RU2461188C1

RU2461188C1 - Automated system for year-around monitoring of amount of honey in hives of bee colonies

Info

Publication number: RU2461188C1
Application number: RU2010153242/13A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Рыбочкин (RU); Анатолий Федорович Рыбочкин; Валерий Элезарович Дрейзин (RU); Валерий Элезарович Дрейзин; Сергей Викторович Савельев (RU); Сергей Викторович Савельев
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2012-09-20
Also published as: RU2010153242A

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to the field of beekeeping and can be used in practical work on individual and collective apiaries. The automated system includes a capacitive transducer comprising a unit of hive condensers, an inverted amplifier, a sinusoidal generator, a device for rectification, a differential amplifier, apiary controller, apiary transceiver. The hive controller includes a hive microcontroller with built-in analog-digital converter, a controlled unit of zero setting, a controlled device of scaling differential amplifier, the device of power on-off of hive controller. The units of hive condensers are placed in the hive buildings which walls are composed of three insulating materials: wood-layered plywood, foam plastic, wood-layered plywood and metal plate. In the body of the hive from the outside a deepening is made accommodate the hive controller. Insulated conductors from four hive plates are connected with the scheme of hive controller.

EFFECT: automated system enables to monitor simultaneously the mass of honey brought by all the hives of apiary during the honey-flow, as well as the amount of honey in a passive period of maintenance, that is, when wintering of bees.

2 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к области пчеловодства и может найти применение в практической работе на индивидуальных и коллективных пасеках.The invention relates to the field of beekeeping and can find application in practical work on individual and collective apiaries.

Известен способ контроля количества меда в улье, заключающийся в периодическом определении веса улья с помощью весов.A known method of controlling the amount of honey in the hive, which consists in periodically determining the weight of the hive using weights.

Недостаток контроля количества меда, заключается в том, что необходимо контролировать общий вес улья с медом вместе с пчелами, т.к. весы дают интегральную оценку количества меда. Для этого выбранный улей устанавливают на весы и измеряют общую массу улья с медом вместе с пчелосемьей. Прибавление меда во время взятка определяют по увеличению общей массы улья или ее убыли, если масса улья при отсутствии взятка уменьшилась по сравнению с начальной. Процесс взвешивания характеризуется громоздкостью и большими трудозатратами, отсутствием возможностей контроля перераспределения меда по корпусам многокорпусного улья.The disadvantage of controlling the amount of honey is that it is necessary to control the total weight of the hive with honey along with the bees, because scales give an integrated estimate of the amount of honey. To do this, the selected hive is set on the scales and the total mass of the hive with honey is measured together with the bee family. The addition of honey during a bribe is determined by the increase in the total mass of the hive or its loss, if the mass of the hive in the absence of a bribe has decreased compared to the initial one. The weighing process is characterized by cumbersome and time-consuming, the lack of control over the redistribution of honey in the buildings of the multi-hive hive.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ и устройство контроля количества меда в улье, заключающееся в том, что на стенках улья устанавливают проводящие пластины и проводят измерение электрической емкости ульевого пространства без меда, затем проводят измерение электрической емкости ульевого пространства с медом, разностное значение электрической емкости сопоставляют с массой меда, определенной дополнительно с помощью весов. По результатам измерений составляют таблицу соответствия, в которой каждому значению изменения емкости ульевого пространства соответствует масса меда в улье. Из проводящих пластин на противоположных стенках корпуса улья образуются две емкости, измеряют их отношение. Устройство для контроля количества меда в улье, содержащее емкостной преобразователь, образуется двумя установленными на внутренних боковых стенках улья проводящими пластинами, при этом каждая пластина изолирована друг от друга, противоположные пластины соединяются экранированным проводником между собой и выходом генератора, две другие пластины соединены каждая отдельно экранированными проводниками соответственно с входом усилителя, емкостной преобразователь и усилитель образуют инвертирующий усилитель, выход которого, соединен с входом устройства выпрямления, а выход устройства выпрямления соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом устройства для установки нуля, выход дифференциального усилителя соединен с входом измерительного прибора, экраны проводников заземляются, шины устройства установки нуля и шины питания усилителей соединены с выходами блока питания.The closest in technical essence to the invention is a method and device for controlling the amount of honey in the hive, which consists in the fact that conductive plates are installed on the walls of the hive and the electric capacity of the hive space is measured without honey, then the electric capacity of the hive space with honey is measured, difference value electrical capacities are compared with the mass of honey, determined additionally with the help of scales. According to the measurement results, a correspondence table is compiled, in which each value of the change in the capacity of the hive space corresponds to the mass of honey in the hive. Two containers are formed from conductive plates on opposite walls of the hive’s body, and their ratio is measured. A device for controlling the amount of honey in the hive containing a capacitive transducer is formed by two conductive plates mounted on the inner side walls of the hive, each plate being isolated from each other, opposite plates are connected by a shielded conductor to each other and the output of the generator, the other two plates are connected separately by shielded ones conductors respectively with the input of the amplifier, the capacitive converter and the amplifier form an inverting amplifier, the output of which is connected with the input of the rectifier, and the output of the rectifier is connected to the first input of the differential amplifier, the second input of which is connected to the output of the device for setting zero, the output of the differential amplifier is connected to the input of the measuring device, the screens of the conductors are grounded, the buses of the zero-setting device and the power supply buses of the amplifiers are connected to power supply outputs.

Недостатком устройства является то, что контроль количества меда осуществляется только в одном контролируемом корпусе улья, возможен уход тарировочной характеристики, ранее определенной, отсутствует альтернативный вариант контроля количества меда, чтобы сопоставить ранее замеренное количество меда. Отсутствует возможность в структуре решения автоматизированной адаптации приноса меда пчелами и на потребление пчелами меда. Отсутствует возможность автоматизированного контроля количества меда во всех ульях пасеки круглый год. С использованием прототипа это можно контролировать, но существенно возрастают трудозатраты. В прототипе в корпусе улья был установлен только емкостной датчик, для подсоединения к которому измерительного устройства требовалось разъемное соединение. При периодических подключениях возможен уход электрических параметров, сопротивления и емкости соединения, это вело к неустойчивости показаний измерения, что снижало точность контроля. Для интегральной оценки количества меда всех ульев пасеки требовались дополнительные трудозатраты на ручную обработку результатов измерений. Прототип поясняет принцип измерения количества меда емкостным методом, но не является законченным практическим устройством, т.е. при использовании прототипа необходимо проводить дополнительные расчеты вручную на бумаге, хранить в бумажном варианте тарировочные характеристики, результаты вычислений. В практическом пчеловодстве улья не имеют однотипный вид. Улья различных систем и размеров требуют индивидуальные тарировочные характеристики, при большом количестве ульев на пасеке повышает трудозатраты в определении количества меда. Также отсутствует возможность получения информации о количестве меда в ульях дистанционно.The disadvantage of this device is that the control of the amount of honey is carried out only in one controlled hive housing, the calibration characteristics that were previously determined can be removed, there is no alternative way to control the amount of honey to compare the previously measured amount of honey. There is no possibility in the structure of the solution for the automated adaptation of honey supply by bees and for honey consumption by bees. There is no possibility of automated control of the amount of honey in all apiary hives all year round. Using a prototype, this can be controlled, but labor costs increase significantly. In the prototype, only a capacitive sensor was installed in the hive’s body, to connect to which the measuring device needed a detachable connection. With periodic connections, the electrical parameters, resistance and capacitance of the connection can go away, this led to instability of the measurement readings, which reduced the accuracy of the control. For an integrated assessment of the amount of honey of all apiary hives, additional labor was required to manually process the measurement results. The prototype explains the principle of measuring the amount of honey by the capacitive method, but is not a complete practical device, i.e. when using the prototype, it is necessary to carry out additional calculations manually on paper, store calibration characteristics in paper form, and calculation results. In practical beekeeping, beehives do not have the same appearance. Beehives of various systems and sizes require individual calibration characteristics, with a large number of beehives in an apiary, it increases labor costs in determining the amount of honey. Also, there is no way to obtain information about the amount of honey in the hives remotely.

Для устранения недостатков в автоматизированную систему для круглогодичного контроля количества меда в ульях пчелиной семей, содержащая емкостной преобразователь, включающий блок ульевых конденсаторов, инвертированный усилитель, синусоидальный генератор, устройство выпрямления, дифференциальный усилитель, выход синусоидального конденсатора соединен с входом инвертирующего усилителя, вход которого соединен с входом блока ульевых конденсатора, первый выход которого соединен с входом усилителя, выход которого соединен со вторым выходом блока ульевых конденсаторов и с входом устройства выпрямления, введен контроллер пасеки, в состав которого входит ЭВМ пчеловода, приемопередатчик пасеки, в состав контроллера улья входит микроконтроллер улья со встроенным аналого-цифровым преобразователем, управляемое устройство установки нуля, управляемое устройство масштабирования дифференциального усилителя, приемопередатчик улья, устройство включения-выключения питания контроллера улья, выход-вход ЭВМ пчеловода соединен с первым входом-выходом приемопередатчика пасеки, второй вход-выход которого соединен с антенной пасеки, антенна контроллера улья соединена с первым входом-выходом приемопередатчика улья, второй вход-выход которого соединен с первым информационно-управляющим входом микроконтроллера улья, первый управляющий выход микроконтроллера улья соединен с управляющим входом управляемого устройства масштабирования дифференциального усилителя, второй управляющий выход микроконтроллера улья соединен с управляемым входом устройства установки нуля, выход которого соединен с входом установки нуля дифференциального усилителя, выход устройства выпрямления соединен с информационным входом дифференциального усилителя и с масштабирующим входом управляемого устройства масштабирования дифференциального усилителя, выходы дифференциального усилителя и управляемого устройства масштабирования дифференциального усилителя объединены и соединены с измерительным входом микроконтроллера улья, третий управляющий выход микроконтроллера улья соединен с управляющим входом устройства включения-выключения питания контроллера улья, выходы блока питания контроллера улья соединены с питающими шинами приемопередатчика улья, микроконтроллера улья, устройства включения-выключения питания контроллера улья, выходы которого соединены с шинами питания синусоидального генератора, инвертирующего усилителя, управляемого устройства установки нуля, дифференциального усилителя, управляемого устройства масштабирования дифференциального усилителя.To eliminate the shortcomings in an automated system for year-round control of the amount of honey in the beehive of the beehives, containing a capacitive converter including a block of hive capacitors, an inverted amplifier, a sinusoidal generator, a rectification device, a differential amplifier, the output of a sinusoidal capacitor is connected to the input of the inverting amplifier, the input of which is connected to the input of the hive capacitor unit, the first output of which is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the second output the beehive capacitor block and with the input of the rectification device, an apiary controller was introduced, which includes a beekeeper's computer, an apiary transceiver, a beehive controller includes a beehive microcontroller with a built-in analog-to-digital converter, a controlled zero-setting device, a controlled differential amplifier scaling device, and a transceiver beehive, a device for turning on / off the power of the beehive controller, the beekeeper's computer input-input is connected to the first apiary transceiver input-output, in the second input-output of which is connected to the apiary antenna, the antenna of the hive controller is connected to the first input-output of the hive transceiver, the second input-output of which is connected to the first information-control input of the hive microcontroller, the first control output of the hive microcontroller is connected to the control input of the differential differential scaling device amplifier, the second control output of the hive microcontroller is connected to the controlled input of the zero setting device, the output of which is connected to the installation input well of the differential amplifier, the output of the rectification device is connected to the information input of the differential amplifier and to the scaling input of the controlled scaler of the differential amplifier, the outputs of the differential amplifier and the controlled scaler of the differential amplifier are combined and connected to the measuring input of the hive microcontroller, the third control output of the hive microcontroller is connected to the control input devices for turning on / off the power of the hive controller, out The odes of the power supply of the beehive controller are connected to the supply lines of the beehive transceiver, the beehive microcontroller, and the beehive power on / off devices, the outputs of which are connected to the power lines of the sinusoidal generator, inverting amplifier, controlled zero-setting device, differential amplifier, and controlled differential amplifier scaling device.

Для приведения тарировочных характеристик к однотипнопному виду блоки ульевых конденсаторов входят в конструкции однотипных корпусов ульев, стенки которых состоят из трех изоляционных материалов (дерево-слоеная фанера, пенопласт, дерево-слоеная фанера) и металлических пластин, для внешних и внутренних сторон корпусов используется дерево-слоеная фанера, между ними пенопласт, с внутренней стороны корпуса улья на поверхности пенопласта находится металлическая пластина площадью во всю стенку корпуса, все это скрепляется, в корпусе улья с внешней стороны выполнено углубление для размещения контроллера улья, изолированные проводники от четырех ульевых пластин соединены со схемой контроллера улья.To bring the calibration characteristics to the same type, the blocks of beehive capacitors are included in the design of the same type of hive bodies, the walls of which consist of three insulating materials (wood-puff plywood, polystyrene foam, wood-puff plywood) and metal plates, for the outer and inner sides of the cases plywood, between them is polystyrene, on the inside of the hive’s hull on the surface of the foam there is a metal plate with an area of the entire wall of the hull, all this is bonded, in the hive’s hull with On the outside, a recess is made to accommodate the hive controller, insulated conductors from four hive plates are connected to the hive controller circuit.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 приведена структурная схема автоматизированной системы для круглогодичного контроля количества меда в ульях пчелиных семей. На фиг.2 представлен алгоритм работы ЭВМ пчеловода. На фиг.3. представлен алгоритм работы микроконтроллера улья. На фиг.4 приведен корпус улья в сборе. На фиг.5 представлен в сечении емкостной преобразователь корпуса улья. На фиг.6 приведена тарировочная характеристика, 1,3 кг. На фиг.7 приведена тарировочная характеристика, 13 кг. На фиг.8 приведена тарировочная характеристика 65 кг. На фиг.9 представлен интерфейс программы определения количества меда в улье.Figure 1 shows the structural diagram of an automated system for year-round control of the amount of honey in the hives of bee colonies. Figure 2 presents the algorithm of the computer beekeeper. In figure 3. The algorithm of the hive microcontroller is presented. Figure 4 shows the hive housing assembly. Figure 5 presents in cross section a capacitive transducer of the hive body. Figure 6 shows the calibration characteristic, 1.3 kg Figure 7 shows the calibration characteristic, 13 kg Figure 8 shows the calibration characteristic of 65 kg. Figure 9 presents the interface of the program for determining the amount of honey in the hive.

Автоматизированная система для круглогодичного контроля количества меда в ульях пчелиной семей содержит: контроллер пасеки 1, ЭВМ пчеловода 2, приемопередатчик пчеловода 3, контроллеры ульев 4, приемопередатчик улья 5, микроконтроллер улья 6, синусоидальный генератор 7, инвертирующий усилитель 8, блок ульевых конденсаторов 9, усилитель 10, устройство выпрямления 11 управляемое устройство установки нуля 12, дифференциальный усилитель 13, управляемое устройство масштабирования дифференциального усилителя 14, устройство включения-выключения электропитания не в дежурном состоянии блоков (синусоидального генератора 6, инвертирующего усилителя 8, управляемого устройства установки нуля 12, дифференциального усилителя 13, управляемого устройства масштабирования дифференциального усилителя 14) контроллера улья 15, блок питания контроллера улья 16.An automated system for year-round control of the amount of honey in beehive families hives contains apiary controller 1, beekeeper computers 2, beekeeper 3 transceivers, hives 4 transceivers, hives 5 microcontroller, sinusoidal generator 7, inverter amplifier 8, hive capacitors block 9, amplifier 10, rectification device 11, controlled zero-setting device 12, differential amplifier 13, controlled scaler of differential amplifier 14, electronic on-off device tropitaniya not in a standby state blocks (sine wave generator 6, the inverting amplifier 8 is controlled by zero-setting device 12, a differential amplifier 13, differential amplifier managed scaler 14) hive controller 15, the power unit controller 16 of the hive.

Блок ульевых конденсаторов 9 фиг.4, фиг.5 конструктивно входит в конструкциию корпуса улья, который изготавливается из трех изоляционных материалов (дерево-слоеная фанера 17, пенопласт 18, металлическая пластина 19, дерево-слоеная фанера 20). Слоеная фанера имеет толщину 10 мм, пенопласт 20 мм. Собирается стена корпуса улья следующем образом. Сначала для внешней стороны корпуса используется слоеная фанера 19, затем следует пенопласт 18, на одной поверхности которого находится металлическая пластина площадью во всю стену корпуса улья 19, затем с внутренней стороны корпуса улья следует слоеная фанера 17. Все это либо склеивается, либо стягивается шурупами. Из четырех таких слоеных стен изготавливается корпус улья. В корпусе улья с внешней его стороны делается углубление для размещения конструктивного корпуса контроллера улья фиг.4, 21. Экранированные проводники припаиваются к четырем ульевым пластинам фиг.5, 19, входят в корпус контроллера улья фиг.5, 21, где соединяются со схемой. Экранированные проводники в схеме заземляются. Приведен интерфейс программы фиг.9, рассчитанный на восемь контролируемых корпусов ульев. Если на пасеке больше восьми ульев, к примеру, шестнадцать, то при последовательном контроле номера корпусов ульев больше восьми, к каждому номеру улья прибавляется цифра восемь и т.д. При контроле по выбору пчеловода при больше числе ульев чем восемь, активизируют нажатием кнопки >8.The block of hive capacitors 9 of FIG. 4, FIG. 5 is structurally included in the construction of the hive body, which is made of three insulating materials (wood-puff plywood 17, foam 18, metal plate 19, wood-puff plywood 20). Puff plywood has a thickness of 10 mm, polystyrene 20 mm. Going to the wall of the hive body as follows. First, puff plywood 19 is used for the outer side of the hull, then polystyrene 18 is followed, on one surface of which there is a metal plate with an area of the entire wall of the hive body 19, then puff plywood 17 follows from the inside of the hive body. All this is either glued or screwed together. Four of these puff walls make the hive body. A groove is made from the outside of the hive to accommodate the structural housing of the hive controller of FIGS. 4, 21. Shielded conductors are soldered to the four hive plates of FIGS. 5, 19, enter the hive controller housing of FIGS. 5, 21, where they are connected to the circuit. Shielded conductors in the circuit are grounded. The program interface of Fig. 9, designed for eight controlled hive bodies, is given. If there are more than eight beehives in the apiary, for example, sixteen, then with a sequential control the number of hive bodies is more than eight, the number eight is added to each hive number, etc. In the control of the choice of the beekeeper with more hives than eight, activate by pressing the button> 8.

Работает автоматизированная система для круглогодичного контроля количества меда в ульях следующим образом. Пчеловод включает электропитание контроллера пасеки 1, для этого он запитывает ЭВМ пчеловода 2, приемопередатчик пчеловода 3, запускает программное обеспечение, алгоритма фиг.2, появляется интерфейс программы фиг.9. Пчеловод выбирает режим опроса ульев. Для этого активизирует кнопки на интерфейсе программы фиг.9. Если выбран последовательный режим, то ЭВМ пчеловода 2 последовательно через приемопередатчик пчеловода 3 по радиосвязи входит в контакт с приемопередатчиками ульев 5 контроллеров ульев 4. ЭВМ пчеловода 2 выставляет код имени улья, а затем переходит в режим приема информации о количестве меда в улье, которое поступает в виде числового аналогового значения напряжения считанного аналого-цифровым преобразователем микроконтроллера улья 7.An automated system works for year-round control of the amount of honey in the hives as follows. The beekeeper turns on the power supply to the apiary controller 1, for this he feeds the beekeeper's computers 2, the beekeeper transceiver 3, launches the software of the algorithm of FIG. 2, and the program interface of FIG. 9 appears. The beekeeper chooses a hive survey mode. To do this, activates the buttons on the program interface of Fig.9. If the sequential mode is selected, then the beekeeper 2 computers sequentially through the beekeeper 3 transceiver communicate by radio with the beehive transceivers 5 of the beehive controllers 4. The beekeeper 2 computers expose the beehive name code, and then goes into the mode of receiving information about the amount of honey in the beehive that arrives in the form of a numerical analog value of the voltage read by the analog-to-digital converter of the hive microcontroller 7.

Первоначально по начальному запитыванию контроллеров ульев 4 электропитанием запитываются приемопередатчик улья 5, микроконтроллер улья 6. После того как ЭВМ пчеловода 2 выставила код имени улья, микроконтроллер улья 6 выдает управляющий сигнал на устройство включения-выключения питания контроллера улья 15. Запитываются остальные блоки 6, 8, 12, 13, 14 контроллера улья 4 и на время обращения ЭВМ пчеловода к контроллеру улья 4 находятся под питающим напряжением.Initially, for the initial powering of the hive 4 controllers, the hive 5 transceiver, the hive 6 microcontroller are powered by electric power. After the beekeeper 2 computers set the code for the hive name, the hive 6 microcontroller issues a control signal to the hive 15 power supply on / off device. The remaining blocks 6, 8 are powered , 12, 13, 14 of the beehive controller 4, and for the time the beekeeper’s computers turned to the beehive controller 4, they are under supply voltage.

Перед началом применения автоматизированной системы для круглогодичного контроля количества меда в ульях пчелиных семей проводят тарировку. Для этого все контролируемые корпуса ульев пасеки заполняются пустыми деревянными рамками с проволочками имеющие одинаковый проход [RU 2163758, А01К 47/00], или пластмассовые рамки с пластмассовой вощиной.Before using the automated system for year-round control of the amount of honey in the beehive beehives, calibration is carried out. To do this, all controlled hive buildings of the apiary are filled with empty wooden frames with wires having the same passage [RU 2163758, A01K 47/00], or plastic frames with plastic wax.

После запитывания всех блоков контроллера улья 4, микроконтроллер улья 6 устанавливает на выходе дифференциального усилителя 13 U вых., равное «Ноль», для этого микроконтроллер улья 6 последовательно подает управляющие коды на управляемое устройство установки нуля 12, устанавливает коды U вых., равное «Ноль» фиг.3.After feeding all the blocks of the hive 4 controller, the hive 6 microcontroller sets the differential amplifier 13 U output equal to “Zero” at the output of the differential amplifier; for this, the hive 6 microcontroller sequentially supplies control codes to the controlled zero-setting device 12, sets the U output codes equal to “ Zero "figure 3.

Так микроконтроллер 6 проделывает для всех тарировочных характеристик фиг.6-фиг.8. Значения кодов записываются в памяти микроконтроллера 6 контроллера улья 4. Затем корпуса ульев пасеки заполняются рамками с медом и с пчелами. Можно провести установку кодов, которые устанавливают U вых., равное «Ноль», для всех тарировочных характеристик и при присутствии рамок с пчелами, но без меда.So the microcontroller 6 does for all calibration characteristics of Fig.6-Fig.8. The values of the codes are recorded in the memory of the microcontroller 6 of the beehive 4 controller. Then, the hives of the apiary are filled with frames with honey and with bees. You can install codes that set the Uout. Equal to “Zero” for all calibration characteristics and in the presence of frames with bees, but without honey.

ЭВМ пчеловода 2 сосчитает информацию о нулевых количествах меда в контролируемых корпусах ульев.The beekeeper’s computer 2 calculates information about zero amounts of honey in controlled hive buildings.

Если будет режим по выбору пчеловода, то пчеловод посмотрит количество меда в интересующем улье.If there is a regime for the choice of the beekeeper, the beekeeper will look at the amount of honey in the hive of interest.

Во время приноса или потребления меда каждый контроллер улья 4 перейдет в режим накопления информации. Каждое утро в определенное время заданное пчеловодом через ЭВМ пчеловода 2, контроллер улья 4 выдает информацию о количестве принесенного меда за день. При включенной ЭВМ пчеловода 2 и запушенной программой ЭВМ пчеловода 2 записывает информацию в виде числового значения напряжения, считанного с контроллера улья 4, и по тарировочной характеристике фиг.6-фиг.8 пересчитывает в количество принесенного нектара за день.During the supply or consumption of honey, each controller of the hive 4 will go into the mode of accumulation of information. Every morning at a certain time set by the beekeeper through the beekeeper 2 computers, the controller of the hive 4 gives information about the amount of honey brought in per day. When the computer of the beekeeper 2 is turned on and the computer program of the beekeeper 2 is started, it writes information in the form of a numerical value of the voltage read from the controller of the hive 4, and according to the calibration characteristic of FIG. 6-FIG. 8, it recounts the amount of delivered nectar per day.

Если ЭВМ пчеловода 2 была отключена, то по моменту ее включения и запуска программы считывает суммарное количество информации о количестве меда с постоянной памяти микроконтроллера 6 контроллера улья 4. Затем пересчитывает по тарировочной характеристике в количество ранее считанной информации о количестве меда на данный корпус улья. Считывания информации о количестве меда в контролируемых корпусах ульев продолжится при включенном контроллере пасеки 1 и активизированной программой ЭВМ пчеловода 2. В памяти ЭВМ пчеловода 2 имеется информация о предельном количестве меда на корпус улья. По мере заполнения медом контролируемого корпуса улья, пчеловод получает информацию о приносе меда в каждый контролируемый корпус улья всей пасеки. Как только корпуса две трети ульев пасеки заполнятся медом, пчеловод принимает решение об откачке меда из ульев.If the beekeeper’s computer 2 was turned off, then at the time of its inclusion and launch, the program reads the total amount of information about the amount of honey from the permanent memory of the microcontroller 6 of the beehive 4 controller. Then, according to the calibration characteristic, it recounts the amount of previously read information about the amount of honey to this beehive body. Reading information about the amount of honey in controlled hive buildings will continue with the apiary controller 1 turned on and the beekeeper 2 computers activated. The beekeeper 2 computers have information about the maximum amount of honey per hive case. As the controlled hive’s hull is filled with honey, the beekeeper receives information on the delivery of honey to each controlled hive’s hull of the entire apiary. As soon as the hulls of two-thirds of the apiary hives are filled with honey, the beekeeper decides to pump honey from the hives.

Контроллер улья 4, алгоритм работы приведен на фиг.3., может работать в трех режимах: тарировки, измерения, последовательного накопления поступающей или убывающей информации о количестве меда. Режим работы определяет контроллер пасеки 1.The controller of the hive 4, the operation algorithm is shown in figure 3., can work in three modes: calibration, measurement, sequential accumulation of incoming or outgoing information about the amount of honey. The operating mode is determined by apiary controller 1.

В режиме тарировки микроконтроллер улья 6 через встроенный аналого-цифровой преобразователь осуществляет измерение выходного напряжения U вых на выходе дифференциального усилителя. Микроконтроллер улья 6 осуществляет анализ выходного напряжения, если на выходе дифференциального усилителя 13 U вых=0, то микроконтроллер улья 6 запоминает код, который выставлен на входе управляемого устройства установки нуля 12. Если на выходе дифференциального усилителя U вых≠0, то микроконтроллер улья 6 последовательно подает управляющие коды на вход управляемого устройства установки нуля 12, пока на выходе дифференциального усилителя 13 не станет U вых=0, соответственно управляющий код запоминается в памяти микроконтроллера 6.In calibration mode, the hive microcontroller 6, through the built-in analog-to-digital converter, measures the output voltage U o at the output of the differential amplifier. The hive microcontroller 6 analyzes the output voltage, if the output of the differential amplifier 13 U o = 0, then the hive 6 microcontroller remembers the code that is set at the input of the controlled zero-setting device 12. If the output of the differential amplifier U o ≠ 0, then the hive 6 microcontroller sequentially submits control codes to the input of the controlled zero-setting device 12 until the output of the differential amplifier 13 becomes U o = 0, respectively, the control code is stored in the memory of microcontroller 6.

В режиме накопительного измерения информации о количестве меда микроконтроллер улья 6 подает управляющий код на управляемое устройство масштабирования дифференциального усилителя 14, устанавливающее максимальное усиление, позволяющее дифференциальному усилителю 13 работать согласно тарировочной характеристики фиг.6. В определенное время обычно рано утром, во время взятка, когда пчелы еще находятся в улье, контроллером пасеки 1 активизируется работа микроконтроллера улья 6, который проводит замер напряжения на выходе дифференциального усилителя 13. Если взяток небольшой в пределах от 100 грамм до 1,3 килограмма, то используется тарировочная характеристика, приведенная на фиг.6. Если пчелы приносят больше нектара, чем 1,3 килограмма, то микроконтроллер переходит на другую тарировочную характеристику приведенную на фиг.7. Желательно использовать тарировочную характеристику, приведенную на фиг.6, так результаты замеров будут точнее. Замеренные значения выходного напряжения на выходе дифференциального усилителя 13, микроконтроллером 6 через приемопередатчик 5 на выходе контроллера улья 4 через антенну при включенном контроллере пасеки 1 и через антенну приемопередатчика пчеловода 3 поступает на ЭВМ пчеловода 2. ЭВМ пчеловода 2 накапливает информацию о количестве принесенного меда в наблюдаемом улье. После каждого замера выходного напряжения на выходе дифференциального усилителя 13 микроконтроллер улья 6 устанавливает выходное напряжение дифференциального усилителя 13, U вых=0. Каждый день утром в одно и то же время при е включенном электропитании контроллера пасеки 1 вся информация о количестве меда сбрасывается через радиосвязь на ЭВМ пчеловода 2.In the cumulative measurement mode of information about the amount of honey, the hive microcontroller 6 supplies a control code to a controlled device for scaling the differential amplifier 14, which sets the maximum gain that allows the differential amplifier 13 to work according to the calibration characteristics of FIG. 6. At certain times, usually early in the morning, during a bribe, when the bees are still in the hive, the apiary controller 1 activates the work of the hive microcontroller 6, which measures the voltage at the output of the differential amplifier 13. If the bribes are small, ranging from 100 grams to 1.3 kilograms , then the calibration characteristic shown in Fig.6 is used. If the bees bring more nectar than 1.3 kilograms, then the microcontroller switches to another calibration characteristic shown in Fig.7. It is desirable to use the calibration characteristic shown in Fig.6, so the measurement results will be more accurate. The measured values of the output voltage at the output of the differential amplifier 13, the microcontroller 6 through the transceiver 5 at the output of the hive controller 4 through the antenna when the apiary controller 1 is turned on and through the antenna of the beekeeper 3 transceiver, is fed to the beekeeper 2 computer. The beekeeper 2 computer accumulates information about the amount of honey brought in observed the hive. After each measurement of the output voltage at the output of the differential amplifier 13, the hive microcontroller 6 sets the output voltage of the differential amplifier 13, U o = 0. Every day in the morning at the same time when the power supply of the apiary controller 1 is turned on, all information about the amount of honey is reset via radio communication to the beekeeper's computer 2.

Процедура замера выходных напряжений, несущих информацию о количестве меда, поступающих с контроллеров ульев 4, каждое утро повторяется.The procedure for measuring output voltages that carry information about the amount of honey coming from the hive 4 controllers is repeated every morning.

После откачки меда из корпусов ульев пасеки возможны различные варианты конфигурация об оставшемся количестве меда.After pumping honey from the hives of the apiary, various configuration options are possible about the remaining amount of honey.

Первый вариант: мед полностью откачивается из контролируемых корпусов ульев. В таком случае после откачки меда пчеловод используя ЭВМ пчеловода 2, вводит указание через клавиатуру установить U вых дифференциальных усилителей 13 каждого корпусов ульев пасеки в «Ноль».The first option: honey is completely pumped out of the controlled hive bodies. In this case, after pumping out the honey, the beekeeper using the beekeeper’s computer 2, instructs the keyboard to set the U output differential amplifiers 13 of each hull of the apiary’s hull to “Zero”.

Второй вариант: пчеловодом полностью мед из ульев пасеки не откачивается, пчеловод дает возможность пчелосемьям полностью донести нектар и дает возможность меду выстояться в корпусах ульев.The second option: the beekeeper does not completely pump out the honey from the apiary hives, the beekeeper gives the beekeeper the opportunity to fully convey the nectar and allows the honey to stand in the hives.

В этом случае используется режим непосредственного измерения. В таком случае пчеловод дает указание через ЭВМ пчеловода 2 установить истинное значение меда в корпусах ульев. Это осуществляется путем переключения масштабов усиления, дифференциальных усилителей корпусов ульев пасеки на максимум приноса меда, т.е. используется тарировочная характеристика, приведенная на фиг.7. В ЭВМ пчеловода 2 поступает информация об истинном количестве меда на начало отсчета. Далее контроллерам улья 6 контроллер пасеки 1 через радиосвязь дает информацию о сбросе выходных напряжений дифференциальных усилителей корпусов ульев пасеки в нулевые значения U вых=0. После этого контроллеры ульев 4 переходят в обычный режим накопления информации о количестве меда по мере приноса нектара пчелами. Имеется возможность сравнить замеренное значение количества меда с накопленной, если будет сильное различие, дать информацию на интерфейс программы «Проверить тарировку».In this case, the direct measurement mode is used. In this case, the beekeeper instructs the beekeeper 2 to establish the true value of honey in the hives. This is done by switching the gain scales, differential amplifiers of the apiary hive bodies to the maximum of honey delivery, i.e. uses the calibration characteristic shown in Fig.7. The beekeeper’s computer receives information about the true amount of honey at the origin. Next, the beehive controllers 6, the apiary controller 1 through radio communication gives information about the reset of the output voltages of the differential amplifiers of the apiary hive bodies to zero values U o = 0. After that, the controllers of the hives 4 go into the usual mode of accumulating information about the amount of honey as the bees bring in nectar. It is possible to compare the measured value of the amount of honey with the accumulated, if there is a strong difference, give information to the interface of the program “Check calibration”.

Третий вариант: когда пчелы нектар не приносят, а начинают запасенный мед съедать. Контроллеры ульев 4 выдают информацию о количестве съеденного меда пчелами за сутки контролируемого улья. ЭВМ пчеловода 2 вычитает из всего запаса меда на корпус улья, количество съеденного меда. Если мед в корпусе улья зимующих пчел весь съеден, то при включенном контроллере пасеки 1 на интерфейсе программы ЭВМ пчеловода 2, этот улей будет моргать. Также имеется возможность сравнить непосредственно измеренное количество меда с разностью (фиксированная масса меда до потребления минус накопительное потребление). Если будет сильное различие, дать информацию на интерфейс программы «Проверить тарировку».The third option: when the bees do not bring nectar, but begin to eat stored honey. Beehive Controllers 4 provide information on the amount of honey consumed by bees per day of a controlled beehive. The beekeeper’s computer 2 subtracts the amount of honey eaten from the entire supply of honey on the hive’s body. If honey in the hive body of wintering bees is completely eaten, then when the apiary controller 1 is switched on on the beekeeper 2 computer program interface, this hive will blink. It is also possible to compare directly the measured amount of honey with the difference (fixed mass of honey before consumption minus cumulative consumption). If there is a big difference, give information to the interface of the “Check calibration” program.

Отключение блоков 6, 8, 12, 13, 14 контроллера улья 4 осуществляется после снятия кода имени ЭВМ пчеловода 2. Остаются подключенными к шинам блока питания контроллера улья 4 приемопередатчик улья 5, микроконтроллер улья 6, далее находятся в дежурном режиме.Deactivation of blocks 6, 8, 12, 13, 14 of the hive 4 controller is carried out after removing the beekeeper 2 computer code. They remain connected to the hives of the power supply of the hive 4 controller, the hive 5 transceiver, the hive 6 microcontroller, and then are in standby mode.

Таким образом, предлагаемая автоматизированная система для круглогодичного контроля количества меда в ульях пчелиной семей позволяет одновременно контролировать массу приносимого меда всеми корпусами, поставленными на контроль ульев пасеки во время взятка. Также позволяет контролировать количество меда в пассивный период содержания, т.е. при зимовке пчел. Пчеловод может наглядно наблюдать интенсивность потребления меда отдельными пчелосемьями и проводить подкормку именно тех пчелосемей, которые в этом нуждаются, так как отсутствие меда в улье во время зимовки вызовет гибель данной пчелосемьи. Наличие автоматизированного одновременного контроля количества меда всех ульев пасеки, особенно в пассивный период, позволяет определять те пчелиные семьи, где не хватает корма. Как правило, это здоровые пчелиные семьи, которые имеют большие потенциальные возможности в предстоящей медопродуктивности, и обидно, если такая пчелиная семья погибает с голода.Thus, the proposed automated system for year-round control of the amount of honey in the beehive of the beehive families allows you to simultaneously control the mass of honey brought in by all the hulls put under the control of the apiary hives during a bribe. It also allows you to control the amount of honey in the passive period of detention, i.e. when wintering bees. A beekeeper can visually observe the intensity of honey consumption by individual bee colonies and feed precisely those bee colonies that need it, since the absence of honey in the hive during the winter will cause the death of this bee family. The presence of automated simultaneous control of the amount of honey of all apiary hives, especially in the passive period, allows us to determine those bee colonies where there is not enough food. As a rule, these are healthy bee families that have great potential in the upcoming medical productivity, and it’s a shame if such a bee family dies of hunger.

Предлагаемая однотипная конструкция корпусов ульев обеспечит одинаковые тарировочные характеристики. Слоеная конструкция стенок с применением пенопласта позволяет улучшить тепловые характеристики, а применение металлических пластин выполнять две функции: емкостного датчика, электромагнитного экрана.The proposed design of the hive bodies of the same type will provide the same calibration characteristics. The flaky construction of the walls using foam allows to improve thermal performance, and the use of metal plates to perform two functions: a capacitive sensor, an electromagnetic screen.

Автоматизированная система для круглогодичного наблюдения за количеством меда в улье существенно снизит трудозатраты на пасеке. Дистанционный контроль позволит получать информацию о количестве меда в ульях, и пчеловод будет проводить подкормку только тех пчелиных семей, которые в этом больше нуждаются, а в последующем при обеспечении мобильной связи с любой точке пространства нахождения пчеловода.An automated system for year-round monitoring of the amount of honey in the hive will significantly reduce labor costs in the apiary. Remote control will allow you to receive information about the amount of honey in the hives, and the beekeeper will feed only those bee families that need it more, and subsequently, while providing mobile communication from anywhere in the beekeeper’s location.

Claims

1. An automated system for year-round monitoring of the amount of honey in beehive families, containing a capacitive converter including a block of beehive capacitors, an inverted amplifier, a sinusoidal generator, a rectification device, a differential amplifier, the output of a sinusoidal capacitor connected to the input of the inverting amplifier, the input of which is connected to the input of the unit hive capacitors, the first output of which is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the second output of the block of hive condensers ators and with the input of the rectification device, characterized in that the apiary controller is introduced, which includes the beekeeper’s computer, the apiary transceiver, the beehive controller includes a beehive microcontroller with a built-in analog-to-digital converter, a controlled zero-setting device, a controlled differential amplifier scaling device, beehive transceiver, beehive controller power on / off device, beekeeper computer output-input connected to the first apiary transceiver input-output, second the input-output of which is connected to the apiary antenna, the antenna of the hive controller is connected to the first input-output of the hive transceiver, the second input-output of which is connected to the first information-control input of the hive microcontroller, the first control output of the hive microcontroller is connected to the control input of the controlled differential amplifier scaling device , the second control output of the hive microcontroller is connected to a controlled input of the zero setting device, the output of which is connected to the zero setting input di of the differential amplifier, the output of the rectification device is connected to the information input of the differential amplifier and to the scaling input of the controlled scaler of the differential amplifier, the outputs of the differential amplifier and the controlled scaler of the differential amplifier are combined and connected to the measuring input of the hive microcontroller, the third control output of the hive microcontroller is connected to the control input of the device turning on / off the power of the hive controller, outputs b the beehive’s power supply locks are connected to the supply lines of the beehive transceiver, the beehive microcontroller, and the beehive’s on-off power supply devices, the outputs of which are connected to the supply lines of the sinusoidal generator, an inverting amplifier, a controlled zero-setting device, a differential amplifier, a controlled differential amplifier scaling device.

2. An automated system for year-round control of the amount of honey in beehive families according to claim 1, characterized in that the blocks of beehive capacitors are housed in hive bodies, the walls of which consist of three insulating materials - wood-puff plywood, polystyrene foam, wood-puff plywood and metal plates, wood-plywood is used for the external and internal sides of the cases, foam is between them, on the inside of the hive’s body on the surface of the foam there is a metal plate with the entire wall of the building ca, all held together in the housing outside of the hive with a recess to accommodate the hive controller insulated conductors of four plates connected to the hive hive circuit controller.