[PROJEKT MAJA: SZCZEGÓŁY] Wireless Hive Monitoring System na STM32

W artykule przedstawiamy informacje na temat projektu MAJA, który został nagrodzony przez firmę STMicroelectronics w konkursie “STM32 Internet-of-Things Design Challenge” (pisaliśmy o nagrodzonych w notce). Projekt został opracowany przez studentów z Koła Naukowego Elektroników z AGH, pod adresem można obejrzeć film wprowadzający do nagrodzonego rozwiązania.

W ostatnich latach także w Polsce obserwuje się coraz częstsze przypadki zagadkowego znikania pszczół miodnych z uli. Zjawisko przebiega bardzo gwałtownie, wystarczy kilka dni, by po rodzinie pszczelej niemal nie pozostało śladu. Póki co nie istnieją dowody jednoznacznie wskazujące przyczyny takiego stanu rzeczy. Należy podkreślić, że pszczoły są niezmiernie ważne dla światowego rolnictwa i zasobów żywieniowych. Albert Einstein powiedział kiedyś, że gdy pszczoły wyginą, rodzajowi ludzkiemu pozostaną tylko 4 lata.

Najważniejszym celem projektu Maja jest stworzenie w pełni automatycznego systemu monitorowania rodzin pszczelich, który mógłby dać nam odpowiedź jak lepiej możemy chronić pszczoły przed wyginięciem. Nowe technologie z dziedziny sieci sensorowych dają możliwość lepszej obserwacji natury. Dzięki projektowanej platformie pomiarowej możliwa będzie szybka ocena stanu pasieki bez wnikliwego przeglądu każdej z rodzin, co daje możliwość wprowadzania nowych metod zarządzania pasieką. Z uwagi na specyfikę pszczelarstwa platforma przyjmuje charakter bezprzewodowej sieci kontrolno-pomiarowej możliwej do zastosowania również w miejscach oddalonych od aglomeracji (łąki, pola uprawne, lasy) i pozbawionych stałego źródła zasilania, czy łączności z szerokopasmową siecią telekomunikacyjną.

Urządzenie może działać samodzielnie, jak również w większych sieciach lokalnych, system wówczas przyjmuje postać zespołu jednostek pomiarowych rozmieszczonych w ulach oraz bazy głównej zajmującej się lokalną akwizycją danych i łącznością ze światem. Wbudowany modem GSM umożliwia przesyłanie tych danych do centralnego serwera, jak również daje pszczelarzowi możliwość ciągłej kontroli nad parametrami  pasieki gdziekolwiek się znajduje z poziomu telefonu komórkowego lub komputera. W przypadku naruszenia ula (np. alarm kradzieżowy) lub innych zaobserwowanych zjawisk wymagających bezpośredniej interwencji pszczelarza zostanie wysłany sms z informacją na wybrany podczas konfiguracji numer telefonu. Zadaniem jednostki pomiarowej jest obsługa czujników znajdujących się w ulu i przekazywanie danych do bazy głównej za pośrednictwem lokalnej łączności w nielicencjonowanym paśmie ISM. Pomiarom podlegają takie parametry jak wilgotność, temperatura, waga ula, ruch, czy poziom hałasu. Wszystkie te informacje pozwalają określić w dużym przybliżeniu zmiany jakie zachodzą w rodzinach pszczelich. Przykładowo, zdrowe pszczoły starają się utrzymywać stałą temperaturę wewnątrz ula niezależnie od warunków panujących na zewnątrz, obserwacja wagi ula daje pszczelarzowi cenną informację o pojawiających się pożytkach co przy szybkiej reakcji pozwala zwiększyć zbiory miodu. Najciekawszym i najbardziej innowacyjnym podejściem wydaje się analiza widma akustycznego ula, które pozwala również obserwować obecność matki pszczelej lub nastroje rojowe, co może uchronić przed wyrojeniem się pszczół z ula i późniejszym poszukiwaniom lub całkowitą utratą danej rodziny pszczelej. Projekt jest oparty na platformie mikrokontrolerów STM32 co daje duże możliwości obliczeniowe oraz zgodność z najnowszymi standardami panującymi na rynku przy niskim zużyciu energii. Po opracowaniu wstępnych rozwiązań sprzętowych dalsze prace koncentrują się na poprawianiu urządzenia w oparciu o testy w terenie i sugestie pszczelarzy oraz stworzeniu środowiska przetwarzania zebranych danych pomiarowych, dzięki czemu możliwe będzie zestawienie szczegółowych analiz na przestrzeni czasu.

Najmocniejszymi stronami systemu ma być mobilność, łatwość integracji z ulami występującymi na rynku, możliwość wykorzystania podstawowych funkcji z poziomu wiadomości sms, odporność na czynniki zewnętrzne, długi czas pracy na akumulatorach, jak również możliwość udostępniania zebranych danych dla zewnętrznych jednostek badawczych np. w celu stworzenia ogólnopolskiego systemu powiadamiania o zagrożeniach dla pasiek na danych terenach.
Wojciech Sojka, Koordynator projektu Maja

 

 

 

Autor: