Автоматическая система для круглогодичного наблюдения за жизнедеятельностью пчелиных семей

 

Сущность изобретения: в каждом улье размещены матрицы, составленные из размещенных на рамках датчиков температуры , первые выводы которых присоединены к общему проводу вощинодержателя, вторые выводы подсоединены к входам коммутатора датчиков рамки, общие провода вощинодержателей рамок подсоединены к входам коммутатора рамок, по результатам замера температуры определяют изометрические зоны и по их размещению и площади рассчитывают необходимые параметры. Данные каждого датчика температуры преобразуются в частоту, которая измеряется ЭВМ 1, вычисляется температура, данные датчиков калибруются, ЭВМ 1 накапливает температурную информацию всех ульев пасеки , обеспечивает автономный режим работы . По запросу выводятся на экран дисплея (телевизора) реально протекающие жизненные процессы в форме, удобной для понимания пчеловодом. 14 ил. СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 01 К 57/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР () yiicj ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889334/15 (22) 06.11.90 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Курское производственное объединение "Счетмаш" (72) А,Ф.Рыбочкин и А.С.Чугунов (53) 638.141.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1588344,,кл. А 01 К 57/00, 1990. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ

КРУГЛОГОДИЧНОГО НАБЛЮДЕНИЯ ЗА

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ПЧЕЛИНЫХ

СЕМЕЙ (57) Сущность изобретения: в каждом улье размещены матрицы, составленные из размещенных на рамках датчиков температуры, первые выводы которых присоединены

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности может быть применено при содержании пчелиных семей для дистанционного без нарушения микроклимата пчелиного гнезда наблюдения их развития и состояния в процессе зимовки.

Цель изобретения — упрощение обслуживания и снижение себестоимости системы.

На фиг. 1 приведена структурная схема системы; на фиг, 2 — принципиальная схема генератора, управляемого по частоте; на фиг. 3-12 — системный алгоритм наблюдения за жизнедеятельностью пчелиных семей; на

„„5U ÄÄ 1739927 А1 к общему проводу вощинодержателя, вторые выводы подсоединены к входам коммутатора датчиков рамки, общие провода вощинодержателей рамок подсоединены к входам коммутатора рамок, по результатам замера температуры определяют изометрические зоны и по их размещению и площади рассчитывают необходимые параметры, Данные каждого датчика температуры преобразуются в частоту, которая измеряется

ЭВМ 1, вычисляется температура, данные датчиков калибруются, ЭВМ 1 накапливает температурную информацию всех ульев. пасеки, обеспечивает автономный режим работы. По запросу выводятся на экран дисплея (телевизора) реально протекающие жизненные процессы в форме, удобной для понимания пчеловодом. 14 ил. фиг. 13-14 — алгоритм калибровки датчиков рамок ул ьев.

Автоматическая система для круглогодичного наблюдения за жизнедеятельностью пчелиных семей содержит ЭВМ 1 с магнитным накопителем и дисплеем, коммутатор 2 ульев, выполненный на микросхеме К 591 КН2, дешифратор 3, ульи 4, генератор 5, управляемый по частоте, ком.мутатор 6 датчиков, счетчик 7 датчиков, коммутатор 8 рамок (коммутаторы 6 и 8 выполнены на микросхеме К591 КН2), блок

9 питания с управляемым включением, пчелиные рамки 10 улья, информационная шина 11 датчиков, проволока 12

1739927

15

25

55 вощинодержателя, выход 13 генератора 5, управляемого по частоте, улья 4, общий провод14, вход15управления включением блока 9 питания улья, тактирующий вход 16, улья 4, аналоговый выход 17 коммутатора 2 ульев, адресная шина 18, Генератор 5, управляемый по частоте, содержит конденсатор 19, резистор 20, микросхему 21 К574 УД1, резисторы 22-24, стабилитроны 25 и 26, резисторы 27 и 28.

Автоматическая система для круглогодичного наблюдения за жизнедеятельностью пчелиных семей работает следующим образом.

Запитывается ЭВМ 1 с магнитным накопителем, дисплеем от сети или автономного источника питания. Улья 4 снабжены автономными источниками 9 питания с управлением включения — выключения. Коммутатор

2 ульев, дешифратор 3 запитываются от

ЭВМ 1. Система может использовать режим постоянного подключения. Для расширения возможности автоматизированного наблюденияя можно использовать печатающее устройство, на котором автоматически фиксируются все изменения и отклонения в пчелосемьях. По запросу оператора (пчеловода) организуется 2 режима работы; ручной и автоматический. При ручном режиме система (фиг. 1) включается эпизодически по запросу пчеловода. Как только система (фиг. 1) получит данные температуры с датчиков температуры рамок 10 ульев 4, переходят к просмотру информации о всех ульях

Просмотр осуществляют на экране дисплея или на экране бытового телевизора. В автоматическом режиме при постоянном включении система работает самостоятельно с периодической записью на магнитный носитель (дискетка или магнитная лента, если используется бытовой магнитофон), происходит накапливание данных с датчиков 10 рамок ульев 4, Организуется накопительный банк данных наблюдений как за одной пчелосемьей, так и за всей пасекой в течение какого-то определенного времени, Для работы с системой в случае использования накопителя бытового магнитофона необходимо иметь минимум две кассеты, на которых должно быть записано; на первой кассете — программа системы, алгоритм фиг. 3-12, данные калибровки датчиков рамок 10 ульев 4; на второй кассете — текущие данные значений температур с датчиков 10 рамок ульев 4.

После загрузки системной программой (алгоритм фиг, 3-12) ЭВМ 1 готова к работе.

Запуск системы начинается с включения коммутатора 2 ульев 4 дешифратора 3, Автоматически или вручную проверяется первый улей 4. В ручном режиме можно выбрать любой улей 4, Дешифратор 3 выдает по первой шине 15 сигнал, включающий блок 9 питания.

Блок 9 питания выдает питающие напряжения на генератор 5, управляемый по частоте 3, коммутатор 6 датчиков, счетчик 7 датчиков, коммутатор 8 рамок. Генератор 5, управляемый по частоте, начинает выдавать частоту, которая зависит от сопротивления подключенного датчика рамки 10 улья 4, выполненного в виде терморезисторэ. Генерируется частота с выхода 13 генератора 5, управляемого по частоте улья 4, поступает на первую шину коммутатора 2 ульев, а с выхода 17 коммутатора 2 ульев поступает на приемный порт ЭВМ 1, далее ЭВМ 1 по программе и значению принимаемой частоты вычислит значение температуры, фиксируемой соответствующим датчиком рамки

10 улья 4. По тактовой шине 16 ЭВМ 1 подает тактирующие импульсы на тактирующий вход улья 4. Коммутатор 6 датчиков поочередно подключает датчики первой рамки 10 улья 4, Информация с датчиков поступает на коммутатор 6 датчиков по информационной шине 11 датчиков, Счетчик 7 датчиков подсчитывает количество датчиков рамки 10, Как только выставится значение последнего датчика, счетчик 7 датчиков выдает тактирующий сигнал нэ коммутатор 8 рамки, произойдет подключение второй по порядку рамки 10. Далее процесс съема температурных значений со второй рамки 10 повторяется, Если в улье 4 просмотрены шесть рамок 10, а остальные шесть рамок 10 отсутствуют, генератор 5, управляемый по частоте, не работает, ЭВМ 1 воспринимает ситуацию как отсутствие температурной информации, т.е. отсутствие остальных шести рамок 10. Для того, чтобы получить достоверную температурную информацию, один из выбранных датчиков рамки 10 улья 4 кэлибруется с помощью ртутного термометра, необходимые корректуры погрешностей изменения вводятся в программу измерения, Осуществляют калибровку всех датчиков рамок 10 всей пасеки до заселения улья 4 пчелами. Калибровка датчиков рамок 10 может осуществлена как одной вновь добавляемой рамки 10 в улей 4, так и рамок 10 вновь создаваемой семьи нового улья 4. Одним из методов калибровки датчиков является метод усредненных значений, сущность которого заключается в следующем. Пчеловод задает номер улья 4, который надо рассмотреть, и номер рамки 10, датчики которой необходимо калибровать (фиг. 13 и 14 позиции 1,2), Переключение номера рамки 10

1739927

15

40

55 данного улья 4 в системе осуществляется автоматически согласно специфике архитектурного построения системы. Считывается информация с датчиков рамок 10 в ОЗУ

ЭВМ 1 согласно количеству датчиков, т.е. одна рамка 10, один блок информации, вторая рамка 10 второй блок информации и т.д.

Затем вычисляется среднее значение показаний каждого датчика рамки 10 и всего улья 4 в целом (фиг. 14, позиция 8).

Значения показаний при калибровке датчиков, хранящиеся в ОЗУ ЭВМ 1, являются временным банком данных и при работе ЭВМ 1 не сохраняются, а в таблице находятся значения Х ср. и Х (фиг. 14, позиции 9 и 10), которые хранятся в ОЗУ ЭВМ 1 в течение всего времени работы. Таблица служит для сравнения показаний датчиков рамок 10 в рабочем режиме. Таблица на один улей 4 при 16 датчиках температуры на одну рамку 10 занимает память 192 байта, На абсолютную ошибку отклонений также отводится 192 байта (информация одного датчика при изменении соответствует 1 байту), Оценочно вся таблица "эталонных" значений датчиков рамок 10 всей пасеки на 16 ульев будет 16 Х (192+ 192) = 5471 байт. Если в качестве ЭВМ 1 используется бытовой компьютер, объем оперативной памяти его составляет 64 кбайт. Следовательно, в памяти ЭВМ 1 всегда будет находиться эталонный массив значений и текущий массив значений датчиков рамок 10 всех ульев 4, Текущий массив знацений может заменяться путем чтения новых значений с датчиков или вызываться с накопителя по имени, для просмотра на экране дисплея картинок и вычисленных значений содержания пчелосемей с последующим тиражированием (записью на магнитный носитель дискету, магнитную ленту) для хранения банков данных. В памяти ЭВМ 1 на текущий период работы будет содержаться программа (алгоритм фиг. 3 — фиг. 12), массив калибровки пасеки с абсолютными разбросами датчиков и текущий массив данных (считанной с датчиков рамок 10 или с архива магнитного накопителя).

После того, как произойдет запуск системы (фиг. 1), начинается инициация коммутатора 2 ульев, дешифратора 3 (фиг. 3 позиция О), производится загрузка массива калибровки датчиков рамок 10 ульев 4 (на ленте имя "KALIB". фиг. 3, позиция I). B случае отсутствия массива калибровки данных на дисплее (телевизоре) индицируется соответствующая информация, Данные калибровки датчиков рамок 10 находятся постоянно в ОЗУ ЭВМ 1 в виде таблиц.

Система (фиг. 1) обеспечивает считывание данных с рамок 10, просмотр и запись на магнитный носитель. После проведенной инициации (фиг. 3, позиция О) ЭВМ 1 на выходе порта адресная шина 18 выставляет коды адресов, определяющих подключение выбранных ульев 4. Выбираются режимы работы (фиг, 3 позиция 3). Данные о пасеке (фиг, 3 — фиг. 7) режим I, позиции 13, 14, 15-19) позволяют загружать значения каждого датчика рамок 10 в ОЗУ ЭВМ 1 для дальнейшего просмотра всех остальных ульев 4 на экране дисплея (телевизора). Режим 2 (фиг. 7 и 8 — данные из архива) подобен режиму 1, только загрузка данных (массива) осуществляется с магнитного носителя при условиях, что данные были записаны ранее(если магнитный носитель лента, то архив Мл фиг. 7 и 8, позиции 20-24). Режим 3 (фиг. 8, позиции 25-27) является основным режимом и служит для визуального просмотра содержимого пасеки. Запись данных (массива) на магнитный носитель, Режим 4 (фиг. 9, позиции 30-33) служит для создания архива данных содержимого пасеки по времени. Режим 5 (фиг, 10, позиции

34-39 — калибровка) обеспечивает калибровку каждого датчика пасеки с вычислением абсолютного разброса значений и при необходимости диагностику датчиков. Режим 6 (фиг, 11, фиг. 12 позиции 40-50) — для автоматического просмотра данных содержимого пасеки по заданию пчеловода и в отсутствие пчеловода с частотой просмотра содержимого пасеки с последующей записью данных наблюдений на магнитный носитель (дискета, магнитная лента).

При работе системы в режиме 6 (фиг. 11 и 12) в памяти ЭВМ 1 будет находится блок данных наблюдений за пчелосемьями. При наличии ЭВМ 1 с большей памятью часть массива архива (текущего дня, недели и т.д.) можно расположить в ОЗУ ЭВМ 1. Увеличение числа ульев 4 до 50-100 ведет к увеличению объема оперативной памяти Э ВМ 1, что уже ведет к возможности применения ЭВМ

1 более высокого класса.

Формула изобретения

Автоматическая система для круглогодичного наблюдения за жизнедеятельностью пчелиных семей, содержащая размещенные на ульевых рамках с вощинодержателями датчики температуры, выполненные в виде матриц, измерительный орган, коммутаторы ульев, рамок и датчиков температуры, блоки питания и ЭВМ, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения себестоимости изготовления и обслуживания, она снабжена дешифратором, а измерительный орган каждого улья выполнен в

1739927 виде управляемого по частоте генератора, при этом сетки вощинодержателей соединены между собой, с первыми выводами датчиков температуры и с канальными входами коммутатора рамок, а вторые выводы датчи- 5 ков температуры подключены к канальным входам коммутатора датчиков рамки, причем управляющие входы управляемого по частоте генератора связаны с выходами коммутаторов датчиков и рамок, общие вы- 10 воды управляемых по частоте генераторов всех ульев подсоединены к общему проводу дешифратора, коммутатора ульев и к системному входу 3ВМ, выходы управляемых по частоте остальных 2,3,4,...,п ульев подключены к 2,3,4,...,n входам коммутатора ульев, выход которого соединен с системным входом 3ВМ, информационная шина которой связана с адресной шиной коммутатора ульев и адресной шиной дешифратора, кроме того, тактирующий выход 3ВМ подсоединен к тактирующим входам коммутаторов датчиков и счетным входам счетчиков датчиков, выходы которых подключены к тактирующим входам коммутаторов рамок, при этом выходы дешифратора соответственно 1,2,3,...,n связаны с управляющими входами блоков питания.

1739927

1739927

1739927

1739927

1739927

1739927

1739927

24

1739927

Режим 5

Nuz Л7

Режим 6

1739927

1739927

1739927

1739927

Составитель

Техред М,Моргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор Н.Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2027 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5