基于Power BI的智能蜜蜂管理的建立和應(yīng)用

賀明 賀海平│文

廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院，南寧530021

現(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步，為傳統(tǒng)的蜜蜂養(yǎng)殖管理提供了新的科學(xué)管理解決方案[1-3]，有報(bào)道使用新一代AI蜂箱，單箱蜂蜜產(chǎn)值可提高30%[4]。目前市場的智能蜂箱已能提供蜂箱的GPS定位、蜂箱溫度、濕度、震動(dòng)、聲音、重量和蜜蜂出入頻率的每天實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，使養(yǎng)蜂從經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)精細(xì)管理的轉(zhuǎn)型提供了便利的條件。如何管理和使用智能蜂箱提供這大量的數(shù)據(jù)，分析并獲取科學(xué)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)蜜蜂的養(yǎng)殖是現(xiàn)階段的一個(gè)重要和急需填補(bǔ)的內(nèi)容。本文用微軟Power BI進(jìn)行這方面的嘗試，現(xiàn)報(bào)告如下：

一、材料和方法

1.養(yǎng)殖地點(diǎn)

養(yǎng)殖地為于某城市的中心，臨靠經(jīng)改造和綠化后的城市排水溪水溝；蜂種為中華蜜蜂；蜂箱為格子箱，采用單王飼養(yǎng)。

2.監(jiān)控設(shè)備

視頻監(jiān)控采用無線家用超高清夜視wifi無線監(jiān)控?cái)z像頭，對巢門蜜蜂出入監(jiān)控。使用天府蜂谷大蜂慧AIot智能監(jiān)控設(shè)備（購買）實(shí)行蜂箱24小時(shí)監(jiān)控，將記錄自動(dòng)上傳到云服務(wù)器，并定期下載每天的數(shù)據(jù)。

3.支持軟件

Microsoft Power BI Desktop版本：2.96.901.0 64-bit（2021年8月）。

4.數(shù)據(jù)來源及結(jié)構(gòu)

（1）蜜蜂活動(dòng)的數(shù)據(jù)來源于智能蜂箱每天記錄的數(shù)據(jù)；本地歷史天氣數(shù)據(jù)來源于全國歷史天氣查詢，數(shù)據(jù)爬取地址：http://www.tianqihoubao.com/lishi。

（2）活動(dòng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括蜂場、蜂箱編號(hào)、監(jiān)控的時(shí)間、箱內(nèi)溫濕度、蜂箱重量、蜜蜂進(jìn)出量、聲音頻率、聲音分貝和震動(dòng)等數(shù)據(jù)；本地歷史天氣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括日期、最高氣溫、最低氣溫、天氣狀況和風(fēng)力風(fēng)向等。

5.數(shù)據(jù)導(dǎo)入及整理

蜜蜂活動(dòng)的數(shù)據(jù)從指定網(wǎng)站登錄后下載每天數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為Excel文件，合并的Excel文件，直接通過“獲取數(shù)據(jù)”功能，導(dǎo)入到Power BI平臺(tái)。

本地歷史天氣數(shù)據(jù)通過Power BI的Power Query編輯器先建立城市列表包括城市、城市拼音、開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，填入要獲取城市及時(shí)間，通過內(nèi)置函數(shù)動(dòng)態(tài)抓取相應(yīng)城市及時(shí)間的歷史天氣數(shù)據(jù)。

查看以上各列數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)還是比較規(guī)整的，沒有發(fā)現(xiàn)異常值，無需進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗。根據(jù)需要通過“添加列-提取”等 功能，添加例如日期、小時(shí)等列，用作后面維度等分析使用。應(yīng)用查詢確定后，蜜蜂活動(dòng)記錄表和城市歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)入到分析平臺(tái)。

6.數(shù)據(jù)建模和結(jié)果展現(xiàn)

將蜜蜂活動(dòng)記錄表和城市歷史天氣數(shù)據(jù)表通過日期關(guān)聯(lián)起來，根據(jù)需求建立各種度量值，kpi值，并展現(xiàn)圖表，分析數(shù)據(jù)。

二、結(jié)果

建模后的平臺(tái)，可根據(jù)需要擴(kuò)展更多的功能和數(shù)據(jù)挖掘。目前實(shí)現(xiàn)的主要功能：

1.主頁面

主要用于展現(xiàn)最關(guān)心的蜂場和蜂箱的總體內(nèi)容。通過選擇蜂場和蜂箱來展示當(dāng)前養(yǎng)殖的天數(shù)，蜂箱的重量以及蜂箱的重量變化的趨勢，并通過點(diǎn)擊主頁面展示的內(nèi)容，可鏈接并深入展開顯示關(guān)心的內(nèi)容（圖1）。

圖1

2.蜜蜂每日的變化曲線

通過選擇時(shí)間段來展示蜂箱的0到24小時(shí)箱內(nèi)溫度、濕度、蜂箱重量、蜜蜂進(jìn)出量、聲音頻率、聲音分貝的變化曲線，主要用于分析不同年、月、日一天不同時(shí)間蜜蜂的活動(dòng)規(guī)律（圖2）。

圖2

3.蜜蜂每月的變化曲線

通過選擇時(shí)間段來展示蜂箱的每日箱內(nèi)溫度、濕度、蜂箱重量、蜜蜂進(jìn)出量、聲音頻率、聲音分貝的變化曲線，主要用于分析不同年、月每日蜜蜂的活動(dòng)規(guī)律。

4.每月的詳細(xì)數(shù)據(jù)匯總

通過選擇時(shí)間段來展示蜂箱的箱內(nèi)溫度、濕度、蜂箱重量、蜜蜂進(jìn)出量、聲音頻率、聲音分貝的數(shù)據(jù)匯總，主要用于了解蜜蜂各數(shù)值的變化情況。

5.城市天氣狀況和風(fēng)力風(fēng)向與蜜蜂出入量，重量差展現(xiàn)

通過選擇時(shí)間段來展示城市天氣狀況和風(fēng)力風(fēng)向與蜜蜂出入量，重量差的關(guān)系，主要用于分析城市天氣與蜜蜂活動(dòng)的規(guī)律（圖3）。

圖3

6.城市溫度與蜂箱溫度對比曲線

通過選擇時(shí)間段來展示城市的最高溫度、最低溫度與蜂箱溫度的最高溫度、最低溫度的變化曲線，主要用于分析當(dāng)?shù)販囟扰c蜂箱溫度的關(guān)系（圖4）。

圖4

7.顯示報(bào)警

通過kpi儀表盤報(bào)警包括箱內(nèi)溫度、蜂箱震動(dòng)、聲音、蜜蜂出入量異常變化等內(nèi)容。

8.顯示影響蜜蜂出入量的關(guān)鍵影響因素分析結(jié)果

圖表方式動(dòng)態(tài)顯示溫度、濕度、聲音和氣候等因素對蜜蜂出入量的影響（圖5）。

圖5

三、討論

養(yǎng)蜂業(yè)為農(nóng)業(yè)中重要的組成部分和重要產(chǎn)業(yè)。目前，由于沒有先進(jìn)的技術(shù)手段，廣大蜂農(nóng)采用的仍是傳統(tǒng)的蜂箱，依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行蜜蜂養(yǎng)殖和管理[2]，存在兩個(gè)突出的問題：如何實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖模式的標(biāo)準(zhǔn)化和管理的科學(xué)化。本研究采用格子箱土養(yǎng)方式利于養(yǎng)殖模式的標(biāo)準(zhǔn)化和簡單化,養(yǎng)殖模式的統(tǒng)一，蜜蜂活動(dòng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就有規(guī)律和可比性。加上使用先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和管理工具—智能蜂箱和商用智能軟件進(jìn)行管理，能很好的解決上述問題。

蜜蜂智能監(jiān)控蜂箱是近年才出現(xiàn)的設(shè)備（尤其是蜜蜂進(jìn)出量的記錄，以往是沒有的），對其產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)如何管理，如何分析和挖掘數(shù)據(jù)，獲得蜜蜂行為和活動(dòng)的規(guī)律，指導(dǎo)科學(xué)精細(xì)的管理仍是一片空白。對大數(shù)據(jù)分析和處理，Power BI具有強(qiáng)大的功能，可為數(shù)據(jù)分析提供從源頭到末端的全流程服務(wù)[5]，在實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)查詢，kpi及數(shù)據(jù)挖掘有強(qiáng)大的性能。我們采用該工具對養(yǎng)殖蜜蜂的管理，是一個(gè)新的嘗試，建模后的系統(tǒng)，大可管理跨地域的多個(gè)蜂場，小到只管理一個(gè)蜂箱。隨著時(shí)間的推移數(shù)據(jù)量的增多，利用軟件強(qiáng)大的功能擴(kuò)展性，不斷增加新的功能，從中挖掘出更多的蜜蜂活動(dòng)規(guī)律信息，顯示更多的優(yōu)勢，同時(shí)為養(yǎng)蜂管理提供一個(gè)有益的經(jīng)驗(yàn)。