一种基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统的制作方法

1.本发明涉及密封养殖技术领域，特别是涉及一种基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统。


背景技术：

2.蜜蜂授粉能够产生巨大的生态效益。受经济发展和自然环境变化的影响，自然界中野生授粉昆虫的数量大量减少，家养蜜蜂对生态环境的作用更加突出。因为蜜蜂授粉能够帮助野生植物顺利繁衍，修复植被，改善生态环境，蜜蜂在植物多样性保护和维护生态系统平衡方面做出的生态贡献同样属于为农作物授粉所产生的经济价值。
3.但是蜜蜂传粉的数据难以统计，原因是蜜蜂个体的寿命很短，通常只有几十天，所以蜂群始终处于新老交替的动态平衡之中，在面对气候变化，花季交替等自然环境变化时，蜂群需要通过不断调整自身结构来保持种群的繁衍，因此传统养蜂模式下，蜂群的传粉数量实在难以预测。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统，用于解决现有技术中蜂群传粉也是难以预测的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统，一种基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统，所述系统包括：数据监控模块、数据获取模块、采集花朵数统计模块和称重传感器；
6.所述数据监控模块，用于在蜂箱里安装一个红外计数装置，在蜂箱巢门口安装一摄像头；
7.所述数据获取模块，通过红外计数装置和摄像头来监测蜂群的总数量、蜜蜂的出勤次数、蜜蜂的访花数量；
8.所述采集花朵数统计模块，对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，并通过摄像头来获取单箱蜜蜂有效采集花朵数；
9.所述称重传感器，用于测量巢脾的重量。
10.于本发明的一实施例中，所述数据获取模块的实现方式进一步具体为：通过蜂箱内的红外计数装置，测出一箱授粉蜂群一年的蜜蜂总数量，该蜜蜂总数量用a表示；对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，利用装在蜂箱巢门口的摄像头进行观察记录一只蜜蜂一天的出勤次数，该出勤次数用b表示；通过户外跟踪，测出一只蜜蜂出勤一次的访花数量，该访花数量用c表示。
11.于本发明的一实施例中，所述采集花朵数统计模块的实现方式进一步具体为：一只蜜蜂一生的出勤授粉天数：对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，利用装在蜂箱巢门口的摄像头进行观察记录，获得出蜜蜂一生平均出勤授粉天数，该出勤授粉天数用e表示；记录测出同一朵花被蜜蜂非重复访花的机率，该几率用d表示，即记录这朵花一天中被不同的蜜
蜂访花的次数，访花的次数的倒数就是d；通过出勤次数b、访花数量c、出勤授粉天数e、非重复访花的机率d来得到单只蜜蜂一生有效采集花朵数m，m＝d*b*c*e；从而得到单箱蜜蜂有效采集花朵数n，n＝a*m，其中a为一箱的蜜蜂总数量。
12.于本发明的一实施例中，还包括无线通信模块、太阳能电池、声音传模块、温度传感器和湿度传感器；
13.所述无线通信模块，用于上传采集数据到远程服务器，并且获取服务器指令；
14.所述太阳能电池，用于给基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统供电；
15.所述声音模块，用于获取蜂群活动的声音，同时根据需要可以发出特定的声音用于提示用户和对蜜蜂活动实施干预；
16.所述温度传感器，用于获取蜂箱内部温度；
17.所述湿度传感器，用于获取蜂箱内部湿度。
18.于本发明的一实施例中，所述太阳能电池的数量为多个。
19.于本发明的一实施例中，还包括显示模块、卫星定位模块、地磁方向模块、运动感知模块、二氧化碳传感器和氧含量传感器；
20.所述显示模块，用于显示系统的状态信息以及传感器信息；
21.所述卫星定位模块，用于获取蜂箱所在的地理位置；
22.所述地磁方向模块，用于获取蜂箱放置的方位角度；
23.所述运动感知模块，用于获取蜂箱运动状态；
24.所述二氧化碳传感器，用于获取蜂箱内部的二氧化碳浓度；
25.所述氧含量传感器，用于获取蜂箱内部的氧含量。
26.于本发明的一实施例中，所述红外计数装置为红外线计数器。
27.如上所述，本发明的完整的发明名称，具有以下有益效果：通过数据监控模块、数据获取模块和采集花朵数统计模块获取蜂群的总数量、蜜蜂的出勤次数、蜜蜂的访花数量和蜜蜂有效采集花朵数，可以精准地测算蜜蜂授粉的数量，同时利用称重传感器对巢脾的重量进行测定，辅助检测和验证蜂群采集花朵和授粉的数量，还能够测量巢脾的重量，便于更直接的获取蜂蜜增长情况，减少由于温湿度导致蜂箱质量变化所引入的干扰，准确估算农作物授粉所产生的经济价值。
附图说明
28.图1为本发明的基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统示意图。
具体实施方式
29.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构
想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
31.实施例一
32.请参阅图1，本发明提供一种基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统，所述系统包括：数据监控模块、数据获取模块、采集花朵数统计模块和称重传感器；所述数据监控模块，用于在蜂箱里安装一个红外计数装置，在蜂箱巢门口安装一摄像头；所述数据获取模块，通过红外计数装置和摄像头来监测蜂群的总数量、蜜蜂的出勤次数、蜜蜂的访花数量；所述采集花朵数统计模块，对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，并通过摄像头来获取单箱蜜蜂有效采集花朵数；所述称重传感器，用于测量巢脾的重量。
33.通过数据监控模块、数据获取模块和采集花朵数统计模块获取蜂群的总数量、蜜蜂的出勤次数、蜜蜂的访花数量和蜜蜂有效采集花朵数，可以精准地测算蜜蜂授粉的数量，同时利用称重传感器对巢脾的重量进行测定，辅助检测和验证蜂群采集花朵和授粉的数量，还能够测量巢脾的重量，便于更直接的获取蜂蜜增长情况，减少由于温湿度导致蜂箱质量变化所引入的干扰，准确估算农作物授粉所产生的经济价值。
34.所述数据获取模块的实现方式进一步具体为：通过蜂箱内的红外计数装置，测出一箱授粉蜂群一年的蜜蜂总数量，该蜜蜂总数量用a表示；对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，利用装在蜂箱巢门口的摄像头进行观察记录一只蜜蜂一天的出勤次数，该出勤次数用b表示；通过户外跟踪，测出一只蜜蜂出勤一次的访花数量，该访花数量用c表示。
35.所述采集花朵数统计模块的实现方式进一步具体为：一只蜜蜂一生的出勤授粉天数：对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，利用装在蜂箱巢门口的摄像头进行观察记录，获得出蜜蜂一生平均出勤授粉天数，该出勤授粉天数用e表示；记录测出同一朵花被蜜蜂非重复访花的机率，该几率用d表示，即记录这朵花一天中被不同的蜜蜂访花的次数，访花的次数的倒数就是d；通过出勤次数b、访花数量c、出勤授粉天数e、非重复访花的机率d来得到单只蜜蜂一生有效采集花朵数m，m＝d*b*c*e；从而得到单箱蜜蜂有效采集花朵数n，n＝a*m，其中a为一箱的蜜蜂总数量。
36.在本实施例中，还包括无线通信模块、太阳能电池、声音传模块、温度传感器和湿度传感器；所述无线通信模块，用于上传采集数据到远程服务器，并且获取服务器指令；所述太阳能电池，用于给基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统供电；所述声音模块，用于获取蜂群活动的声音，同时根据需要可以发出特定的声音用于提示用户和对蜜蜂活动实施干预；所述温度传感器，用于获取蜂箱内部温度；所述湿度传感器，用于获取蜂箱内部湿度。
37.详细的，太阳能电池安装在侧板上，将太阳能转化为电能供给监控系统；声音模块设置在系统主体中，不仅能采集蜂群的声音同时能够发出多种声音，相关研究表明蜜蜂的触角和后腿具有振动感受其，特定频率的声音能够有效的干预蜜蜂的活动，如600hz左右的声音能够有效的暂停蜜蜂当前的活动，因此声音模块能够对蜂群的活动进行有效干预。
38.详细的，所述太阳能电池的数量为多个，具体的，所述太阳能电池的数量为四个，四个所述太阳能电池具有更大电池容量，为系统提供充足的电能。
39.实施例二
40.请参阅图1，本发明提供一种基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统，所述系统包括：数据监控模块、数据获取模块、采集花朵数统计模块和称重传感器；所述数据监控模块，用于在蜂箱里安装一个红外计数装置，在蜂箱巢门口安装一摄像头；所述数据获取模块，通过红外计数装置和摄像头来监测蜂群的总数量、蜜蜂的出勤次数、蜜蜂的访花数量；所述采集花朵数统计模块，对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，并通过摄像头来获取单箱蜜蜂有效采集花朵数；所述称重传感器，用于测量巢脾的重量。
41.通过数据监控模块、数据获取模块和采集花朵数统计模块获取蜂群的总数量、蜜蜂的出勤次数、蜜蜂的访花数量和蜜蜂有效采集花朵数，可以精准地测算蜜蜂授粉的数量，同时利用称重传感器对巢脾的重量进行测定，辅助检测和验证蜂群采集花朵和授粉的数量，还能够测量巢脾的重量，便于更直接的获取蜂蜜增长情况，减少由于温湿度导致蜂箱质量变化所引入的干扰，准确估算农作物授粉所产生的经济价值。
42.所述数据获取模块的实现方式进一步具体为：通过蜂箱内的红外计数装置，测出一箱授粉蜂群一年的蜜蜂总数量，该蜜蜂总数量用a表示；对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，利用装在蜂箱巢门口的摄像头进行观察记录一只蜜蜂一天的出勤次数，该出勤次数用b表示；通过户外跟踪，测出一只蜜蜂出勤一次的访花数量，该访花数量用c表示。
43.所述采集花朵数统计模块的实现方式进一步具体为：一只蜜蜂一生的出勤授粉天数：对蜂群里的外勤蜂进行着不同颜色，利用装在蜂箱巢门口的摄像头进行观察记录，获得出蜜蜂一生平均出勤授粉天数，该出勤授粉天数用e表示；记录测出同一朵花被蜜蜂非重复访花的机率，该几率用d表示，即记录这朵花一天中被不同的蜜蜂访花的次数，访花的次数的倒数就是d；通过出勤次数b、访花数量c、出勤授粉天数e、非重复访花的机率d来得到单只蜜蜂一生有效采集花朵数m，m＝d*b*c*e；从而得到单箱蜜蜂有效采集花朵数n，n＝a*m，其中a为一箱的蜜蜂总数量。
44.还包括显示模块、卫星定位模块、地磁方向模块、运动感知模块、二氧化碳传感器和氧含量传感器；所述显示模块，用于显示系统的状态信息以及传感器信息；所述卫星定位模块，用于获取蜂箱所在的地理位置；所述地磁方向模块，用于获取蜂箱放置的方位角度；所述运动感知模块，用于获取蜂箱运动状态；所述二氧化碳传感器，用于获取蜂箱内部的二氧化碳浓度；所述氧含量传感器，用于获取蜂箱内部的氧含量。
45.优选的，所述红外计数装置为红外线计数器。
46.可选的，蜂群的声音、温度、湿度、蜜蜂进出的次数和巢脾的重量、蜂箱的方位和运动信息可以显示于显示模块上并上传至远程服务器，同时获取服务器指令通过声音模块发出特定声音。服务器接收到数据后将数据储存于服务器的数据库中，将当前数据输入一个已经训练好的多层人工神经网络进行诊断，输出的结果为各种人工定义的状态的可能概率，将依据最大概率状态下发控制指令实施干预，上述过程需要对数据进行人工分析。首先，将观察到的蜂群状态或事件对当前数据进行标注；其次，将带有标注作为正例和将无标注的数据作为反例对网络进行训练，使得诊断网络能够依据数据区分正例和反例，即诊断网络识别了标注状态的特征，并且确定了区分状态阈值，因此将新数据输入诊断网络时，能够进行诊断；最后将训练好的网络参数更新服务器中的诊断网络，由此就形成了一个完整的监控系统。
47.综上所述，本发明的基于人工神经网络的监控蜂群数据精准测算授粉系统，通过
数据监控模块、数据获取模块和采集花朵数统计模块获取蜂群的总数量、蜜蜂的出勤次数、蜜蜂的访花数量和蜜蜂有效采集花朵数，可以精准地测算蜜蜂授粉的数量，同时利用称重传感器对巢脾的重量进行测定，辅助检测和验证蜂群采集花朵和授粉的数量，还能够测量巢脾的重量，便于更直接的获取蜂蜜增长情况，减少由于温湿度导致蜂箱质量变化所引入的干扰，准确估算农作物授粉所产生的经济价值。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
48.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。