ES2255401B1 - Sistema de posicionamiento y control no supervisado de ganado basado en tecnologias gnss. - Google Patents
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Abstract
Sistema de posicionamiento GNSS y control para ganado, basado en el uso combinado de tecnologías de navegación por satélite (GPS, WAAS, EGNOS, GALILEO) y sistemas de actuación (avisador-zumbador acústico, sistema de actuación mediante micro-descargas eléctricas). Integrado por dispositivo que lleva a cabo la localización del portador y un sistema de control capaz de asegurar que las posiciones del animal portador caen dentro de un determinado perímetro de acción, provocando una actuación sobre el animal para lograrlo en caso de que sus posiciones caigan fuera del mismo. La principal innovación consiste en la consecución de un sistema que no requiere ningún tipo de intervención para lograr una actividad de pastoreo "virtual" de forma totalmente autónoma. El sistema de actuación está adaptado a cada tipo de ganado en concreto, en base al comportamiento / reacciones de cada tipo de cabaña (ovina, caprina, bovina etc.).
Description
Sistema de posicionamiento y control no
supervisado de ganado basado en tecnologías GNSS.
La presente memoria descriptiva se refiere a un
sistema de localización de y control no supervisado para ganado
basado en tecnologías de localización por satélite (GNSS). Está
integrado por un dispositivo portado por el animal, que llevará a
cabo la localización del mismo y controlará que la posición caiga
dentro de un perímetro de acción programado, provocando las
acciones adecuadas sobre el animal portador en caso de no ser así,
de tal forma que el animal se mantenga siempre dentro de este
perímetro.
Esta invención tiene su aplicación dentro del
sector de la localización para ganadería, seguimiento y control de
especies en peligro de extinción, especies peligrosas y aves
migratorias.
Para la descripción de la presente invención se
emplea la siguiente terminología, comúnmente aceptada en el sector
de la técnica al que se refiere, cuyo significado desglosamos a
efectos de su comprensión:
- Argos
- Sistema basado en satélites operativo desde 1978. El sistema Argos recoge datos desde los PTTs or transmisores de plataformas de terminal, y entrega estos datos de telemetría a un usuario.
- EGNOS
- Sistema europeo de aumentación de área extensa que proporciona correcciones diferenciales para el sistema GPS.
- GALILEO
- Sistema europeo de navegación por satélite. Similar al sistema GPS, se prevé su puesta en marcha en el año 2010.
- GLONASS
- Sistema de posicionamiento global basado en el uso de una constelación de satélites. Similar al sistema GPS, es de origen ruso.
- GNSS
- Sistema global de navegación por satélite. (GNSS 1 se refiere a EGNOS, GNSS 2 se refiere a Galileo).
- GPRS
- Sistema de comunicaciones móviles que permite la transmisión de datos de hasta 56 K.
- GPS
- Global Positioning System, sistema de posicionamiento global creado por el ejército americano (EEUU) constituido por una red de 24 satélites que orbitan alrededor de la Tierra.
- GSM
- Sistema de comunicaciones móviles que permite transmisión de mensajes cortos (SMS) y comunicaciones de datos de hasta 9600 baudios.
- PTT
- Platform Terminal Transmitters (PTTs) o transmisores de plataformas de terminal, del sistema Argos, capaces de enviar información referente a la localización, datos procedentes de un conjunto de sensores etc. al sistema Argos, basado en satélites, para localización y recogida de datos.
- UHF
- Sistema UHF (Ultra Altas Frecuencias); este sistema comprende las frecuencias entre 300 Mhz y 3 Ghz.
- UMTS
- Sistema de comunicaciones móviles de tercera generación que permite comunicaciones de datos de banda ancha.
- VHF
- Sistema VHF (Frecuencias muy altas); este sistema trabaja en la frecuencia entre 30 Mhz hasta 300 Mhz.
- WAAS
- Sistema americano (EEUU) de aumentación de área extensa que proporciona correcciones diferenciales para el sistema GPS.
Existe en la actualidad una gran diversidad de
sistemas que permiten llevar a cabo la localización y
monitorización de especies animales, ya sea de animales en peligro
de extinción, animales domésticos, aves migratorias etc. Estos
sistemas emplean diferentes tecnologías, dependiendo del tipo de
seguimiento que se pretenda llevar a cabo y del entorno en el que
se sitúe al animal.
Algunos de estos sistemas más básicos incorporan
un receptor GPS y una memoria flash en la que se van almacenando
las posiciones calculadas.
Existen también sistemas basados en la
tecnología GPS para localización, combinada con la tecnología GSM o
con balizas de radio UHF/VHF para la transmisión de datos de
posición a un centro de control.
También son conocidos los sistemas de
monitorización de animales basados en el sistema Argos, que recoge
datos procedentes de los PTTs (Platform Terminal Transmitters) y
transmite estos datos a un usuario (un centro de control). Los
mensajes enviados por los PTTs pueden ser utilizados con fines de
localización, para recogida de datos o para ambos. La localización
puede ser llevada a cabo de forma convencional (a partir de los
mensajes transmitidos por los transmisores Argos) o bien integrada
con la información proporcionada por un receptor GPS. Los sistemas
más avanzados también pueden incorporar datos procedentes de
distintos tipos de sensores.
Alternativas para el seguimiento de diferentes
especies también las plantea la utilización de
radio-telemetría, que involucra la utilización de
transmisores (que emiten señales) y receptores (que las detectan y
graban). El seguimiento se puede llevar a cabo de forma manual
(mediante una búsqueda manual de señales en las frecuencias
asignadas) o mediante estaciones fijas, que automatizan el
seguimiento de animales mediante la grabación masiva de datos, cada
vez que un "evento" o señal de radio es detectado.
En las situaciones en las que la
radio-telemetría no es práctica o apropiada, existe
la posibilidad de utilizar transmisores acústicos (combinaciones de
transmisores acústicos - por radio), que pueden ser utilizados en
diferentes hábitats. Este tipo de equipos se aplican para el
seguimiento de especies concretas, como las acuáticas. En este
caso, se utilizan transmisores para emitir señal, hidrófonos para
convertirlas y receptores para detectarlas y grabarlas.
Por otro lado, son conocidos y populares
diferentes sistemas de control de ganado para mantenerlos dentro de
un perímetro designado o guiarlos a través de ciertos recorridos.
Estos sistemas van desde aquellos en los que se requiere una
supervisión total (presencia e intervención humana necesaria para
conseguirlo) hasta aquellos en los que la
no-supervisión tiene lugar una vez que la cabaña se
encuentra dentro de un recinto determinado. Para ello, se valla el
recinto o el área dentro de la cual se desea mantener el conjunto
animal y se emplea un electrificador o pastor eléctrico.
El pastor eléctrico consiste en un cerramiento
que incorpora un aparato eléctrico que genera una corriente alterna
de varios voltios de salida en impulsos de menos de 2 segundos y
con una intensidad de 0.3 A, provocando, al tocar los hilos que
actúan a modo de pantalla protectora, descargas cortas y
desagradables. Mediante su uso, se consigue controlar a la cabaña
en el interior de un perímetro basándose en el temor que adquieren
los animales a las descargas eléctricas que sufren al tocarlo.
Esta aproximación está basada en cerrar un área
y actuar de manera determinada sobre cualquier tipo de animal,
independientemente de su especie, lo cual implica escasa
flexibilidad (en caso de querer ampliar el recinto dentro del cual
se ha de mantener el ganado) y una disminución de eficacia en la
actuación sobre el animal (no todos los tipos de animales presentan
el mismo comportamiento ante un determinado estímulo o ante su
adaptación al mismo).
Por otro lado, y en relación a los sistemas de
seguimiento y monitorización de animales, su localización se lleva
a cabo y se conoce de forma remota (desde un centro de control),
sin que se intervenga localmente sobre el comportamiento del animal
(las posiciones se almacenan localmente o se transmiten a un centro
de control, pero para que el animal reaccione de manera determinada
en relación a su posición, será necesario intervenir
"manualmente").
Así, existen diferentes tecnologías que se
aplican para localizar y monitorizar determinado tipo de animales,
por un lado, y otras que se aplican para controlar de forma no
supervisada (hasta cierto punto) su posición en el interior de un
recinto, pero la integración conjunta de ambas y customización de
la forma de actuar sobre el animal (la acción de control sobre el
mismo) es ausente.
El sistema que se presenta supone una
aproximación para el sistema de posicionamiento y control no
supervisado de ganado que permite localizar al animal portador y
controlar su posición mediante los sistemas de actuación más
apropiados para el tipo de animal, dentro de un perímetro
determinado de forma no supervisada e integrando totalmente ambas
facetas de la monitorización y control del ganado.
El sistema consta de un terminal portable, que
se coloca en el animal (normalmente se tratará de un collar o
similar), desempeñando las funciones de localización y control de
posición sobre el portador. Opcionalmente, también puede contemplar
la inclusión de un modulo de comunicaciones para la transmisión de
posiciones a un centro de control y recepción de comandos para su
tele-programación desde el mismo.
El sistema está integrado por los siguientes
elementos:
- \sqbullet
- Alimentación: proporciona energía eléctrica necesaria para la alimentación del sistema. Está formado por una o varias baterías recargables y opcionalmente, por un sistema de recarga de baterías basado en células solares de tamaño reducido.
- \sqbullet
- Navegación: Comprende un receptor GPS que permite determinar la posición del animal con una precisión entre 1 y 3 metros.
- \sqbullet
- Control: Sistema microcontrolador encargado de la gestión de los diferentes módulos que forman el sistema. Lleva un firmware que contiene la lógica de operación del sistema, permitiendo la programación y configuración del dispositivo. El módulo de control se encarga de chequear periódicamente que la posición del animal se encuentra dentro de un perímetro programado.
- \sqbullet
- Actuación: módulo cuyo objetivo es actuar sobre el animal para que no abandone el perímetro programado; para ello, cuando el animal cruza dicho perímetro el actuador -que será un dispositivo acústico o eléctrico- se pondrá en marcha.
- \sqbullet
- Comunicaciones: este módulo existirá opcionalmente (de acuerdo con las necesidades del usuario supervisando el ganado) e incorpora un módulo de comunicaciones (radio convencional (UHF, VHF), comunicaciones móviles (GSM, GPRS)) que permite el envío de datos acerca de la posición y comportamiento del animal y del dispositivo de forma remota, así como la recepción de determinados comandos para tele-programación y configuración desde un centro de control.
La solución empleada consiste en la integración
de todos estos elementos de forma que se consigue un dispositivo de
localización y control del animal portador de forma totalmente
autónoma (es decir, sin requerir intervención humana), de fácil
instalación en el animal (por ejemplo, alojado en un collar y con un
peso reducido) y con un consumo mínimo (mediante la programación
de los intervalos de operación (encendido y apagado del GPS) y la
utilización de componentes electrónicos de alta integración y
reducido consumo) consiguiendo así una alta autonomía del
sistema.
La Figura 1 muestra un sistema genérico de
localización y seguimiento de animales a partir de un receptor GPS,
con la posibilidad de utilizar algún sistema de comunicaciones
(UHF, GSM) para la transmisión de dichas posiciones e incluso
combinarlo con otros sistemas de localización/recogida y transmisión
de datos. Opcionalmente, el sistema puede incorporar una serie de
módulos (detector de mortalidad, detector de temperatura...), cuya
información puede transmitirse conjuntamente con las posiciones del
animal a un centro de control.
La Figura 2 muestra la arquitectura del
dispositivo móvil, consistente en una unidad de control que integra
un microprocesador (o microcontrolador) junto con la unidad de
almacenamiento (memoria) y el sensor de navegación GNSS (GPS,
EGNOS, WAAS, GLONASS, GALILEO), el módulo de actuación sobre el
animal (actuador acústico, zumbador o eléctrico) y los posibles
módulos de comunicaciones (GSM, GPRS, UHF). El módulo de
alimentación proporciona la alimentación requerida al sistema para
cada uno de los módulos y junto al sistema de regulación de
potencia, puede integrar placas solares, baterías y un sistema de
recarga.
La Figura 3 muestra la lógica del sistema de
control no supervisado para ganado. Esta figura muestra cómo a
través del módulo GNSS se determinan las posiciones del animal y,
en el módulo de control, se determina si estas posiciones se
encuentran o no contenidas dentro de un perímetro programado en una
memoria. En base al resultado obtenido, tiene lugar una acción sobre
el animal mediante el sistema de actuación acústico o eléctrico.
Opcionalmente se representa el proceso de transmisión de posiciones
a un centro de control (llevado a cabo a través del módulo de
comunicaciones correspondientes) y la recepción de estas por parte
del mismo y envío de telecomandos para la configuración y
programación del dispositivo portado por el animal.
La invención objeto de la presente patente tiene
aplicación en diferentes ámbitos. Se ha concebido inicialmente en
el contexto de un proyecto para localización y control no
supervisado de ganado caprino, no obstante, su utilización se hace
extensible a otros tipos de ganado (bovino, ovino etc.), especies
en peligro de extinción (lobos, osos pardos etc.), aves
migratorias, animales peligrosos etc.
En el caso del ganado caprino, el sistema de
localización y control no supervisado para ganado, se monta en un
dispositivo fácilmente portable por el animal usuario (p.e. alojado
en un collar), que sea de peso reducido y de sencilla instalación,
y dotado de una elevada autonomía, preferentemente de al menos un
año de funcionamiento.
Se establece un dispositivo de enlace de
comunicación con un centro de control, al que se transmiten datos
referentes a la localización del animal usuario y que permite
recibir datos desde el centro de control al dispositivo portable
relativos a la configuración y/o tele-programación
de dicho dispositivo.
A su vez se programa el perímetro de actuación
que defina la zona de confinamiento del animal portador y se
alojará dicha información como datos de la memoria flash no
volátil, y el sistema controlador encargado de la gestión de los
diferentes módulos que integran el dispositivo chequeará
periódicamente que la posición del animal portador se encuentra
dentro del perímetro programado.
En el momento en que se detecta que el animal se
aproxima a los límites del perímetro, o ha excedido dicho
perímetro, el sistema controlador acciona un sistema de actuadores
para evitar que el animal que cruce el perímetro programado o le
obligue a retornar al interior del perímetro en caso de haberlo
superado.
El sistema actuador puede adaptarse al tipo,
características y comportamiento del animal o de las acciones que
se pretenden sobre el mismo, y del tipo de aplicación para el que
se utilice dicho dispositivo (seguimiento del animal, mantenimiento
de la posición del mismo dentro de unos límites etc.)
Todas las actuaciones pueden acometerse sin
necesidad de intervención humana.
La actuación (si es que existe), en cada uno de
los casos, se adaptará al tipo de aplicación y animal en concreto
para el que se particulariza: Así, en el caso del ganado,
normalmente se persigue contener al ganado en el interior de un
perímetro programado (estando presentes por ello todas las
funcionalidades del dispositivo descrito y objeto de la presente
patente), en el caso de especies en peligro de extinción (lobos,
osos pardos etc.) se persigue su localización y seguimiento (desde
un centro de control, p.e.), en el caso de aves migratorias, el
conocimiento de sus posiciones y trayectorias para su utilización
posterior (una vez volcada la información de sus posiciones
almacenada en la memoria flash del dispositivo) etc.
En cualquier caso, los diferentes módulos
descritos en la arquitectura de la invención objeto de la presente
patente podrán ser utilizados y dotarán al dispositivo de
diferentes funcionalidades de acuerdo con el firmware incorporado
por el sistema microcontrolador del dispositivo.
Claims (10)
1. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, integrado una unidad de localización
formada por un receptor GNSS (GPS, EGNOS, Galileo, WAAS),
actuadores (actuador acústico tipo zumbador, actuador eléctrico por
descargas etc.), una memoria flash no volátil, un sistema
microcontrolador y opcionalmente, módem GSM/GPRS o radio, y sistema
de alimentación compuesto por batería recargable, sistema de
regulación de potencia, células solares y sistema de recarga, que
permite localizar al animal portador y controlar en su caso su
posición mediante los sistemas de actuación más apropiados para el
tipo de animal, dentro de un perímetro determinado de forma no
supervisada e integrando totalmente ambas facetas de la
monitorización y control del ganado.
2. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
las que el dispositivo va montado sobre un sistema fácilmente
portable por el animal usuario (p.e. alojado en un collar).
3. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
las que el dispositivo va alojado sobre un sistema de peso
reducido y con sencilla instalación sobre el animal usuario.
4. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
las que el dispositivo presenta una alta autonomía (al menos un
año de funcionamiento).
5. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
las que se dispone de un enlace de comunicación con un centro de
control, al que se transmiten datos referentes a la localización
del animal usuario y que permite recibir datos desde el centro de
control al dispositivo portable relativos a la configuración y/o
tele-programación de dicho dispositivo.
6. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
el que se programará un perímetro de actuación que defina la zona
de confinamiento del animal portador y se alojará dicha información
como datos de la memoria flash no volátil.
7. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
el que el sistema controlador encargado de la gestión de los
diferentes módulos que integran el dispositivo, chequeará
periódicamente que la posición del animal portador se encuentra
dentro del perímetro programado.
8. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
el que el sistema controlador que chequea periódicamente la
posición del animal y comprueba su localización dentro de un
perímetro, acciona un sistema de actuadores para evitar que el
animal cruce el perímetro programado y lo devuelve al interior del
perímetro.
9. Sistema de localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
el que el sistema actuador sobre el animal portador será
customizado en función del comportamiento de dicho animal (en base
al tipo de ganado de que se trate, el tipo de especie) y del tipo
de aplicación para el que se utilice dicho dispositivo
(seguimiento del animal, mantenimiento de la posición del mismo
dentro de unos límites etc.)
10. Sistema localización y control no
supervisado para ganado, según las anteriores reivindicaciones, en
el que no se requiera la intervención humana para llevar a cabo el
control del animal portador dentro de un perímetro determinado.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200401847A ES2255401B1 (es) | 2004-07-21 | 2004-07-21 | Sistema de posicionamiento y control no supervisado de ganado basado en tecnologias gnss. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| ES2255401A1 ES2255401A1 (es) | 2006-06-16 |
| ES2255401B1 true ES2255401B1 (es) | 2008-02-01 |
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|---|---|---|---|---|
| ES2351291B1 (es) * | 2009-03-12 | 2011-12-14 | Grupo Mecanica Del Vuelo Sistemas S.A. | Sistema de posicionamiento y control no supervisado de ganado basado en tecnologías gnss. |
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- 2004-07-21 ES ES200401847A patent/ES2255401B1/es not_active Expired - Fee Related
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