專利名稱：無線信號的圖像蜂箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種無線信號的圖像蜂箱，屬于電子技術(shù)和農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蜜蜂養(yǎng)殖是指人工方式養(yǎng)殖蜜蜂，以生產(chǎn)各種產(chǎn)品，產(chǎn)品主要包括蜂蜜、花粉、蜂膠、蜂蠟等。隨著現(xiàn)在人們生活水平和對生活質(zhì)量的要求日益提高。人們對富含大量營養(yǎng)的蜂產(chǎn)品越來越青睞，巨大的消費需求促使蜜蜂養(yǎng)殖業(yè)得到飛速的發(fā)展。而在養(yǎng)蜂養(yǎng)殖業(yè)上，一直存在著怎么才能方便地隨時查看蜜蜂蜂箱內(nèi)蜜蜂的生活情況而又對蜜蜂正常的生活又不構(gòu)成影響的問題，如果要查看蜜蜂，現(xiàn)在的方法都是人工打開蜂箱蓋，用手提起蜂框，用肉眼直接觀察。但是在寒冷的天氣或者蜂箱處于運輸過程，這樣去做對蜜蜂來講可能會帶來不良甚至是致命的影響。同時蜜蜂對蜂箱里生活的溫度也有很大的要求，正常時蜂王分泌信息素控制工蜂們正常工作，但當(dāng)溫度超過35°C時，蜜蜂便很少出巢采蜜，而是聚集在巢內(nèi)用翅膀扇風(fēng)降溫。這時蜂群的聚集，不僅使箱內(nèi)的溫度不斷升高，還會引起巢內(nèi)二氧化碳增多，二氧化碳阻礙了“蜂王信息素”的傳遞，工蜂們沒有了蜂王的指令，會錯誤地認為蜂王不用再飼喂；蜂王得不到工蜂的飼喂，也會錯誤地認為不用再產(chǎn)卵了。在錯誤信息地影響下，蜂王和工蜂都會積極準備分家，這樣就會形成分蜂熱。所以蜂箱內(nèi)溫度監(jiān)測非常重要。現(xiàn)在隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷進步，通過背光照明技術(shù)、高感光技術(shù)等的發(fā)展，已改善了 CMOS圖像傳感器的圖像質(zhì)量。CMOS圖像傳感器具有體積小、功耗低、速度快的特點，并且每一個感光元件都可完成最終的數(shù)字輸出，所得數(shù)字信號可直接送交微控制器處理。同時溫度傳感 器也有了很大的發(fā)展，已能完成準確的測定和數(shù)字信號的輸出，而GPRS的無線傳播更方便了數(shù)據(jù)的傳輸。本實用新型的目的在于實現(xiàn)一種能實時的監(jiān)測蜜蜂蜂箱內(nèi)狀況的技術(shù)，通過高清微型CMOS圖像傳感模塊、溫度傳感模塊的圖像和溫度信號的輸出及微控制器(MCU)的處理，可得到蜂箱內(nèi)蜜蜂活動情況的圖像或圖片和蜂箱內(nèi)溫度變化，向用戶及時有效地反映蜂箱內(nèi)情況。同時本實用新型還設(shè)置有圖像和信息的SD卡存儲功能及GPRS的無線傳播，方便了數(shù)據(jù)的交換和使用。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有蜜蜂養(yǎng)殖業(yè)在監(jiān)測蜜蜂在蜂箱內(nèi)活動情況的不足。本實用新型結(jié)合微控制器(MCU)和高清微型圖像傳感模塊、溫度傳感模塊，提出了一種專門用于監(jiān)察蜂箱內(nèi)蜜蜂活動和環(huán)境變化情況的監(jiān)測系統(tǒng)。使用該系統(tǒng)時，無需打開蜂箱蓋，便可通過安裝在箱體內(nèi)圖像傳感框條上的圖像傳感模塊獲得蜜蜂活動情況的圖像，同時系統(tǒng)也可將蜂箱內(nèi)的蜂群活動情況拍攝成圖片。通過這些圖像，可以做到在任何情況下都能查看蜜蜂在蜂箱內(nèi)活動情況。而溫度傳感模塊的使用，更能進一步使用戶能及時掌握蜂箱內(nèi)溫度的變化情況。不僅如此，由于使用了低照度的圖像傳感模塊，在陰天也能獲得清楚的圖像。系統(tǒng)還設(shè)置有紅外LED，方便在夜晚時，用于進行蜜蜂圖像的獲取。本無線信號的圖像蜂箱由傳統(tǒng)蜂箱和微型圖像傳感模塊、溫度傳感模塊、主控電路盒和電源及信號線組成；主控電路盒上設(shè)置有SD卡存儲接口、蜂鳴器、數(shù)碼溫度顯示和發(fā)射天線；主控電路盒內(nèi)設(shè)置有微控制器、信號處理和控制電路及GPRS模塊。本無線信號的圖像蜂箱主控電路盒內(nèi)的圖像微控制器采用臺灣聯(lián)詠的NT96632，NT96632的主要特點是內(nèi)部具有圖像處理模塊，支持1080P、720P高清H.264視頻編碼；具有30Fps清晰流暢的視頻圖像和出色的壓縮比；可支持雙路攝像頭同時攝像及雙路同時編碼；可搭配100萬、500萬等多種像素的COMS圖像傳感器；內(nèi)部集成HDMI輸出接口 ；同時具有先進的圖像處理技術(shù)和電子防抖技術(shù)，支持ISO靈敏度自動適應(yīng)；支持白平衡自動適應(yīng)；支持大容量高速SD卡，支持USB 2.0讀寫。本實用新型的無線通信是采用GPRS模塊來實現(xiàn)，采用了 MlO型GPRS模塊，MlO是一款GSM/GPRS四頻模塊，可以很方便的嵌入到應(yīng)用中。MlO具有工業(yè)標準接口，支持GSM/GPRS850/900/1800/1900MHZ的語音、短信、數(shù)據(jù)傳輸和傳真等功能，及有小尺寸、低功、價格便宜的特點。本實用新型的微型圖像傳感模塊采用美國OmniVision公司的0V2720，它是微型的高清低照度CMOS圖像傳感器。0V2720主要針對攝像頭、筆記本電腦和上網(wǎng)本等攝像應(yīng)用而設(shè)計。0V2720是以該公司1.4微米“OmniBSI”背面照度技術(shù)為基礎(chǔ)，可提供HD高質(zhì)量的圖像，同時0V2720尺寸僅有1/6英寸，厚度僅為3.5_，符合微型的尺寸要求。而通過使用OmniBSI背照式CMOS技術(shù)，0V2720的低光照敏感度為業(yè)界領(lǐng)先的680mV/luX-sec，可有效提升在照明狀況不佳條件下的拍攝效果。本實用新型的溫度傳感模塊采用Sensirion公司的SHT75芯片，它是一款高度集成的溫度傳感器芯片，提供全量程標定的數(shù)字輸出，不需外圍元件直接輸出經(jīng)過標定了的溫度數(shù)字信號。它采用 專利的CMOSensTM技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與穩(wěn)定性。其芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括I個能帶隙材料型溫度傳感器，傳感信號經(jīng)過放大器放大后，由一個分辨率為14位的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。SHT75電源電壓適用范圍寬:2.4 5.5V。測量精度高:溫度的精度為±0.3°C (在20°C時)。本實用新型的微型圖像傳感模塊安裝在圖像傳感框條上，圖像傳感框條不固定，可自由安置于不同的巢框之間，方便觀察不同位置蜂群的活動情況。同時在微型圖像傳感模塊旁設(shè)置有兩只紅外LED，方便在光線較暗時使用。

圖1是無線信號的圖像蜂箱的總體圖，其中的I是傳統(tǒng)蜂箱的箱體，2是紗窗、3是溫度傳感模塊，4是微型圖像傳感模塊，5是紅外LED，6是圖像傳感框條，7是巢框，8是主控電路盒，9是SD卡存儲接口，10是電源及信號線，11是蜂鳴器，12是數(shù)碼溫度顯示，13是發(fā)射天線。圖2是無線信號的圖像蜂箱的系統(tǒng)原理電路圖。圖3是GPRS模塊電路圖。
具體實施方式
[0017]結(jié)合附圖，下面具體說明無線信號的圖像蜂箱的工作和電路情況。系統(tǒng)工作時，溫度傳感模塊采集蜜蜂蜂箱內(nèi)的溫度信息，轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號并傳輸給微控制器，微控制器驅(qū)動并以數(shù)碼LED方式顯示溫度，并將溫度值保存于存儲器中，同時可根據(jù)用戶設(shè)置來確定是否要啟動報警和GPRS發(fā)送信息。而微型圖像傳感模塊采集蜂箱內(nèi)的圖像信息，是先將采集的圖像信息傳遞給微控制器，并通過微控制器內(nèi)部的圖像處理引擎進行處理。處理后的圖像信息保存于SD卡內(nèi)。同時根據(jù)用戶的設(shè)置，自動確定是否要將圖片通過GPRS無線發(fā)射模塊發(fā)送至用戶的接收端。如果用戶設(shè)定為發(fā)射模式，系統(tǒng)就會將保存的溫度和圖片信息以MMS形式發(fā)送給用戶。蜂箱內(nèi)圖像的獲取過程中，在夜晚或陰暗的天氣時，可通過開啟兩只紅外LED，就能更清楚的觀察和取得蜜蜂活動的圖像。本無線信號的圖像蜂箱的溫度傳感模塊SHT75與微控制器C8051F120的連接是通過C8051F120的2個I/O 口分別與傳感器SHT75四只引腳中用于通信的SCK引腳和DATA引腳相連，并實現(xiàn)通信及數(shù)據(jù)的傳輸。0V2720同時支持并行或移動行業(yè)處理器接口(MIPI)接口，支持自動曝光，自動白平衡、自動濾光、自動灰階校準，可輸出8bit或IObit原生RGB數(shù)據(jù)，除可拍攝1080p 30FPS全高清視頻外，還可向下兼容VGA 120FPS或QVGA 240FPS等不同格式的視頻拍攝。主控電路盒的數(shù)碼溫度顯示使用的顯示模塊采用的是MAX7219芯片。MAX7219芯片是美國MAX頂公司出品的新型緊湊型、可編程共陰極LED數(shù)碼管的驅(qū)動芯片，MAX7219芯片的外圍接口電路簡單，使用方便，僅需3根I/O 口線便可驅(qū)動多塊LED進行顯示。GPRS模塊通過本身集成的AT命令實現(xiàn)發(fā)送麗S信息的功能。為了省電，通過MCU的I/O端口控制GPRS模塊的PWRKEY的高低電平，可使GPRS模塊只有在發(fā)送麗S信息時啟動，平時模塊不啟動。
·[0024]本實用新型著眼于技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展的需要，可對蜜蜂進行全面的監(jiān)測，方便并實時地監(jiān)測蜜蜂的活動狀況，為用戶提供一個理想的監(jiān)測平臺，經(jīng)試驗表明該系統(tǒng)具有較強的可行性和穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1.一種無線信號的圖像蜂箱，其特征是:由傳統(tǒng)蜂箱和微型圖像傳感模塊(4)、溫度傳感模塊(3)、主控電路盒(8)和電源及信號線(10)組成；主控電路盒(8)上設(shè)置有SD卡存儲接口(9)、蜂鳴器(11)、數(shù)碼溫度顯示(12)和發(fā)射天線(13);主控電路盒內(nèi)設(shè)置有微控制器、信號處理和控制電路及GPRS模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線信號的圖像蜂箱，其特征是:其主控電路盒內(nèi)的微控制器采用臺灣聯(lián)詠的NT96632芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線信號的圖像蜂箱，其特征是:其微型圖像傳感模塊(4)采用美國OmniVision公司的0V2720。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線信號的圖像蜂箱，其特征是:其GPRS模塊采用MlO型GPRS模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線信號的圖像蜂箱，其特征是:其微型圖像傳感模塊(4)安裝在圖像傳感框 條(6)上，圖像傳感框條不固定，可自由安置于不同的巢框之間。
專利摘要本實用新型涉及一種無線信號的圖像蜂箱，無線信號的圖像蜂箱由傳統(tǒng)蜂箱和微型圖像傳感模塊、溫度傳感模塊、主控電路盒和電源及信號線組成；主控電路盒上設(shè)置有SD卡存儲接口、蜂鳴器、數(shù)碼溫度顯示和發(fā)射天線；主控電路盒內(nèi)設(shè)置有微控制器、信號處理和控制電路及GPRS模塊。針對目前蜜蜂養(yǎng)殖業(yè)上存在的監(jiān)測蜂箱內(nèi)蜜蜂活動情況的困難，本實用新型可對蜂箱內(nèi)蜜蜂進行全面的監(jiān)測，方便實時地監(jiān)測蜜蜂的活動狀況和蜂箱內(nèi)的溫度，并可無線傳輸數(shù)據(jù)，為用戶提供一個理想的監(jiān)測平臺，具有很好的可行性和較大的經(jīng)濟價值。
文檔編號A01K47/00GK203087245SQ20132013270
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者汪建, 高志華, 孫希媛 申請人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 汪建