專利名稱：用于監(jiān)視家畜狀況的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視家畜狀況的方法和系統(tǒng)。特別地，它涉及遠(yuǎn)程監(jiān)視家畜的動(dòng) 作及生理狀態(tài)，以確定它們的安康、健康和生育狀況。
背景技術(shù)：
伴隨著人們對(duì)家畜健康意識(shí)的增強(qiáng)，以及由于劣質(zhì)的繁殖管理而引起的重大損失，迫 使畜牧產(chǎn)業(yè)要保持準(zhǔn)確的家畜檔案記錄。隨著農(nóng)場(chǎng)規(guī)模的增大，畜牧業(yè)者要保存家畜檔案 記錄和追蹤個(gè)體牲口的狀況，將變得愈加困難?，F(xiàn)在有很多公知的的系統(tǒng)，可用電子方式 標(biāo)記牲口，以達(dá)到識(shí)別身份等目的。牲口身份識(shí)別數(shù)據(jù)保存在一個(gè)小裝置中，該裝置以頸 圈、耳朵標(biāo)簽或注射型收發(fā)機(jī)，或其它類似物品的方式系在牲口上。數(shù)據(jù)可在固定或移動(dòng) 的場(chǎng)所，并根據(jù)需要從該裝置導(dǎo)出。
眾所周知，可利用這樣的標(biāo)簽來收集與牲口行為有關(guān)的數(shù)據(jù)，例如美國專利US 5857434。美國專利US 5857434披露了對(duì)乳牛發(fā)情期的檢測(cè)。裝在牲口頸圈上的收發(fā)機(jī) 檢測(cè)牲口的活動(dòng)狀況。在發(fā)情期間，牲口變得焦躁不安且在四周活動(dòng)得更頻繁。這些驟增 的活動(dòng)被檢測(cè)，并隨牲口的身份識(shí)別數(shù)據(jù)一起被傳輸?shù)揭粋€(gè)中央處理器。然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理和分析，以確定是否檢測(cè)出發(fā)情信息；并向畜牧業(yè)者公布。收發(fā)機(jī)僅僅用于收集牲口 的活動(dòng)數(shù)據(jù)，所收集到的數(shù)據(jù)還要進(jìn)行傳輸和中央處理。收發(fā)機(jī)并不檢測(cè)發(fā)情信息。況且， 它僅監(jiān)視牲口的一種狀況-發(fā)情狀態(tài)，系統(tǒng)并不提供其它與健康狀況有關(guān)的數(shù)據(jù)。
此外，有些現(xiàn)有系統(tǒng)則要求在牲口身上植入傳感器，這會(huì)使牲口痛苦且要求獸醫(yī)的外 科手術(shù)熟練。而且，這種植入到牲口身體的形式，也限制了從牲口身上傳輸信息給畜牧業(yè) 者使用的能力。
更進(jìn)一步地，現(xiàn)有的系統(tǒng)，例如在英國專利GB 2347503和加拿大專利CA 1296068 中所披露的，包括一系列用于監(jiān)視牲口的生理參數(shù)以確定牲口健康狀況的傳感器。然而， 為了監(jiān)視生理參數(shù)，這些系統(tǒng)要求復(fù)雜的且足夠敏感的傳感器具，從而使系統(tǒng)總體造價(jià)很 昂貴，因此在農(nóng)場(chǎng)中，將其用于監(jiān)視一大群牲口中的所有牲口是不切實(shí)際的。
而且由于這些系統(tǒng)的復(fù)雜性，他們需要專業(yè)人員，例如獸醫(yī)的協(xié)助，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置、編程、維護(hù)的工作，這對(duì)于極其大量的牲口來說，是不切實(shí)際的。更進(jìn)一步地，畜牧業(yè)者 傳統(tǒng)上是依靠眼睛觀察來監(jiān)視牲口的健康狀況，因而像這樣的監(jiān)視生理參數(shù)系統(tǒng)，由系統(tǒng) 指示確定牲口的狀況，對(duì)畜牧業(yè)者來說是不夠直觀的，因此這就使得畜牧業(yè)者很難去檢驗(yàn) 該系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
更進(jìn)一步，在監(jiān)視家畜的狀況時(shí)，對(duì)牛、羊、馬和豬健康狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視的關(guān)鍵時(shí)期就 是即將分娩前和分娩后這一時(shí)期。目前并沒有系統(tǒng)披露在這時(shí)期的詳細(xì)監(jiān)視情況。
目前，并沒有系統(tǒng)能夠應(yīng)付任何狀況，這些狀況是基于監(jiān)視家畜而得知的，且對(duì)改善 牲口健康狀態(tài)和繁殖情形的監(jiān)視是必須的。監(jiān)視仍然釆用人工視覺觀察，如同最早的牲口 馴養(yǎng)那樣。然而，人們現(xiàn)在越來越渴望有更好的家畜管理，尤其是在家畜即將分娩前和分 娩后那段時(shí)期，對(duì)家畜的健康監(jiān)視，以減少因難產(chǎn)、低血鈣癥和其它疾病導(dǎo)致的損失。
人們也愈加渴望減少花費(fèi)在牲口上的不必要的獸醫(yī)檢査時(shí)間，更進(jìn)一步，人們也渴望 能夠?qū)ψ訉m炎和跛足等病癥提供早期介入，從而改善諸如乳牛這樣的牲口的健康和潛在的 生產(chǎn)力，以及提供改進(jìn)的發(fā)情狀況檢測(cè)。
隨著農(nóng)場(chǎng)規(guī)模的增大，依靠傳統(tǒng)的人工觀察技術(shù)以確定牲口的健康狀況，對(duì)畜牧業(yè)者 來說已變得日益困難和不切實(shí)際。因此，對(duì)真正有實(shí)用價(jià)值的監(jiān)視系統(tǒng)的需求便日益增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求對(duì)有關(guān)家畜(例如牛、羊、豬、馬等等)狀況的多種參數(shù)提供遠(yuǎn)程的、連 續(xù)的監(jiān)視，減低了上面提及的現(xiàn)有技術(shù)的不足。
從本發(fā)明的一方面來看，這完全可以用監(jiān)視家畜狀況的方法來實(shí)現(xiàn)。該方法如下包括 步驟感測(cè)目標(biāo)的多個(gè)不同動(dòng)作參數(shù)；將所感測(cè)的動(dòng)作數(shù)據(jù)無線傳輸至中央處理器；以及 基于所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)，確定該目標(biāo)的多個(gè)情形狀況。
從本發(fā)明的另一方面來看，這還可以用監(jiān)視家畜狀況的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)包括用 于感測(cè)目標(biāo)多種不同動(dòng)作參數(shù)的多個(gè)傳感器;至少一個(gè)將所感測(cè)的動(dòng)作數(shù)據(jù)無線傳輸至中 央處理器的發(fā)射機(jī)；接收所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)、且基于所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)確定該目 標(biāo)的多個(gè)情形狀況的中央處理器。
在這里，動(dòng)作參數(shù)是指那些與目標(biāo)的動(dòng)作有關(guān)的參數(shù)，特別是關(guān)系到目標(biāo)對(duì)所受刺激 或所處環(huán)境所作出的行為及反應(yīng)的參數(shù)。
進(jìn)一步地，從本發(fā)明的再另一方面來看，這還可以用監(jiān)視家畜狀態(tài)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。該 設(shè)備包括將本設(shè)備附到目標(biāo)上的裝置；用于感測(cè)目標(biāo)多種不同動(dòng)作參數(shù)的多個(gè)傳感器；將所感測(cè)的動(dòng)作參數(shù)無線傳輸至中央處理器的收發(fā)機(jī)，其中中央處理器基于所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng) 作數(shù)據(jù)確定該目標(biāo)的多個(gè)情形狀況。
戴在目標(biāo)(牲口)身上的監(jiān)視器整理和處理數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是關(guān)于家畜的檢測(cè)參數(shù)。 該監(jiān)視器可傳輸數(shù)據(jù)，例如，通過本地局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至處理器，也可以通過無線通信 方式連接到中央數(shù)據(jù)處理器和存儲(chǔ)設(shè)備。數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在供畜牧業(yè)者使用的本地?cái)?shù)據(jù)庫 中；也可以存儲(chǔ)在國家或獸醫(yī)健康信息數(shù)據(jù)庫中，以便于廣泛的參考和分析。在檢測(cè)參數(shù) 的基礎(chǔ)上，根據(jù)牲口總體狀況的跡象，就能夠推導(dǎo)出牲口的多種狀態(tài)，例如發(fā)情、開始分 娩、跛足、疾病狀態(tài)。由于本系統(tǒng)監(jiān)視動(dòng)作參數(shù)，降低了復(fù)雜性，且所監(jiān)視的牲口的行為 舉動(dòng)能夠容易地讓畜牧業(yè)者通過人工觀察來確認(rèn)，使本系統(tǒng)的使用更直觀，因而增加了畜 牧業(yè)者對(duì)本系統(tǒng)的信心。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，系統(tǒng)包括一套附在牲口上的傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器可以 放置在頸圈、頭圈、耳朵標(biāo)簽、尾巴附著物或粘附在牲口皮膚上的貼片或其中的任意組合 中。因此傳感器是以非植入性的方式系在牲口身上。傳感器可以采用總線結(jié)構(gòu)連接，以便 按需求輕易增加和移除傳感器。進(jìn)一步地，傳感器可以重復(fù)使用。
傳感器可以測(cè)量位置、移動(dòng)、聲音和光的變化。戴在牲口身上的監(jiān)視器也可以包含用 于收集、處理信息和控制通信的處理器，處理器內(nèi)的軟件，收發(fā)機(jī)和記錄傳感器數(shù)據(jù)的存 儲(chǔ)設(shè)備。
戴在牲口身上的監(jiān)視器與外部天線通信,該外部天線可以包括在不同位置設(shè)置的分布 式天線網(wǎng)絡(luò)。該天線可以將數(shù)據(jù)無線下載到一個(gè)本地計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該本地計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含 了家畜管理數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫可被分析且提供家畜當(dāng)前及預(yù)測(cè)的行為/狀況。所述分析是 基于能夠遠(yuǎn)程更新的生理模型。
因此，本發(fā)明的系統(tǒng)提供有效的家畜管理和獸醫(yī)協(xié)助，以便對(duì)諸如繁殖情形、分娩等 狀況早期進(jìn)行預(yù)測(cè)和釆取相應(yīng)的行動(dòng)，以及在早期檢測(cè)出牲口的跛足病癥。
本系統(tǒng)通過與國家級(jí)或其它級(jí)別的數(shù)據(jù)庫連接，可以毫不費(fèi)力地進(jìn)行拓展，以預(yù)測(cè)疾 病的發(fā)生及流行病的傳播。 -
本系統(tǒng)還有多種手段向家畜管理者提供家畜狀況的預(yù)測(cè)，這包括移動(dòng)電話信息，計(jì)算 機(jī)屏幕顯示和擠奶房屏幕顯示。
利用無線通信協(xié)議，例如藍(lán)牙或者Zigbee，可以將數(shù)據(jù)從戴在牲口身上的監(jiān)視器裝 置下載到分布式外部天線網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，天線設(shè)置在家畜的聚集地點(diǎn)附近，例如進(jìn)食區(qū)域， 水槽，等等。數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)奖镜靥幚砥魃希镜靥幚砥鲗?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并向畜牧業(yè)者提供信息，和/或上傳匯總數(shù)據(jù)到地區(qū)級(jí)或國家級(jí)數(shù)據(jù)庫中，其中這些數(shù)據(jù)將會(huì)建立起相 互關(guān)聯(lián)的關(guān)系。
本發(fā)明的系統(tǒng)可用于檢測(cè)即將發(fā)生的分娩、像跛足那樣的疾病以及繁殖情形，其目的 是利用一個(gè)身體傳感器網(wǎng)絡(luò)來判定其動(dòng)作和生理指示，以及隨后狀況發(fā)生的時(shí)間。牲口的 多種參數(shù)被戴在牲口上的監(jiān)視器裝置電子記錄下來，其中監(jiān)視裝置能夠跟任何有相應(yīng)裝備 的車輛、市場(chǎng)交易場(chǎng)所以及屠宰場(chǎng)通信，以便隨著牲口在人類食物鏈的移動(dòng)，監(jiān)視它們的 健康狀態(tài)。監(jiān)視裝置的佩戴件被設(shè)計(jì)成極為耐用，因此它可以根據(jù)需要，在一個(gè)長久的連 續(xù)時(shí)期讓牲口戴上，例如，讓牲口終生戴著。監(jiān)視裝置可以記錄牲口的健康狀況，然后， 這些存儲(chǔ)在監(jiān)視裝置內(nèi)的檔案記錄永久地附于該牲口上，也就是說，它將終生配戴在該牲 口身上。所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以包括，例如，出生日期，出生地點(diǎn)，隨后的哺乳期，分娩日期， 以前的或預(yù)測(cè)的健康事件等等。
監(jiān)視裝置可以是一個(gè)"小巧"的裝置，它將若干個(gè)傳感器、通用的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及 若干個(gè)動(dòng)作模型集于一體。本發(fā)明的裝置可以集合多樣化的傳感器，該多樣化的傳感器將 動(dòng)作的和生理的分析集于一體以便監(jiān)視家畜特定狀況，從而允許多個(gè)狀態(tài)同時(shí)被監(jiān)視。
更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，這種監(jiān)視可以通過用于保存家畜狀況的電子 檔案的設(shè)備來完成。該設(shè)備包括用于存儲(chǔ)目標(biāo)狀況的多個(gè)記錄的存儲(chǔ)裝置，永久地將本 設(shè)備附于所述目標(biāo)的裝置。進(jìn)一步， 一些或全部監(jiān)視器的電子檔案將存儲(chǔ)在外置存儲(chǔ)裝置 內(nèi)，例如農(nóng)場(chǎng)或國家數(shù)據(jù)庫，且可以永久地與本地監(jiān)視器的電子檔案保持聯(lián)系。
這樣，牲口多方面的狀況就由配戴在牲口上的監(jiān)視裝置電子記錄下來，其中監(jiān)視裝置 能夠跟任何有相應(yīng)裝備的車輛、市場(chǎng)交易場(chǎng)所以及屠宰場(chǎng)通信，以便隨著牲口在人類食物 鏈的移動(dòng)，監(jiān)視它們的健康狀態(tài)。由于牲口終生都要附上這監(jiān)視裝置，因此監(jiān)視裝置永久 地配戴在牲口身上。監(jiān)視裝置可以記錄牲口的健康狀況，然后，這些存儲(chǔ)在監(jiān)視裝置內(nèi)的 檔案記錄永久地隸屬于該牲口。在監(jiān)視裝置內(nèi)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以包括，例如，出生日期， 出生地點(diǎn)，隨后的哺乳期，分娩日期，以前的或預(yù)測(cè)的健康事件等等。
監(jiān)視裝置還可以接收來自中央處理器的數(shù)據(jù)，例如從被感測(cè)數(shù)據(jù)推導(dǎo)得到的狀況數(shù) 據(jù)、任何環(huán)境數(shù)據(jù)、人工輸入的狀態(tài)數(shù)據(jù)(例如實(shí)際的分娩日期和其它由畜牧業(yè)者觀察記 錄下來的健康問題)及可對(duì)監(jiān)視裝置改編程序的編程數(shù)據(jù)。


為了徹底理解本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖作出詳細(xì)的描述以供參考，其中圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中戴在牲口身上的設(shè)備的模塊結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的方法流程圖4為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例中方法的感測(cè)步驟流程圖；以及
圖5a、 5b和5c為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的一個(gè)狀況監(jiān)視例子的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例，其系統(tǒng)包括系在牲口脖子上的套圈 101，監(jiān)視裝置115裝在脖子套圈101上。雖然在本實(shí)施例中，裝置115固定在一個(gè)脖子 套圈上，但該裝置同樣也可以裝在任何便利的固定部件上，例如耳朵標(biāo)簽103、頭部套圈 105、腿部附著物107或者帶狀物(未示出)、皮膚貼109及111、吞下的丸制品113，或 者這些附加物或套圈101代替物的任何一個(gè)。裝置115附在牲口身上實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷的監(jiān)視。 監(jiān)視裝置的佩戴件應(yīng)該極為耐用，以保證其可附著于牲口身體上一段連續(xù)時(shí)期，在某些情 況下，甚至附著在牲口的一生中。盡管如圖示，套圈系在母牛的脖子上，但很容易想到它 也能夠系在任何其它的牲口上，例如奶牛、肉牛、水牛、綿羊、山羊、豬、馬等等。
套圈101穩(wěn)固地系在牲口脖子上，因此當(dāng)牲口頭部在較大范圍內(nèi)上下移動(dòng)，例如當(dāng)牲 口進(jìn)食或喝水時(shí)，套圈不會(huì)沿著牲口脖子滑動(dòng)。套圈101必須安全系穩(wěn)，避免牲口在進(jìn)行 諸如在柱子上摩擦、撞擊詞料槽上護(hù)柵的柵欄等正?；顒?dòng)時(shí)造成意外傷亡。套圈101的固 定件可以是搭扣、滑動(dòng)式夾子等。所述固定件可以包括半拉緊裝置，用以維持一個(gè)預(yù)先設(shè) 定的拉緊度，從而確保準(zhǔn)確系緊套圈。
裝置115可以安裝在套圈101上，或者作為套圈101的一部分。套圈101進(jìn)一步包括 天線(未示出)，該天線可以包含在裝置115內(nèi)或套圈101內(nèi)。裝置115包括多個(gè)至少用 于監(jiān)視動(dòng)作參數(shù)的傳感器201、 203、 205，也包括用于監(jiān)視生理參數(shù)的傳感器，如圖2所 示。
圖2示意了3個(gè)傳感器， 一個(gè)3-D加速計(jì)201， 一個(gè)定位儀(例如GPS) 203和一個(gè) 麥克風(fēng)205。無論如何，我們可以用很多種傳感器，例如電磁的傳感器或場(chǎng)效應(yīng)的傳感 器，像霍爾效應(yīng)傳感器或者對(duì)地距離傳感器。
這個(gè)設(shè)備還可以進(jìn)一步包括監(jiān)視套圈對(duì)地距離的裝置。這個(gè)裝置可以與一個(gè)傳感器組 合在一起，用來指示牲口脖子的正常位置。套圈對(duì)地距離能夠提供一個(gè)牲口站立還是躺著 的指示。這可以包含一個(gè)系在套圈上，位于牲口脖子下面的距離傳感器，該距離傳感器用于指示在一個(gè)呈垂直或接近垂直方向的角度時(shí)，該距離傳感器的位置離地面的垂直距離， 我們考慮把牲口脖子正常靜止時(shí)的數(shù)值作為中值。
對(duì)脖子方向的感測(cè)可以使用傾角儀、提供幾何信息的傾斜或磁強(qiáng)傳感器來完成；設(shè)置 在套圈上并處于牲口脖子下面的任何固定距離測(cè)量設(shè)備可以簡便地對(duì)一系列認(rèn)可的方向 進(jìn)行核實(shí)，從而提供脖子離地面的有效距離?？梢允褂昧畠r(jià)的距離測(cè)量傳感器，例如超聲 波距離測(cè)量傳感器，當(dāng)測(cè)量固定參考點(diǎn)到不同地面(例如草地、稻草墊、混凝土地面等等) 的距離時(shí)，超聲波距離測(cè)量傳感器具有尚可的測(cè)量精度。
有時(shí)候，辨別牲口站立和躺下的能力對(duì)確定該牲口的狀態(tài)是沒有價(jià)值的。例如，在分 娩期間，知曉牲口臨產(chǎn)后快速站起來才是重要的，這一狀況指明母親能夠照料和潔凈它的 后代。 ，
這個(gè)設(shè)備可以進(jìn)一步包括多個(gè)位于裝置115外殼之外的在牲口身上其它地方的遙感 器207，例如用于測(cè)量體溫、濕度、生物液體PH值、生理過程的電勢(shì)能、霍爾效應(yīng)的傳 感器，測(cè)量血液循環(huán)、血液含氧量、發(fā)聲及呼吸作用、呼吸及唾液量、環(huán)境溫度及濕度的 光學(xué)傳感器。這些遙感器可以在所吞下的丸制品113，或皮膚貼109及111上找到。附加 的遙感器可以包含在耳朵標(biāo)簽103、頭部套圈105和/或腿部附著物107內(nèi)。在另一種結(jié) 構(gòu)中，裝置115可以裝在耳朵標(biāo)簽103、頭部套圈105或腿部附著物107等上。
裝置115進(jìn)一步包括分別通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器211—1、 211—2、 211—3與傳感器201、 203、 205連接的本地處理器209。所述多個(gè)遙感器207通過如短波無線電那樣的無線鏈接與處 理器209連接。遙感器207的輸出分別被各自的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(未示出)數(shù)字化。裝置115 可以進(jìn)一步包括預(yù)處理裝置(未示出)，用于在傳輸前對(duì)傳感器的輸出進(jìn)行處理，例如濾 波。
每一個(gè)遙感器207都有一個(gè)與特定牲口關(guān)聯(lián)的唯一標(biāo)識(shí)，從而避免遙感器附著到鄰近 的牲口上，并由本地處理器接收和處理數(shù)據(jù)。
裝置115進(jìn)一步包括與處理器209連接的本地存儲(chǔ)設(shè)備213、電源215和無線收發(fā)設(shè) 備217。電源215可以包括可更換或可重復(fù)充電的電池。裝置115還包括便于操作的電池 盒，方便電池的更換。
傳感器201、 203、 205和207可以通過總線結(jié)構(gòu)連接，從而使附加傳感器能夠因需求 而增加或移除。優(yōu)選地傳感器可以重復(fù)使用，因此可以對(duì)它們重新編程，也可以將它們系 到另一牲口上等等。
該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一個(gè)固定天線117。天線117設(shè)置在農(nóng)場(chǎng)的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，并預(yù)
10計(jì)牲口一天至少有一次會(huì)到該區(qū)域或附近，從而使裝置115所收集的數(shù)據(jù)能夠被下載下 來。天線117的位置可以設(shè)定在諸如擠奶房或飲水槽或飼料槽的入口或出口上。天線也可 以成為分布式天線網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在諸如飲水槽、棚、擠奶房等不同場(chǎng)所。數(shù) 據(jù)下載可能會(huì)按要求以不同的頻率進(jìn)行，例如，如果輸出的感應(yīng)數(shù)據(jù)指示牲口處于不適狀 態(tài)，本系統(tǒng)能通過天線117請(qǐng)求更頻繁的下載。此外，當(dāng)預(yù)產(chǎn)期臨近時(shí)，下載可以更頻繁， 比如說每隔三小時(shí)下載一次，這是有可能發(fā)生的，因?yàn)樵S多牲口在即將分娩時(shí)都關(guān)在圍欄 內(nèi)，因而它們可以在至少一條天線附近，以便于頻繁的數(shù)據(jù)下載。
本系統(tǒng)還包括連接有顯示器和打印機(jī)的本地計(jì)算機(jī)119。本地計(jì)算機(jī)119通過英特網(wǎng) 遠(yuǎn)程連接到國家數(shù)據(jù)庫121上。本地計(jì)算機(jī)119還可以向諸如移動(dòng)電話或掌上計(jì)算機(jī)之類 的手持式電子設(shè)備123輸出數(shù)據(jù)。本地計(jì)算機(jī)119向天線117提供2通道傳輸，因此畜牧 業(yè)者可以對(duì)裝置115進(jìn)行重新編程或者重新設(shè)置，裝置115也可以自動(dòng)地進(jìn)行程序更新， 從而請(qǐng)求更頻繁的下載。此外，計(jì)算機(jī)119、天線117和裝置115之間的2通道傳輸允許 其它數(shù)據(jù)輸入到裝置115。
參見圖3和圖4，本設(shè)備的運(yùn)作將得到更詳盡的描述。
傳感器201、 203、 205和207連續(xù)地監(jiān)視牲口的多種動(dòng)作(和生理)參數(shù)。傳感器 201、 203、 205和207的數(shù)字化輸出經(jīng)處理器209核對(duì)后存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器213內(nèi)。在預(yù) 先設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)或在天線105附近對(duì)裝置115進(jìn)行檢測(cè)的基礎(chǔ)上，在那個(gè)時(shí)間間隔內(nèi) 所核對(duì)的數(shù)據(jù)被收發(fā)機(jī)217傳輸?shù)教炀€117。接著這些數(shù)據(jù)被傳輸?shù)奖镜氐霓r(nóng)場(chǎng)計(jì)算機(jī)119 上。農(nóng)場(chǎng)計(jì)算機(jī)119憑借可能存儲(chǔ)在牲口耳朵標(biāo)簽103內(nèi)的該牲口唯一標(biāo)識(shí)為每一牲口存 儲(chǔ)檔案記錄。這個(gè)標(biāo)識(shí)實(shí)際上可以跟牲口的特定電子法定身份聯(lián)系起來。從天線117下載 數(shù)據(jù)是按天進(jìn)行的，農(nóng)場(chǎng)記錄可以自動(dòng)更新，向畜牧業(yè)者提供每一牲口最新動(dòng)態(tài)。更新后 的牲口情形也可以被傳送而存儲(chǔ)在裝置115的本地存儲(chǔ)器213內(nèi)，因此萬一該牲口離開農(nóng) 場(chǎng)時(shí)，該數(shù)據(jù)也能夠從裝置115上下載。存儲(chǔ)在農(nóng)場(chǎng)計(jì)算機(jī)119和/或裝置115的本地存 儲(chǔ)器213內(nèi)的數(shù)據(jù)，可以包括牲口的唯一標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)分析后最后更新的當(dāng)前狀況，例如未 生育過、懷孕、哺乳期、哺乳的次數(shù)、授乳的天數(shù)、跛足、預(yù)產(chǎn)期、預(yù)計(jì)下一次發(fā)情(繁 殖情形)、可疑的疾病。
指示牲口動(dòng)作情形301的多種傳感器輸出數(shù)據(jù)經(jīng)天線117由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)119接收。該 數(shù)據(jù)與感測(cè)輸出的參考生理數(shù)據(jù)模型和動(dòng)作情形301進(jìn)行比較。3-D加速計(jì)201記錄牲口 頭部三維方向的移動(dòng)。該數(shù)據(jù)由農(nóng)場(chǎng)計(jì)算機(jī)119分析，以指示動(dòng)作模式，例如躺著、站立、 走路模式401所花費(fèi)的時(shí)間以及進(jìn)食或喝水模式403所花費(fèi)的時(shí)間。麥克風(fēng)205記錄由牲口發(fā)出的聲音，這些聲音經(jīng)分析可指示在進(jìn)食、反芻(在反芻的情況下)及其聲響行為 403所花費(fèi)的時(shí)間，另外也可指示呼吸速率和心跳速率。定位儀203提供牲口的位置405。 同時(shí)也監(jiān)視其相對(duì)位置407。位置數(shù)據(jù)經(jīng)分析可指示牲口是否跟成群牲口在一起或者是否 跟得上成群牲口，這可以顯示牲口的健康問題。這些只是舉例，而且許多附加的感測(cè)輸入 經(jīng)分析可以對(duì)牲口的動(dòng)作情形301提供附加的輸入數(shù)據(jù)。例如，附加遙感器207可以包括 監(jiān)視肌肉或肌肉群的狀態(tài)改變，或肌肉收縮程度，例如電子的子宮X射線照片(EHG)， 胎兒心臟速率，體溫和血液氧含量。
在一個(gè)特定的實(shí)施例中，加速計(jì)201的輸出信息用以指示牲口頭部的移動(dòng)，且與定位 儀203的輸出信息相結(jié)合，用以指示牲口何時(shí)低頭進(jìn)食或喝水。不正常的進(jìn)食或喝水模式 能夠表明該牲口的生病和/或不適。如果在進(jìn)食過程中，其頭部運(yùn)動(dòng)是充滿活力的，那么 可表明該牲口是健康的。我們可以根據(jù)喂食食物的形式及種類、以及牲口的年齡，去設(shè)定 牲口頭部運(yùn)動(dòng)頻率的界限值，如果頭部運(yùn)動(dòng)的頻率高于界限值，表明牲口是健康的，而低 于頻率界限值時(shí)，表明牲口生病了。
傳感器201、 203、 205的輸出日期還可以用于預(yù)測(cè)例如發(fā)情之類的繁殖情形。經(jīng)觀察 發(fā)現(xiàn)，很多牲口在該時(shí)期都會(huì)改變它們的動(dòng)作模式。通常它們會(huì)變得更加活躍、躁動(dòng)和更 加不安。加速計(jì)和定位儀會(huì)表明牲口提高了行走活躍程度。它相對(duì)于其它牲口的位置也提 供了繁殖情形的指示。
牲口的動(dòng)作情形301也能夠被用于指示大致的健康狀況303,例如分娩的預(yù)測(cè)、以及
接下來的哺乳期、標(biāo)志小牲口未來健康狀況的胎兒心臟速率，與健康模式相違的情形檢測(cè)， 低血鈣癥的檢測(cè)，難產(chǎn)、分娩、子宮炎、跛足、酸中毒、酮血病以及諸如發(fā)情等繁殖情形 305的檢測(cè)。通過農(nóng)場(chǎng)計(jì)算機(jī)119，附加輸入信息可以由畜牧業(yè)者經(jīng)人工輸入307和/或監(jiān) 測(cè)牛奶生產(chǎn)的牛奶傳感器309提供。還可以考慮諸如環(huán)境感測(cè)數(shù)據(jù)之類的其它輸入，例如 由其它渠道提供的溫度、濕度及天氣狀況。健康狀態(tài)303及繁殖情形305的輸出信息，可 通過顯示器或打印機(jī)提供給畜牧業(yè)者，以便為諸如授精、檢驗(yàn)等之類的行動(dòng)311作準(zhǔn)備。 這樣，本系統(tǒng)就向畜牧業(yè)者提供了一種高效方式，以通告每一牲口的多種情形狀況，使畜 牧業(yè)者能較好地掌握其家畜的狀況，以助他管理好喂養(yǎng)、定位、家畜草墊準(zhǔn)備、礦物供應(yīng)、
藥物需求等工作。本系統(tǒng)提供的預(yù)測(cè)也使畜牧業(yè)者更容易管理農(nóng)場(chǎng)資源等等。本系統(tǒng)可以 提供一個(gè)警報(bào)系統(tǒng)用于指示例如分娩困難之類的緊急狀況，或者指示一些嚴(yán)重疾病，例如
低血鈣癥和低血鎂癥，這些嚴(yán)重疾病需要立即引起畜牧業(yè)者的關(guān)注。
如圖5所示，顯示了一個(gè)以跛足為例，由本發(fā)明實(shí)施例所監(jiān)測(cè)到的狀況。跛足，尤其對(duì)奶牛來說，是難以解決的，因此對(duì)奶牛的這種狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)是人們高度渴望的。
如圖5a所示，牲口正常的步態(tài)主要體現(xiàn)在其節(jié)奏平滑的頭部運(yùn)動(dòng)，而這可由加速計(jì) 傳感器201檢測(cè)。然而，對(duì)一頭跛足的牲口來說，該頭部運(yùn)動(dòng)則是驟變的且不平穩(wěn)的，如 圖5b所示。這個(gè)輸出信息將由農(nóng)場(chǎng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析，例如對(duì)異常奇點(diǎn)進(jìn)行計(jì)數(shù)，或者測(cè) 量傾斜面的變化，或?qū)礁?RMS)下的區(qū)域進(jìn)行積分運(yùn)算，或?qū)︻l率數(shù)據(jù)進(jìn)行快速 傅立葉變換(FFT)，從而檢測(cè)異?，F(xiàn)象，如圖5c所示。眾多的數(shù)學(xué)方法可以利用到對(duì)數(shù) 據(jù)的分析中，且能夠從中獲得其特征。
盡管本發(fā)明方法和系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)在附圖和以上的詳細(xì)描述中加以了闡 明，但應(yīng)該明白，本發(fā)明并不局限于所披露的例子，而且在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求范圍的 情況下，還可以有很多種變化和改動(dòng)。
權(quán)利要求
1. 一種用于監(jiān)視家畜狀況的方法，該方法包括步驟感測(cè)目標(biāo)的多個(gè)不同動(dòng)作參數(shù)；將所述的感測(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)無線傳輸至中央處理器；以及基于所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)，確定所述目標(biāo)的多個(gè)情形狀況。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述多個(gè)不同動(dòng)作參數(shù)包括至少下列參 數(shù)中的2個(gè)所述目標(biāo)的步行；所述目標(biāo)的站立；所述目標(biāo)的躺著行為；所述目標(biāo)的確鑿位置；所述目標(biāo)相對(duì)于其它目標(biāo)的相對(duì)位置；所述目 標(biāo)的進(jìn)食行為；以及所述目標(biāo)的喝水行為。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括步驟 感測(cè)所述目標(biāo)的至少一個(gè)生理參數(shù)； 將所述感測(cè)生理參數(shù)無線傳輸至所述中央處理器；基于所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作參數(shù)和/或所傳輸?shù)母袦y(cè)生理參數(shù)，確定所述的多個(gè)情形狀況。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的至少一個(gè)生理參數(shù)包括下列參數(shù) 之一呼吸速率；心臟速率；體溫；呼吸量；唾液量；至少一塊肌肉和/或一個(gè)肌肉群狀態(tài) 的改變；以及至少一塊肌肉和/或一個(gè)肌肉群收縮的程度。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述狀況包括繁殖情形； 分娩預(yù)測(cè)；分娩；跛足；傳染?。灰约盃I養(yǎng)失調(diào)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括將所述 目標(biāo)的情形狀況數(shù)據(jù)永久地存儲(chǔ)在一個(gè)裝置中，所述裝置附在目標(biāo)上。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述感測(cè)數(shù)據(jù)在傳輸前已進(jìn) 行預(yù)處理。
8. —種用于監(jiān)視家畜狀況的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)用于感測(cè)目標(biāo)多種不同動(dòng)作參數(shù)的傳感器； 至少一個(gè)用于將所述感測(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)無線傳輸至中央處理器的發(fā)射機(jī)；中央處理器，該中央處理器用于接收所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)、且基于所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)的多個(gè)情形狀況。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)傳感器附在所述目標(biāo)上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)傳感器是非植入地附在所述目 標(biāo)上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)傳感器中，至少 有一個(gè)是可重復(fù)利用的。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至II中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個(gè)傳感器連接在一 個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一 條用于接收所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)的固定天線。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng),其特征在于被天線接收的所傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)傳 輸至所述中央處理器。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)進(jìn)一步包括至少一 個(gè)用于從所述控制處理器接收數(shù)據(jù)的接收機(jī)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其特征在于所述被接收的數(shù)據(jù)包括感測(cè)情形狀況數(shù) 據(jù)和/或環(huán)境數(shù)據(jù)和/或人工輸入的情形狀況數(shù)據(jù)和/或編程數(shù)據(jù)。
17. —種用于監(jiān)視家畜狀況的設(shè)備，該設(shè)備包括 用于將該設(shè)備附到目標(biāo)上的裝置； 多個(gè)用于感測(cè)目標(biāo)多種不同動(dòng)作參數(shù)的傳感器；用于將所述的感測(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)無線傳輸至中央處理器的收發(fā)機(jī)，所述中央處理器基于所 傳輸?shù)母袦y(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)的多個(gè)情形狀況。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備進(jìn)一步包括在傳輸前對(duì)所述的感 測(cè)動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的預(yù)處理裝置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)傳感器非植入地附在所 述目標(biāo)上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)傳感器中，至 少有一個(gè)是可重復(fù)利用的。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17至19中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述多個(gè)傳感器連接在 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17至21中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備可遠(yuǎn)程編程。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述將該設(shè)備附到目標(biāo) 上的裝置包括套圈、耳朵標(biāo)簽、韁繩、帶子、尾巴標(biāo)簽或膠粘貼。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17至23中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述收發(fā)機(jī)從所述中央 處理器接收數(shù)據(jù)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于所接收的數(shù)據(jù)包括感測(cè)數(shù)據(jù)狀況數(shù)據(jù)和 /或環(huán)境數(shù)據(jù)和/或人工輸入的情形狀況數(shù)據(jù)和/或編程數(shù)據(jù)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求17至25中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備進(jìn)一步包括 用于存儲(chǔ)所述目標(biāo)的情形狀況數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置。
全文摘要
用于監(jiān)視家畜狀況的方法及系統(tǒng)，包括多個(gè)用于感測(cè)牲口多種不同動(dòng)作參數(shù)的傳感器(115、103、113、111、107、105)。感測(cè)數(shù)據(jù)由裝置(115)無線傳輸至中央處理器(119)；且基于所傳輸?shù)母袦y(cè)數(shù)據(jù)，例如開始分娩、繁殖情形及其它健康情形狀況，該牲口的多種情形狀況被判定。裝置(115)能夠永久地佩戴在牲口身上且可將該牲口情形狀況的電子檔案記錄保留下來。
文檔編號(hào)A01K11/00GK101472469SQ200780022697
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月18日
發(fā)明者保羅·愛德華·喬治·戴弗林, 托比·莫特雷姆 申請(qǐng)人:Iti蘇格蘭有限公司