Nauka w pasiece

W obliczu pogarszającego się stanu zdrowotnego rodzin pszczelich i zmieniającego się klimatu istotnym staje się poznanie wpływu tych czynników na mikroklimat rodziny pszczelej. Na rynku brak jest w pełni zautomatyzowanych układów, które umożliwiłyby monitorowanie mikroklimatu rodziny pszczelej w sposób nieingerujący w jej środowisko.

Fot. 1. Monitorowane ule ustawione
na wagach pasiecznych

Dostępne na rynku są wagi pasieczne, dokonujące pomiaru masy ula, jak i stacje meteorologiczne do kontroli parametrów środowiska zewnętrznego, takich jak temperatura czy wilgotność, ale nie pozwalają one na ocenę środowiska wnętrza ula. Wychodząc naprzeciw tym potrzebom zaprojektowano system bezobsługowego, bezprzewodowego monitoringu mikroklimatu rodzin pszczelich. Pozwala on na wykonywanie kluczowych pomiarów wielkości fizycznych środowiska wewnętrznego ula (temperatury, wilgotności, stężenia dwutlenku węgla) bez konieczności otwierania ula. System ten powstał jako praca dyplomowa na Politechnice Wrocławskiej na potrzeby badań Wydziału Biologii i Hodowli Zwierząt Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu i otrzymał nazwę WMA (ang. Wireless Monitoring in Apiary – Bezprzewodowy Monitoring w Pasiece). Artykuł przedstawia schemat techniczny rozwiązania oraz wyniki testowych badań.

Opis rozwiązania

WMA to sieć elektronicznych układów pomiarowych – węzłów podrzędnych (klientów) – montowanych wewnątrz uli komunikujących się bezprzewodowo z węzłem nadrzędnym (serwerem), (rys. 1.). Liczba wykorzystywanych w WMA węzłów podrzędnych, czyli monitorowanych uli, nie jest ograniczona. System umożliwia bezinwazyjny i zautomatyzowany monitoring kluczowych parametrów atmosfery środowiska ula. Są to: temperatura, wilgotność względna oraz stężenie dwutlenku węgla. Dodatkowo możliwy jest pomiar masy ula. Gromadzone dane zapisywane są w pamięci dołączonej do węzła nadrzędnego, a następnie porządkowane w bazie danych komputera PC. Program komputerowy zarządzający bazą wyników umożliwia ich wizualizację w formie wykresów.

Zarówno węzeł podrzędny w ulu, jak i nadrzędny poza ulem jest układem elektronicznym zarządzanym przez mikrokontroler, zawierającym czujniki wielkości fizycznych. Transmisja danych pomiędzy ulami a serwerem odbywa się bezprzewodowo w paśmie 2,4 GHz. Nie ma komunikacji między ulami (rodzinami), a dane wymieniane są tylko z serwerem, który w uśpieniu czeka na zaprogramowane w czasie zgłoszenia danych. W chwili odebrania danych pomiarowych „z wnętrza ula”, serwer zbiera dodatkowo pomiary zewnętrznych warunków atmosferycznych za pomocą dołączonych do niego czujników temperatury, wilgotności względnej oraz ciśnienia atmosferycznego. Pozwala to na ocenę wpływu warunków środowiska zewnętrznego na mikroklimat rodziny pszczelej.

WMA jest systemem programowalnym, w którym można dowolnie ustalić częstotliwość wykonywania pomiarów w ciągu doby dla każdego z dołączonych do ula czujników. Pomiary dokonywane są równocześnie w obrębie wszystkich węzłów podrzędnych uli, co pozwala porównać warunki panujące we wszystkich monitorowanych rodzinach. Daje to możliwość przeprowadzania badań, pozwalających na ocenę wpływu zadanych warunków eksperymentalnych na rodziny pszczele. Zasięg sieci bezprzewodowej to ...

Dalszy ciąg artykułu w Pasiece nr 1/2010