Die akustische Überwachung eines Bienenvolks erscheint zunächst recht einfach. Ein Mikrofon kann in den Deckel direkt über der Abdeckfolie
platziert werden. Zeitgesteuert werden dann automatisch Aufnahmen mit vorgegebener Länge gemacht, die als wav - Dateien
abgespeichert werden und zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung stehen. Vorzugsweise wird zu einer Zeit aufgenommen, zu der eine klar definierte
Aktivität der Bienen vorliegt, etwa immer um 23:00
Alle Bienen im Stock,
Kaum / keine Störgeräusche von außen ( standortabhängig )
Verfälscht werden können die Ergebnisse durch :
nasse Tracht, die getrocknet werden muss,
hohe ( Außen ) temperaturen, die Ventilation erfordern
niedrige Außentemperaturen, die die Bienen in die Traube zwingen
Dass die Position für das Mikrofon nicht optimal ist, wird spätestens dann klar, wenn der erste oder gar zweite Honigraum
aufgesetzt werden muss. Die endgültige Lösung wird wohl ein Mikrofon an der Rückseite einer Brutzarge sein, also an der Stelle,
an der man auch horchen oder ein Stethoskop andrücken würde. Nach wenigen Tagen ist aber schon klar, dass ein Loch in der
Zarge, das nach der Aufnahme wieder wie bei Eddie Woods mit einem Abflussstopfen verschlossen werden muss, nicht erforderlich ist.
Andernfalls wären auch aktuelle Lösungen basierend auf dem Apidictor völliger Humbug. Unter anderem gibt es heute Apps für das
IPhone, die, wie oben angedacht, ohne Bohrungen auskommen. Die Praxis gestaltet sich also wesentlich einfacher als bei der Temperaturmessung.
Die wav - Dateien kann man zwar hören, aber nicht unmittelbar ansehen. Sie müssen zunächst über eine "schnelle Fourier - Transformation"
( FFT ) in eine Summe von Sinus - und Cosinusschwingungen zerlegt werden. Anschließend werden die "interessanten"
Frequenzbereiche mit ihren jeweiligen Intensitäten isoliert. Das Resultat, der Frequenzbereich zwischen 180 und 300 Hz, kann
dann im zeitlichen Verlauf - z.B. über einen Monat - in einer 3D - Grafik dargestellt werden. Hier sind die schwarmrelevanten
Daten zu finden. Ein weiterer Bereich von 300 - 550 Hz beinhaltet das Tuten und Quaken.
Wer mehr über die Grundlagen einer akustischen Überwachung von Bienenvölkern erfahren will, kann das übrigens z.B. bei
Eddie Woods nachlesen.
Hier nur soviel :
Fächern einer Biene ( 4,5 Tage alt ) : 285 Hz
Fächern einer Biene ( 6 Tage alt ) : 225 Hz
Fächern einer Biene ( 9+ Tage alt ) : 190 Hz
Diese, zunächst letzte Baustelle ist auch die anspruchsvollste des Projekts :
Sehr viel Zeit hat es mich gekostet, die tägliche Aufnahme der wav - Dateien stabil zu machen. Das entsprechende Programm musste
ständig neu gestartet werden, weil es nach einer Serie erfolgreicher Aufnahmen am Folgetag abstürzte. Es war schließlich ein Anfängerfehler : Die
Datenbank kappte nach einiger Zeit die Verbindung, weil sie nur einmal am Tag - und damit über einen zu langen Zeitraum nicht - genutzt wurde.
Die Lösung dieses Problems verschaffte mir die nötige Zeit für die Fourier - Transformation und die graphische Darstellung ihrer
Ergebnisse
Die wav - Dateien werden täglich in verschiedenen Ausführungen erstellt : Mono, Stereo und mit unterschiedlichen
Auflösungen. Die Größe der Dateien schwankt damit ganz erheblich, ebenso wie die Anzahl der daraus zu berechnenden Datensätze.
Um zu verdeutlichen, was die Fourier - Transformation eigentlich leistet, hier ein einfaches Beispiel, das anfangs dazu diente, ihre
Ergebnisse zu überprüfen. Zugrunde liegt eine wav - Datei mit einer reinen Sinusschwingung von 250 Hz über 10 Sekunden -
wobei die Dauer irrelevant ist. Der Ausschnitt deckt eine Bandbreite von 10 Hz ab, das ganze Ergebnis den Bereich zwischen
0 und 22 kHz. In der ersten Spalte die Frequenz und in der zweiten die Amplitude oder Lautstärke :
Wenn man sich die erste Spalte der Listbox ansieht, erkennt man, dass die Auflösung bei 0.1 Hz
liegt. Diese Genauigkeit führt zu einem sehr hohen Datenvolumen und wird eigentlich nicht
gebraucht. Also "reduzieren" wir das obige Beispiel mal in der Auflösung und dehnen es gleichzeitig
auf eine Bandbreite zwischen 200 und 300 Hz aus.
Jetzt geht es an's Eingemachte : Die nächsten Diagramme ( die Listen sparen wir uns ) zeigen die Ergebnisse der FFT
für ein Geräusch von 60 Sekunden Dauer im Bienenvolk, mittlerweile ( genauer : Über der Abdeckfolie ) mit einer Auflösung von 0.1 Hz und 1 Hz.
Basis für die Auswertung soll zunächst eine Auflösung von 1 Hz sein, die 100 Datensätze pro Volk und Tag liefert.
Vom Volumen her sollte das leicht zu bewältigen sein. Wenn sich herausstellt, dass das nicht ausreicht, kann darauf
reagiert werden, weil nur die Verarbeitung anzupassen ist, die Originalaufnahmen werden nicht gelöscht.
Die regelmäßige Aufzeichnung beginnt am 24.03.2019