سیستم نظارت بر کلونی زنبورهای بدون نیش با کمک اینترنت اشیا

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی لاتین

نویسندگان

• راس جان آرندلا ¹
• رابرت آلن ابورا ¹
• ادوین آربولدا ^{1، 2}
• جوزف لوئیس مایکل راموس ¹
• میشل بونو ²
• دیکسون دیمرو ²

¹ گروه کامپیوتر، الکترونیک و مهندسی برق، دانشکده مهندسی و فناوری اطلاعات، دانشگاه ایالتی کاویت، ایندانگ (پردیس اصلی)، ایندانگ، کاویت، فیلیپین

² مرکز تحقیقات، نوآوری، تجارت و توسعه زنبور عسل (BRITE)، دانشگاه ایالتی کاویت، ایندانگ، کاویت، فیلیپین

https://doi.org/10.22067/jam.2024.86261.1222

چکیده

هدف از توسعه سیستم نظارت بر کلونی‌های زنبورهای بدون نیش با اینترنت اشیا، ارائه اطلاعات در لحظه درباره دما، رطوبت و وزن کندو برای مقابله با اختلال فروپاشی کلونی (CCD) ناشی از مداخله انسان در زنبورداری است. همچنین بهبود روش‌های فعلی نظارت بر زنبورها و نظارت موثرتر و کارآمدتر از دیگر اهداف این سیستم هستند. سیستم نظارتی همچنین دارای یک سیستم خنک‌کننده آب برای حفظ دمای مطلوب زنبورهای بدون نیش (Tetragonula Biroi) است. این سیستم همچنین دارای داشبورد کاربر برای نظارت از راه دور بوده و هنگام فرارسیدن زمان برداشت به زنبوردار اطلاع می‌دهد. این دستگاه بر روی میکروکنترلر ESP8266MOD ساخته شده و از Arduino Mega 2560 R3 برای سیستم کنترل دریچه آب استفاده شده است. داده‌های دما و رطوبت با سنسور DHT22 و وزن کندو با لودسل‌های متصل به آمپلیفایر HX711 جمع‌آوری شدند. برای تست سیستم، داده‌های به‌دست‌آمده از سیستم با اندازه‌گیری دستی به مدت دو ماه و با استفاده از MAPE مقایسه شدند و در نتیجه، دقت سیستم به‌ترتیب 98.74 و 97.89 درصد برای دما و رطوبت محیط اندازه‌گیری شد. همچنین دقت 95.92 درصد برای وزن کندو و 93 درصد برای سیستم کنترل شیر آب به‌دست آمد. کندوهای مجهز به سیستم نظارت اینترنت اشیا 3.414 درصد وزن بیشتری نسبت به کندوهای عادی به‌دست آوردند که نشان‌دهنده‌ی موفقیت پژوهش در دستیابی به اهداف خود می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

• پارامترهای محیطی
• پایش از راه دور
• سیستم نظارت اینترنت اشیا
• کلونی زنبورهای بدون نیش
• وزن کندو

موضوعات

• مهندسی سامانه‌های کشاورزی (گلخانه، پرورش ماهی، تولید قارچ)

©2025 The author(s). This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

مراجع

1. Afrin, S., Haneefa, S. M., Fernandez-Cabezudo, M. J., Giampieri, F., Al-Ramadi, B. K., & Battino, M. (2019). Therapeutic and preventive properties of honey and its bioactive compounds in cancer: an evidence-based review. Nutrition Research Reviews, 33(1), 50-76. https://doi.org/10.1017/s0954422419000192
2. Alebachew, G. W. (2018). Economic Value of Pollination Service of Agricultural Crops in Ethiopia: Biological pollinators. Journal of Apicultural Science, 62(2), 265-273. https://doi.org/10.2478/jas-2018-0024
3. Ali, N. M. a. a. C., Ilias, N. B., Rahim, N. N. A., Shukor, N. S. a. A., Adom, N. a. H., Saad, N. M. A., & Hassan, N. M. F. A. (2023). Development of Artificial Stingless Bee Hive Monitoring using IoT System on Developing Colony. Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology, 33(2), 254-268. https://doi.org/10.37934/araset.33.2.254268
4. Biesmeijer, J. C., Hartfelder, K., & Imperatriz-Fonseca, V. L. (2006). Stingless bees: biology and management. Apidologie, 37(2), 121-123. https://doi.org/10.1051/apido:2006020
5. Chan-Rodríguez, D., Ramón-Sierra, J., Lope-Ayora, J., Sauri-Duch, E., Cuevas-Glory, L., & Ortiz-Vázquez, E. (2012). Antibacterial properties of honey produced by Melipona beecheii and Apis mellifera against foodborn microorganisms. Food Science and Biotechnology, 21(3), 905-909. https://doi.org/10.1007/s10068-012-0118-x
6. Chowdhury, B. S., & Raghukiran, N. (2017). Autonomous Sprinkler System with Internet of Things. 12, 5430-5432.
7. Edwards-Murphy, F., Magno, M., Frost, A., Long, A., Corbett, N., & Popovici, E. (2013). Demo Abstract: SmartSync; When Toys meet wireless sensor Networks. In Lecture notes in electrical engineering (pp. 91–96). https://doi.org/10.1007/978-3-319-03071-5_11
8. Fitzgerald, D. W., Murphy, F. E., Wright, W. M. D., Whelan, P. M., & Popovici, E. M. (2015). Design and development of a smart weighing scale for beehive monitoring. 2015 26^th Irish Signals and Systems Conference (ISSC). https://doi.org/10.1109/issc.2015.7163763
9. Harun, A., Zaaba, S., Kamarudin, L. M., Zakaria, A., Farook, R. S. M., Ndzi, D. L., & Shakaff, A. Y. M. (2015). Stingless Bee Colony Health Sensing Through Integrated Wireless System. Journal Teknologi, 77(28). https://doi.org/10.11113/jt.v77.6798
10. Honeybees vs stingless bees - The real difference (2020) mybeeline. Available at: https://www.mybeeline.co/en/p/honeybees-vs-stingless-bees-difference.
11. Jalil, M. a. A., Kasmuri, A. R., & Hadi, H. (2017). Stingless Bee Honey, The Natural Wound Healer: a review. Skin Pharmacology and Physiology, 30(2), 66-75. https://doi.org/10.1159/000458416
12. Johannsen, C., Senger, D., & Kluss, T. (2020). A DIY sensor kit, Gaussian processes and a multi-agent system fused into a smart beekeeping assistant. 2020 16th International Conference on Intelligent Environments (IE), 92-99. https://doi.org/10.1109/ie49459.2020.9154974
13. Kiros, W., & Tsegay, T. (2017). Honey-bee production practices and hive technology preferences in Jimma and Illubabor Zone of Oromiya Regional State, Ethiopia. Acta Universitatis Sapientiae Agriculture and Environment, 9(1), 31-43. https://doi.org/10.1515/ausae-2017-0003
14. Kulkarni, P., & Ozturk, Y. (2010). mPHASiS: Mobile patient healthcare and sensor information system. Journal of Network and Computer Applications, 34(1), 402-417. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2010.03.030
15. Kwapong, P., Aidoo, K., Combey, R., & Karikari, A. (2010). Singless Bees Importance, Management and Utilisation (1st ed.), Unimax Macmillan Ltd. http://zoologie.umons.ac.be/hymenoptera/biblio/01500/KwapongStinglessbeebookpdf.pdf
16. Magno, M., Tombari, F., Brunelli, D., Di Stefano, L., & Benini, L. (2009). Multimodal Abandoned/Removed Object detection for low power video surveillance systems. 2009 Sixth IEEE International Conference on Advanced Video and Signal Based Surveillance, 188-193. https://doi.org/10.1109/avss.2009.72
17. Man, M., Bakar, W. a. W. A., & Razak, M. a. B. B. A. (2019). An Intelligent Stingless Bee System with Embedded IoT Technology. International Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), 8(3), 264-269. https://doi.org/10.35940/ijrte.c4124.098319
18. Ochoa, I. Z., Gutierrez, S., & Rodriguez, F. (2019). Internet of Things: Low cost monitoring BeeHive system using wireless sensor network. 2019 IEEE International Conference on Engineering Veracruz (ICEV). https://doi.org/10.1109/icev.2019.8920622
19. Özbalci, B., Boyaci, İ. H., Topcu, A., Kadılar, C., & Tamer, U. (2012). Rapid analysis of sugars in honey by processing Raman spectrum using chemometric methods and artificial neural networks. Food Chemistry, 136(3-4), 1444-1452. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.09.064
20. Rosli, H. A., Malik, N. A., & Ahmad, Y. A. (2022). IoT based monitoring system for stingless bees colony in IIUM. Journal of Physics Conference Series, 2312(1), 012088. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2312/1/012088
21. Roubik, D. W. (2014). Stingless bees (Kiwot) in the Philippines Pollination by Honeybees in the Philippines. http://beephilippines.info/stingless-bees/
22. Sforcin, J. M. (2016). Biological properties and therapeutic applications of propolis. Phytotherapy Research, 30(6), 894-905. https://doi.org/10.1002/ptr.5605
23. Talavera, J. M., Tobón, L. E., Gómez, J. A., Culman, M. A., Aranda, J. M., Parra, D. T., Quiroz, L. A., Hoyos, A., & Garreta, L. E. (2017). Review of IoT applications in agro-industrial and environmental fields. Computers and Electronics in Agriculture, 142, 283-297. https://doi.org/10.1016/j.compag.2017.09.015
24. Tesfa, A., & Kebede, A. (2013). Assessment of Current Beekeeping Management Practice and Honey Bee Floras of Western Amhara, Ethiopia’, Research Gate.
25. Yaacob, M., Rajab, N., Shahar, S., & Sharif, R. (2017). Stingless bee honey and its potential value: a systematic review. Food Research, 2(2), 124-133. https://doi.org/10.26656/fr.2017.2(2).212
26. Yunus, M. a. M. (2017). Internet of Things (IoT) application in meliponiculture. International Journal of Integrated Engineering, 9(4). https://penerbit.uthm.edu.my/ojs/index.php/ijie/article/download/2016/1222
27. Yusof, Z. M., Billah, M. M., Kadir, K., Ali, A. M. M., & Ahmad, I. (2019). Improvement of honey production: A smart honey bee health monitoring system. 2019 IEEE 6th International Conference on Smart Instrumentation, Measurement and Applications (ICSIMA 2019), 1-5. https://doi.org/10.1109/icsima47653.2019.9057336
28. Zabasta, A., Zhiravetska, A., Kunicina, N., & Kondratjevs, K. (2019). Technical implementation of IoT concept for bee colony Monitoring. 2022 11^th Mediterranean Conference on Embedded Computing (MECO), 1-4. https://doi.org/10.1109/meco.2019.8760180