Теория и практика, часть 1.
(Теория и практика, часть 2: О чем жужжат пчелы.)
Система комплексного мониторинга состояния пчелиных семей Апипульс, в народе Умная пасека, с помощью автономного блока управления, устанавливаемого на пасеке, собирает данные с датчиков, расположенных как внутри, так и снаружи ульев. Все данные передаются в облачный сервер, где хранятся и обрабатываются. После обработки данные за любой период и в любом удобном масштабе (день, неделя, месяц, 6 месяцев, 1 год) доступны пчеловоду в приложении на смартфоне или на компьютере через web-интерфейс в виде удобных графиков и цифровых значений для анализа состоянии пчелиных семей на контролируемой Системой пасеке. Все датчики системы снабжены QR-кодами, которые предназначены для быстрого доступа к данным датчика напрямую из приложения, которое позволяет сканировать QR-код, тем самым сокращая время поиска необходимых данных, собранных из конкретного улья. QR-код также является уже готовой маркировкой улья, обязательность которой введена в России с 1 марта 2024 года.
Все пчеловоды знают, что пчелиная семья всегда старается поддерживать определенную температуру и влажность внутри улья. Вокруг матки эта температура равняется 36℃, внутри улья у здоровой семьи она держится в районе 30℃-32℃. Нормальная относительная влажность воздуха внутри улья составляет порядка 75%. Таким образом, чем здоровее семья, тем стабильнее параметры температуры и влажности внутри улья и тем меньше они зависят от состояния этих параметров снаружи улья.
Датчики для размещения внутри улья устроены таким образом, что их можно положить на рамки, так чтобы отверстие сенсора располагалось между рамок и смотрело вниз, либо даже опустить между рамок с помощью специальной полоски из гибкого пластика для достижения максимальной точности. У умной пасеки Апипульс пока есть 2 типа датчиков для размещения внутри улья – базовый датчик температуры и влажности (XM010) и мультисенсорный датчик (BM01X), который помимо температуры и влажности фиксирует параметры звука и определяет сдвиг или переворот улья. Пасечные весы (BS010) оригинальной конструкции являются третьим типом датчиков системы мониторинга Апипульс и помимо определения массы улья измеряют внешние температуру и относительную влажность воздуха, а также умеют фиксировать переворот или сдвиг.
Датчики для размещения внутри улья устроены таким образом, что их можно положить на рамки, так чтобы отверстие сенсора располагалось между рамок и смотрело вниз, либо даже опустить между рамок с помощью специальной полоски из гибкого пластика для достижения максимальной точности. У умной пасеки Апипульс пока есть 2 типа датчиков для размещения внутри улья – базовый датчик температуры и влажности (XM010) и мультисенсорный датчик (BM01X), который помимо температуры и влажности фиксирует параметры звука и определяет сдвиг или переворот улья. Пасечные весы (BS010) оригинальной конструкции являются третьим типом датчиков системы мониторинга Апипульс и помимо определения массы улья измеряют внешние температуру и относительную влажность воздуха, а также умеют фиксировать переворот или сдвиг.
При использовании базового датчика XM010 можно отслеживать общее здоровье семьи в активный период, а в зимне-весенний период, помимо общего здоровья семьи можно отследить, например начало сеяния расплода или ослобевание семьи от недокорма.
Для простоты отслеживания в приложении Апипульс реализована функция сравнивания графиков. Эталонным графиком для сравнения можно назначить график любого датчика, измеряющего температуру и относительную влажность внешней среды. Для этого можно разместить один из датчиков, например под ульем или недалеко от ульев под навесом, защищающим его от попадания прямых солнечных лучей и активных осадков. Так же, если к Системе подключены одни или несколько пасечных весов, то показатели их температуры или влажности берутся за эталонные.
В меню датчика, график которого пользователь Апипульс хочет выбрать в виде эталонного, можно выбрать какой из параметров будет показываться на графиках всех остальных датчиков. Соответственно, чем меньше колебания температуры и влажности внутри улья повторяют суточные колебания уличной температуры и влажности – тем сильнее семья, так как сильная семья в состоянии поддерживать максимально стабильные параметры внутри улья.
При зимовке клуб внутри здорового улья постоянно перемещается, что отражается на графиках в виде плавного увеличения или уменьшения температуры, а в зимне-весенний период, когда матка начинает сеять расплод, температура внутри улья резко повышается. Таким образом, если это произошло слишком рано, у пчеловода есть шанс подкормить семью или предпринять какие-то дополнительные действия для сохранения семьи.
На примерах ниже показаны различные ситуации, которые можно увидеть на графиках и сравнительные графики сильных и слабых семей в зимне-весенний период.
Для простоты отслеживания в приложении Апипульс реализована функция сравнивания графиков. Эталонным графиком для сравнения можно назначить график любого датчика, измеряющего температуру и относительную влажность внешней среды. Для этого можно разместить один из датчиков, например под ульем или недалеко от ульев под навесом, защищающим его от попадания прямых солнечных лучей и активных осадков. Так же, если к Системе подключены одни или несколько пасечных весов, то показатели их температуры или влажности берутся за эталонные.
В меню датчика, график которого пользователь Апипульс хочет выбрать в виде эталонного, можно выбрать какой из параметров будет показываться на графиках всех остальных датчиков. Соответственно, чем меньше колебания температуры и влажности внутри улья повторяют суточные колебания уличной температуры и влажности – тем сильнее семья, так как сильная семья в состоянии поддерживать максимально стабильные параметры внутри улья.
При зимовке клуб внутри здорового улья постоянно перемещается, что отражается на графиках в виде плавного увеличения или уменьшения температуры, а в зимне-весенний период, когда матка начинает сеять расплод, температура внутри улья резко повышается. Таким образом, если это произошло слишком рано, у пчеловода есть шанс подкормить семью или предпринять какие-то дополнительные действия для сохранения семьи.
На примерах ниже показаны различные ситуации, которые можно увидеть на графиках и сравнительные графики сильных и слабых семей в зимне-весенний период.
В случае использования мультисенсорного датчика BM01X возможности мониторинга и сохранения пчелиной семьи повышаются в разы, так как по изменениям в звуковом спектре шума улья можно определить гораздо больше параметров жизнедеятельности семьи. Приложение Апипульс показывает на графиках мультисенсорного датчика, помимо температуры и влажности, 4 полоски звукового спектра выделенных частот улья, в котором размещен мультидатчик. Графики частот показываются в виде полос разной толщины, чем толще полоса какой-либо частоты, тем больше амплитуда этой частоты во всем измеряемом датчиком спектре частот по сравнению с другими отображаемыми на графике частотами.
В планах компании МВТ, которая является разработчиком системы мониторинга пчелиных семей Апипульс, произвести собственную разметку данных и разработать программный модуль, основанный на искусственном интеллекте, который на основе этих данных будет давать рекомендации пчеловоду, что необходимо сделать, чтобы предотвратить потерю пчел. Пока же Система основывается на данных научных экспериментов, произведенных российскими и зарубежными учеными по исследованию звучания пчел. Проведенные нами тесты подтверждают результаты большинства этих исследований. По анализу спектра определенных частот можно определить множество различных состояний пчелиной семьи, таких как: вентиляция, положительное и отрицательное отношение к матке, потеря или отсутствие матки, болезни или поражение клещом, возбужденное состояние из-за внешних воздействий, предроевое состояние в момент закладки роевых мисочек и непосредственно роевое состояние семьи.
На графиках отчетливо видно, когда семья находится в спокойном состоянии, а когда в одном из перечисленных выше состояний. В данный момент в приложении доступен одновременный показ 4-х частот, но в ближайшее время мы планируем сделать отдельное меню, где пчеловод сможет выбрать графики тех частот (частот, отвечающих за определенные состояния), которые он хочет наблюдать.
На примере показаны графики потери матки, когда пчелы из спокойного состояния резко перешли в состояние возбуждения (рис. 7), затем было произведено объединение семей и пчелы перешли в спокойное состояние (Рис. 8), но как выяснилось позже, пошел первый медосбор и матка начала много сеять и на Рис. 9 видно как пошло предроевое возбуждение семьи. При осмотре улья обнаружилась закладка роевых мисочек. Была убрана рамка с медом и добавлено еще магазинов, после чего семья перешла в спокойное состояние. Всплески на нижней частоте в графике Рис. 9 – это вскрытие улья, а затем переезд пасеки на другое место.
В планах компании МВТ, которая является разработчиком системы мониторинга пчелиных семей Апипульс, произвести собственную разметку данных и разработать программный модуль, основанный на искусственном интеллекте, который на основе этих данных будет давать рекомендации пчеловоду, что необходимо сделать, чтобы предотвратить потерю пчел. Пока же Система основывается на данных научных экспериментов, произведенных российскими и зарубежными учеными по исследованию звучания пчел. Проведенные нами тесты подтверждают результаты большинства этих исследований. По анализу спектра определенных частот можно определить множество различных состояний пчелиной семьи, таких как: вентиляция, положительное и отрицательное отношение к матке, потеря или отсутствие матки, болезни или поражение клещом, возбужденное состояние из-за внешних воздействий, предроевое состояние в момент закладки роевых мисочек и непосредственно роевое состояние семьи.
На графиках отчетливо видно, когда семья находится в спокойном состоянии, а когда в одном из перечисленных выше состояний. В данный момент в приложении доступен одновременный показ 4-х частот, но в ближайшее время мы планируем сделать отдельное меню, где пчеловод сможет выбрать графики тех частот (частот, отвечающих за определенные состояния), которые он хочет наблюдать.
На примере показаны графики потери матки, когда пчелы из спокойного состояния резко перешли в состояние возбуждения (рис. 7), затем было произведено объединение семей и пчелы перешли в спокойное состояние (Рис. 8), но как выяснилось позже, пошел первый медосбор и матка начала много сеять и на Рис. 9 видно как пошло предроевое возбуждение семьи. При осмотре улья обнаружилась закладка роевых мисочек. Была убрана рамка с медом и добавлено еще магазинов, после чего семья перешла в спокойное состояние. Всплески на нижней частоте в графике Рис. 9 – это вскрытие улья, а затем переезд пасеки на другое место.
Подробно о том, как мультидатчик ВМ011 работает и обрабатывает частотный спектр звучания пчел в улье с примерами можно почитать в статье "О чем жужжат пчелы?". Конкретные примеры, приведенные в статье, показывают примеры с потерей матки, роением, принятием матки и т.д.
Пасечные весы BS010, входящие в систему мониторинга Апипульс были специально разработаны по запросу промышленных пчеловодов и представляют из себя не классическую платформу, а брусок сечением 5 х 5 см и длиной 50 см, который можно легко установить под улей любой массы силами одного человека, всего лишь слегка наклонив его. Для того, чтобы улей стоял горизонтально под противоположную часть улья устанавливается обычный деревянный брусок. Пасечные весы Апипульс предназначены для ульев массой до 200 кг и имеют точность 100 грамм. В приложении на данный момент показываются графики половины массы улья, температуры и относительной влажности окружающей среды. Весы так же снабжены QR-кодом, для облегчения прямого доступа к данным из приложения.
Пасечные весы BS010, входящие в систему мониторинга Апипульс были специально разработаны по запросу промышленных пчеловодов и представляют из себя не классическую платформу, а брусок сечением 5 х 5 см и длиной 50 см, который можно легко установить под улей любой массы силами одного человека, всего лишь слегка наклонив его. Для того, чтобы улей стоял горизонтально под противоположную часть улья устанавливается обычный деревянный брусок. Пасечные весы Апипульс предназначены для ульев массой до 200 кг и имеют точность 100 грамм. В приложении на данный момент показываются графики половины массы улья, температуры и относительной влажности окружающей среды. Весы так же снабжены QR-кодом, для облегчения прямого доступа к данным из приложения.
В ближайшее время будет готово обновление приложения, которое позволит показывать привес относительно времени обнуления весов после установки, например магазинных рамок. Так же возможно будет объединить двое весов для показа точного полного веса, например в случае использования ульев-лежаков.
Система мониторинга пчелиных ульев Апипульс помимо использования приложения для смартфона, позволяет смотреть графики и делать настройки через интернет-браузер на компьютере. Вэб-интерфейс полностью повторяет функционал приложения за исключением сканирования QR-кода для быстрого прямого доступа к данным датчиков.
Система мониторинга пчелиных ульев Апипульс помимо использования приложения для смартфона, позволяет смотреть графики и делать настройки через интернет-браузер на компьютере. Вэб-интерфейс полностью повторяет функционал приложения за исключением сканирования QR-кода для быстрого прямого доступа к данным датчиков.