低成本太阳能物联网系统在沙特养蜂业分布式蜂群监测与管理中的应用研究

《Sustainability》：Toward Resilient Rural Resource Governance: A Cost-Effective, Data-Driven IoT System for Sustainable Beehive Monitoring and Management

　　养蜂业处于一个极具挑战性的交叉领域：它对广大服务不足的农村地区具有重要经济价值，但可用于管理的工具却很少能匹配这一规模。本文提出了一种低成本、太阳能供电的物联网系统，旨在填补这一空白。该系统并未将蜂箱管理视为狭隘的农业问题，而是将其作为一个分布式、数据驱动的资源共享治理案例进行研究。每个蜂箱配备了基于ESP32的传感器节点，用于监测温度、湿度和等效CO₂（eCO₂），而太阳能供电的基站则提供GPS定位和入侵检测功能。所有组件通过分层无线架构相互连接：100米的2.4 GHz射频传感器链路将单个蜂箱节点连接到太阳能供电的基站，基站再通过120米的Wi-Fi或蜂窝上行链路将汇总后的遥测数据转发至云端。该系统在拥有五只蜂箱和两个太阳能供电基站的活跃养蜂场中进行了评估，连续运行两周无故障，包括黑暗时段。传感器由四层后端架构提供支持，可将原始读数转化为实时警报和监控仪表板，为养蜂协会和农业主管部门提供决策支持层。模块化后端使这些机构能够协调运营，如农药喷洒计划和各分支间的蜂箱密度，同时为未来整合基于人工智能的分析和额外的传感模态奠定了实用的软件基础。综合来看，研究结果提出了一种实用、低成本的模型，可将具有韧性、可持续的资源监测扩展到农村和农业环境，与沙特阿拉伯的养蜂业直接相关，并在类似部署中具有潜在应用价值。