Автоматичний моніторинг і управління станом сім`ї

Відео: Вилучення дітей з сімей: підсумки незалежного моніторингу №1

На сьогоднішній день в сільському господарстві досить широко застосовують автоматизовані системи та комплекси, що дозволяють значно знизити собівартість продукції, що випускається і трудовитрати (птахофабрики, тваринницькі ферми і т. Д.). Однак в області бджільництва автоматизовані рішення мають обмежене поширення. Пропонована авторами концепція об`єднає регулювання параметрів діяльності бджолиної сім`ї з діагностикою її життєвого циклу і дозволить більшою мірою контролювати її розвиток, а отже, і впливати на продуктивність.

Життя бджолиної сім`ї протягом річного циклу протікає в вулику. Від стану середовища житла безпосередньо залежать інтенсивність розвитку і продуктивність. Можна виділити кілька параметрів, які явно визначають мікроклімат вулика. Це в першу чергу температура і вологість.

Вплив температури особливо важливо. Бджолиної сім`ї необхідно регулювати температуру у вулику в будь-який час року. Особливо актуальним періодом є лютий-травень, з моменту початку роботи матки в гнізді і до моменту, коли встановлюється стабільна тепла погода в середній смузі Росії. У цей час спостерігається різкий перепад температур від -20 до 30 ° С, що вимагає від сім`ї великих енергетичних витрат. При різкому зниженні температури зовнішнього повітря обсяг клубу зменшується, і бджоли, що знаходяться на його поверхні, стискаються в більш щільний клубок. В цьому випадку поверхню тепловіддачі зменшується, а вологість повітря в клубі наближається до 40-50%. Влітку бджоли можуть регулювати рівень вологості в вулику, посилено вентіліруя його або інтенсивніше приносячи воду і зливаючи її в осередки стільників. В результаті цього вологість повітря влітку в різних місцях вулика відрізняється незначно [1].

Бджоли витрачають значну кількість енергії на обігрів житла і на підтримання оптимальної вологості в вулику. Для цього вони використовують мед. Автоматичне підтримання оптимальної температури і вологості дозволить значно скоротити споживання бджолами меду, а отже, сприяє інтенсивному росту сили і продуктивності сімей.

Звуки, що видаються окремими бджолами або сім`ями, мають велике значення в їх житті. Звуковий фон сім`ї характеризує її стан: перегрів гнізда, підвищену сухість повітря у вулику, готовність до роїння і ін. Бджоли видають звуки в діапазоні інтенсивності 40 дБ з частотою від 60 до 8- 12 тис. Гц. Різним станам бджолиної сім`ї відповідають різні звуки. Бджоли в спокійному стані видають тихий рівномірний гул, а на постукування по вулику вони відповідають посиленням шуму.

Нормальна частота звукового потоку вулика - шум, вироблений тисячами бджіл. Частота звуку в процесі забезпечення ними оптимальних умов для розвитку і життєзабезпечення становить 180 Гц, а перед роением, коли в родині з`являються молоді бджоли, підвищується до 255 Гц. Для створення пристрою контролю і діагностики були проведені заміри різних звуків бджіл на пасіці і створена бібліотека звуків.

У літній сезон 2010 року на одній з індивідуальних пасік Куюргазінского району Республіки Башкортостан були проведені експериментальні записи звуків, що видаються сім`єю в різні етапи її життєдіяльності: спокійний стан, вентиляція, спів матки, вихід рою, обліт бджіл і ін. Записи знімали за допомогою вимірювального мікрофона, підключеного через мікрофонний підсилювач до комп`ютера.

На малюнку 1 представлена характеристика звуку, знятого в вулику під час співу матки. Обробка звуку дозволяє кластерізіровать частоти, характерні для певного стану бджолиної сім`ї (рис. 2).

Відео: Представляючи FarmBot Genesis

Ми розробили прототип електронного пристрою, здатного аналізувати звуковий фон бджолиної сім`ї протягом усього сезону і діагностувати її стан в режимі реального часу. Прилад дозволяє своєчасно повідомити бджоляра про поточний стан сім`ї, таким чином, у господаря пасіки з`являється можливість виконання необхідних коригувальних дій.

Основним елементом пристрою контролю і діагностики є мікроконтролер фірми Atmel. До нього підключені цифрові датчики температури DS1620, вологості HIH4000 і електретний мікрофон SG72.

Алгоритм обробки сигналу мікро контролером складається з трьох етапів: фільтрація сигналу КИХ-фільтром (фільтр з кінцевою імпульсною характеристикою), виконання перетворення Фур`є, використання навченої штучної нейронної мережі (багатошаровий перспетрон) для безпосередньої діагностики.

Після виявлення ситуації, що вимагає втручання бджоляра, пристрій дистанційного контролю оповіщає про це бджоляра, який вживає необхідних заходів щодо усунення причини.

Відео: Космічний моніторинг для управління агропромисловим комплексом регіонів

Прототип системи (рис. 3) апробований в весняно-літній сезон 2011 р Результатом його використання стало помітне нарощування маси бджіл (при наявності кормової бази і плодовитого матки) до головного медозбору в порівнянні з контрольними вуликами. Також вдалося повністю попередити роїння бджіл.

Пристрій встановлюється всередині вулика. У польових умовах, коли немає необхідності в підігріві вулика, живлення приладу здійснюється від батареї CR-2032. У весняний період для підігріву використовується напруга 36 В, яке подається по проводах через вентиляційний отвір і живить нагрівальні елементи. Таким чином, пристрій дозволяє вести безперервний моніторинг біологічного стану сім`ї та забезпечувати контроль і підтримання важливих параметрів для її життєдіяльності.

В.В.СЕМЕНОВ,
кандидат технічних наук
Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений jаvascript для перегляду.

А.Р.ГАНЕЕВ,
кандидат технічних наук
Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений jаvascript для перегляду.

ЛІТЕРАТУРА:
1. Комлацкій В.І., Логінов С.В., Плотніков С.А. Бджільництво. - Ростов н / Д: Фенікс 2009.

Поділися в соц мережах:

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Схожі