本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種蜂巢恒溫調(diào)控機(jī)理檢測裝置。

背景技術(shù)：

溫度是氣候因素中對蜜蜂生命活動影響最大 寒冷季節(jié)，蜜蜂緊縮總體呈橢球狀分布，在溫暖季的因素n ，而蜜蜂對蜂巢內(nèi)溫度具有調(diào)節(jié)能力，在溫暖季節(jié)，蜜蜂散開在各張巢脾上呈近乎均勻分布。尤其在其繁殖后代的時候，蜂巢內(nèi)基本維持在最適宜蜂卵孵化的溫度。濕度對蜜蜂胚胎期、配后期發(fā)育以及對蜂巢內(nèi)的溫度皆有一定的影響，進(jìn)而全面、準(zhǔn)確、有效地采集蜂箱內(nèi)部溫濕度數(shù)據(jù)對于研究蜂巢的恒溫調(diào)控機(jī)理具有重要意義。

對于蜂巢內(nèi)部溫濕度檢測方法，國內(nèi)有檢測蜂巢內(nèi)的溫濕度技術(shù)，存在如下缺陷：1)探頭體積過大，不利于安裝；2)一個點(diǎn)或幾個點(diǎn)不能代表蜂巢內(nèi)部溫濕度空間變化；3)太大的體積改變了蜂巢原生態(tài)環(huán)境，測得結(jié)果不能正確反映實(shí)際蜂群生態(tài)情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了確保了蜜蜂生長處于原生態(tài)環(huán)境，設(shè)計了一種蜂巢恒溫調(diào)控機(jī)理檢測裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

蜂巢恒溫調(diào)控機(jī)理檢測裝置由溫濕度采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳送模塊、計算機(jī)等部分構(gòu)成。每個溫濕度傳感器陣列由l0個高精度微型溫濕度傳感器SHT21組成，采集的溫濕度信號經(jīng)SHT21轉(zhuǎn)換成為脈沖信號，直接送人STC12C5A60S2單片機(jī)中，單片機(jī)作為下位機(jī)的控制核心，接收上位機(jī)發(fā)來的命令信號，控制傳感器陣列及外部傳感器采集蜂箱內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)，采集的結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)傳送模塊以無線通信方式或有線通信方式傳送至計算機(jī)。

所述的溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計對蜂箱內(nèi)30個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行溫濕度信息采集，由溫濕度傳感器陣列、通訊模塊和溫濕度傳感器等構(gòu)成。

所述的溫濕度傳感器采用尺寸超小的數(shù)字溫度和濕度傳感器SHT21。

所述的溫濕度傳感器陣列是利用空間及平面對稱設(shè)計將傳感器懸吊于蜂箱內(nèi)巢脾與巢脾的間隙中，2個縫隙中的l0個高精度微型溫濕度傳感器SHT21組成一個溫濕度傳感器陣列，由STC12C5A60S2單片機(jī)控制。

所述的通訊模塊實(shí)現(xiàn)了有線通信方式和無線通信方式傳送下位機(jī)采集的溫濕度數(shù)據(jù)。有線通信方式使用標(biāo)準(zhǔn)RS一232接口，無線通信方式選擇DTK2617A-Zigbee無線模塊，需將波特率、模塊節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行設(shè)置，本系統(tǒng)設(shè)置1個Coordination類型和3個Router類型，Coordination與PC機(jī)相連，Router與單片機(jī)相連。

本發(fā)明的有益效果是：

蜂巢恒溫調(diào)控機(jī)制不僅是蜂學(xué)研究的熱點(diǎn)問題，而且對人類認(rèn)知、環(huán)境改造具有重要的借鑒價值。本采集系統(tǒng)準(zhǔn)確、有效、全面地采集了蜂箱內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，將蜂箱內(nèi)的溫濕度與蜂箱外的溫濕度進(jìn)行對比，直觀地顯示蜂巢的恒溫現(xiàn)象。本系統(tǒng)對采集的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存，為后續(xù)研究蜂巢恒溫調(diào)控機(jī)制提供了有力的理論依據(jù)，具有重要的。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。

圖2是傳感器典型電路。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，蜂巢恒溫調(diào)控機(jī)理檢測裝置由溫濕度采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳送模塊、計算機(jī)等部分構(gòu)成。每個溫濕度傳感器陣列由l0個高精度微型溫濕度傳感器SHT21組成，采集的溫濕度信號經(jīng)SHT21轉(zhuǎn)換成為脈沖信號，直接送人STC12C5A60S2單片機(jī)中，單片機(jī)作為下位機(jī)的控制核心，接收上位機(jī)發(fā)來的命令信號，控制傳感器陣列及外部傳感器采集蜂箱內(nèi)外溫濕度數(shù)據(jù)，采集的結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)傳送模塊以無線通信方式或有線通信方式傳送至計算機(jī)。系統(tǒng)設(shè)計對蜂箱內(nèi)30個監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行溫濕度信息采集，由于蜂箱內(nèi)部空間有限且基本維持在一個恒定溫度，就需要選擇一款微型、高精度溫濕度傳感器，本系統(tǒng)選取尺寸超小的數(shù)字溫度和濕度傳感器SHT21作為測量溫濕度部件。SHT21是Sensirion公司推出的一款尺寸超小的數(shù)字濕度和溫度傳感器，口 尺寸只有3x3 mill，高度為1．1mm，采用DFN3—0封裝方式，經(jīng)過完全標(biāo)定，提供I c數(shù)字接口，數(shù)字通信可大大降低功耗，正常工作狀態(tài)，功耗可在3 w以內(nèi)，傳感器典型相對濕度精度±2％(20％～80％)，溫度精度±0．3~C(25—42~C)。傳感器引腳包括供電電壓VDD、地線VSS、串行數(shù)據(jù)SDA、串行時鐘SCL4個引腳，使用時需將VDD與VSS之間接一個去耦電容，控制器與SDA、SCL之間接上拉電阻，以保證控制器驅(qū)動SDA和SCL在低電平。傳感器內(nèi)部設(shè)置的分辨率為相對濕度12位，溫度14位，SDA輸出數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成2個字節(jié)的數(shù)據(jù)包，本采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有線通信方式和無線通信方式傳送下位機(jī)采集的溫濕度數(shù)據(jù)。有線通信方式使用標(biāo)準(zhǔn)RS一232接口，該接口是單片機(jī)與PC機(jī)進(jìn)行通信最常用的一種接口，但串口不能直接與單片機(jī)相連，需要選用MAX232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，其線路連接簡單，傳輸電纜最長約為15131H 。無線通信方式選擇DTK2617A-Zigbee無線模塊，需將波特率、模塊節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行設(shè)置，本系統(tǒng)設(shè)置1個Coordination類型和3個Router類型，Coordination與PC機(jī)相連，Router與單片機(jī)相連。其接口電路與有線通信方式相同，采用三線制法，即接收數(shù)據(jù)引腳RXD與發(fā)送數(shù)據(jù)引腳TXD相連，彼此交叉，形成交叉線。

如圖2所示，為研究蜂巢恒溫調(diào)控機(jī)制，要求在蜂群原生態(tài)環(huán)境下檢測蜂箱內(nèi)所需監(jiān)測點(diǎn)的溫濕度信息。結(jié)合蜂箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用空間及平面對稱設(shè)計將傳感器懸吊于蜂箱內(nèi)巢脾與巢脾的間隙中，2個縫隙中的l0個高精度微型溫濕度傳感器SHT21組成一個溫濕度傳感器陣列，由STC 12C5A60S2單片機(jī)控制。設(shè)計將傳感器懸吊于蜂箱脾與脾之間的縫隙中，所以本系統(tǒng)設(shè)計用傳感器的典型電路引出VDD，SDA，VSS，SCL這4根線連接至主控制器。為方便電路設(shè)計，分別用標(biāo)號l，2，3，4對應(yīng)VDD，SDA，VSS，SCL。由于STC12C5A60S2單片機(jī)不具備串行1 c總線接口，故使用通用I／O口線來虛擬串行l(wèi) C總線，但單片機(jī)各引腳之間存在微小的干擾，經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)測得P0.0與P0.1、P0.2與P0.3、P.4與P0.5、P0.6與PO.7、P1.2與P1.3、P1．4與P1.5、P1.6與P1.7、P2.0與P2.1、P3.4與P3.5、P3.6與P3.7之間互不干擾。