1.本实用新型涉及蜜蜂养殖技术领域，特别涉及一种蜜蜂流量监测装置。
背景技术：2.蜜蜂是蜜蜂科数种资源昆虫的统称，因能采花酿蜜而被人们所熟知和利用。我国是养蜂大国，饲养蜂群达820余万群，目前我国饲养的蜜蜂主要为中华蜜蜂(简称中蜂)、和西方意大利蜂(简称意蜂)。中蜂具有耐热、抗寒、善于利用零星蜜源植物、抗螨等特点，中蜂更匹配我国独特植被体系，更有利于植物繁衍生长，保护中华蜜蜂对于维护生态系统平衡和保持植物多样性具有重要意义。
3.蜜蜂可以为植物进行授粉，维持生态平衡和植物种类的多样性，同时可以提高农作物的产量和质量；养殖蜜蜂一般不会受到城乡限制，且不占用耕地，而且蜂产品价值稳定，能够增加蜂农的收入。蜜蜂养殖过程中，某一区域内蜜蜂的养殖密度与该区域内的蜜源息息相关，若蜜蜂养殖数量超过了蜜源可承受的范围，蜂蜜的产量与质量均会受到影响。因此，在了解蜜源情况的基础上，要合理布局蜂群数量。
4.目前，养殖蜜蜂的方式处于传统模式，存在信息化、智能化远远不够的缺陷，尤其是缺乏对蜂群行为监测的分析能力和手段，无法实时监测每个蜂箱捏的蜜蜂情况，影响蜜蜂的科学养殖。在国家提倡全民大数据的背景下，如果能对传统养蜂业进行数字化、网络化管理，使对蜜蜂养殖工作实实在在地能做到数字化、精准化，这就需要对蜂箱、蜂场的蜜蜂流量和相关动态数据进行监测采集、上报分析、科学处理。
技术实现要素：5.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种蜜蜂流量监测装置，可以对蜜蜂的进出情况实时监测，了解蜜蜂活跃度与健康情况，实现科学养蜂、数字化精准养蜂。
6.为此，本实用新型的技术方案是：一种蜜蜂流量监测装置，包括一蜂箱，蜂箱上设有蜜蜂进出口，蜂箱内设有流量监测组件；所述流量监测组件包括紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元，紫外光接收板位于蜜蜂进出口的上侧，紫外光发射板位于蜜蜂进出口的下侧，两者位置相对，且紫外光接收板和紫外光发射板的相对侧分别设有多个紫外光感应接收元件和紫外光发射元件，紫外光感应接收元件与紫外光发射元件配合工作；所述计数单元与紫外光感应接收元件电性连接。
7.蜜蜂进出口位于蜂箱的前侧板上，前侧板内侧设置紫外光接收板和紫外光发射板，紫外光接收板在上，紫外光发射板在下，紫外光接收板、紫外光发射板之间的位置，与蜜蜂进出口处于同一高度，即蜜蜂从蜜蜂进出口进出时，同样在紫外光接收板、紫外光发射板之间穿行；阳光充足时，紫外光发射板可以不工作，阳光不足时，紫外光发射板工作，进行补光。
8.正常情况下，紫外光感应接收元件可以接收足够强度的紫外光，紫外光感应接收元件处于导通状态，向计数单元输出高电位，状态为1；当有蜜蜂飞过时，由于蜜蜂遮挡了外
部的紫外线，对应位置的紫外光感应接收元件处于非导通状态，向计数单元输出低电位，状态为0；由此，计数单元可以监测蜜蜂进出蜂箱的次数，从而得知蜜蜂的数量，方便科学规划蜜蜂养殖。
9.优选地，所述紫外光感应接收元件为紫外光接收二极管，紫外光发射元件为紫外光发射二极管，计数单元包括主控运算芯片和多个光电耦合器，每个紫外光接收二极管与光电耦合器一一对应连接；所述紫外光接收二极管的阳极连接工作电压，阴极连接至光电耦合器的阴极，光电耦合器的发射极电性连接至主控运算芯片。紫外光接收二极管常态下处于导通状态，输出高电位信号，此高电位信号经排线到光电耦合器，再到主控运算芯片对应信号针脚；紫外光接收二极管在有蜜蜂经过时处于非导通状态，输出低电位信号，此信号经排线到光电耦合器，再到主控运算芯片对应信号针脚。主控运算芯片采用32位arm架构芯片，芯片io针脚采用了光电耦合器进行信号隔离，防止外部短路信号、高频高压信号、干拢信号对芯片的影响和损坏。
10.优选地，所述紫外光接收板上设有两排均匀分布的紫外光感应接收元件，同列的两个紫外光感应接收元件为一组；所述紫外光发射板上设有一排均匀分布的紫外光发射元件。
11.两排紫外光感应接收元件分别监测蜜蜂的飞出量和飞入量，同组的两个紫外光感应接收元件可以看作一组双向计数，靠近蜂箱内部的为第一紫外光感应接收元件，靠近外界的为第二紫外光感应接收元件，蜜蜂飞过时，被遮挡的紫外光感应接收元件会改变一次工作状态。若第一紫外光感应接收元件比第二紫外光感应接收元件先改变工作状态，则判定蜜蜂是从内向外飞出；若第二紫外光感应接收元件比第一紫外光感应接收元件先改变工作状态，则判定蜜蜂是从外向内飞入。所有第一紫外光感应接收元件状态变化的次数总和为蜜蜂的飞出量，所有第二紫外光感应接收元件状态变化的次数总和为蜜蜂的飞入量。
12.优选地，所述紫外光接收板上设有8～21组紫外光感应接收元件，每组具有第一紫外光感应接收元件和第二紫外光感应接收元件，第一紫外光感应接收元件位于第二紫外光感应接收元件内侧，即靠近蜂箱内部。紫外光感应接收元件设置的数量决定了监测精度，8～11组紫外光感应接收元件为低精度，12～15组紫外光感应接收元件为中精度，16～21组紫外光感应接收元件为高精度，用户可根据实际需求选择设置不同数量的紫外光感应接收元件。
13.优选地，相邻紫外光发射元件的间距与同排相邻紫外光感应接收元件的间距一致，或相邻紫外光发射元件的间距为同排相邻紫外光感应接收元件间距的两倍。紫外光发射元件的数量与单排紫外光感应接收元件的数量一致，或者是单排紫外光感应接收元件的一半，起到补光作用。
14.优选地，所述蜂箱上设有矩形蜂门，蜜蜂进出口位于矩形蜂门上，矩形蜂门的长度为200mm，宽度为44mm，厚度12-16mm；蜜蜂进出口为矩形结构，蜜蜂进出口的长度为110-120mm，宽度为7-10mm，厚度12-16mm。蜜蜂进出口为细长的矩形结构，宽度正好适合单只蜜蜂穿行，保证监测的准确性。
15.优选地，所述矩形蜂门内侧设有多个卡扣，紫外光接收板、紫外光发射板均为条形结构，通过卡扣固定在矩形蜂门内侧。紫外光接收板、紫外光发射板都是条形pcb板，分别位于蜜蜂进出口的上下侧。
16.优选地，所述紫外光接收板或紫外光发射板上设有rfid标签天线，主控运算芯片通过rs485通信方式连接rfid标签模块，rfid标签模块与rfid标签天线配合工作。在蜂王身上粘贴微型的rfid标签模块，当贴有标签的蜂王经过rfid标签天线附近时，rfid标签模块会产生数据变化并上报给主控运算芯片作出判断，实现对蜂王进出及存在的检测功能。
17.优选地，所述蜂箱还设有供电模块，供电模块包括太阳能模块和充电电池模块，蜂箱上设有一抽拉式的太阳能光伏板，与太阳能模块电性连接；所述太阳能模块可向充电电池模块、紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元供电，充电电池模块向紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元供电。供电模块采用太阳能电源和可充电锂电池，阳光充足时，太阳能光伏板进行供电，并将多余的电能存入可充电锂电池内；当太阳光线不足且太阳能光伏板电力不够时，可充电锂电池自动工作，真正实现边充边用。而太阳能光伏板采用可抽拉的抽屉式结构，设置在蜂箱上，使用时，将太阳能光伏板从蜂箱内抽出，不使用时，可将太阳能光伏板推回至蜂箱内。
18.优选地，所述计数单元还包括无线网络传输模块，通过无线网络传输模块连接服务器数据库。用户通过操作平台可实时从蜂场传送到服务器数据库里的相关数据的读取和访问，了解蜂箱留蜂数量的正常情况、蜜蜂健康情况、当地的绿化生态蜜源是否良好。
19.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
20.1、在蜜蜂的进出口的上侧设置两排紫外光感应接收元件，下侧一排紫外光发射元件，利用蜜蜂进出时对紫外线的遮挡而产生的信号变化，计算得出蜜蜂进、出方向以及进、出流量；
21.2、在蜂王身上设置rfid标签模块，通过rfid标签模块产生的数据变化，实现对蜂王进出及存在的检测功能；
22.3、通过对蜂箱在单位时间蜜蜂出入数量、次数频率、蜂王检测功能的计算，能方便有效的分析所表现出的蜂群强弱变化规律，同时掌握产量与不同季节气候的规律等，为建设智能农业、生态环境、数字型养殖业、智慧蜂场奠定了设备基础。
附图说明
23.以下结合附图和本实用新型的实施方式来作进一步详细说明
24.图1为本实用新型的结构示意图；
25.图2为流量监测组件的安装示意图；
26.图3为紫外光接收板的结构示意图；
27.图4为第一种紫外光发射板的结构示意图；
28.图5为第二种紫外光发射板的结构示意图；
29.图6为蜜蜂进出口内侧的结构示意图；
30.图7为蜜蜂进出口的结构示意图；
31.图8为紫外光感应接收元件的电路原理图；
32.图9～图12为计数单元的电路原理图；
33.图13为太阳能光伏板的结构示意图；
34.图14为蜜蜂飞入飞出数量净差值曲线图。
35.图中标记为：蜂箱1、矩形蜂门11、蜜蜂进出口12、卡扣13、紫外光接收板2、紫外光
接收二极管21、第一紫外光接收二极管211、第二紫外光接收二极管212、排插22、紫外光发射板3、紫外光发射二极管31、rfid标签天线4、太阳能光伏板5。
具体实施方式
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(x)”、“纵向(y)”、“竖向(z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。
37.此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.本实施例所述蜜蜂流量监测装置，包括一蜂箱1，蜂箱上设有矩形蜂门11，蜜蜂进出口12位于矩形蜂门上，矩形蜂门11的长度为200mm，宽度为44mm，厚度12-16mm；蜜蜂进出口12为矩形结构，蜜蜂进出口的长度为110-120mm，宽度为7-10mm，厚度12-16mm。蜜蜂进出口为细长的矩形结构，宽度正好适合单只蜜蜂穿行，保证监测的准确性。
39.蜜蜂进出口12处设有流量监测组件，流量监测组件包括紫外光接收板2、紫外光发射板3和计数单元，所述矩形蜂门11内侧设有多个卡扣13，紫外光接收板2、紫外光发射板3通过卡扣13固定在矩形蜂门11内侧。紫外光接收板2位于蜜蜂进出口12的上侧，紫外光发射板3位于蜜蜂进出口12的下侧，两者位置相对；紫外光接收板2为条形pcb板，紫外光感应接收元件为紫外光接收二极管21，通过pcb焊接方式设置在紫外光接收板上，紫外光接收板上还设有排插22。紫外光发射板3同样为条形pcb板，紫外光发射元件为紫外光发射二极管31，通过pcb焊接方式设置在紫外光发射板上。
40.所述紫外光接收板2上设有两排紫外光接收二极管21，同列的两个紫外光接收二极管为一组；紫外光发射二极管的数量与单排紫外光接收二极管的数量一致，或者是单排紫外光接收二极管的一半，起到补光作用。
41.所述紫外光接收板2上设有8～21组紫外光接收二极管21，每组分别为内外设置的第一紫外光接收二极管211和第二紫外光接收二极管212，第一紫外光接收二极管211位于第二紫外光接收二极管212内侧，即靠近蜂箱内部。紫外光接收二极管设置的数量决定了监测精度，8～11组紫外光接收二极管为低精度，12～15组紫外光接收二极管为中精度，16～21组紫外光接收二极管为高精度，用户可根据实际需求选择设置不同数量的紫外光接收二极管。如图3所示，本实施例设置了19组紫外光接收二极管。
42.两排紫外光接收二极管分别监测蜜蜂的飞出量和飞入量，同组的两个紫外光接收二极管可以看作一组双向计数，靠近蜂箱内部的为第一紫外光接收二极管211，靠近外界的为第二紫外光接收二极管212，蜜蜂飞过时，被遮挡的紫外光接收二极管会改变一次工作状态。若第一紫外光接收二极管211比第二紫外光接收二极管212先改变工作状态，则判定蜜蜂是从内向外飞出(b方向)；若第二紫外光接收二极管212比第一紫外光接收二极管211先
改变工作状态，则判定蜜蜂是从外向内飞入(a方向)。所有第一紫外光接收二极管状态变化的次数总和为蜜蜂的飞出量，所有第二紫外光接收二极管状态变化的次数总和为蜜蜂的飞入量。
43.如图9～12所示，所述计数单元包括主控运算芯片u7和多个光电耦合器u8，主控运算芯片u7的型号为stm32f1x-64，每个紫外光接收二极管d对应一个光电耦合器u8，光电耦合器的型号为tpl521；本实施例设有19组紫外光接收二极管，即具有38个光电耦合器，向主控运算芯片u7输出38个信号，现以其中一个紫外光接收二极管d和光电耦合器u8为例。所述紫外光接收二极管d的阳极连接工作电压vdd，阴极通过电阻r接地，同时vss信号脚输出信号y0，信号y0输送至光电耦合器u8的阴极(2脚)，光电耦合器u8的阳极(1脚)通过电阻r2连接+5v，光电耦合器u8的发射极(3脚)通过电阻r3输出信号pa0，信号pa0连接至主控运算芯片u7的io针脚。38个光电耦合器输出信号pa0、pa1、pa4、pa5、pa6、pa7、pa8、pa11、pa12、pa13、pa14、pa15、pb0、pb3、pb4、pb5、pb6、pb7、pb8、pb9、pb12、pb13、pb14、pb15、pc0、pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8、pc9、pc13、pc14、pc15、pd2。
44.紫外光接收二极管d常态下(没有蜜蜂经过时)由于接收足够强度的紫外线，所以处于导通状态，此时vss信号脚输出信号y0处于高电位，此信号经排线到光电耦合器u8的2脚，再到主控运算芯片u7对应信号针脚，接收数字状态为1；
45.紫外光接收二极管d在有蜜蜂经过时，由于蜜蜂遮挡了外部的紫外线，所以处于非导通状态，此时vss信号脚输出信号y0处于低电位，此信号经排线到光电耦合器u8的2脚，再到主控运算芯片u7对应信号针脚，接收数字状态为0；电阻r控制紫外光接收二极管d导通状态的光线强弱。
46.所述紫外光发射板3上设有rfid标签天线4，主控运算芯片通过rs485通信方式连接rfid标签模块，rfid标签模块与rfid标签天线配合工作。在蜂王身上粘贴微型的rfid标签模块，当贴有标签的蜂王经过rfid标签天线附近时，rfid标签模块会产生数据变化并上报给主控运算芯片作出判断，实现对蜂王进出及存在的检测功能。
47.所述蜂箱1还设有供电模块，供电模块包括太阳能模块和充电电池模块，蜂箱上设有一抽拉式的太阳能光伏板5，太阳能光伏板采用抽屉式结构，两侧设有滑条，与蜂箱两侧的滑槽配合工作。使用时，将太阳能光伏板从蜂箱内抽出，不使用时，可将太阳能光伏板推回至蜂箱内，太阳能光伏板与太阳能模块电性连接。
48.所述太阳能模块可向充电电池模块、紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元供电，充电电池模块向紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元供电。供电模块采用太阳能电源和可充电锂电池，阳光充足时，太阳能光伏板进行供电，并将多余的电能存入可充电锂电池内；当太阳光线不足且太阳能光伏板电力不够时，可充电锂电池自动工作，真正实现边充边用。
49.蜂箱上还可以设置温湿度检测模块、重量检测模块，用于监测蜂箱的温湿度情况和蜂蜜的重量，此为现有成熟技术，不再赘述。
50.图11中的电路m1为适配器电源输入降压稳压电路，可输出电压vc*in,电路m2为光伏充电控制电路，包括电池充电管理芯片u5，型号为bq2057c，接收电压vc*in，控制可充电锂电池的充电过程；电路m3为高频同步dcdc稳压滤波电路，电路m4为dc滤波电路，可以去除干扰信号，保证计数的准确性。
51.本实施例还包括无线网络传输模块，主控运算芯片通过无线网络传输模块连接服务器数据库。图12中的电路m5为操作终端通信端口，电路m6为无线串口数据通信端口，与外部无线模块相匹配，电路m7为rfid标签天线主控板的通信口，方便传送蜂王监测数据。用户通过app或小程序操作平台实时从蜂场传送到服务器数据库里的相关数据的读取和访问，通过对可设定的某两个时间点(或称为刷新时间)的对比，计算出当前时间点与前一个时间点的飞入飞出数量净差值，净差值越大，软件根据净差值自动生成曲线折线图(图14)。
52.净差值越大越大，蜜蜂流量越大，说明这箱蜜蜂越活跃。由这个动态性的活跃度值，结合app或小程序软件预设上下限数值的对比判断，最终可以引申解读为蜂箱留蜂数量的正常情况、蜜蜂健康情况、当地的绿化生态蜜源是否良好的程序，并把分析数据上报给相关研究人员。
53.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种蜜蜂流量监测装置，包括一蜂箱，蜂箱上设有蜜蜂进出口，其特征在于：蜂箱内设有流量监测组件；所述流量监测组件包括紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元，紫外光接收板位于蜜蜂进出口的上侧，紫外光发射板位于蜜蜂进出口的下侧，两者位置相对，且紫外光接收板和紫外光发射板的相对侧分别设有多个紫外光感应接收元件和紫外光发射元件，紫外光感应接收元件与紫外光发射元件配合工作；所述计数单元与紫外光感应接收元件电性连接。2.如权利要求1所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述紫外光感应接收元件为紫外光接收二极管，紫外光发射元件为紫外光发射二极管，计数单元包括主控运算芯片和多个光电耦合器，每个紫外光接收二极管与光电耦合器一一对应连接；所述紫外光接收二极管的阳极连接工作电压，阴极连接至光电耦合器的阴极，光电耦合器的发射极电性连接至主控运算芯片。3.如权利要求1所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述紫外光接收板上设有两排均匀分布的紫外光感应接收元件，同列的两个紫外光感应接收元件为一组；所述紫外光发射板上设有一排均匀分布的紫外光发射元件。4.如权利要求3所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述紫外光接收板上设有8～21组紫外光感应接收元件，每组具有第一紫外光感应接收元件和第二紫外光感应接收元件，第一紫外光感应接收元件位于第二紫外光感应接收元件内侧，即靠近蜂箱内部。5.如权利要求3所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：相邻紫外光发射元件的间距与同排相邻紫外光感应接收元件的间距一致，或相邻紫外光发射元件的间距为同排相邻紫外光感应接收元件间距的两倍。6.如权利要求1所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述蜂箱上设有矩形蜂门，蜜蜂进出口位于矩形蜂门上，矩形蜂门的长度为200mm，宽度为44mm，厚度12-16mm；蜜蜂进出口为矩形结构，蜜蜂进出口的长度为110-120mm，宽度为7-10mm，厚度12-16mm。7.如权利要求6所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述矩形蜂门内侧设有多个卡扣，紫外光接收板、紫外光发射板均为条形结构，通过卡扣固定在矩形蜂门内侧。8.如权利要求2所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述紫外光接收板或紫外光发射板上设有rfid标签天线，主控运算芯片通过rs485通信方式连接rfid标签模块，rfid标签模块与rfid标签天线配合工作。9.如权利要求1所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述蜂箱还设有供电模块，供电模块包括太阳能模块和充电电池模块，蜂箱上设有一抽拉式的太阳能光伏板，与太阳能模块电性连接；所述太阳能模块可向充电电池模块、紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元供电，充电电池模块向紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元供电。10.如权利要求1所述的一种蜜蜂流量监测装置，其特征在于：所述计数单元还包括无线网络传输模块，通过无线网络传输模块连接服务器数据库。
技术总结本实用新型公开了一种蜜蜂流量监测装置，包括一蜂箱，蜂箱上设有蜜蜂进出口，蜂箱内设有流量监测组件；所述流量监测组件包括紫外光接收板、紫外光发射板和计数单元，紫外光接收板位于蜜蜂进出口的上侧，紫外光发射板位于蜜蜂进出口的下侧，两者位置相对，且紫外光接收板和紫外光发射板的相对侧分别设有多个紫外光感应接收元件和紫外光发射元件，紫外光感应接收元件与紫外光发射元件配合工作；所述计数单元与紫外光感应接收元件电性连接。在蜜蜂的进出口的上侧设置两排紫外光感应接收元件，下侧一排紫外光发射元件，利用蜜蜂进出时对紫外线的遮挡而产生的信号变化，计算得出蜜蜂进、出方向以及进、出流量。出流量。出流量。
技术研发人员：柏欣
受保护的技术使用者：杭州尊硕智能科技有限公司
技术研发日：2022.06.23
技术公布日：2022/12/9
