JPH10501618A - 識別記号および雌牛発情期表示器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 家畜の様な可動ユニットからのデータを発信する装置であって、アンテナ（３）に接続された通常の受動トランスポンダ（１）を含む。トランスポンダ（１）はアンテナ（３）で受信された電圧パルスに含まれる電気エネルギーを貯える手段（２３）を有し、そして貯えられたエネルギーによって装置のための識別データのごとき情報を伝達するパルス列をアンテナ（３）に発信することができる。さらに、この装置にはプロセッサ（７）を駆動するリチウム二次電池（９）のごとき恒久的な電源が備えられている。プロセッサ（７）は運動センサー（１５）から信号を受信し、そしてアンテナ（１３）を有する発信機（１１）と組み合わせられ、そして運動検知器（１５）が発情期の間で非搾乳牛の運動が活発になったことを知らせる時には、適切な範囲のラジオ信号を発信するために発信機（１１）を作動できる。

Description

【発明の詳細な説明】 識別記号および雌牛発情期表示器 技術分野 本発明は、識別記号とその他の変動値の双方を、自動的に表示する可動式機器 に関するものであって、特に雌牛のような家畜に携帯させる機器である。 背景技術 動物に取り付けられた受動トランスポンダからなる家畜用識別システムはよく 知られており、例えば米国特許第４、５１０、４９５号が参照される。このよう なシステムでは、トランスポンダ受信回路は高周波のラジオ波を受信し、これら の電波から得られたエネルギーを貯えるようになっている。更に、このように貯 えられたエネルギーおよびラジオ波を用い、発信機を特定してそれにより発信機 を携帯する家畜を識別する識別情報を発信する発信回路を備える。 ジェームス・Ａ・ロドリアン氏の米国特許第４、２４７、７５８号では、酪農 牛のような家畜にトランスポンダが備えられており、これは運動検知器またはセ ンサーから得られた信号の数値を記憶するための二次電池駆動の計数記録器に接 続している。トランスポンダが監視機器からのラジオ波信号が到達する範囲内に ある時には、トランスポンダはラジオ波信号データによりデータを発信し、この データは家畜の識別番号および家畜が運動した回数を示す情報からなっている。 この発信された後者の数値を評価することで雌牛が発情期にあるのか無いのかを 決めることが可能である。 また、第ＥＰ−Ｂ１ ０、０８７、０１５号で公告された欧州特許で、ジェー ムス・Ａ・ロドリアン氏は類似の装置を公開しており、その中でトランスポンダ は、予め決められた期間内の運動の回数値が、予め決められた値である基準値を 超えたどうかを示すデータを代りに発信する。 運動センサーおよび運動数値のカウンタを有するトランスポンダが、またジョ ン・Ｗ・ゲッテンズ氏等の米国特許第４、６１８、８６１号で公開されており、 そこでは代りの電源が、運動センサーが通常の方法で電気的パルスを発生して、 かつ貯え、そしてパルスのエネルギーが情報発信のために使用されるような方法 により用意される。 受動トランスポンダの使用にあたっては内蔵電源がないので、それぞれの作動 には外部電源が必要である。上述のように、これは通常ラジオ波で飛来した高周 波エネルギーにより、そのエネルギーはユニットのコンデンサに貯えられる。そ のエネルギーは必要な幾つかのタイプの情報を伝達するラジオ波の発信に使用さ れる。当然であるがこのような高周波エネルギーは相対的に限定された距離にし か伝達出来ず、１メートルか多くても数メートルである。識別システムがまたデ ータ収集に使われる時、例えば運動あるいは加速の数値の検知には、少なくとも クロックと収集したデータを記憶するレジスタを稼働させるための、より能動的 なあるいはより強力な電源を備えなくてはならない。それゆえ、データを収集す るには多くの場合二次電池が必要である。一般の二次電池は有効期間があり、理 想的には家畜に取り付けたままで常時長期間にわたって稼働できるものであるこ とが必要である識別ユニットにとって、特に不利なことである。上述のジョン・ Ｗ・ゲッテンズ氏の特許では、特定の場合運動センサーは外部からの電気の供給 は無く、それ自身がパルスを発生できて、それがレジスタあるいはメモリの修正 に使われる。 それ等の情報を遠距離にわたって伝達する識別装置は、十分な強さのラジオ信 号の伝送が可能でなくてはならぬのでそのようなタイプの二次電池の電源が必要 である。雌牛の非搾乳期には彼等の行動は緩慢になり、かつ幾つかの餌場あるい は類似の場所に集められることは少なくなるので、雌牛の発情期の検知には特に 重要となる。しかし二次電池のエネルギーを利用するこのような長距離にわたる 情報伝達は、毎回の伝達時に比較的余計なエネルギーを消費するので、伝達を可 能な限り少なくする必要がある。 発明の開示 本発明の一つの目的は、装置の構成要素とか部品を長期間にわたり保守したり 取換えたりしないで家畜に使うことができるようにする、資料収集兼識別ユニッ トを提供することにある。 本発明の次の目的は、また長距離にわたって重要な情報を伝達できる運動セン サーと連動する家畜用の識別ユニットを提供することにある。 これらの目的は、その特徴と特性を詳細な記述と、特に添付の各特許請求の範 囲に公表した本発明により達成できる。 一般に、家畜のような移動ユニットからのデータを伝達する装置においては、 通常の受動トランスポンダはアンテナに接続される。トランスポンダはアンテナ で受信された電圧パルスからの電気エネルギーを貯え、そして貯えられたエネル ギーによりアンテナに装置の識別データのごとき情報を伝送するパルス列を伝達 することができる手段を構成する。さらにこの装置には、プロセッサを駆動する ためのリチウム二次電池のごとき恒久的な電源が備えられている。このプロセッ サは運動センサーから信号を受信し、かつアンテナを有する発信機に接続されて おり、そして運動センサーが発情期の非搾乳牛のような活発な活動を発信する時 は、好ましい範囲をもったラジオ信号を発信するために発信機を作動できる。 より厳密に言えば、可動ユニットからデータを、特に識別データと家畜の運動 パターンに関するデータを発信するための装置においては、受信アンテナおよび 受信アンテナに受信された電圧パルスに含まれている電気エネルギーを貯える手 段とを有する第１の受動サブユニット、即ちトランスポンダユニットが備えられ 、さらに第１の発信アンテナと情報を含んだパルス列を発信アンテナに発信する 手段とを有する。この装置にはまた二次電池型の電源と第２の発信アンテナと情 報を含んだパルス列を第２の発信アンテナより発信する手段からなる第２のサブ デバイスが配備されている。この第２のサブデバイスはデータ、特に検知器ある いはセンサーから得られた変動データの記憶手段を有するプロセッサを備えるこ とが好ましい。プロセッサは、データが検知された運動数を表示する計数値であ って、データ変動が十分かつ迅速に変化した時に非定常状態であることを知らせ るであろうし、設定時間中に予め定められた閾値を超えて増加してしまった時、 あるいは一般的に予め定められた指示の閾値を通過した時にも信号を出すであろ う。 図面の簡単な説明 本発明は限定条件とならない実施例を参照し、また付帯図面を参照にして詳細 に説明されるが、付帯図面は； 図１は、識別情報と運動データを発信する回路のデータのブロック図である。 図２は、収納箱内に組み込まれた図１の回路を構成する機器の前面図である。 図３は、パルス生成回路の実施例の回路図である。 図４は、図１の回路に構成されたプロセッサにより実施される手順の流れ図で ある。 詳細な説明 図１には、ブロック図でかつ部分的な概略図として、ケーシング内または収納 箱内に設置される装置が示されており、図２には例えば家畜の首の周りにぶら下 げられる装置が示されている。この装置は識別のための機能と運動を検知する機 能とを有するものである。識別のためには主に通常型のトランスポンダ１が使用 され、このような機器はテキサスインスツルメント社から“ＴＩＲＩＳ”なる商 品名で発売されており、また例えば特許文献ＤＥ−Ｃ２ ３９２０６６６、ＤＥ −Ｃ１ ４００２８０１、ＥＰ−Ａ１ ０４８０５３０、ＥＰ−Ａ１ ０３０１ １２７、ＤＥ−Ｃ１ ４００４１９６、ＥＰ−Ｂ１ ０２９９５５７、米国特許 第５、５１０、４９５号および米国特許第５、０２８、９１８号が参照されるの で、ここに詳細は述べない。トランスポンダ１はアンテナ３を有し、それは高周 波エネルギー（例えば約１００−２００キロヘルツの周波数の）の受信感度が高 く、このエネルギーは主として図１の５で示されるレジスタに記憶された識別デ ータの発信に、トランスポンダの回路を作動させるために使用される。 駆動のための外部電源を必要としない完全受動トランスポンダ１は、プロセッ サ７に接続される。このプロセッサは通常の電子演算処理操作式に設計され、メ モリ回路、クロック回路等を有する。プロセッサ７はリチウム二次電池９のごと き適合した電気化学的電池の形で自前の外部定常電源を有する。この二次電池９ はまた、例えば約３０ヘルツの範囲の周波数を有するラジオ波の発信機１１に電 力を供給し、それはアンテナ１３に接続する。プロセッサ７は運動センサー１５ から１列の電気パルスとして入力信号を受信し、それはジーメンス・エレマ社所 有のビョーン・デール氏等の米国特許第５、１８３、０５６号に記載されている 形であることが望ましい。検知器１５からの電気的パルスはプロセッサに伝達さ れる前にパルス形成回路１４により望ましい電圧パルスに形成できる。プロセッ サ７はまたトランスポンダ１からの信号を受信でき、トランスポンダ１に接続す るアンテナ３によりまたデータ情報を発信できる。 図１に示される装置は次のように作動する。運動センサー１５は、例えば家畜 の首輪にぶら下げるような方法で装置が取り付けられている家畜の運動を、常時 あるいは永続的に検知し、運動を表示する電気信号がマイクロプロセッサ７に送 られる。マイクロプロセッサ７は、例えば一時間に数分間の割合で周期的な繰り 返し時間で、しかし永続的に作動するのが好ましく、かつ作動中には二次電池９ からプロセッサ７に常時エネルギーが供給される。作動期間中運動センサー１５ から受信されたパルスは評価されかつカウントされ、結果はパルスカウンタ１７ であるレジスタに記憶される。 プロセッサ７は上述したごとく、クロック回路を含み、そして現在時間を１９ で示されるレジスタに記憶されるようになっている。これらのレジスタの数値、 即ちパルスカウンタ１７におけるパルス数およびレジスタ１９における現在時間 、によりプロセッサ７は作動中となった時点ごとに、運動の活性あるいは強度、 即ち単位時間当たりの運動回数が、第３のレジスタ２１に記憶された閾値より大 きいかどうかを評価する。運動の活性が十分に高い時は、プロセッサ７はこれも また二次電池９で作動される発信機１１を作動させ、アンテナにメッセージを伝 達し、このメッセージはトランスポンダ１のメモリから呼び出された識別情報と 、運動強度が閾値より高くなったことを知らせる情報との双方を含む。さらに、 レジスタ２２の識別表示は運動強度が現在高いことを示すようにセットされる。 発信機１１の二次電池の作動によりアンテナ１３から出された信号はかなり大き な送信範囲例えば数百メートルの範囲で受けられる。 これとは別に、家畜が給餌場の入り口に居ることができ、かつ１００〜２００ ヘルツ規模の周波数のパルスを発信するところの特別に配置された、図示されて いない監視ステーションに総ての装置が近付き、そしてその装置が十分に監視ス テーションに近く、例えば遠くてもアンテナから５０センチメートルになった時 に、ラジオ波の電気エネルギーは付帯するアンテナ３でトランスポンダ１によっ て受信できる。トランスポンダのアンテナ３は変圧器の二次巻線と類似の働きを し、受信されたエネルギーあるいは誘導されたエネルギーは、適切な方法、例え ば２３で示されるコンデンサーに貯えられる。この貯えられたエネルギーはトラ ンスポンダ１によりそのアンテナに、識別情報並びに最新の運動強度がプロセッ サ７のレジスタ２１に記憶された閾値を超えるかあるいは低いかということを表 示するプロセッサ７のレジスタ２２の動作識別表示から呼び出されたデータ値を 発信するように使用される。 アンテナ１３から出された高周波のラジオ信号は、また図示されてない受信機 、例えば既に述べた監視ステーションで受信され、そしてトランスポンダ１によ り発信された前述のデータ値と同様に適切な方法で評価される。このような運動 強度の増加信号が受信された時は、今受精作業あるいは同等の手段を講ずるのに 好適な時期にきたことを家畜飼育者に知らせる適切な処置を取ることができる。 図４にはプロセッサにより遂行される種々の動作手順のフローダイアグラムが 示される。先ず例えば図示されてないある種の適切なタイミング回路によるプロ セッサの作動により、運動の活性を測定する手順が待機状態になる。次いでこの 手順は、ブロック４０１においてスタートし、その後ブロック４０３にてカウン タ１７がゼロにリセットされる。次いでブロック４０５で運動センサー１５から のパルス受信の有無が確かめられる。もし受信されていない場合は、ブロック４ ０７において、活動の時間が経過したかどうか、例えば手順が開始されてから１ 分経過したかどうかが確認される。もし経過していないときは、この手順は新し いパルスが受信されるかどうかを質問するためにブロック４０５に戻る。 もしブロック４０５で新しいパルスの受信が確認されると、ブロック４０９で カウンタ１７が増分され、その後測定時間が経過したかどうか再度確認するため にこの手順はブロック４０７に進む。もしブロック４０７において時間が経過し たことが確認されると、ブロック４１１において、カウンターの値がレジスタ２ １に記憶された閾値より大きいかどうかが確認される。大きい場合、ブロック４ １３において発信機１１が監視対象の家畜が今活動が活発であるこという情報を 発信するために作動される。その後ブロック４１５でレジスタ２２に記憶された 識別表示がセットされ、それからこの手順はブロック４１７で終了して、新しい 測定のために待機する。 プロセッサ７のレジスタ１７に記憶された計数値が閾値を超えてないことがブ ロック４１１にて確認されると、この手順はブロック４１９に進む。ここでいか なるパルスもこの手順では計測されてない、即ちレジスタ１７の計測値がゼロで あるかが確認される。この場合には運動検知器に欠陥のある確率が非常に高く、 従って手順はブロック４２１に進み、ここでラジオ波発信機１１が、家畜の運動 検知器が欠陥の可能性が高く交換の必要ありという情報を発信するために作動さ れる。それから、ブロック４２３においてレジスタ２２に記憶された識別表示は リセットされ、その後手順がブロック４１７において終了する。もしブロック４ １９において、少なくとも一つのパルスが確認された時には、運動検知器はなお 作動しているが活性は低いと想定され、それから活動識別表示をリセットするた めにブロック４２３に進み、その後この手順は上記のようにブロック４１７にて 終了される。 図２に、図１の回路が、家畜の（示されてないが）首輪、首バンドあるいは類 似のものの付属品とするための孔または開口部２７が構成されたケーシングまた は収納箱に組み込まれた状態で示されている。回路板２９は収納箱２５に取り付 けられ、回路板２９の上に、図示されない導電通路で連結された図１に示される 回路が形成されている。アンテナ３は収納箱２５の周辺内側に直接数回巻き付け た形で配置され、そして導電線３１によって回路板２９の導電領域に接続される 。ラジオ周波数用のアンテナ１３は短い導電線から形成され、また回路板２９上 の適応した導電領域に接続される。 パルス形成回路１４の簡単な実施例が図３に示される。運動検知器１５からの 出力信号はいくらか変動する波型と想定され、それぞれ検知された運動に対し振 幅が減少する。演算増幅器２５にはその入力端子の一つ、例えばその逆転端子に 、それの他の入力端子に加えられる基準電圧Ｖｒｅｆ．が与えられる。演算増幅 器からの出力信号は適切な一定電圧水準ではあるがやや長さ即ち幅の変化したパ ルスの形状を持つようになる。このパルスはマイクロプロセッサ７により適切な 方法、例えばその数をカウントするといった方法で評価される。基準電圧Ｖｒｅ ｆ． は、図示されないがその中に組み込まれたＤＡ−コンバータあるいは類似の装置 を通してマイクロプロセッサにて制御され、演算増幅器２５の非逆転入力端子は 図１の点線で示される線２７を通してプロセッサー７に接続させることができる 。 図１による装置は、実施例では発信機１１を選択的に受動トランスポンダに通 常に配備された発信機とすることができ、その場合当然アンテナ１３はトランス ポンダ１ではアンテナ３と同じであり、即ち、発信機１１とアンテナ１３は省略 され、上述の特別の場合、二次電池９がトランスポンダ１の作動用エネルギーを 供給する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．特に家畜とその運動強度の監視のための、少なくとも第１の通常の状態およ び第２の特別の状態のごとき、異なった状態を取ることができる可動ユニットの 監視方法であって、次の段階即ち： ユニットは異なった状態に対応するセンサーを備え、 ユニットが、固定的に配置されたステーションに近いところにある時は、ユニ ットの識別に関する情報を無線で発信し、 第２の特別の状態の情報をセンサーが検知した時は、ユニットの識別およびユ ニットが第２の状態にある事実の双方に関する情報を常に無線で発信する、こと を特徴とする可動ユニットの監視方法。 ２．ユニットが固定的に配置されたステーションに近いところにあり、かつユニ ットの識別に関する情報を発信する段階において、さらにセンサーが最新に検知 した状態に関する情報を発信する、ことを特徴とする特許請求の範囲１項に記載 の方法。 ３．固定ステーションから無線で高周波の電磁パルスを発信し、可動ユニットが 固定ステーションから近い所にある場合、そのパルスは可動ユニットによって受 信でき、 受信されたパルスに含まれるエネルギーは可動ユニットに貯えられ、そして パルス情報受信後、識別に関する情報を直接無線で発信する、 段階がある、ことを特徴とする特許請求の範囲１または２のいずれか１項に記 載の方法。 ４．パルスの受信後に直接発信する段階には、その他の情報、特に可動ユニット の最新に検知した状態が含まれる、ことを特徴とする特許請求の範囲３に記載の 方法。 ５．可動ユニットからのデータ、特に家畜の識別データと運動パターンに関連す るデータとを発信する装置であって、 −受信アンテナおよび受信アンテナで受信された電圧パルスからなる電気エ ネルギーを貯える手段、 −発信アンテナおよび情報を含むパルス列を発信アンテナに発信する手段、 とからなる、第１の受動サブデバイスと、 −再充電すること無く長時間に亘り電流を供給するための電源、特に電気化 学的電池、 −発信アンテナおよび情報を含むパルス列を発信アンテナに発信する手段、 とからなる、第２のサブデバイス、 とを有する、ことを特徴とする装置。 ６．データ、特に検知器から得られた変化のデータおよび／あるいは現在の時間 を示すデータ値を記憶するための第２のサブデバイスの中に構成されるメモリ手 段を有する、ことを特徴とする特許請求の範囲５に記載の装置。 ７．第１のサブデバイスにおける情報を含むパルス列を発信するための手段が、 識別情報およびその他の情報をパルス列にて発信する、ことを特徴とする特許請 求の範囲５から６のいずれか１項に記載の装置。 ８．第２のサブデバイスにおける情報を含むパルス列を発信するための手段が、 識別情報および他の情報をパルス列にて発信する、ことを特徴とする特許請求の 範囲５から７のいずれか１項に記載の装置。 ９．第１のサブデバイスにおける情報を含むパルス列を発信するための手段が、 他のサブデバイスから得れれた情報をこのパルス列におけるその他の情報として 発信する、ことを特徴とする特許請求の範囲８に記載の装置。 １０．第１のサブデバイスにおける情報を含むパルス列を発信するための手段が 、 第２のサブデバイスのメモリ手段から得れれた情報を、このパルス列におけるそ の他の情報として発信する、ことを特徴とする特許請求の範囲７に記載の装置。 １１．第２のサブデバイスにおける情報を含むパルス列を発信するための手段が 、そのメモリ手段に記憶された変化のデータ値が予め決められた指令値を横切り 、特に超過の方向で、同じくメモリ手段に記憶された閾値を超えた時に、それを 発信する、ことを特徴とする特許請求の範囲５から１０のいずれか１項に記載の 装置。 １２．第２のサブデバイスにおいて、外部の量を検知する検知器、特に運動検知 器あるいはセンサー、並びに検知器から得られた信号を評価しそしてこの評価の 結果をメモリ手段に記憶するための評価ユニットを有する、ことを特徴とする特 許請求の範囲５から１１のいずれか１項に記載の装置。