KR20100124025A - 바이오 센서 및 이를 이용한 모니터링 기법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온도센서가 내장된 바이오 센서에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 바이오 센서는 동물의 생체에 이식하여 생체 외로부터 전자파를 송수신하는 것에 의해 할당되어진 무선식별 ID를 판독함은 물론, 온도센서가 탑재된 생체 이식용 RFID 태그를 생체에 이식하여, 동물의 생체 정보(온도 정보)를 통신 수수 가능하게 구성한 바이오 센서를 주된 기술적 특징으로 하여, 무선식별 ID 또는 생체정보 중 어느 하나 이상을 입력값으로 받아 기 저장된 동물의 특정 생체정보와 비교함에 있어, 특히, 복강표재온도를 직장온도 대비 상관계수가 0.89로 복부표면이거나 복강 내에 체온측정 센서를 장착하여 연산 측정하도록 구성됨으로써, 동물의 이상징후를 신속하고도 정확하게 사전 판독하여, 질병감염 등을 사전에 발견할 수 있도록 하였다.
Description
본 발명은 온도센서가 내장된 바이오 센서에 관한 것으로서, 본 발명에 의하면 바이오 센서는 동물의 생체에 이식하여 생체 외로부터 전자파를 송수신하는 것에 의해 할당되어진 무선식별 ID를 판독함은 물론, 온도센서가 탑재된 생체 이식용 RFID 태그를 생체에 이식하여, 동물의 생체 정보(온도 정보)를 통신 수수 가능하게 구성한 바이오 센서에 관한 것이다.
일반적으로, 동물의 체온을 정확하게 측정하기 위해서는 직장온도를 측정하는데, 직장온도 측정의 경우 체온측정시마다 동물을 매번 보정해야 하고, 직장에 온도측정용 탐침(probe)이나 온도계(thermometer)를 꽂아야 하는 등 동물에게 스트레스를 주기 때문에, 이로 인한 온도변화도 무시할 수 없으며, 산업동물(industrial animal)의 온도측정 방법으로는 부적합하다는 등의 단점을 내포하고 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무선식별 ID 또는 생체정보 중 어느 하나 이상을 입력값으로 받아 기 저장된 동물의 특정 생체정보와 비교함에 있어, 특히, 복강표재온도를 직장온도 대비 상관계수가 0.89로 복부표면이거나 복강 내에 체온측정 센서를 장착하여 연산 측정하도록 구성됨으로써, 신속하고도 정확한 온도측정이 가능한 바이오 센서를 제공함에 주된 기술적 해결과제가 있다.
또한, 본 발명에서는 동물의 체온을 정확히 측정하기 위하여 온도측정용 RFID chip을 체내에 삽입하고 체외의 수신기를 통해 온도 정보를 취합함으로 온도측정에 따른 스트레스가 없고 체외에서 측정하는 것이 아니기 때문에 정확한 체온을 지속적으로 측정 가능한 생체정보취득용 RFID 태그를 제공할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
온도측정이 가능한 생체 이식용 RFID 태그으로서, 동물의 생체에 이식하여 생체 외로부터 전자파를 송수신하는 것에 의해 할당되어진 무선식별 ID를 판독함은 물론, 온도센서가 탑재된 생체 이식용 RFID 태그를 생체에 이식하여, 동물의 생체 정보(온도 정보)를 통신 수수 가능하게 구성한 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 온도측정이 가능한 바이오 센서에 의하면, 무선식별 ID 또는 생체정보 중 어느 하나 이상을 입력값으로 받아 기 저장된 동물의 특정 생체정보와 비교함에 있어, 특히, 복강표재온도를 직장온도 대비 상관계수가 0.89로 복부표면이거나 복강 내에 체온측정 센서를 장착하여 연산 측정하도록 구성됨으로써, 동물의 이상징후를 신속하고도 정확하게 사전 판독할 수 있다는 등의 장점이 있다.
이하, 본 발명에 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 체온측정 및 개체인식 기능을 가진 RFID chip의 구성도이고, 도 2 본 발명에서 주파수에 따른 온도측정의 직선회귀도 분석도이며, 도 3은 야간에 환기시스템 고장으로 가스에 중독되어 집단 폐사한 무창돈사의 사례도이며, 도 4 동물이 사료나 물을 섭취하는 장면 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 RFID를 이용한 개체인식 및 체온측정 시스템의 개요도이다.
본 발명에서는 수동형 RFID chip에 온도를 감지할 수 있는 센서를 부착하여 체내에 삽입함으로써 외부 환경으로 부터의 영향을 최소화한 상태에서 측정된 온도를 계측기에 무선으로 정보를 보냄으로 사육중인 동물의 체온변화를 지속적으로 모니터링하기 위한 시스템의 일환으로서 안출되었으며, 본 발명의 구성적 특징은 다 음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 태그로서의 바이오 센서는, 상기 RFID 태그에 온도 센서가 탑재 또는 내장되어 구성되는 것으로 한다.
또한, 상기한 RFID 태그로서의 바이오 센서는, 동물의 생체에 이식하여 생체 외로부터 전자파를 송수신하는 것에 의해 할당되어진 무선식별 ID를 판독함은 물론, 온도센서가 탑재된 생체 이식용 RFID 태그를 생체에 이식하여, 동물의 생체 정보(온도 정보)를 통신 수수 가능하게 구성되는 것으로 한다.
또, 상기 RFID 태그의 이식 부위는 귀뒷부분-이근부나 복강 내로서, 상술한 구성적 특징을 갖는 바이오 센서를 이용하여 농장 내 질병/사고 발생을 사전 진단하는 바이오 모니터링 시스템을 구축할 수 있도록 구성되는 것으로 한다.
본 발명은 또한 생리학적으로 모니터링된 태그에 의해 발생된 데이터를 수신, 저장 및 처리하고, 이 저장된 데이터가 사용자가 이용할 수 있게 만들기 위한 온라인 중앙 데이터 처리부를 구비하는 시스템을 포함한다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 동물 생체 내 적소에 매입되고, 온도 센서 및 고유의 식별번호를 저장하는 RFID 태그를 내장하여 상기 온도 센서에서 측정된 온도값을 상기 RFID 태그에 기록하는 온도 기록부; 상기 온도 기록부의 RFID 태그로부터 온도값을 독출하는 RFID 리더를 내장하고, 상기 RFID 리더로 독출된 온도값을 외부로 전송하기 위한 통신 수단을 구비하는 적산 온도 관리부의 통신 수단을 통해 상기 온도값을 수신하고, 상기 수신된 온도값에 대한 데이터베이스를 구축하는 적산 온도 관리 서버를 포함한다. 본 발명에 의하면, RFID 태그에 온도값 을 기록하는 온도 기록부를 동물마다 매입한 상태에서 농장에 설치되거나 모바일 기기로 제작된 RFID 리더를 이용하여 온도 기록부로부터 온도값을 독출하여 관리 시스템으로 전송함으로써, 동물의 온도 기록이 용이하고, 동물의 적산 온도에 대한 데이터베이스를 구축할 수 있어 체계적인 온도 관리가 가능하다는 특장점을 가지고 있다.
이하, 본원 발명의 일실시예에 따른 바이오 센서의 기술적 특징을 상세히 설명한다.
1. 생체정보 및 체온정보 취득용 RFID
가축과 같이 고도로 진화된 동물들은 외계의 온도가 급격히 변화하거나 심한 운동에 의해서 몸에 열이 많이 발생되어도 일정한 범위에서 체온(Body temperature)을 유지할 수 있는 능력을 가지고 있는데, 이런 동물을 항온동물(homeotherms) 또는 온혈동물(warm-blooded animal)이라고 한다. 항온동물은 체내의 물질이 산화되어 열을 발생하고 신경계를 포함한 복잡한 작용에 의해서 체온을 유지하는데 항온동물도 부위에 따라서 온도가 다르다. 즉, 몸의 깊은 부위에서 표면 부위에 가까울수록 온도가 낮아진다(가축생리학 327p).
가축의 정상적인 체온은 축종에 따라 달라서 돼지의 경우 갓 태어난 자돈은 체온이 39℃인데, 1시간이 지나면 36.8℃로 변하는 등 체온의 변화가 크고, 특히 돈열(Classical Swine Fever)과 같은 감염성 질환 (infectious disease)에 감염되는 경우 40℃ 이상 체온이 오르는 등, 온도는 맥박(heart beat), 혈압(blood pressure)과 함께 건강상태를 평가하는 매우 기본적인 지표이다.
본 발명에서는 수동형 RFID chip에 온도를 감지할 수 있는 센서를 부착하여 체내에 삽입함으로써 외부 환경으로 부터의 영향을 최소화한 상태에서 측정된 온도를 계측기에 무선으로 정보를 보냄으로 사육중인 동물의 체온변화를 지속적으로 모니터링하는데 그 특징이 있다.
일반적으로, 동물의 체온을 정확하게 측정하기 위해서는 직장온도를 측정하는데, 직장온도 측정의 경우 체온측정시마다 동물을 매번 보정해야 하고, 직장에 온도측정용 탐침(probe)이나 온도계(thermometer)를 꽂아야 하는 등 동물에게 스트레스를 주기 때문에, 이로 인한 온도변화도 무시할 수 없으며, 산업동물(industrial animal)의 온도측정 방법으로는 부적합한 바, 본 발명에서는 동물의 체온을 정확히 측정하기 위하여 온도측정용 RFID chip을 체내에 삽입하고 체외의 수신기를 통해 온도 정보를 취합함으로 온도측정에 따른 스트레스가 없고 체외에서 측정하는 것이 아니기 때문에 정확한 체온을 지속적으로 측정 가능한 생체정보취득용 RFID 칩에 대한 내용을 포함하고 있다.
도 1은 체온측정 및 개체인식 기능을 가진 RFID chip의 구성도로서, 이를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은, 칩내부에 온도측정센서가 들어 있어 전력공급없이도 외부로 부터 공급된 전기적 신호만으로 회로가 작동, 실시간 체온데이터를 RFID chip에 전달하게 구성되어 있다.
2. 체온측정 및 개체인식 기능 RFID chip의 특징
A. 일반적 제원
RFID chip관련 국제 규격인 ISO-11784/11785 와 호환성을 유지하도록 설계를 실시하였으며 사용 tag의 일반적인 제원은 다음과 같다.
| 항목 | 내용 |
| 사용주파수 | 134kHz |
| Modulation | ASK |
| 구분 | 수동형 (passive) |
| 입출력 구분 | Read/write |
| 온도측정 범위 | 35-42 ℃ |
| 온도측정 정밀도 | 0.2 ℃ |
B. Calibration을 통한 정확한 체온측정 기능
본 RFID chip의 특징은 동물의 체온범위에서 온도를 정확히 측정할 수 있도록 설계되었다는 점이다. 본 RFID chip은 도 2에 예시된 바와 같이 체온측정 범위에서 우수한 직선회귀도를 보여 Calibration을 정확히 실시하면 체온측정범위에서 정확한 값을 측정할 수 있게 된다.
도 2 주파수에 따른 온도측정의 직선회귀도 분석도로서, 200kHz와 250kHz 모두 체온측정 범위내에서 우수한 직선회귀도를 보이고 있음을 알 수 있다.
C. 온도 데이터 전송 방식
본 RFID chip은 tag reader로부터 전송 명령을 받아 작동되며 전송 명령을 받고 나면 0.01초 안에 온도정보를 6-10 bit 디지털 데이터로 생성하여 ID 데이터 와 함께 전송하게 된다. 온도 데이터를 포함하고 있는 ID 정보(32-64 bit) 다음에 전송되며 온도 데이터임을 표시하는 indicator 4-8 bit 헤더(header)로 되어 있다.
온도 데이터는 EEPROM 등 비휘발성 메모리에 저장될 수도 있고 전송 명령을 받을 때만 전송하고 그 데이터를 폐기할 수도 있다. 본 chip은 reader로부터 시간정보를 (YY/MM/DD/HH/mm) 전달받아 이 데이터를 함께 저장하여 시간별 온도데이터를 동기화할 수 있는 기능을 가지고 있다.
3. RFID 이식 가능 부위
사람에서는 귀를 통한 체온측정이 일반적으로 사용되고 있으나 돼지에서, 돼지 부위별 온도와 직장 온도와의 상관관계를 나타낸 [표 1]에서 보는 바와 같이 복강(직장)온도와의 온도격차가 크기 때문에 체온측정부위로 부적당한 반면, 복강표재온도는 직장온도 대비 상관계수가 0.89로 복부표면이거나 복강 내에 체온측정 센서를 장착할 경우 보다 신속하고도 정확한 온도측정이 가능하다.
또한 피부의 경우 송/수신 전파가 생체를 통과하지 않기 때문에 신호전달이 쉽다는 장점을 가지고 있는 반면, 별도로 외부 온도에 따른 변화를 막을 수 있는 장치가 장착되지 않을 경우 외부 온도에 영향을 받아 정확한 온도측정이 불가능하다는 단점을 가지고 있다.
피하조직이나 근육은 비교적 정확한 온도측정은 가능하나, 대상동물인 돼지에서는 이물(foreign body)로 취급되기 때문에 식육위생 (meat hygiene)의 측면에서 사용이 불가능하다.
따라서 본 발명은 RFID chip을 복강내부에 이식함으로 대상동물에서 정확한 체온측정이 가능하도록 하는 것을 그 특징으로 하고 있으며 복강내부에 이식해도 체외에서 안정적으로 체온이 측정되도록 하는데 그 특징을 가지고 있다.
흉강의 경우도 피하조직이나 근육과 마찬가지로 비교적 정확한 온도측정은 가능하나 평생동안 수축운동을 하는 심장이나, 호흡을 담당하는 폐장기와 같이 노출되어 있어 심한 이물감이나 염증을 일으킬 확률이 높다고 하겠다.
이에 반해 복강에 온도측정기를 설치할 경우 내부장기중 가장 온도가 높다는 간(liver)과 같은 공간안에 있기 때문에 위에서 설명한 다섯가지 온도 측정 부위중 가장 정확한 온도측정이 가능하다는 장점이 있다. 지금까지 RFID chip을 응용한 온도측정 sensor에 대한 특허나 기술은 발표되었으나 특정 동물에서 가장 적합한 이식부위를 실측자료를 근거로 제시한 바가 없다. 본 발명에서는 복강내 RFID chip을 장착시킴으로 가장 정확한 온도측정을 가능하게 하는데 그 특징을 가지고 있다.
그런데, 복강내에 온도측정용 RFID chip을 삽입시키는 경우 전기적으로 저항값이 높은 체액(body fluid)이나 지방, 근육, 피부를 차례로 통과해야 하기 때문에 신호전달 거리가 짧아져서 생체조직에 대한 투과율이 상대적으로 높은 주파수를 사용해야 한다. 높은 주파수대 전파를 사용하여도 복강내에 RFID chip이 위치할 경우 도달거리가 20-30 센티미터에 불과해 온도나 생체 정보를 수집하는 계측기를 사료급이기와 급수기에 설치하여야 한다.
동물의 복강내 위치한 RFID chip으로 부터 신호를 정확히 전달받기 위해서는 수신기의 위치와 RFID chip과의 거리를 최소화시켜야 하는데, 본 발명은 동물이 하루에 수차례 사료나 물을 섭취하기 위해 사료급이기와 급수기를 찾는데 착안, 수신기를 사료급이기와 급수기 전면부 바닥에 설치하여 안정적으로 신호를 수신할 수 있도록 하는데 본 시스템의 특징이 있다. 부가적으로 사료급이기와 급수기 주변에 설치한 수신부는 시험동물이 사료를 섭취하기 위해 사료급이기 및 급수기에 접근한 횟수를 측정할 수 있게 해주어 시험동물의 사료 또는 물 섭취 경향을 평가할 수 있도록 한다.
4. 체온측정 RFID chip의 응용 범위
동물은 체온이 상승하거나 질병에 이환될 경우 사료 및 물 섭취량이 현저히 감소하는 특징을 가지고 있다. (참고문헌) 또한 최근의 사육시스템은 창문이 없는 무창사육시설이며 강제로 환기시키는 시스템을 갖추고 있는데 환기 시스템이 오작동하거나 고장을 일으킬 경우 동물이 집단 폐사하는 문제점을 가지고 있다.
이에 본 시스템은 관리자가 없는 시간에도 동물의 사료섭취 횟수나 물 섭취 횟수를 측정하여 사료 또는 물 미섭취 동물의 발생 여부를 매시간 파악할 수 있을 뿐만 아니라 집단 발열 또는 집단 폐사 징후를 정확하게 파악할 수 있는 특징을 가지고 있다.
돈열(Classical Swine Fever) 바이러스 감염증의 경우 고열이 발생되는데 체온이 40℃까지 오른 상태에서 감염된 개체들끼리 사육시설의 구석에 모여 있는 것을 발견하게 되고 성돈(adult)보다 자돈(piglets)에서 더 심한 임상증상을 보이게 되는데 체온은 약 39.5℃ 수준이다 (Swine disease 9th edition, P312). 즉 돈열과 같은 급성 바이러스성 전염병의 경우 체온 측정만으로도 질병의 이환 여부를 조기에 판정할 수 있어 돈군관리(Herd control)에 효율적인 응용이 가능하다.
도 3 야간에 환기시스템 고장으로 가스에 중독되어 집단 폐사한 무창돈사의 사례도로서, 작업자가 관찰하지 않는 야간에도 온도측정이나 개체의 움직임을 모니터링할 수 있는 시스템이 장착되면 이러한 사고를 사전에 예방할 수 있다.
도 4는 동물이 사료나 물을 섭취하는 장면도로서, 돈사내부에 사료나 물을 섭취하는 장소가 고정되어 있기 때문에 동물이 사료나 물을 섭취하기 위해서는 특정장소에 일정시간 이상 머무는 특징이 있음을 예시하기 위한 도면이다.
본 특허에서는 이러한 특징을 이용 사료섭취기와 급수기 주면에 RFID chip reader를 설치하여 동물이 사료나 물을 먹으러 온 횟수도 자동으로 체크할 수 있는 시스템을 갖추고 있다.
1. 시스템의 구성
시스템은 크게 RFID chip, RFID chip reader, 무선 LAN을 이용한 데이터 송수신 시스템, 중앙컴퓨터 등으로 구성되어 있다 (도 4 참조) 본 시스템은 단순히 체온측정기능에서 벗어나 사료나 물 섭취 횟수에 따른 운동성 평가 및 농장내 사고(화재, 가스중독) 발생시 PC에서 이상징후를 사전에 발견, 농장관리자로 하여금 초기에 대처할 수 있는 시스템을 구성할 수 있게 되는 것이다.
이상의 설명과 같이, 본 발명은 무선식별 ID 또는 생체정보 중 어느 하나 이상을 입력값으로 받아 기 저장된 동물의 특정 생체정보와 비교함에 있어, 특히, 복강표재온도를 직장온도 대비 상관계수가 0.89로 복부표면이거나 복강 내에 체온측정 센서를 장착하여 연산 측정하도록 구성됨으로써, 동물의 이상징후를 신속하고도 정확하게 사전 판독할 수 있어, 질병감염의 초기 발견에 이바지하는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 체온측정 및 개체인식 기능을 가진 RFID chip의 구성도,
도 2 본 발명에서 주파수에 따른 온도측정의 직선회귀도 분석도,
도 3은 야간에 환기시스템 고장으로 가스에 중독되어 집단 폐사한 무창돈사의 예.
도 4 동물이 사료나 물을 섭취하는 장면도,
도 5는 본 발명에 따른 RFID를 이용한 개체인식 및 체온측정 시스템의 개요도.
Claims (7)
- RFID 태그로서의 바이오 센서에 있어서,상기 RFID 태그에 온도 센서가 탑재 또는 내장된 것을 특징으로 하는 바이오 센서.
- RFID 태그로서의 바이오 센서에 있어서,동물의 생체에 이식하여 생체 외로부터 전자파를 송수신하는 것에 의해 할당되어진 무선식별 ID를 판독함은 물론, 온도센서가 탑재된 생체 이식용 RFID 태그를 생체에 이식하여, 동물의 생체 정보(온도 정보)를 통신 수수 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 바이오 센서.
- 상기 RFID 태그의 이식 부위는 귀뒷부분-이근부나 복강 내인 바이오 센서.
- 제 1 항 내지 제 3 항에 따른 바이오 센서를 이용하여 농장 내 질병/사고 발생을 사전 진단 가능한 바이오 모니터링 시스템.
- 제 2 항에 있어서,상기 무선식별 ID 또는 생체정보 중 어느 하나 이상을 입력값으로 받아 기 저장된 동물의 특정 생체정보와 비교함에 있어, 특히, 복강표재온도를 직장온도 대비 상관계수가 0.89로 복부표면이거나 복강 내에 체온측정 센서를 장착하여 연산 측정하도록 된 것을 특징으로 하는 바이오 센서.
- 제 2 항에 있어서,생리학적으로 모니터링된 태그에 의해 발생된 데이터를 수신, 저장 및 처리하고, 이 저장된 데이터가 사용자가 이용할 수 있게 만들기 위한 온라인 중앙 데이터 처리부를 구비하는 시스템으로서 구성됨을 특징으로 하는 바이오 모니터링 시스템.
- 동물 생체 내 적소에 매입되고, 온도 센서 및 고유의 식별번호를 저장하는 RFID 태그를 내장하여 상기 온도 센서에서 측정된 온도값을 상기 RFID 태그에 기록하는 온도 기록부; 상기 온도 기록부의 RFID 태그로부터 온도값을 독출하는 RFID 리더를 내장하고, 상기 RFID 리더로 독출된 온도값을 외부로 전송하기 위한 통신 수단을 구비하는 적산 온도 관리부의 통신 수단을 통해 상기 온도값을 수신하고, 상기 수신된 온도값에 대한 데이터베이스를 구축하는 적산 온도 관리 서버를 포함하는 바이오 모니터링 시스템.
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|---|---|---|---|---|
| KR101409849B1 (ko) * | 2012-11-26 | 2014-07-07 | 전자부품연구원 | 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템 |
| CN107711576A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-02-23 | 浙江利尔达物联网技术有限公司 | 一种母猪发情鉴定方法及*** |
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| KR20200130556A (ko) * | 2019-05-09 | 2020-11-19 | (주)블랙와이더 | 동물을 관리하기 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101409849B1 (ko) * | 2012-11-26 | 2014-07-07 | 전자부품연구원 | 생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템 |
| CN107711576A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-02-23 | 浙江利尔达物联网技术有限公司 | 一种母猪发情鉴定方法及*** |
| CN107711576B (zh) * | 2017-09-18 | 2020-09-22 | 浙江利尔达物芯科技有限公司 | 一种母猪发情鉴定方法及*** |
| CN109008989A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-12-18 | 杭州感到科技有限公司 | 腹部核温的测量方法和设备 |
| CN109008989B (zh) * | 2018-06-14 | 2024-06-11 | 杭州感到科技有限公司 | 腹部核温的测量方法和设备 |
| KR20200130556A (ko) * | 2019-05-09 | 2020-11-19 | (주)블랙와이더 | 동물을 관리하기 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 |
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