der Bienenstockwaage verwendet. Das Kommunikationsmodul 22 ist auch in der Lage, Befehle vom Konzentrator über LoRa für zusätzliche Sendeanforderungen der Daten oder zur Änderung des Sendezeitraums zu empfangen, wenn die Gewichtswerte und Sensordaten gesendet werden sollen.
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Wie oben erläutert, wird der Konzentrator 600 an einem Ort platziert, der über eine Netzwerkanbindung verfügt. So kann der Benutzer mit seinem Mobiltelefon 900 den Konzentrator 600 anrufen, um mit dem Konzentrator 600 über ein Mobilfunknetz oder über WiFi zu kommunizieren, und der Konzentrator 600 ist auch in der Lage, eine Internetverbindung zu einem entfernten Server 800 herzustellen, um auf Informationen zuzugreifen oder um Daten zu speichern, die von den Bienenstöcken 2 an einen entfernten Server im Internet übermittelt wurden. Der Bienenstand oder die Bienenstöcke 2 können mit einer Kamera ausgestattet sein, um auch die Umgebung des Bienenstocks 2 zu überwachen. Der Konzentrator 600 ist mit mehreren Kommunikationsmodulen ausgestattet, die mit verschiedenen Kommunikationsprotokollen wie Bluetooth, WiFi, LoRa oder GPRS etc. kommunizieren können. So kann er Daten von der Bienenstockwaage 1 und der Wetterstation und der WiFi-Kamera über LoRa oder Bluetooth empfangen und mit dem Mobiltelefon 900 oder mit dem Server über GPRS oder das Mobilfunknetz, LTE, etc. kommunizieren.
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In 10 ist eine weitere Darstellung eines Bienenstandes mit mehreren Bienenstöcken 2 gezeigt, wobei jeder Bienenstock 2 ein Steuermodul 20 aufweist. Jedes Steuermodul 20 könnte ein Display 24, eine Anzeige 23, einen Mikroprozessor 21 und ein Kommunikationsmodul 22 haben, um zum Beispiel über LoRa mit dem Konzentrator 600 oder Gateway zu kommunizieren. Jeder Bienenstock 2 könnte eine eigene Batterie 25 haben. Es ist jedoch auch möglich, dass der Bienenstand eine gemeinsame Batterie hat, an die alle Bienenstöcke 2 angeschlossen sind. Wenn jede Bienenstockwaage 1 ihre eigene Batterie 25 hat, ist der Schutz der Batterie 25 und ihrer Elektronik ausgefeilter bzw. einfacher herzustellen, da kein Tier die Verbindung zwischen den elektronischen Teilen beeinflussen könnte. Jeder Bienenstock 2 könnte mit einem beliebigen Temperatursensor 710, Gewichtssensor 31, Akustiksensor 760, Feuchtigkeitssensor 720 oder einem anderen Sensor wie Licht, Lärm usw. ausgestattet sein.
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Der Bienenstock kann außerdem mit einer Wetterstation ausgestattet sein, die beliebige Werte wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Niederschlag usw. misst. Alle diese Werte können mit Hilfe des LoRa-Kommunikationsprotokolls an den Konzentrator 600 übertragen werden. Der Konzentrator 600 kann über Mobilfunk (GSM, LTE, 5G usw.) mit einem Benutzer über sein Mobiltelefon 900 oder über eine direkte Internetverbindung vom Konzentrator 600 zum Server 800 im Internet kommunizieren, um die Werte der verschiedenen Bienenstöcke 2 im Internet zu speichern, so dass der Benutzer entweder auf den Server 800 zugreifen kann, auf dem all diese Daten gespeichert sind, oder der Benutzer kann auf den Konzentrator 600 zugreifen (anrufen), um die Daten von den verschiedenen Bienenstöcken 2 abzufragen. Der Bienenstock kann in einem Gebiet ohne Netzwerkanbindung platziert werden, während der Konzentrator 600 an einem Ort platziert werden kann, der Zugang zu mindestens einem Kommunikationsnetzwerk hat. So ist es möglich, alle Bienenstockwaagen 1 und den Bienenstand in einem „netzfreien Bereich“ zu platzieren und ihre Daten über das LoRa-Kommunikationsprotokoll an den Konzentrator 600 zu übermitteln, während der Konzentrator 600 alle Daten erhält und Daten sammelt und speichert, um sie dem Benutzer auf Anfrage des Benutzers und/oder regelmäßig zur Verfügung zu stellen und/oder um die Daten auf einem Server im Internet zu speichern, damit der Benutzer später darauf zugreifen kann.
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Der erfindungsgemäße Bienenstock hat also eine Größe, die eine spätere Installation der Bienenstockwaage unter dem Bienenstock ermöglicht. Weiterhin kann das Steuermodul unter Kontrolle des Konzentrators mit diesem kommunizieren und den Gewichtswert und/oder andere vorgegebene Werte periodisch an den Konzentrator übermitteln. Der Konzentrator kann alle von der einen oder mehreren Bienenstockwaagen empfangenen Werte kombinieren und/oder verarbeiten und den Imker informieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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