DE202024101364U1

DE202024101364U1 - An electronic bee monitoring system

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Publication number: DE202024101364U1
Application number: DE202024101364.6U
Authority: DE
Original assignee: Kumar Yadav Dinesh
Current assignee: Kumar Yadav Dinesh
Priority date: 2024-03-19
Filing date: 2024-03-19
Publication date: 2024-03-25
Anticipated expiration: 2034-03-20

Abstract

Ein elektronisches Bienenüberwachungssystem, bestehend aus:
ein elektrostatisches Modul, das einen Chip umfasst, der für Übertragungs- und Erfassungsfunktionen ausgelegt ist, wobei der Chip auf einer integrierten Leiterplatte mit einem Mittel zum Senden und Empfangen und einem Mittel zum Speichern integriert ist;
ein Netzwerk von Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie physische Daten sowohl innerhalb als auch außerhalb des Bienenvolks sammeln; Und
eine Geräteschnittstelle, die zur Aufnahme des elektrostatischen Moduls ausgelegt ist; und
eine zentralisierte Verarbeitungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie alle gesammelten wertvollen Daten abruft und die Daten verarbeitet, um das Wohlergehen des Bienenvolkes vorherzusagen.

An electronic bee monitoring system consisting of:
an electrostatic module comprising a chip configured for transmission and sensing functions, the chip being integrated on an integrated circuit board with a means for transmitting and receiving and a means for storing;
a network of sensors configured to collect physical data both inside and outside the bee colony; And
a device interface designed to accommodate the electrostatic module; and
a centralized processing unit configured to retrieve all the valuable data collected and process the data to predict the welfare of the bee colony.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF INVENTION

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein elektronisches Bienenüberwachungssystem, insbesondere auf ein automatisches System, das soziale Signale unter normalen Imkereibedingungen aufzeichnet und quantifiziert.The present disclosure relates to an electronic bee monitoring system, in particular to an automatic system that records and quantifies social signals under normal beekeeping conditions.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

In den letzten Jahren hat der weltweite Rückgang der Honigbienenpopulationen bei Wissenschaftlern, Umweltschützern und Landwirten gleichermaßen Alarmglocken läuten lassen. Honigbienen, lebenswichtige Bestäuber fruchttragender Blüten, spielen eine entscheidende Rolle im Ökosystem und in der landwirtschaftlichen Produktivität. Ihr Rückgang stellt eine erhebliche Bedrohung für die Artenvielfalt, die Ernährungssicherheit und die allgemeine Gesundheit der Ökosysteme dar.In recent years, the global decline in honey bee populations has raised alarm bells among scientists, conservationists and farmers alike. Honey bees, vital pollinators of fruit-bearing flowers, play a crucial role in ecosystems and agricultural productivity. Their decline poses a significant threat to biodiversity, food security and the overall health of ecosystems.

Ähnlich wie der Kanarienvogel in einer Kohlenmine, der gefährliche Bedingungen signalisiert, dienen Honigbienen als Indikatorarten für die Gesundheit des Ökosystems. Die komplexen sozialen Strukturen und Verhaltensweisen von Honigbienenvölkern spiegeln die Bedingungen der umgebenden Umwelt wider. So gibt beispielsweise der berühmte Schwänzeltanz der Bienen Aufschluss über die Lage von Nahrungsquellen. Das Beobachten und Verstehen dieser sozialen Signale kann wertvolle Informationen über das Wohlergehen des gesamten Ökosystems liefern.Much like the canary in a coal mine that signals dangerous conditions, honey bees serve as indicator species for ecosystem health. The complex social structures and behaviors of honey bee colonies reflect the conditions of the surrounding environment. For example, the bees' famous waggle dance provides information about the location of food sources. Observing and understanding these social signals can provide valuable information about the well-being of the entire ecosystem.

Traditionelle Methoden zur Überwachung von Honigbienenvölkern beinhalten manuelle Inspektionen durch Imker, die zeitaufwändig sind und möglicherweise keine Echtzeit-Einblicke in die Gesundheit des Bienenvolkes liefern. Darüber hinaus tragen der zunehmende Einsatz von Pestiziden, Umweltveränderungen und das Auftreten von Krankheiten dazu bei, dass das Verständnis der Herausforderungen, denen sich Honigbienenpopulationen gegenübersehen, komplexer wird.Traditional methods of monitoring honey bee colonies involve manual inspections by beekeepers, which are time-consuming and may not provide real-time insights into colony health. In addition, increasing pesticide use, environmental changes and the emergence of diseases add to the complexity of understanding the challenges facing honey bee populations.

Da man den Bedarf an einer effizienteren und technologisch fortschrittlicheren Lösung erkannte, wurde das elektronische Bienenüberwachungs- und Anziehungssystem entwickelt. Diese Erfindung zielt darauf ab, die Überwachung von Honigbienenvölkern zu revolutionieren, indem modernste Technologie genutzt wird, um Honigbienen in ihrer natürlichen Umgebung anzulocken und zu beobachten. Ziel ist es, ein nicht-invasives Echtzeit- Überwachungssystem zu schaffen, das nicht nur Honigbienen anlockt, sondern auch deren elektrostatische Signale und Umweltdaten erfasst und analysiert.Recognizing the need for a more efficient and technologically advanced solution, the Electronic Bee Monitoring and Attracting System was developed. This invention aims to revolutionize the monitoring of honey bee colonies by using cutting-edge technology to attract and observe honey bees in their natural environment. The goal is to create a non-invasive, real-time monitoring system that not only attracts honey bees, but also captures and analyzes their electrostatic signals and environmental data.

Aktuelle Methoden reichen oft nicht aus, um umfassende Daten zum Verhalten von Honigbienen zu liefern, insbesondere unter normalen Bedingungen. Es muss ein System entwickelt werden, das versucht, diese Lücken zu schließen, indem es einen ganzheitlichen Ansatz bietet, der die Analyse elektrostatischer Felder mit Umweltmetriken kombiniert. Dieser Ansatz schließt kritische Wissenslücken über das Verhalten von Honigbienen und hilft Wissenschaftlern, Imkern und Umweltschützern, ein tieferes Verständnis der Faktoren zu erlangen, die die Gesundheit von Bienenvölkern beeinflussen.Current methods are often insufficient to provide comprehensive data on honey bee behavior, especially under normal conditions. A system needs to be developed that attempts to fill these gaps by providing a holistic approach that combines electrostatic field analysis with environmental metrics. This approach will fill critical gaps in knowledge about honey bee behavior and help scientists, beekeepers and conservationists gain a deeper understanding of the factors that influence colony health.

Aus der vorstehenden Diskussion geht hervor, dass ein Bedarf an einem elektronischen Bienenüberwachungssystem besteht.From the above discussion it is clear that there is a need for an electronic bee monitoring system.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektronisches Bienenüberwachungssystem. Als Reaktion auf die entscheidende Rolle, die Honigbienen bei der Beurteilung der Gesundheit des Ökosystems spielen, wird in der vorliegenden Offenlegung ein elektronisches Bienenüberwachungssystem vorgeschlagen. Das entwickelte System zielt darauf ab, die von Honigbienen unter normalen Imkereibedingungen ausgesendeten sozialen Signale zu erfassen und zu quantifizieren. Dieses innovative System verwendet einen speziell entwickelten Chip, der in Drohnen oder andere Geräte eingesetzt wird, um in der Nähe befindliche Honigbienen anzulocken und gleichzeitig ihre sozialen Signale zu überwachen. Durch die Nutzung der elektrostatischen Felder, die Honigbienen während ihrer Bewegungen erzeugen, sowie zusätzlicher physikalischer Messungen soll dieses Gerät eine umfassende Analyse des Wohlbefindens des Bienenvolkes ermöglichen. Das elektronische Bienenüberwachungssystem entsteht aus der dringenden Notwendigkeit, das Verständnis von Honigbienenvölkern und ihrer Rolle als Indikatoren für die Gesundheit des Ökosystems zu verbessern. Durch die Kombination fortschrittlicher Technologie mit ökologischen Erkenntnissen bietet diese Erfindung eine vielversprechende Lösung zur Linderung der Herausforderungen, mit denen Honigbienenpopulationen konfrontiert sind, und trägt zum übergeordneten Ziel der Erhaltung der biologischen Vielfalt und der Gewährleistung der globalen Ernährungssicherheit bei.The present disclosure relates to an electronic bee monitoring system. In response to the critical role that honey bees play in assessing ecosystem health, the present disclosure proposes an electronic bee monitoring system. The developed system aims to detect and quantify the social signals emitted by honey bees under normal beekeeping conditions. This innovative system uses a specially designed chip inserted into drones or other devices to attract nearby honey bees while monitoring their social signals. By leveraging the electrostatic fields that honey bees generate during their movements, as well as additional physical measurements, this device is intended to enable a comprehensive analysis of the bee colony's well-being. The electronic bee monitoring system arises from the urgent need to improve the understanding of honey bee colonies and their role as indicators of ecosystem health. By combining advanced technology with ecological insights, this invention offers a promising solution to alleviate the challenges faced by honey bee populations and contributes to the overall goal of conserving biodiversity and ensuring global food security.

Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, ein elektronisches Bienenüberwachungssystem bereitzustellen. Das System umfasst: ein elektrostatisches Modul, das einen Chip umfasst, der für Übertragungs- und Erfassungsfunktionen ausgelegt ist, wobei der Chip auf einer integrierten Leiterplatte mit einem Mittel zum Senden und Empfangen und einem Mittel zur Speicherung integriert ist; ein Netzwerk von Sensoren, die so konfiguriert sind, dass sie physische Daten sowohl innerhalb als auch außerhalb des Bienenvolks sammeln; und eine Geräteschnittstelle, die zur Aufnahme des elektrostatischen Moduls ausgelegt ist; und eine zentrale Verarbeitungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie alle gesammelten wertvollen Daten abruft und die Daten verarbeitet, um das Wohlergehen des Bienenvolkes vorherzusagen.The present disclosure aims to provide an electronic bee monitoring system. The system comprises: an electrostatic module comprising a chip configured for transmission and sensing functions, the chip being integrated on an integrated circuit board with a means for transmitting and receiving and a means for storing; a network of sensors configured to physically cal data both inside and outside the colony; and a device interface designed to accommodate the electrostatic module; and a central processing unit configured to retrieve all the valuable data collected and process the data to predict the welfare of the colony.

In einer Ausführungsform ist der Chip so konfiguriert, dass er in der Nähe befindliche Honigbienen anlockt, indem er elektrische Signale geringer Intensität sendet, und ihr Echtzeitverhalten durch Sensorfunktionen überwacht, wobei der Chip außerdem so konfiguriert ist, dass er Echtzeit-Überwachungsdaten in den genannten Speichermitteln integriert mit der integrierten Leiterplatte speichert.In one embodiment, the chip is configured to attract nearby honey bees by sending low intensity electrical signals and monitor their real-time behavior through sensor functions, the chip further configured to store real-time monitoring data in said storage means integrated with the integrated circuit board.

In einer Ausführungsform ist das Mittel zum Senden und Empfangen so konfiguriert, dass es elektrische Signale geringer Intensität sendet und winzige elektrische Ladungen empfängt, die von Honigbienen während ihrer Bewegung abgegeben werden.In one embodiment, the means for transmitting and receiving is configured to transmit low intensity electrical signals and receive tiny electrical charges emitted by honey bees during their movement.

In einer Ausführungsform ist auf der integrierten Leiterplatte außerdem ein Kommunikationsmodul integriert, das so konfiguriert ist, dass es als Kommunikationsmittel fungiert, wobei das Kommunikationsmodul so konfiguriert ist, dass es ein Kommunikationsprotokoll verwendet, um eine nahtlose Verbindung zwischen anderen Komponenten herzustellen.In one embodiment, the integrated circuit board further includes a communication module configured to act as a communication means, wherein the communication module is configured to use a communication protocol to establish a seamless connection between other components.

In einer Ausführungsform umfasst das Netzwerk von Sensoren: einen oder mehrere Temperatursensoren, die so konfiguriert sind, dass sie die Temperatur sowohl außerhalb als auch innerhalb der Honigbienenkolonie messen; einer oder mehrere Feuchtigkeitssensoren, die so konfiguriert sind, dass sie die Feuchtigkeit sowohl außerhalb als auch innerhalb der Honigbienenkolonie messen; ein Gewichtssensor, der so konfiguriert ist, dass er das Gewicht des Bienenstocks oder der Honigbienenkolonie misst; und einen Aktivitätserkennungssensor, der so konfiguriert ist, dass er die Aktivität am Bienenstockeingang überwacht und die Erkennung des Kommens und Gehens von Bienen ermöglicht, wobei der Aktivitätserkennungssensor einen Infrarot- oder Ultraschallsensor umfasst.In one embodiment, the network of sensors comprises: one or more temperature sensors configured to measure temperature both outside and inside the honey bee colony; one or more humidity sensors configured to measure humidity both outside and inside the honey bee colony; a weight sensor configured to measure the weight of the hive or honey bee colony; and an activity detection sensor configured to monitor activity at the hive entrance and enable detection of the coming and going of bees, wherein the activity detection sensor comprises an infrared or ultrasonic sensor.

In einer Ausführungsform ist das Netzwerk von Sensoren drahtlos mit dem Kommunikationsmodul verbunden, wobei die Sensoren gesammelte Daten an das Kommunikationsmodul weiterleiten, das die Daten weiter in den Speichermitteln speichert.In one embodiment, the network of sensors is wirelessly connected to the communication module, wherein the sensors forward collected data to the communication module, which further stores the data in the storage means.

In einer Ausführungsform umfasst die Geräteschnittstelle ein Energieverwaltungssystem, das für eine effiziente Pulververteilung konfiguriert ist und für die Funktion des elektrostatischen Moduls genutzt wird, wobei das Pulververwaltungssystem mit dem elektrostatischen Modul verbunden ist.In one embodiment, the device interface includes a power management system configured for efficient powder distribution and utilized for the function of the electrostatic module, wherein the powder management system is connected to the electrostatic module.

In einer Ausführungsform beherbergt die Geräteschnittstelle auch die zentralisierte Verarbeitungseinheit.In one embodiment, the device interface also houses the centralized processing unit.

In einer Ausführungsform verwendet die zentralisierte Verarbeitungseinheit einen FPGA-Prozessor, der auf einem Algorithmus zur Vorhersage des Wohlbefindens eines Honigbienenvolkes auf der Grundlage von Daten trainiert ist, die von der Speichereinrichtung abgerufen werden, die sowohl Echtzeit-Überwachungsdaten für Honigbienen als auch physische Messungen speichert von Sensoren erfasste Daten.In one embodiment, the centralized processing unit uses an FPGA processor trained on an algorithm to predict the well-being of a honey bee colony based on data retrieved from the storage device, which stores both real-time honey bee monitoring data and physical measurements collected by sensors.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Geräteschnittstelle um eine Drohne oder ein Gerät, das in einem normalen Bienenvolk installiert werden kann.In one embodiment, the device interface is a drone or a device that can be installed in a normal bee colony.

Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein elektronisches Bienenüberwachungssystem bereitzustellen.An object of the present disclosure is to provide an electronic bee monitoring system.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, die Gesundheit des Ökosystems mithilfe des elektronischen Bienenüberwachungs- und Anziehungssystems zu bewerten und dabei elektrostatische und Umweltdaten von Honigbienenvölkern zu analysieren.Another objective of the present disclosure is to assess ecosystem health using the electronic bee monitoring and attraction system by analyzing electrostatic and environmental data from honey bee colonies.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein automatisches System bereitzustellen, das soziale Signale unter normalen Imkereibedingungen aufzeichnet und quantifiziert.Another object of the present disclosure is to provide an automated system that records and quantifies social signals under normal beekeeping conditions.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Vielzahl von Sensoren zur Durchführung physikalischer Messungen zur Vorhersage des Wohlbefindens von Honigbienen einzusetzen.Another object of the present disclosure is to use a variety of sensors to perform physical measurements to predict the well-being of honey bees.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, ein System bereitzustellen, das die Tatsache nutzt, dass Honigbienen während ihrer Bewegung elektrische Veränderungen an ihrem Körper erfahren.Another object of the present disclosure is to provide a system that takes advantage of the fact that honey bees experience electrical changes in their bodies during movement.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung besteht darin, Probleme innerhalb von Honigbienenvölkern, wie Krankheiten oder Umweltstress, frühzeitig zu erkennen, indem elektrostatische Signale und Umweltmetriken in Echtzeit analysiert werden.Another objective of the present disclosure is to provide early detection of problems within honey bee colonies, such as disease or environmental stress, by analyzing electrostatic signals and environmental metrics in real time.

Um die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung weiter zu verdeutlichen, erfolgt eine detailliertere Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen davon, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es versteht sich, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als deren Umfang einschränkend anzusehen sind. Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen genauer und detaillierter beschrieben und erläutert.To further clarify the advantages and features of the present disclosure, a more detailed description of the invention with reference to specific embodiments thereof shown in the accompanying drawings. It is to be understood that these drawings only represent typical embodiments of the invention and are therefore not to be considered as limiting its scope. The invention will be described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE CHARACTERS

Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verständlich, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile darstellen, wobei:

1 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines elektronischen Bienenüberwachungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; Und
2 zeigt ein Diagramm, das die Funktionsweise des Systems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.

These and other features, aspects and advantages of the present disclosure will become better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying drawings, in which like reference characters represent like parts throughout the drawings, wherein:

1 illustrates a block diagram of an electronic bee monitoring system according to an embodiment of the present disclosure; And
2 shows a diagram illustrating the operation of the system according to an embodiment of the present disclosure.

Darüber hinaus werden erfahrene Handwerker erkennen, dass Elemente in den Zeichnungen der Einfachheit halber dargestellt sind und möglicherweise nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Beispielsweise veranschaulichen die Flussdiagramme die Methode anhand der wichtigsten Schritte, die dazu beitragen, das Verständnis von Aspekten der vorliegenden Offenbarung zu verbessern. Darüber hinaus können im Hinblick auf die Konstruktion des Geräts eine oder mehrere Komponenten des Geräts in den Zeichnungen durch herkömmliche Symbole dargestellt worden sein, und die Zeichnungen zeigen möglicherweise nur die spezifischen Details, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung relevant sind um die Zeichnungen nicht durch Details zu verdecken, die für den Durchschnittsfachmann, der die Beschreibung hierin nutzt, leicht ersichtlich sind.In addition, skilled artisans will appreciate that elements in the drawings are shown for convenience and may not necessarily be drawn to scale. For example, the flowcharts illustrate the method by key steps that help improve understanding of aspects of the present disclosure. In addition, with respect to the construction of the device, one or more components of the device may have been represented in the drawings by conventional symbols, and the drawings may show only the specific details relevant to understanding the embodiments of the present disclosure so as not to obscure the drawings with details that would be readily apparent to one of ordinary skill in the art having the benefit of the description herein.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG:DETAILED DESCRIPTION:

Um das Verständnis der Prinzipien der Erfindung zu fördern, wird nun auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform Bezug genommen und für deren Beschreibung eine spezifische Sprache verwendet. Es versteht sich jedoch, dass dadurch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, da Änderungen und weitere Modifikationen des dargestellten Systems und weitere Anwendungen der darin dargestellten Prinzipien der Erfindung in Betracht gezogen werden, wie sie einem Fachmann normalerweise in den Sinn kommen würden in der Technik, auf die sich die Erfindung bezieht.In order to promote an understanding of the principles of the invention, reference will now be made to the embodiment illustrated in the drawings and specific language will be used to describe the same. It is to be understood, however, that no limitation upon the scope of the invention is thereby intended, since changes and further modifications to the illustrated system and further applications of the principles of the invention embodied therein are contemplated as would normally occur to one skilled in the art to which the invention relates.

Der Fachmann wird verstehen, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die Erfindung sind und diese nicht einschränken sollen.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory of the invention and are not intended to be restrictive thereof.

Verweise in dieser Spezifikation auf „einen Aspekt“, „einen anderen Aspekt“ oder eine ähnliche Sprache bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Merkmal, das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher beziehen sich die Formulierungen „in einer Ausführungsform“, „in einer anderen Ausführungsform“ und ähnliche Formulierungen in dieser Spezifikation möglicherweise, aber nicht unbedingt, auf dieselbe Ausführungsform.References in this specification to "one aspect," "another aspect," or similar language mean that a particular feature, structure, or feature described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the present disclosure. Therefore, the phrases "in one embodiment," "in another embodiment," and similar phrases in this specification may, but do not necessarily, refer to the same embodiment.

Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“ oder alle anderen Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, sodass ein Prozess oder eine Methode, die eine Liste von Schritten umfasst, nicht nur diese Schritte umfasst, sondern möglicherweise andere Schritte nicht umfasst ausdrücklich aufgeführt oder diesem Prozess oder dieser Methode innewohnend sind. Ebenso schließen ein oder mehrere Geräte oder Subsysteme oder Elemente oder Strukturen oder Komponenten, denen „umfasst...a“ vorangestellt ist, nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Geräte oder anderer Subsysteme oder anderer Elemente oder anderer Strukturen aus anderen Komponenten oder zusätzliche Geräte oder zusätzliche Subsysteme oder zusätzliche Elemente oder zusätzliche Strukturen oder zusätzliche Komponenten.The terms "comprises," "comprising," or any other variations thereof are intended to cover non-exclusive inclusion, such that a process or method comprising a list of steps does not include only those steps, but may include other steps not expressly listed or inherent in that process or method. Likewise, one or more devices or subsystems or elements or structures or components preceded by "comprises..." do not exclude, without further limitation, the existence of other devices or other subsystems or other elements or other structures from other components, or additional devices or additional subsystems or additional elements or additional structures or additional components.

Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, allgemein verstanden werden. Das hier bereitgestellte System, die Methoden und Beispiele dienen nur der Veranschaulichung und sollen nicht einschränkend sein.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The system, methods, and examples provided herein are for purposes of illustration only and are not intended to be limiting.

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

Die in dieser Spezifikation beschriebenen Funktionseinheiten sind als Geräte gekennzeichnet. Ein Gerät kann in programmierbaren Hardwaregeräten wie Prozessoren, digitalen Signalprozessoren, Zentraleinheiten, feldprogrammierbaren Gate-Arrays, programmierbarer Array-Logik, programmierbaren Logikgeräten, Cloud-Verarbeitungssystemen oder dergleichen implementiert werden. Die Geräte können auch in Software zur Ausführung durch verschiedene Prozessortypen implementiert werden. Ein identifiziertes Gerät kann ausführbaren Code enthalten und beispielsweise einen oder mehrere physische oder logische Blöcke von Computeranweisungen umfassen, die beispielsweise als Objekt, Prozedur, Funktion oder anderes Konstrukt organisiert sein können. Dennoch muss die ausführbare Datei eines identifizierten Geräts nicht physisch zusammen angeordnet sein, sondern kann aus unterschiedlichen, an unterschiedlichen Orten gespeicherten Anweisungen bestehen, die, wenn sie logisch zusammengefügt werden, das Gerät bilden und den angegebenen Zweck des Geräts erfüllen.The functional units described in this specification are identified as devices. A device can be programmable hardware devices such as processors, digital signal processors, central processing units, field-programmable gate Arrays, programmable array logic, programmable logic devices, cloud processing systems, or the like. The devices may also be implemented in software for execution by various types of processors. An identified device may contain executable code and may include, for example, one or more physical or logical blocks of computer instructions that may be organized, for example, as an object, procedure, function, or other construct. Nevertheless, the executable of an identified device need not be physically arranged together, but may consist of distinct instructions stored in different locations that, when logically put together, form the device and accomplish the stated purpose of the device.

Tatsächlich könnte ein ausführbarer Code eines Geräts oder Moduls eine einzelne Anweisung oder mehrere Anweisungen sein und sogar über mehrere verschiedene Codesegmente, zwischen verschiedenen Anwendungen und über mehrere Speichergeräte verteilt sein. In ähnlicher Weise können Betriebsdaten hier innerhalb des Geräts identifiziert und dargestellt werden und können in jeder geeigneten Form verkörpert und in jeder geeigneten Art von Datenstruktur organisiert werden. Die Betriebsdaten können als einzelner Datensatz erfasst oder über verschiedene Standorte, einschließlich verschiedener Speichergeräte, verteilt werden und können zumindest teilweise als elektronische Signale in einem System oder Netzwerk vorliegen.In fact, executable code of a device or module could be a single instruction or multiple instructions, and even distributed across several different code segments, between different applications, and across multiple storage devices. Similarly, operational data here may be identified and represented within the device and may be embodied in any suitable form and organized in any suitable type of data structure. The operational data may be captured as a single set of data or distributed across different locations, including different storage devices, and may exist, at least in part, as electronic signals in a system or network.

Verweise in dieser Spezifikation auf „eine ausgewählte Ausführungsform“, „eine Ausführungsform“ oder „eine Ausführungsform“ bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder ein bestimmtes Merkmal, das in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform des offenbarten Gegenstands enthalten ist. Daher beziehen sich die Ausdrücke „eine ausgewählte Ausführungsform“, „in einer Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in dieser Spezifikation nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform.References in this specification to "a selected embodiment," "an embodiment," or "an embodiment" mean that a particular feature, structure, or feature described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the disclosed subject matter. Therefore, the phrases "a selected embodiment," "in an embodiment," or "in an embodiment" in various places in this specification do not necessarily refer to the same embodiment.

Darüber hinaus können die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in einer oder mehreren Ausführungsformen auf jede geeignete Weise kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details bereitgestellt, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen des offenbarten Gegenstands zu ermöglichen. Ein Fachmann auf dem betreffenden Gebiet wird jedoch erkennen, dass der offenbarte Gegenstand ohne eines oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Methoden, Komponenten, Materialien usw. in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Fällen können wohlbekannte Strukturen, Materialien, oder Vorgänge werden nicht im Detail gezeigt oder beschrieben, um Aspekte des offengelegten Gegenstands nicht zu verschleiern.Moreover, the described features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments. In the following description, numerous specific details are provided to provide a thorough understanding of embodiments of the disclosed subject matter. However, one skilled in the art will recognize that the disclosed subject matter may be practiced without one or more of the specific details, or with other methods, components, materials, etc. In other instances, well-known structures, materials, or processes are not shown or described in detail in order not to obscure aspects of the disclosed subject matter.

Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen können die offenbarten Computerprogramme oder -module auf viele beispielhafte Arten ausgeführt werden, beispielsweise als Anwendung, die sich im Speicher eines Geräts befindet, oder als gehostete Anwendung, die auf einem Server ausgeführt wird und mit diesem kommuniziert Geräteanwendung oder Browser über eine Reihe von Standardprotokollen wie TCP/IP, HTTP, XML, SOAP, REST, JSON und andere ausreichende Protokolle. Die offenbarten Computerprogramme können in beispielhaften Programmiersprachen geschrieben sein, die aus dem Speicher des Geräts oder von einem gehosteten Server ausgeführt werden, wie etwa BASIC, COBOL, C, C++, Java, Pascal, oder Skriptsprachen wie JavaScript, Python, Ruby, PHP, Perl oder andere geeignete Programmiersprachen.According to the example embodiments, the disclosed computer programs or modules may be executed in many example ways, for example, as an application residing in the memory of a device, or as a hosted application executing on and communicating with a server, device application, or browser via a variety of standard protocols such as TCP/IP, HTTP, XML, SOAP, REST, JSON, and other sufficient protocols. The disclosed computer programs may be written in example programming languages that execute from the memory of the device or from a hosted server, such as BASIC, COBOL, C, C++, Java, Pascal, or scripting languages such as JavaScript, Python, Ruby, PHP, Perl, or other suitable programming languages.

Einige der offenbarten Ausführungsformen beinhalten oder beinhalten auf andere Weise die Datenübertragung über ein Netzwerk, beispielsweise die Übermittlung verschiedener Eingaben oder Dateien über das Netzwerk. Das Netzwerk kann beispielsweise eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: Internet, Wide Area Networks (WANs), Local Area Networks (LANs), analoge oder digitale drahtgebundene und drahtlose Telefonnetzwerke z. B. ein PSTN, Integrated Services Digital Network (ISDN), ein Mobilfunknetz und Digital Subscriber Line (xDSL), Radio, Fernsehen, Kabel, Satellit und/oder andere Übertragungs- oder Tunnelmechanismen zur Datenübertragung. Das Netzwerk kann mehrere Netzwerke oder Teilnetzwerke umfassen, von denen jedes beispielsweise einen drahtgebundenen oder drahtlosen Datenweg umfassen kann. Das Netzwerk kann ein leitungsvermitteltes Sprachnetzwerk, ein paketvermitteltes Datennetzwerk oder jedes andere Netzwerk umfassen, das elektronische Kommunikation übertragen kann. Das Netzwerk kann beispielsweise Netzwerke umfassen, die auf dem Internetprotokoll (IP) oder dem asynchronen Übertragungsmodus (ATM) basieren, und kann Sprache beispielsweise mithilfe von VoIP, Voice-over-ATM oder anderen vergleichbaren Protokollen unterstützen, die für Sprachdatenkommunikation verwendet werden. In einer Implementierung umfasst das Netzwerk ein Mobilfunknetz, das so konfiguriert ist, dass es den Austausch von Text- oder SMS-Nachrichten ermöglicht.Some of the disclosed embodiments involve or otherwise involve the transmission of data over a network, such as the transmission of various inputs or files over the network. The network may include, for example, one or more of the following: Internet, Wide Area Networks (WANs), Local Area Networks (LANs), analog or digital wired and wireless telephone networks, such as a PSTN, Integrated Services Digital Network (ISDN), a cellular network and Digital Subscriber Line (xDSL), radio, television, cable, satellite, and/or other transmission or tunneling mechanisms for transmitting data. The network may include multiple networks or subnetworks, each of which may include, for example, a wired or wireless data path. The network may include a circuit-switched voice network, a packet-switched data network, or any other network capable of transmitting electronic communications. The network may include, for example, networks based on Internet Protocol (IP) or Asynchronous Transfer Mode (ATM), and may support voice, for example, using VoIP, Voice-over-ATM, or other comparable protocols used for voice data communications. In one implementation, the network includes a cellular network configured to enable the exchange of text or SMS messages.

Beispiele für das Netzwerk sind unter anderem ein Personal Area Network (PAN), ein Storage Area Network (SAN), ein Home Area Network (HAN), ein Campus Area Network (CAN) und ein Local Area Network (LAN), ein Wide Area Network (WAN), ein Metropolitan Area Network (MAN), ein Virtual Private Network (VPN), ein Enterprise Private Network (EPN), Internet, ein Global Area Network (GAN) und so weiter.Examples of the network include a Personal Area Network (PAN), a Storage Area Network (SAN), a Home Area Network (HAN), a Campus Area Network (CAN) and a Local Area Network (LAN), a Wide Area Network (WAN), a Metropolitan Area Network (MAN), a Virtual Private Network (VPN), an Enterprise Private Network (EPN), Internet, a Global Area Network (GAN) and so on.

1 zeigt ein Blockdiagramm eines elektronischen Bienenüberwachungssystems (100) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das System (100) umfasst ein elektrostatisches Modul (102), das einen Chip (102a) umfasst, der für Übertragungs- und Erfassungsfunktionen ausgelegt ist, wobei der Chip (102a) auf einer integrierten Leiterplatte (104) mit einem Mittel zum Senden und Empfangen integriert ist (104a) und ein Mittel zur Lagerung (104b). 1 shows a block diagram of an electronic bee monitoring system (100) according to an embodiment of the present disclosure. The system (100) includes an electrostatic module (102) comprising a chip (102a) designed for transmission and detection functions, the chip (102a) being integrated on an integrated circuit board (104) with a means for transmitting and receiving (104a) and a means for storage (104b).

In einer Ausführungsform ist ein Netzwerk von Sensoren (106) so konfiguriert, dass es physikalische Daten sowohl innerhalb als auch außerhalb des Bienenvolks sammelt.In one embodiment, a network of sensors (106) is configured to collect physical data both inside and outside the bee colony.

In einer Ausführungsform ist eine Geräteschnittstelle (108) zur Aufnahme des elektrostatischen Moduls (102) ausgelegt.In one embodiment, a device interface (108) is designed to receive the electrostatic module (102).

In einer Ausführungsform ist eine zentralisierte Verarbeitungseinheit (110) so konfiguriert, dass sie alle gesammelten wertvollen Daten abruft und die Daten verarbeitet, um das Wohlergehen des Bienenvolkes vorherzusagen.In one embodiment, a centralized processing unit (110) is configured to retrieve all collected valuable data and process the data to predict the welfare of the bee colony.

In einer Ausführungsform ist der Chip (102a) so konfiguriert, dass er in der Nähe befindliche Honigbienen anlockt, indem er elektrische Signale geringer Intensität sendet, und ihr Echtzeitverhalten durch Sensorfunktionen überwacht, wobei der Chip (102a) außerdem so konfiguriert ist, dass er Echtzeit-Überwachungsdaten speichert, wobei das Speichermittel (104b) in die integrierte Leiterplatte (104) integriert ist.In one embodiment, the chip (102a) is configured to attract nearby honey bees by sending low intensity electrical signals and monitor their real-time behavior through sensor functions, the chip (102a) further configured to store real-time monitoring data, the storage means (104b) being integrated into the integrated circuit board (104).

In einer Ausführungsform ist das Mittel zum Senden und Empfangen (104a) so konfiguriert, dass es elektrische Signale geringer Intensität sendet und winzige elektrische Ladungen empfängt, die von Honigbienen während ihrer Bewegung abgegeben werden.In one embodiment, the means for transmitting and receiving (104a) is configured to transmit low intensity electrical signals and to receive tiny electrical charges emitted by honey bees during their movement.

In einer Ausführungsform integriert die integrierte Leiterplatte (104) außerdem ein Kommunikationsmodul (104c), das so konfiguriert ist, dass es als Kommunikationsmittel fungiert, wobei das Kommunikationsmodul (104c) so konfiguriert ist, dass es ein Kommunikationsprotokoll verwendet, um eine nahtlose Verbindung zwischen anderen Komponenten herzustellen.In one embodiment, the integrated circuit board (104) further integrates a communication module (104c) configured to act as a communication means, wherein the communication module (104c) is configured to use a communication protocol to establish a seamless connection between other components.

In einer Ausführungsform umfasst das Sensornetzwerk (106) Folgendes: einen oder mehrere Temperatursensoren (106a), die so konfiguriert sind, dass sie die Temperatur sowohl außerhalb als auch innerhalb der Honigbienenkolonie messen; einen oder mehrere Feuchtigkeitssensoren (106b), die so konfiguriert sind, dass sie die Feuchtigkeit sowohl außerhalb als auch innerhalb der Honigbienenkolonie messen; einen Gewichtssensor (106c), der so konfiguriert ist, dass er das Gewicht des Bienenstocks oder der Honigbienenkolonie misst; und einen Aktivitätserkennungssensor (106d), der so konfiguriert ist, dass er die Aktivität am Bienenstockeingang überwacht und die Erkennung des Kommens und Gehens von Bienen ermöglicht, wobei der Aktivitätserkennungssensor (106d) einen Infrarot- oder Ultraschallsensor umfasst.In one embodiment, the sensor network (106) comprises: one or more temperature sensors (106a) configured to measure temperature both outside and inside the honey bee colony; one or more humidity sensors (106b) configured to measure humidity both outside and inside the honey bee colony; a weight sensor (106c) configured to measure the weight of the hive or honey bee colony; and an activity detection sensor (106d) configured to monitor activity at the hive entrance and enable detection of the coming and going of bees, wherein the activity detection sensor (106d) comprises an infrared or ultrasonic sensor.

In einer Ausführungsform ist das Netzwerk von Sensoren (106) drahtlos mit dem Kommunikationsmodul (104c) verbunden, wobei die Sensoren (106a-d) gesammelte Daten an das Kommunikationsmodul (104c) weiterleiten, das die Daten weiter in den Speichermitteln speichert (104b).In one embodiment, the network of sensors (106) is wirelessly connected to the communication module (104c), wherein the sensors (106a-d) forward collected data to the communication module (104c), which further stores the data in the storage means (104b).

In einer Ausführungsform umfasst die Geräteschnittstelle (108) ein Energieverwaltungssystem (108a), das für eine effiziente Pulververteilung und Nutzung des elektrostatischen Moduls (102) konfiguriert ist, wobei das Pulververwaltungssystem (108a) mit dem elektrostatischen Modul (102) verbunden ist.In one embodiment, the device interface (108) includes a power management system (108a) configured for efficient powder distribution and utilization of the electrostatic module (102), wherein the powder management system (108a) is connected to the electrostatic module (102).

In einer Ausführungsform beherbergt die Geräteschnittstelle (108) auch die zentralisierte Verarbeitungseinheit (110).In one embodiment, the device interface (108) also houses the centralized processing unit (110).

In einer Ausführungsform verwendet die zentralisierte Verarbeitungseinheit (110) einen FPGA-Prozessor (110a), der auf einen Algorithmus zur Vorhersage des Wohlbefindens eines Honigbienenvolkes auf der Grundlage von Daten trainiert ist, die von der Speichereinrichtung (104b) abgerufen werden, die beides speichert Echtzeit-Überwachungsdaten von Honigbienen und von Sensoren erfasste physikalische Messdaten (106a-d).In one embodiment, the centralized processing unit (110) uses an FPGA processor (110a) trained on an algorithm for predicting the well-being of a honey bee colony based on data retrieved from the storage device (104b) that stores both real-time monitoring data of honey bees and physical measurement data collected by sensors (106a-d).

In einer Ausführungsform kann die Geräteschnittstelle (108) eine Drohne oder ein Gerät sein, das in einem normalen Bienenvolk installiert werden kann.In one embodiment, the device interface (108) may be a drone or a device that can be installed in a normal bee colony.

In einer Ausführungsform können das elektrostatische Modul (102), die Übertragungs- und Empfangsmittel (104a), die Speichermittel (104b), das Kommunikationsmodul (104c) und die Zentralisierungsverarbeitungseinheit (110) in programmierbarer Hardware implementiert sein, insbesondere in Geräte wie Prozessoren, digitale Signalprozessoren, Zentraleinheiten, feldprogrammierbare Gate-Arrays, programmierbare Array-Logik, programmierbare Logikgeräte, Cloud-Verarbeitungssysteme oder dergleichen.In one embodiment, the electrostatic module (102), the transmission and reception means (104a), the storage means (104b), the communication module (104c) and the centralization processing unit (110) may be implemented in programmable hardware, in particular in devices such as processors, digital signal processors, central processing units, field programmable gate arrays, programmable array logic, programmable Logic devices, cloud processing systems or the like.

Die vorliegende Offenbarung stellt ein automatisches elektronisches Bienenüberwachungssystem (100) bereit, das darauf abzielt, soziale Signale unter normalen Imkereibedingungen aufzuzeichnen und zu quantifizieren. Das System umfasst miteinander verbundene Komponenten, die zusammenarbeiten, um zunächst Honigbienen anzulocken, dann das Verhalten dieser Bienen zu sammeln oder aufzuzeichnen und anschließend die gesammelten Daten mithilfe von Daten zu quantifizieren, die von Umweltsensoren erfasst werden.The present disclosure provides an automatic electronic bee monitoring system (100) aimed at recording and quantifying social signals under normal beekeeping conditions. The system comprises interconnected components that work together to first attract honey bees, then collect or record the behavior of those bees, and then quantify the collected data using data acquired from environmental sensors.

2 zeigt ein Diagramm, das die Funktionsweise des Systems (100) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. 2 shows a diagram illustrating the operation of the system (100) according to an embodiment of the present disclosure.

Das hier offenbarte elektronische Bienenüberwachungssystem (100) stellt eine umfassende Lösung zur Beurteilung und Vorhersage des Wohlbefindens von Honigbienenvölkern dar. Das System besteht aus mehreren integralen Komponenten, die zusammenarbeiten, um seine Ziele zu erreichen.The electronic bee monitoring system (100) disclosed herein provides a comprehensive solution for assessing and predicting the well-being of honey bee colonies. The system consists of several integral components that work together to achieve its objectives.

Das Herzstück des Systems ist das elektrostatische Modul (102), das einen speziell entwickelten Chip (102a) beherbergt , der auf einer fortschrittlichen integrierten Leiterplatte (104) integriert ist. Dieser Chip (102a) erfüllt einen doppelten Zweck: Übertragungs- und Erfassungsfunktion. Der Chip (102a) ist so konfiguriert, dass er in der Nähe befindliche Honigbienen anlockt, indem er elektrische Signale geringer Intensität aussendet und gleichzeitig ihr Echtzeitverhalten durch Sensorfunktionen überwacht. Die Echtzeit-Überwachungsdaten werden im dedizierten Speichermittel (104b) der integrierten Leiterplatte gespeichert. Dieser Chip (102a) fungiert als Herzstück des Systems (100) und erfasst wertvolle elektrostatische Signale, die Honigbienen während ihrer Bewegungen aussenden.The heart of the system is the electrostatic module (102) which houses a specially designed chip (102a) integrated on an advanced integrated circuit board (104). This chip (102a) serves a dual purpose: transmission and detection function. The chip (102a) is configured to attract nearby honey bees by emitting low intensity electrical signals while monitoring their real-time behavior through sensor functions. The real-time monitoring data is stored in the dedicated storage means (104b) of the integrated circuit board. This chip (102a) acts as the heart of the system (100) and captures valuable electrostatic signals emitted by honey bees during their movements.

Das Sensornetzwerk (106) spielt eine zentrale Rolle für die Funktionalität des Systems. Diese Sensoren (106) sammeln sowohl innerhalb als auch außerhalb des Honigbienenvolkes physikalische Daten, die für eine umfassende Analyse der Gesundheit des Bienenvolkes von entscheidender Bedeutung sind. Temperatursensoren (106a) messen die Umgebungstemperatur, Feuchtigkeitssensoren (106b) überwachen die Luftfeuchtigkeit, ein Gewichtssensor (106c) misst das Gewicht des Bienenstocks und ein Aktivitätserkennungssensor (106d), der Infrarot- oder Ultraschalltechnologie verwendet, beobachtet die Aktivität am Eingang des Bienenstocks und sorgt für Sicherheit Einblicke in die Bewegungen der Bienen. Die gesammelten Daten werden drahtlos an ein Kommunikationsmodul (104c) übertragen, das in die Leiterplatte (104) integriert ist, wodurch eine nahtlose Konnektivität zwischen den Sensoren (106) und anderen Komponenten ermöglicht wird.The sensor network (106) plays a central role in the functionality of the system. These sensors (106) collect physical data from both inside and outside the honey bee colony that is critical for a comprehensive analysis of the colony's health. Temperature sensors (106a) measure the ambient temperature, humidity sensors (106b) monitor humidity, a weight sensor (106c) measures the weight of the hive, and an activity detection sensor (106d), which uses infrared or ultrasonic technology, observes activity at the hive entrance and provides safe insights into the bees' movements. The collected data is transmitted wirelessly to a communication module (104c) integrated into the circuit board (104), enabling seamless connectivity between the sensors (106) and other components.

Die Geräteschnittstelle (108), in der das elektrostatische Modul (102) untergebracht ist, ist eine entscheidende Komponente des Systems (100). Es verfügt über ein Energiemanagementsystem (108a), das für eine effiziente Energieverteilung verantwortlich ist und die Funktionalität des elektrostatischen Moduls ohne Ressourcenverschwendung gewährleistet. Darüber hinaus enthält die Geräteschnittstelle (108) eine zentrale Verarbeitungseinheit (110), die die gesammelten Daten abruft und verarbeitet. Diese zentralisierte Verarbeitungseinheit (110) ist in einen Field-Programmable Gate Array (FPGA)-Prozessor (110a) integriert, der auf einen Algorithmus trainiert wurde, der speziell für die Vorhersage des Wohlergehens des Honigbienenvolkes entwickelt wurde.The device interface (108), which houses the electrostatic module (102), is a crucial component of the system (100). It features an energy management system (108a) responsible for efficient energy distribution and ensuring the functionality of the electrostatic module without wasting resources. In addition, the device interface (108) contains a central processing unit (110) that retrieves and processes the collected data. This centralized processing unit (110) is integrated with a field-programmable gate array (FPGA) processor (110a) trained on an algorithm specifically designed to predict the welfare of the honey bee colony.

Das in die Leiterplatte (104) integrierte Kommunikationsmodul (104c) nutzt ein Kommunikationsprotokoll, um nahtlos Verbindungen zu anderen Komponenten herzustellen. Dies erleichtert die Übertragung der gesammelten Daten an die zentrale Verarbeitungseinheit (110) zur weiteren Analyse und Vorhersage. Die Geräteschnittstelle (108) kann verschiedene Formen annehmen, einschließlich einer Drohne oder eines Geräts, das in einem normalen Bienenvolk installiert werden kann.The communication module (104c) integrated into the circuit board (104) uses a communication protocol to seamlessly connect to other components. This facilitates the transmission of the collected data to the central processing unit (110) for further analysis and prediction. The device interface (108) can take various forms, including a drone or a device that can be installed in a normal bee colony.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das elektronische Bienenüberwachungssystem (100) Honigbienen mithilfe des elektrostatischen Moduls (102) anlockt und überwacht, physikalische Daten über das Sensornetzwerk (106) sammelt und diese wertvollen Informationen an die zentrale Verarbeitungseinheit (110) überträgt.. Die fortschrittliche Technologie des Systems, die Integration von Sensoren und die Vorhersagefähigkeiten tragen zu einem umfassenden Verständnis der Honigbienenvölker und ihres allgemeinen Wohlbefindens bei.In summary, the electronic bee monitoring system (100) attracts and monitors honey bees using the electrostatic module (102), collects physical data through the sensor network (106), and transmits this valuable information to the central processing unit (110). The system's advanced technology, sensor integration, and predictive capabilities contribute to a comprehensive understanding of honey bee colonies and their overall well-being.

So wie ein Kanarienvogel in einem Kohlebergwerk eine Verschlechterung der Luftqualität anzeigt, dienen Honigbienen als entscheidende Indikatoren für die Gesundheit des Ökosystems. Aufgrund ihrer herausragenden Rolle als Bestäuber spiegelt das Wohlergehen von Honigbienenvölkern die Gesamtbedingungen eines Ökosystems wider. Diese Erfindung konzentriert sich auf ein automatisches System zur Aufzeichnung und Quantifizierung sozialer Signale bei Honigbienen unter Standardbedingungen der Imkerei. Das System nutzt die einzigartigen elektrostatischen Felder der Honigbienen, die von ihren geladenen Körpern während des Flugs und innerhalb des Bienenvolks erzeugt werden, in Verbindung mit physikalischen Messungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bienenstockgewicht und Bienenstockeintrittsaktivität), um den Gesundheitszustand des Bienenvolks zu beurteilen. Hier wird ein System beschrieben, das das Sozialverhalten von Honigbienen nicht nur beobachtet, sondern auch interpretiert und so wertvolle Einblicke in ihr Wohlbefinden liefert.Just as a canary in a coal mine signals deteriorating air quality, honey bees serve as critical indicators of ecosystem health. Because of their prominent role as pollinators, the well-being of honey bee colonies reflects the overall conditions of an ecosystem. This invention focuses on an automatic system for recording and quantifying social signals in honey bees under standard apiary conditions. The system uses honey bees' unique electrostatic fields, generated by their charged bodies during flight and within the colony, in conjunction with physical measurements (temperature, humidity, hive weight, and bee population density). ck entry activity) to assess the health status of the bee colony. A system is described here that not only observes the social behavior of honey bees, but also interprets it, thus providing valuable insights into their well-being.

Das vorgeschlagene System geht auf die Notwendigkeit eines umfassenden Ansatzes zur effektiven Überwachung von Honigbienenvölkern ein. Um dies zu erreichen, wurde ein Chip zum Einbau in Drohnen oder andere Geräte konzipiert. Dieser Chip erfüllt einen doppelten Zweck: Er lockt Honigbienen in der Nähe an, indem er elektrische Signale geringer Intensität aussendet, und überwacht gleichzeitig deren Verhalten. Der Chip arbeitet nahtlos in das entwickelte System ein und ermöglicht die Beobachtung sozialer Signale von Honigbienen in Echtzeit.The proposed system addresses the need for a comprehensive approach to effectively monitor honey bee colonies. To achieve this, a chip was designed to be embedded in drones or other devices. This chip serves a dual purpose: it attracts nearby honey bees by emitting low-intensity electrical signals and simultaneously monitors their behavior. The chip works seamlessly with the developed system and enables observation of honey bee social signals in real time.

Diese Erfindung erkennt an, dass die komplizierten Bewegungen von Honigbienen, einschließlich des berühmten Schwänzeltanzes, ein Zeichen für die Gesundheit eines Bienenvolkes sein können. Durch die Integration des elektrostatischen Chips in eine Drohne oder ein Gerät zielt diese Erfindung darauf ab, die Präzision und Effizienz der Überwachung des Verhaltens von Honigbienen zu verbessern. Der Chip lockt nicht nur unauffällig Honigbienen an, sondern erfasst auch wichtige Daten zur Analyse.This invention recognizes that the intricate movements of honey bees, including the famous waggle dance, can be a sign of the health of a colony. By integrating the electrostatic chip into a drone or device, this invention aims to improve the precision and efficiency of monitoring honey bee behavior. The chip not only discreetly attracts honey bees, but also captures important data for analysis.

Die mit dieser Erfindung bereitgestellten Informationen umfassen Richtlinien zum Einrichten des Aufzeichnungsgeräts, seiner Installation in einem Standard-Bienenvolk und der Interpretation der erhaltenen Daten. Das elektronische Bienenanziehungsgerät steht an der Schnittstelle von Okologie und Technologie und bietet eine neuartige Lösung zur Überwachung und zum Verständnis von Honigbienenvölkern und trägt letztendlich zu umfassenderen Bemühungen zum Schutz des Ökosystems bei.The information provided with this invention includes guidelines for setting up the recording device, installing it in a standard bee colony, and interpreting the data obtained. The electronic bee attraction device stands at the intersection of ecology and technology, providing a novel solution for monitoring and understanding honey bee colonies and ultimately contributing to broader ecosystem protection efforts.

Das vorgeschlagene System bietet mehrere Vorteile, von denen einige im Folgenden beschrieben werden.

• Tragen Sie zur Erhaltung von Ökosystemen bei, indem Sie die Gesundheit von Honigbienenpopulationen bewerten und erhalten.
• Unterstützen Sie die Präzisionslandwirtschaft, indem Sie Einblicke in Bestäubungsmuster bieten und Landwirten helfen, den Ernteertrag zu optimieren.
• Förderung wissenschaftlicher Fortschritte beim Verständnis des Verhaltens von Honigbienen und seiner Auswirkungen auf breitere Ökosysteme.
• Dienen als Frühwarnsystem für Imker und Umweltschützer und ermöglichen ein rechtzeitiges Eingreifen zur Bewältigung potenzieller Bedrohungen.

The proposed system offers several advantages, some of which are described below.

• Contribute to ecosystem conservation by assessing and maintaining the health of honey bee populations.
• Support precision agriculture by providing insights into pollination patterns and helping farmers optimize crop yield.
• Promote scientific advances in understanding honey bee behavior and its impacts on broader ecosystems.
• Serve as an early warning system for beekeepers and environmentalists, enabling timely intervention to address potential threats.

Das elektronische Bienenüberwachungs- und Anziehungssystem soll unser Verständnis von Honigbienenvölkern revolutionieren und zum Schutz der Ökosysteme beitragen. Durch die Nutzung modernster Technologie entspricht diese Erfindung dem Gebot, unsere Umwelt und lebenswichtige Bestäuber zu schützen.The Electronic Bee Monitoring and Attraction System is designed to revolutionize our understanding of honey bee colonies and help protect ecosystems. By using cutting-edge technology, this invention responds to the imperative to protect our environment and vital pollinators.

Die Zeichnungen und die vorstehende Beschreibung geben Beispiele für Ausführungsformen. Fachleute werden erkennen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente einer Ausführungsform können zu einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Beispielsweise können die Reihenfolgen der hier beschriebenen Prozesse geändert werden und sind nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Darüber hinaus müssen die Aktionen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge implementiert werden; Es müssen auch nicht unbedingt alle Handlungen ausgeführt werden. Auch solche Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, können parallel zu den anderen Handlungen durchgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen wird durch diese spezifischen Beispiele keineswegs eingeschränkt. Zahlreiche Variationen, ob explizit in der Spezifikation angegeben oder nicht, wie z. B. Unterschiede in Struktur, Abmessung und Materialverwendung, sind möglich. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so breit wie durch die folgenden Ansprüche angegeben.The drawings and the foregoing description provide examples of embodiments. Those skilled in the art will recognize that one or more of the elements described may well be combined into a single functional element. Alternatively, certain elements may be broken down into multiple functional elements. Elements of one embodiment may be added to another embodiment. For example, the orders of the processes described herein may be changed and are not limited to the manner described herein. Moreover, the actions of a flowchart need not be implemented in the order shown; nor do all actions necessarily need to be performed. Even those actions that are not dependent on other actions may be performed in parallel with the other actions. The scope of the embodiments is in no way limited by these specific examples. Numerous variations, whether or not explicitly stated in the specification, such as differences in structure, dimension, and use of materials, are possible. The scope of the embodiments is at least as broad as indicated by the following claims.

Vorteile, andere Vorzüge und Problemlösungen wurden oben im Hinblick auf spezifische Ausführungsformen beschrieben. Die Vorteile, Vorzüge, Problemlösungen und alle Komponenten, die dazu führen können, dass ein Nutzen, ein Vorteil oder eine Lösung eintritt oder ausgeprägter wird, dürfen jedoch nicht als kritische, erforderliche oder wesentliche Funktion oder Komponente von ausgelegt werden einzelne oder alle Ansprüche.Advantages, other benefits, and solutions to problems have been described above with respect to specific embodiments. However, the advantages, benefits, solutions to problems, and any components that may cause a benefit, advantage, or solution to occur or become more pronounced shall not be construed as a critical, required, or essential function or component of any or all of the claims.

REFERENZENCREDENTIALS

100100: Ein Elektronisches Bienenüberwachungssystem.An electronic bee monitoring system.
102102: Elektrostatisches ModulElectrostatic module
102a102a: Chipchip
104104: Integrierte LeiterplatteIntegrated circuit board
104a104a: Mittel Zum Senden Und EmpfangenMeans of sending and receiving
104b104b: Mittel Zur LagerungMeans for storage
104c104c: KommunikationsmodulCommunication module
106106: Netzwerk Von SensorenNetwork of sensors
106a106a: Ein Oder Mehrere TemperatursensorenOne or more temperature sensors
106b106b: Ein Oder Mehrere FeuchtigkeitssensorenOne or more humidity sensors
106c106c: GewichtssensorWeight sensor
106d106d: AktivitätserkennungssensorActivity detection sensor
108108: GeräteschnittstelleDevice interface
108a108a: EnergiemanagementsystemEnergy management system
110110: Zentrale VerarbeitungseinheitCentral processing unit
110a110a: FPGA-ProzessorFPGA processor
202202: BienenBees

Claims

An electronic bee monitoring system comprising: an electrostatic module comprising a chip designed to perform transmission and sensing functions, the chip being integrated on an integrated circuit board with a means of transmitting and receiving and a means of storing; a network of sensors configured to collect physical data both inside and outside the bee colony; and a device interface designed to receive the electrostatic module; and a centralized processing unit configured to retrieve any valuable data collected and process the data to predict the welfare of the bee colony.

System according to Claim 1 , the chip being configured to attract nearby honey bees by transmitting low intensity electrical signals and to monitor their behavior in real time through sensing capabilities, the chip being further configured to store real time monitoring data in means for storage incorporated into the integrated circuit board.

System according to Claim 1 , wherein the means for transmitting and receiving are configured to transmit low intensity electrical signals and to receive minute electrical charges emitted by honey bees during their movement.

System according to Claim 1 , wherein the integrated circuit board further integrates a communications module configured to act as a means for communication, the communications module configured to use a communications protocol to provide a seamless connection between other components.

The system according to Claim 1 , wherein the network of sensors comprises: one or more temperature sensors configured to measure temperature both outside and inside the honey bee colony; one of a plurality of humidity sensors configured to measure humidity both outside and inside the honey bee colony; a weight sensor configured to measure the weight of the hive or honey bee colony; and an activity detection sensor configured to monitor activity at the hive entrance to enable detection of the coming and going of bees, wherein the activity detection sensor comprises an infrared or ultrasonic sensor.

System according to Claim 1 , wherein the network of sensors is wirelessly connected to the communication module, the sensors forwarding collected data to the communication module which further stores the data in the storage means.

System according to Claim 1 wherein the device interface comprises a power management system configured for efficient powder distribution and utilization for operation of the electrostatic module, the powder management system connected to the electrostatic module.

System according to Claim 1 , where the device interface also houses the centralized processing unit.

System according to Claim 1 , wherein the centralized processing unit uses an FPGA processor trained on an algorithm to predict the welfare of a honey bee colony based on data retrieved from the storage means storing both real-time monitoring data and physical measurement data obtained from sensors.

System according to Claim 1 , where the device interface is a drone or a device that can be installed in a normal bee colony.