杨选将等：蜂群箱体关键参数在线监测系统与性能测试（2020年第2期）
引文格式
杨选将, 李华龙, 李淼, 胡泽林, 廖建军, 刘先旺, 郭盼盼, 岳旭东. 蜂群箱体关键参数在线监测系统与性能测试[J]. 智慧农业（中英文）, 2020, 2 (2): 115-125.
YANG XuanJiang, LI Hualong, LI Miao, HU Zelin, LIAO Jianjun, LIU Xianwang, GUO Panpan, YUE Xudong. Beehive key parameters online monitoring system and performance test[J]. Smart Agriculture, 2020, 2 (2): 115-125. (in Chinese with English abstract)
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蜂群箱体关键参数在线监测系统与性能测试
（1.中国科学院 合肥智能机械研究所，安徽合肥 230031；2.中国科学技术大学，安徽合肥 230026）
摘要: 随着信息技术的发展，利用大数据分析、物联网监控、传感器感知、无线通信等技术构建一种蜂箱蜂群实时在线监测系统，是减少因开箱检查造成蜂群应激反应的可行解决方案。本研究针对蜂箱封闭环境进行实时监测困难的现状，利用STM32F103VBT6 32位微控制器，同时融合了温湿度传感器、微麦克风以及激光对射传感器，开发了一套低功耗、可连续工作的蜂群箱体关键参数在线监测系统，实现了养蜂生产过程中多参数信息获取以及蜂箱内蜂群的环境参数和生活状态的实时在线监测。系统主要包括核心处理模块、数据采集模块、数据发送模块以及数据库服务器等。数据采集模块包括蜂箱内部温湿度采集单元、蜂群声音采集单元、蜜蜂进出巢数量计数单元等，通过接入移动通信网络进行数据传输。系统现场部署性能测试结果表明，研制的系统能够实时监测蜂箱内温湿度，有效区别进出蜂箱的蜜蜂并记录进出巢门的蜜蜂数量，且自动获取的蜂群声音与标准的蜂群声音分布相吻合。本系统符合设计要求，采集参数准确可靠，可以作为蜂群相关研究的数据采集方法。
关键词: 蜂群箱体；STM32单片机；在线监测；传感器；农业物联网
文章图片
图1 蜂群箱体在线监测系统原理图
Fig. 1 Schematic diagram of beehive on-line monitoring system
图2 数据库数据存储示意图
Fig. 2 Schematic diagram of database data storage
图3 电源管理电路
Fig. 3 Power management circuit
图4 蜂箱温湿度监控结构图
Fig. 4 Beehive temperature and humidity monitoring structure chart
图5 SHT20温湿度传感器接口电路
Fig. 5 Interface circuit of SHT20 temperature and humidity sensors
图6 激光对射传感器接线图
Fig. 6 Wiring of the laser beam sensor
图7 激光对射原理图
Fig. 7 The principle diagram of laser beam
图8 蜜蜂进出巢计数原理图
Fig. 8 Principle diagram of bees counting in and out of nest
注： 1.监测系统 2.蜂箱
图9 蜂箱及系统部署图
Fig. 9 Deployment diagram of the system and beehive
图10 系统实际监测界面
Fig. 10 Interface of system monitoring
图11 蜂群巢内温湿度监测结果
Fig. 11 Monitoring results of temperature and humidity in beehive
图12 蜜蜂进出蜂箱监测结果
Fig. 12 Monitoring results of bees in and out of hive
图13 蜂群音频波形图
Fig. 13 Audio waveform of bee colony
图14 实验蜂群音频波形图
Fig. 14 Audio waveform of experimental bee colony
来源：《智慧农业（中英文）》2020年第2期