FR3030729A1 - Dispositif permettant d'obtenir a distance une estimation du poids de plusieurs ruches d'un meme rucher - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif permettant d'obtenir une estimation fiable du poids d'un grand nombre de ruches d'un même rucher pour un cout réduit. Le dispositif est constitué d'un ensemble de balances et d'une station relai. Chaque balance effectue l'estimation de poids d'une ruche en utilisant un seul capteur. La station relai collecte l'estimation de poids fourni par chacune des balances par un moyen radio courte portée permettant un réseau maillé et transmet ces informations à une base de données via une connexion GPRS, 3G, 4G ou satellite. La base de données est consultable par l'exploitant du rucher via internet. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à équiper des ruchers professionnels de grande taille.

Description

-1- La présente invention concerne un dispositif permettant d'obtenir à distance, jour après jour, et toute l'année, une estimation du poids d'un grand nombre de ruches d'un même rucher. Disposer d'une estimation fiable du poids d'une ruche et connaitre l'évolution de cette donnée dans le temps, permet à l'exploitant de connaitre l'état de la ruche et d'optimiser ses interventions sur celle-ci. Une baisse anormale de cette estimation de poids alertera l'exploitant d'un problème potentiel au niveau de la ruche, pouvant être lié à l'apparition d'une maladie, l'attaque d'un prédateur, un essaimage ou encore la perte d'une reine. L'exploitant pourra alors concentrer rapidement ces efforts sur la ruche en question. De plus, en période de miellée, l'exploitant pourra estimer la quantité de miel produite. Enfin, en période d'hivernage, l'exploitant pourra doser finement l'apport en sucre aux abeilles. Le brevet FR 2 854 766 B1 propose un dispositif permettant de connaitre à distance le poids d'une ruche. Ce dispositif est décrit comme étant un socle amovible contenant 4 capteurs de poids, un moyen radio GSM, un panneau solaire, une batterie et un système de recharge de la batterie. Ce socle est également prévu pour accueillir d'autres types de capteurs comme des capteurs de température, d'humidité ou de pression atmosphérique. L'inconvénient de ce dispositif est d'avoir un coût trop élevé pour que son utilisation se généralise dans le monde de l'apiculture. En effet, à l'heure actuelle de tels dispositifs sont disponibles à la vente et coutent plusieurs centaines d'euros pièce. Ce coût élevé s'explique par l'utilisation de plusieurs capteurs afin de mesurer le poids exact de la ruche, et par le fait que chaque socle doit communiquer avec une antenne relais, ce qui demande beaucoup d'énergie et implique donc une infrastructure lourde pour chaque socle. De plus, chaque socle nécessite l'utilisation d'une carte SIM et donc d'un abonnement. L'exploitant n'utilisera donc pas ce type de solution ou l'utilisera sur un nombre très réduit de ruches, ce qui présente un intérêt limité. En effet, l'attente d'un exploitant est de pouvoir suivre à distance toutes ses ruches pour un faible coût. Le brevet WO 02062133 Al propose un dispositif permettant de connaitre à distance le poids de plusieurs ruches, dites stations secondaires. Ce dispositif prévoit d'équiper les ruches de capteurs permettant de connaitre leur poids, cette valeur de poids étant communiquée à une station de base présente à proximité. La station de base envoie ces données à un poste principal via une connexion GSM. Ce dispositif décrit un réseau en étoile entre les stations secondaires et la station de base, cette dernière représentant le noeud central du réseau. L'inconvénient de ce dispositif est que chaque station secondaire conserve un coût élevé. En effet, avec une telle topologie de réseau en étoile, chaque station secondaire doit disposer d'un moyen radio longue portée afin garantir la communication avec la station de base si celle-ci est très éloignée. L'utilisation d'un moyen radio longue portée implique -2- d'embarquer une infrastructure importante constituée typiquement par un panneau solaire, une batterie, et un système de charge de la batterie. De plus, la taille du rucher que ce dispositif peut équiper est limitée à la portée du moyen radio. Par ailleurs, cette demande de brevet ne décrit pas la façon dont on procède concrètement pour mesurer le poids de la ruche. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir à distance une estimation fiable du poids d'un grand nombre de ruches d'un même rucher pour un coût réduit. La première caractéristique de ce dispositif est qu'il est constitué d'un ensemble de balances et d'une station relais. Chacune de ces balances est positionnée sous une ruche dont on souhaite estimer le poids. La station relais est disposée sur le rucher à proximité d'au moins une balance. Une balance n'a pas besoin d'être solidarisée avec sa ruche associée, le poids de cette dernière suffit à maintenir l'ensemble stable. La balance est l'élément que l'on va retrouver en grand nombre au sein du dispositif, son coût doit donc être le plus faible possible. La seconde caractéristique de ce dispositif est que chaque balance possède un moyen de mesurer ou d'estimer le poids de sa ruche associée. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un seul capteur de poids sera utilisé, et réalisera donc une mesure partielle du poids d'une ruche. Le poids total sera ensuite extrapolé à partir de cette mesure partielle en considérant qu'une ruche présente une répartition uniforme du poids sur la balance. L'utilisation d'un seul capteur permet de réduire le coût de la balance tout en fournissant une information hautement exploitable. L'important n'étant pas d'avoir une connaissance exacte du poids mais une estimation fiable et surtout de connaitre l'évolution de cette donnée dans le temps afin que l'exploitant puisse prendre les bonnes décisions d'intervention. Pour que l'extrapolation soit la plus fiable possible, la balance devra être strictement horizontale, et la ruche devra être positionnée très précisément sur la balance. La troisième caractéristique de ce dispositif est que chaque balance ainsi que la station relais disposent d'un moyen de communication radio numérique de courte portée (typiquement inférieure à 100 mètres) permettant de créer un réseau maillé, également appelé réseau de topologie « mesh ». Ce moyen radio permet à la station relais de communiquer avec chacune des balances et ainsi de collecter l'estimation du poids de chaque ruche, soit (cas le plus rare) par liaison directe, soit (cas le plus fréquent) en passant par l'intermédiaire de plusieurs autres balances qui assurent alors le routage de l'information. Ce moyen radio pourra typiquement utiliser le protocole ZigBee©. L'intérêt de cette topologie est que chaque balance embarque une radio de courte portée, donc peu coûteuse. De plus, un moyen radio de courte portée consomme peu d'énergie, ce qui diminue d'autant l'infrastructure de la balance et donc son coût. Le -3-- dispositif permet donc d'équiper un rucher sans limite de taille tout en diminuant drastiquement le coût de chaque balance. Le dispositif impose néanmoins à l'exploitant que chaque balance soit à portée d'au moins une autre balance et qu'au moins une balance soit à portée de la station relais.

La quatrième caractéristique de ce dispositif est que chaque balance dispose d'un panneau solaire de petite taille car le capteur ainsi que le moyen radio de courte portée ne consomment pas beaucoup d'énergie. Un panneau solaire de l'ordre de 10W pourrait suffire amplement. Cette faible consommation énergétique permet de faire l'économie d'une batterie et d'un système de recharge. Le jour, la balance sera alimentée et procèdera alors à l'estimation du poids de sa ruche et à sa transmission radio. La nuit, la balance ne sera pas alimentée. La cinquième caractéristique de ce dispositif est que la station relais collecte l'estimation de poids fourni par chaque balance par le moyen de communication radio de courte portée, et envoie ces informations sur le réseau Internet à une base de données via une connexion GPRS, 3G, 4G ou même par satellite. L'intérêt est de n'avoir qu'une seule carte SIM par rucher, et donc un seul abonnement. A l'instar des balances, la station relais pourra être alimentée uniquement par un panneau solaire (de plus grande taille que ceux des balances) et ne pas intégrer de batterie ni de chargeur. En effet, la collecte des estimations de poids et leur envoi sur Internet s'effectuera le jour.

Pendant la nuit, la station relais ne sera pas alimentée. Le dispositif peut fonctionner intégralement sans batterie, ce qui représente un gain économique mais aussi un intérêt écologique. De plus, l'absence de batterie élimine la possibilité d'un grave court-circuit pouvant déclencher un incendie. Les informations ainsi envoyées sur Internet sont traitées et stockées dans une base de données, et peuvent être consultées à tout moment par l'exploitant via un site web par exemple. La figure 1 représente le dispositif constitué de 4 balances et d'une station relais. Les ruches sont surélevées sur le dessin pour mieux distinguer les balances.

La figure 2 représente une vue en perspective d'une balance. Le plateau supérieur (21) a été surélevé sur le dessin pour pouvoir détailler l'intérieur de la balance. En référence à la figure 1, le dispositif comporte un ensemble de balances (1) (2) (3) (4), respectivement disposées sous les ruches (5) (6) (7) (8). Cet exemple met en jeu 4 balances, mais est généralisable à N balances. Les communications radio de courte portée sont symbolisées par des traits discontinus. La station relais (9) récupère l'estimation de poids fourni par la balance 4 par liaison directe. Elle récupère l'estimation -4- de poids fourni par la balance 2 par l'intermédiaire de la balance 4. Elle récupère l'estimation de poids fourni par la balance 1 par l'intermédiaire de la balance 2 et 4. Elle récupère l'estimation de poids fourni par la balance 3 par l'intermédiaire de la balance 2 et 4. La station relais transmet ces données via un signal GPRS, 3G ou 4G (symbolisé par les arcs de cercle concentriques) à une antenne relais (10). On peut imaginer également une connexion par satellite. Les informations transitent alors par Internet (11) jusqu'à une base de données consultable par l'exploitant du rucher via un terminal informatique (12). En référence à la figure 2, une balance comporte un plateau supérieur (21) sur lequel la ruche sera posée. Ce plateau pourra aisément être réalisé en bois, notamment en bois recyclé. Le matériau utilisé doit être résistant au contact direct de l'eau et d'une épaisseur suffisante (quelques centimètres) pour soutenir une ruche et ses éventuelles hausses. La longueur et la largeur de ce plateau correspondent au format de ruche utilisé (exemple : 50cm x 43cm pour un format Dadant). On peut néanmoins concevoir une balance dont le plateau supérieur aurait les dimensions du plus grand format de ruche disponible sur le marché, et un marquage sur ce plateau permettrait de positionner les ruches dont le format est plus petit. Ce plateau supérieur (21) transmet mécaniquement le poids de la ruche à un plateau inférieur (22) de dimensions identiques. Ce plateau inférieur repose lui sur le support traditionnel de la ruche (exemple : parpaing). Cette transmission mécanique de poids est réalisée par l'intermédiaire de deux entretoises (23) (24) et du capteur de poids (27). On peut également imaginer de n'avoir qu'une seule entretoise sous la forme d'une section de tasseau en bois. Au niveau des entretoises, les plateaux supérieurs et inférieurs sont solidarisés préférentiellement par des vis. Le capteur de poids pourra éventuellement être rehaussé par un support (25) afin de maintenir parallèles les plateaux supérieurs et inférieurs. Selon une réalisation préférée de l'invention, le capteur utilisé est de type bouton, car ce type est très répandu dans l'industrie. Dans ce cas, la surface de contact entre ledit capteur et le plateau supérieur est très faible. Le capteur de poids peut ainsi venir déformer le plateau supérieur s'ils étaient directement en contact. On ajoute donc une plaque métallique (29) permettant de répartir la pression au niveau du plateau supérieur. Selon une réalisation préférée de l'invention, le capteur utilisé est de technologie piézo-électrique ou jauge de contrainte. Ce capteur devra être étanche, sinon le cas échéant il devra être protégé par un film plastique par exemple. Un panneau solaire (26) constitue la source d'énergie de la balance. Ce panneau solaire pourra être solidarisé à un des plateaux (ici le plateau inférieur) afin de résister au vent. Il pourra également venir se loger à l'intérieur de la balance dans le but de rendre la balance plus compacte et donc plus facile à transporter notamment pendant l'opération de transhumance. On peut imaginer un système mécanique permettant au panneau solaire de se déployer à l'extérieur de la balance et de se replier à l'intérieur de la balance, tout en restant solidarisé avec cette balance. Selon une première forme de réalisation, ce système mécanique pourra réaliser -5- une translation du panneau solaire par un système de glissières. Selon une seconde forme de réalisation, ce système mécanique permettra au panneau solaire de pivoter autour d'un axe de rotation. Le capteur de poids et le panneau solaire sont reliés à un boitier étanche (28). Le boitier étanche dispose simplement de deux presse-étoupes permettant de faire passer le câble du capteur et le câble du panneau solaire. Le boitier étanche contient le moyen de communication radio de courte portée.

Claims (6)

1. REVENDICATIONS1) Dispositif permettant d'obtenir à distance une estimation du poids de plusieurs ruches d'un rucher, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs balances et une station relais, en ce que chacune de ces balances est située sous une ruche dont on souhaite estimer le poids, en ce que la station relais est disposé sur le rucher à proximité d'au moins une balance, en ce que chacune de ces balances possède un capteur de poids permettant d'estimer le poids de la ruche associée, en ce que chacune de ces balances ainsi que la station relais disposent d'un moyen de communication radio numérique courte portée permettant de créer un réseau maillé, en ce que ce moyen radio permet à la station relais de collecter les estimations de poids fourni par chaque balance, soit par liaison directe soit par l'intermédiaire d'autres balances qui effectuent alors un routage de l'information, en ce que la station relais transmet les estimations de poids sur Internet via une connexion GPRS, 3G, 4G ou satellite à une base de données consultable par le terminal de l'exploitant du rucher.
2. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque balance comprend un plateau supérieur (21) sur lequel repose la ruche, transmettant mécaniquement le poids de ladite ruche à un plateau inférieur (22) par l'intermédiaire d'une ou plusieurs entretoises (23) (24) et d'un capteur de poids (27), en ce que le plateau supérieur est solidaire du plateau inférieur au niveau des entretoises, en ce qu'il comprend un panneau solaire (26), en ce qu'il comprend un boitier étanche (28) relié au capteur de poids et au panneau solaire, et en ce que le boitier étanche contient le moyen de communication radio de courte portée.
3. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en que le capteur de poids est de type bouton, et en ce que le plateau supérieur (21) comporte une plaque métallique (29) venant faire pression sur le capteur de poids (27) éventuellement rehaussé par un support (25).
4. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la balance possède un système mécanique permettant au panneau solaire de pouvoir être déployé à l'extérieur de la balance ou replié à l'intérieur de la balance, entre les plateaux supérieur (21) et inférieur (22), tout en restant solidaire à la balance.-7-
5. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en le 35 moyen de communication radio de courte portée utilise le protocole ZigBee0.
6. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capteur de poids est de technologie piézo-électrique ou jauge de contrainte.