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摘要：该研究旨在解决传统蜂箱存在的维护困难、病害易发、监控不足等问题。首先，通过添加环境监测系统实现蜜蜂群健康状况和环境参数的实时监控，提高管理效率；其次，设计并研发智能化蜂箱蜜蜂蜜采集系统，以自动化采集蜜蜂蜜，避免损失蜜蜂和影响下一年产量。具体包括设计蜜蜂蜜采集装置和温度监测传感器，并建立智能化蜂箱温度监测，该研究为改善蜂箱管理和蜂蜜采集效率提供了新的技术解决方案。

关键词：智能；自动化采蜜；温湿度检测

1.引言

随着现代农业技术的发展，蜜蜂养殖业在我国具有重要的经济和生态意义。然而，传统蜂箱在养蜂过程中存在着诸多问题，如难以维护、易患病、产量不稳定、监控困难等。这些问题不仅影响了蜜蜂养殖的效率和质量，也直接影响了养蜂者的收益和生计。因此，研发一种智能化蜂箱系统，能够解决传统蜂箱存在的问题，提高养蜂效率和管理水平，对于促进蜜蜂产业的可持续发展具有重要意义。本论文旨在通过设计和研发智能化蜂箱系统，解决传统蜂箱存在的难以维护、易患病、产量不稳定、监控困难等问题。具体目标包括：设计智能化蜂箱蜜蜂蜜采集系统，实现蜜蜂蜜的自动化采集，提高采集效率和减少损失；研发智能化蜂箱温度监测传感器，实现对蜂箱内外温度的实时监测。

中华蜜蜂养殖特点与需求分析中蜂是我国土生土长的蜂种，最大的优点是自生能力强，不靠人工饲喂也可以生存。对蜂箱环境的温度、湿度等要求较高。面向中华蜜蜂的智能化蜂箱需要具备更高的温度控制精度和环境监测能力。

2.关键机构的参数以及控制方案

2.1齿轮以及齿条参数

齿轮的参数：模数 0.25，齿数10，压力角20，面宽1，标称轴直径0.8。

齿条的参数：模数0.25，齿距高度 1.5，压力角 20，面宽1，长度8。

2.2 电动机的参数

减速电动机具有结构紧凑、体积小，可适应恶劣工作环境，轻量化设计传动精度高的优点，能够爆发出强大扭矩，其扭矩对于蜂巢的上下移动足矣。我们选取了恒讯的12GA-N20减速电动机。

减速电机参数如表2-3所示。

2.3 开发板的选择

选用ESP32微处理器作为核心，搭配DRV8833电机驱动模块，结合Blinker平台实现远程控制电机的正反转来打开蜂箱门具有多重优势。首先，ESP32具备强大的处理能力和丰富的通信接口，可轻松实现与DRV8833的连接和控制。其次，Blinker平台提供了便捷的物联网服务，可实现远程控制、实时监控和数据反馈，为用户提供了更便利的操作体验。此外，ESP32的灵活性和易扩展性使得系统可以轻松集成其他传感器，实现更多功能。最重要的是，开发过程简单高效，适合快速搭建智能蜂箱等物联网应用场景，为用户带来便利和智能化体验。

2.4 传感器选择以及性能要求

主要包括：

温度测量：具备宽泛的测量范围（如-10℃～60℃），保证在此区间内的测量精度达到±；0.5℃或更高。

湿度测量：涵盖0%～99%RH的相对湿度测量范围，精度在±；5%RH以内。

数据更新：支持实时监测，每分钟或更短周期上报一次温湿度数据。

稳定耐用：传感器必须适应蜂箱环境的变化，具备良好的耐候性、稳定性和抗干扰能力。

低功耗运行：为节省能源，设备在工作状态下应能进入低功耗模式

报警机制：当检测到蜂箱内温度超出预设阈值时，可立即触发警报并通过无线方式发送给用户，实现远程实时监控与预警功能。

综上所述，我们选择了DHT22温湿度传感器。

2.5 应用程序辅助管理系统的开发与应用

在智能化蜂箱管理的应用场景中，利用ESP32作为核心控制器，结合Blinker App和物联网平台，构建一个智能蜂箱管理系统。该系统能实时收集蜂箱内部的温度和湿度数据，并通过温湿度传感器传输到Blinker云端。蜂农可在Blinker App中查看和分析数据，实现环境条件调整。系统可自动分析数据并实现温度报警，提高管理效率和准确性，助力现代农业发展。

3.自动化采蜜技术设计与实现

我们知道传统的蜂巢从外面看巢房为正六边形一个个紧密排列。这种结构造成了我们在取蜂蜜的时候，需要将一整块巢穴拿下来，往往造成的结果会损失大量蜜蜂，还也会影响到下一年的产量，所以我们设计了一款新型蜂巢，跟传统蜂巢相比较，其由多块半蜂巢结构构成。

当蜂巢原本的形状发生改变，此时蜂蜜便会流出到蜂箱里。并且会通过蜂箱底部导蜜管流出，我们在流出口将其收集起来便可完成蜂蜜的收集。而齿轮齿条机构具有结构简单，传动效率高等优点，所以我们选择了齿轮齿条传动。当我们给减速电机下发指令，电机旋转，通过齿轮齿条传动，就可以将原本的蜂巢形状发生改变（图2-2）。

4.研究成果总结

本研究通过设计和研发智能化蜂箱系统，解决了传统蜂箱存在的难以维护、易患病、难以监控等问题。通过智能化蜂箱蜜蜂蜜采集系统的设计与研发，实现了蜜蜂蜜的自动化采集，提高了采集效率和减少了损失。同时，通过智能化蜂箱温度监测传感器的研发与实现，实现了对蜂箱内外温度的实时监测。

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