Умный улей, Тымкив, Худасова

АКТУАЛЬНОСТЬ ИДЕИ (ПРОБЛЕМАТИКА)
Сокращение количества пчел;
Сокращение пчеловодов;
Множество неучтенных внешних факторов, губительных для пчел;
Необходимость популяризации пчеловодства среди молодежи;
Недостаточная проработанность новых методов, пригодных для пчеловодства;
Недостаточное количество на рынке it-инструментов, используемых в исследованиях (в том числе детских), в области пчеловодства.

Улей – искусственное специальное жилище пчел. Ульи отличаются конструктивными особенностями, вместительностью, удобством применения, риском возникновения роения (деление пчелиной семьи на части), быстротой роста пчелиной семьи и так далее. Наиболее распространенный улей дадановской системы представлен на рисунке.
УСТРОЙСТВО ПЧЕЛИНОГО УЛЬЯ

Медоносные пчелы - обладают одной из самых сложных систем феромонной связи, встречающихся в природе, обладая 15 известными железами, которые вырабатывают множество соединений. Эти химические вещества-мессенджеры, выделяемые маткой, трутнем, рабочей пчелой или рабочей пчелой-кладкой, чтобы вызвать реакцию у других пчел.
СОСТАВ И ФУНКЦИИ ПЧЕЛИНОЙ СЕМЬИ
СОСТАВ И ФУНКЦИИ ПЧЕЛИНОЙ СЕМЬИ

натурное моделирование возникающих в жизни пчел ситуаций по принципу «здесь и сейчас»;
совмещение аппаратно-программной части и «дома для пчел» с учетом их взаимного влияния и соблюдения принципа «не навреди» *
*особое внимание будет уделено уменьшению воздействия на пчелосемью высокочастотного излучения, связанного с передачей данных для исследований.
вредитель
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ПРОЕКТА

Основные технические характеристики аппаратно-программной платформы
материал корпуса улья – экструдированный пенополистирол, дерево, пластик;
напряжение питания -12/24 вольта;
измеряемые физические величины – влажность, температуры (многозонная), вибрации, звук, магнитные характеристики и др.;
интерфейс для связи с пользователем – проводной (LAN) и беспроводной (Bluetooth);
наличие web сервера – да;
потребляемая мощность (без учета исполнительного устройства моделирования ситуаций и нагревательного элемента )- не более 50 Вт;
архитектура системы управления – распределенная;
количество измерения температуры – не менее трех;
функция измерения веса - да;
функция поддержания температуры посредством нагревательного элемента– да;
функция принудительной вентиляции – да;
функция архивирования данных – да;
функция подачи раздражителя - да;
функция вибрации – да;
функция генерации запаха – да.
функция подогрева - да
ДЕЙСТВУЮЩИЙ ОБРАЗЕЦ УМНОГО УЛЬЯ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ УДАЛЕННОЙ РЕГИСТРАЦИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ДАННЫХ И АКТИВАЦИИ «РАЗДРАЖИТЕЛЕЙ»

Основные технические характеристики мобильного программного обеспечения системы «умный улей»
1. Наличие системы моделирования производственных ситуаций на пасеке при помощи составления визуально-блочных событийных алгоритмов, направленных на исследование жизнедеятельности пчел и их поведения на различные внешние события;
2. Наличие функции просмотра визуализированной информации об экологическом состоянии ульев, окружающей среды и иных технических параметров;
3. Наличие функции получения уведомлений о нештатных ситуациях (экологические показатели за пределами нормы, образование роения пчёл или их болезней и прочее).
4. Обеспечение соединения с микропроцессорной системой через Bluetooth-соединения и сети Интернет для управления микропроцессорной системой;
5. Наличие функции обучения пчеловодству путём получения информации и контроля знаний через модульное обучение;
6. Способ построения эксперимента учащимися - Scratch-подобный блочный визуальный подход (у существующих решений отсутствуют функции протяженного эксперимента. Знакомый многим школьникам Scratch и его проектируемый аналог позволит с лёгкостью подойти к запуску эксперимента с пчелами).
7. Функция отображения статистики изменения отдельных параметров, в том числе во времени - да.
8. Интерфейс IoT-контроллера - Wi-Fi (или Bluetooth).
9. Взаимодействие с внешним миром - набор аналоговых и цифровых входов-выходов.
10. Питание IoT-контроллера - аккумуляторная батарея с напряжением 5 вольт и внешний блок питания.
ВОЗМОЖНОСТЬ УДАЛЕННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С УМНЫМ УЛЬЕМ ПОСРЕДСТВОМ МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
(ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕД СУЩЕСТВУЮЩИМИ АНАЛОГАМИ)
Существующие программные аналоги ("Пчелиный дом" - Сколково, "SmartBeeHive" - Новосибирск) имеют лишь частичную программную реализацию данного проекта.
Решения, полученные в результате выполнения данного проекта, позволят учащимся организовать полноценный пассивный и активный эксперимент в области пчеловодства; получить исчерпывающийся набор данных для проведения всестороннего анализа особенностей жизнедеятельности пчел, а также применить прогрессивные методы обработки данных.
Также создаваемое изделие позволит:
исследовать перепады температуры;
исследовать роение и заболевания пчел;
исследовать поведение пчел при нападении хищных насекомых или животных;
исследовать реакцию пчел на воздействие окружающей среды;
позволит обеспечить проведение научных работ на основе статистических данных, полученных при моделировании различных ситуаций.

ТЕКУЩИЙ СТАТУС ПРОЕКТА
На данный момент проект частично реализован в рамках выпускной квалификационной работы. Проект продолжает развитие в процессе выполнения магистерской диссертации. На данном этапе реализованы следующие задачи:
обеспечение соединения с микроконтроллерной системой через сеть Интернет для управления микроконтроллерной системой;
наличие функции фиксирования технических данных микроконтроллерной системой (температура, влажность, углекислый газ, угарный газ, стабильное положение улья, уровень звука);
наличие функции отображения технических параметров на мобильном приложении в режиме реального времени;
наличие возможности удаленного воздействия на экосистему улья;
наличие функции обучения пчеловодству путём получения справочной информации о пчеловодстве.

ДЕМОНСТРАЦИЯ РАБОТЫ ТЕКУЩЕЙ ВЕРСИИ
(МОБИЛЬНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ)

ДЕМОНСТРАЦИЯ РАБОТЫ ТЕКУЩЕЙ ВЕРСИИ
(ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С МИКРОКОНТРОЛЛЕРНОЙ СИСТЕМОЙ)