SE504267C2 - Identitets- och kobrunstindikator - Google Patents

Description

504 267 2 sändning av en radiosignal med någon typ av önskad information.

Av naturliga skäl kan sådan högfrekvensenergi bara överföras över relativt begränsade avstånd, allra högst av storleksord- ningen en eller ett fåtal meter. När ett identifieringssystem också används för datainsamling, t ex för detektion av antalet rörelser eller accelerationer, måste någon typ av aktiv ström- försörjning finnas anordnad, åtminstone för drivning av ett re- gister, i vilket de insamlade data lagras. Därför krävs vid en sådan datainsamling i de flesta fall ett batteri. Ett batteri har begränsad nyttig livslängd, vilket är en klar nackdel för identifieringsenheter, som i idealfallet skall fästas på djuret och sedan stanna kvar där och fungera under lång tid. I vissa fall kan rörelsegivaren själv, se det nämnda patentet för John W. Gettens, utan extra yttre strömtillförsel alstra de pulser, som används för omställning av ett register eller minne.

För identifieringsanordningar, som skall kunna översända sin information över längre avstånd, måste tillräckligt starka ra- diosignaler kunna utsändas och för detta krävs en strömförsörj- ning av typ batteri. Detta kan vara särskilt viktigt vid detek- tion av brunst hos kor, eftersom dessa under sinperioden kan gå i lösdrift och sällan hämtas in till någon utfordringsplats e dyl. Sådan sändning av information över längre avstånd med utnyttjande av batteridrift bör dock utföras så sällan som möj- ligt, eftersom vid sändning relativt mycket energi förbrukas.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Det är ett syfte med uppfinningen att anvisa en datainsam- lings- och identifikationsenhet, som kan användas på ett husdjur under lång tid utan någon tillsyn eller något utbyte av delar i enheten.

Det är ett ytterligare syfte med uppfinningen att anvisa en identifikationsenhet för ett husdjur kombinerad med rörelsede- tektor, vilken kan sända viktig information också över större avstånd.

Dessa syften uppnås med uppfinningen, vars närmare kännetec- ken framgår av de bifogade patentkraven.

Allmänt finns sålunda i en anordning för översändande av data från en rörlig enhet såsom från ett husdjur en konventionell passiv transponderenhet, som är kopplad till en antenn. Trans- pondern innefattar organ för lagring av elektrisk energi i 504 267 3 elektriska spänningspulser mottagna på antennen och kan med hjälp av den lagrade energin utsända pulsföljder med information såsom identifikationsdata för anordningen på antennen. Vidare finns i anordningen en permanent strömkälla såsom ett litiumbat- teri, vilket driver en processor. Processorn mottar signaler från en rörelsedetektor och är kopplad till en sändare med en antenn och kan aktivera sändaren för utsändande av radiosignaler med god räckvidd, när rörelsedetektorn visar en förhöjd aktivi- tet, såsom för en sinko under brunstperioden.

Uttryckt mera formellt finns i en anordning för översändande av data från en rörlig enhet, särskilt för översändande av iden- tifikationsdata och data rörande rörelsemönster från ett hus- djur, en första passiv delanordning eller transponderenhet in- nefattande en mottagarantenn och organ för lagring av elektrisk energi i elektriska spänningspulser mottagna på mottagarantennen och vidare innefattande en sändarantenn och organ för utsändning av informationsinnehållande pulsföljder på sändarantennen. I anordningen finns också en andra delanordning innefattande en strömkälla av batterityp och en sändarantenn och organ för ut- sändning av informationsinnehållande pulsföljder på denna sän- darantenn. Den andra delanordningen innefattar lämpligen en pro- cessor med minnesorgan för lagring av data, särskilt föränderli- ga data erhållna från en detektor.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas närmare i anslutning till ett ej begränsande utföringsexempel i samband med de bifogade rit- ningarna, i vilka: Fig. 1 visar ett blockschema över kretsar för översändande av identifieringsinformation och av rörelsedata, Fig. 2 visar en vy framifrån av en enhet innefattande kret- sarna enligt fig. 1 inbyggda i ett hus, Fig. 3 visar en utföringsform av en pulsformande krets, Fig. 4 visar ett flödesschema över ett förfarande utfört av en processor.

BESKRIVNING Av FÖREDRAGEN UTFöRINcsFoRM I fig. 1 visas i blockform och delvis schematiskt en anord- ning, som är avsedd att vara placerad i ett hus, se fig. 2, vil- ket i sin tur är avsett att t ex hängas runt halsen på ett hus- djur, och som innefattar funktioner för identifiering och rörel- 504 267 4 sedetektering. För identifikationen används en transponderenhet 1 av i princip konventionell typ såsom en enhet, vilken under namnet "TIRIS" säljs av företaget Texas Instruments, se också t ex patentskrifterna DE-C2 3920666, DE-C1 4002801, EP-A1 0480530, EP-Al 0301127, DE-Cl 4004196, EP-Bl 0299557, US-A 5,510,495 och US A 5,028,918, och den skall inte beskrivas här i detalj. Transpondern 1 innefattar en antenn 3 och kan på denna motta högfrekvensenergi (frekvenser t ex omkring 100 - 200 kHz), som används för att driva kretsar i transpondern, framför allt för översändande av identifikationsdata lagrade i ett register, visat vid 5 i fig. 1.

Den helt passiva transpondern 1, som för sin drift inte krä- ver någon yttre strömkälla, står i förbindelse med en processor 7. Denna är utformad för normala processoroperationer och är försedd med minnen, klockkretsar etc. Processorn 7 har en yttre egen konstant strömförsörjning i form av ett lämpligt elektroke- miskt batteri såsom ett litiumbatteri 9. Batteriet 9 levererar också effekt till en sändare 11 för radiofrekvensvågor, exempel- vis med frekvens i området omkring 30 MHz, och är för detta kopplat till en antenn 13. Processorn 7 mottar som insignal elektriska pulser på en ledning från en rörelsedetektor 15, som företrädesvis är av den typ, vilken beskrivs i patentet US-A- 5,183,056 för Björn Dalén et al., överlåtet till Siemens Elema AB. De elektriska pulserna från detektorn 15 kan omformas till lämpliga elektriska spänningspulser av en pulsformande krets 14, innan de tillförs processorn. Processorn 7 kan också motta sig- naler från transponderenheten 1 och kan eventuellt via denna också översända datainformation med hjälp av antennen 3 ansluten till transpondern 1.

Den i fig. 1 visade anordningen fungerar på följande sätt.

Rörelsedetektorn 15 detekterar ständigt rörelser hos t ex ett husdjur, på vilket anordningen är fastgjord på något sätt såsom hängd i en halskedja, och elektriska signaler, som anger rörel- serna sänds till mikroprocessorn 7..Mikroprocessorn 7 är i det föredragna fallet aktiv endast under konstant återkommande tids- intervall såsom under någon minut varje timme men kan också eventuellt vara ständigt aktiv och får under de aktiva tiderna alltid sin energiförsörjning genom batteriet 9. Under aktivi- tetsperioden utvärderas och räknas de från rörelsedetektorn 15 504 267 5 mottagna pulserna, varvid resultatet lagras i ett register ut- format som en pulsräknare 17.

Processorn 7 innehåller såsom antytts ovan också en klock- krets och lagrar den aktuella tiden i ett register visat vid 19.

Med hjälp av värdena i dessa register, dvs antalet pulser i pulsräknaren 17 och den aktuella tiden i registret 19, utvärde- rar processorn 7 hela tiden, huruvida rörelseaktiviteten eller - intensiteten, dvs antalet rörelser per tidsenhet, är större än ett tröskelvärde lagrat i ett tredje register 21. Om rörelsein- tensiteten är tillräckligt hög, aktiverar processorn 7 sändaren 11, som också drivs av batteriet 9, och utsänder ett meddelande på antennen 13 innehållande dels identifierande information, hämtad från minnet i transponderenheten 1, och uppgift om att rörelseintensiteten nu är större än tröskelvärdet. Vidare sätts en flagga i ett register 22, som anger, att rörelseintensiteten nu är hög. Genom batteridriften av sändaren 11 får signalen ut- sänd från antennen 13 en rimligt stor räckvidd, t ex av stor- leksordningen hundratals meter.

När hela anordningen i stället nalkas en speciellt anordnad avfrågningsstation (ej visad), som för husdjur kan finnas vid ingången till en utfodringsplats och som utsänder pulser av en frekvens av storleksordningen 100 - 200 kHz. När anordningen är tillräckligt nära avfrågningsstationen, t ex högst 50 cm från dennas antenn, kan den elektriska energin i radiovågorna mottas av transponderenheten 1 med hjälp av dess tillhörande antenn 3, som fungerar på liknande sätt som sekundärlindningen i en trans- formator, och lagras på lämpligt sätt, exempelvis i en kondensa- tor, antydd vid 23. Den lagrade energin används av transponder- enheten 1 för att sedan på dess antenn 3 utsända identifierande information och också ett datavärde, som hämtas från aktivitets- flaggan i registret 22 i processorn 7 och som anger, om rörel- seintensiteten vid den senaste mätningen har överskridit eller underskridit tröskelvärdet, vilket är lagrat i registret 21 i processorn 7.

De från antennen 13 utsända radiosignalerna av högre frekvens mottas också av en ej visad mottagarenhet, t ex samma avfråg- ningsstation som redan beskrivits, och utvärderas på lämpligt sätt liksom också det nämnda datavärdet utsänt av transponderen- heten 1. När sålunda signal om förhöjd rörelseintensitet mottas, 504 267 6 kan särskilda åtgärder vidtas för att ge en indikation till djurskötselpersonal om att nu är rätt tidpunkt för att utföra inseminering eller dylikt.

I fig. 4 visas ett exempel på ett flödesschema för de olika arbetssteg, som utförs av processorn. Först inväntas sålunda att förfarandet för mätning av rörelseaktivitet skall inledas, genom att processorn 7 t ex aktiveras via någon lämplig krets (ej vi- sad) däri. Förfarandet startar då i ett startblock 401, varef- ter räknaren 17 nollställs i ett block 403. Sedan testas i ett block 405 huruvida någon puls har mottagits från rörelsedetek- torn 15. Om detta inte är fallet, avgörs i ett block 407, om tiden för aktivitetsmätningen har utlöpt, dvs t ex att en tids- rymd av en minut har förflutit sedan förfarandet startade. Om detta inte är fallet, återgår förfarandet till blocket 405 för att efterfråga om någon ny puls har ankommit.

Om det i block 405 avgörs, att en ny puls har ankommit, ökas räknaren 17 i ett block 409, varefter förfarandet övergår till blocket 407 för att åter avgöra om tiden för mätningen har ut- löpt. Om det i blocket 407 avgörs att tiden har utlöpt, bestäms i ett block 411, huruvida räknarens värde är större än det i registret 21 lagrade tröskelvärdet. Om detta är sant, igângsätts i ett block 413 sändaren 11 för att sända information om att aktiviteten nu är hög för det aktuella djuret. Därefter sätts flaggan lagrad i registret 22 i ett block 415, varefter förfa- randet är slut i ett block 417 för inväntan av en ny mätperiod.

Om det i blocket 411 avgjordes, att räknarvärdet lagrat i registret 17 i processorn 7 inte överstiger tröskelvärdet, över- går förfarandet till ett block 419. Däri avgörs, huruvida det vid förfarandet överhuvudtaget har räknats några pulser, dvs om räknaren i registret 17 fortfarande är lika med noll. Om detta är fallet, är rörelsedetektorn med all sannolikhet felaktig och då övergår förfarandet till ett block 421, där rf-sändaren 11 aktiveras för att sända information om att rörelsedetektorn på detta djur troligen är felaktig och behöver utbytas. Sedan noll- ställs i ett block 423 flaggan lagrad i registret 22, varefter förfarandet är slut i blocket 417. Om det i blocket 419 avgjor- des, att minst en puls har räknats, kan det antas att rörelsede- tektorn fortfarande är funktionsduglig men att aktiviteten är låg, varför förfarandet övergår till blocket 423 för nollställ- 504 267 ' 7 ning av aktivitetsflaggan, varefter förfarandet som ovan är slut i blocket 417.

I fig. 2 visas kretsarna i fig. 1 inbyggda i ett hus 25, in- nefattande hål 27 för fastgöring vid en halskedja, halsrem e dyl (ej visat) hos ett husdjur. Ett kretskort 29 är monterat i huset 25 och innefattar kretsarna visade i fig. 1 förbundna av led- ningsbanor (ej visade) på kortet 25. Antennen 3 är anordnad i form av en lindning med flera varv alldeles innanför husets 25 omkrets och är via ledningsstycken 31 förbunden med elektriskt ledande ytor på kortet 25. Antennen 13 för radiofrekvens inne- fattar ett kortare ledningsstycke också anslutet till en lämplig ledande yta på kortet 25.

En enkel utformning av den pulsformande kretsen 14 visas i fig. 3. Utgångssignalen från rörelsedetektorn 15 antas vara av typ sinussignal med något varierande frekvens och avtagande amp- litud vid varje detekterad rörelse. Den tillförs en operations- förstärkare 33 på dess ena, t ex dess inverterande, ingång medan en referensspänning Vref_ ligger på dess andra ingång. Utgångs- signalen från operationsförstärkaren får då ett utseende med pulser av lämplig konstant spänningsnivå men med något varieran- de längd eller vidd. Pulserna utvärderas på lämpligt sätt av mikroprocessorn 7, t ex genom att deras antal räknas. Referens- spänningen V kan vara styrd av mikroprocessorn via en i den- ref. na inbyggd DA-omvandlare e dyl (ej visad) och därför kan opera- tionsförstärkarens 25 ej inverterande ingång vara ansluten till processorn 7 via en ledning 27, visad med streckade linjer i fig. 1.

Vid ett tänkbart utförande av anordningen enligt fig. 1 kan sändaren 11 alternativt vara den sändardel, som konventionellt finns i passiva transpondrar, och i detta fall är givetvis an- tennen 13 identisk med antennen 3 för transponderenheten 1, dvs sändaren 11 och antennen 13 bortfaller och batteriet 9 levererar vid de beskrivna särskilda tillfällena energi för drift av transponderenheten 1.

Claims (10)

504 267 8 PATENTKRAV

1. Förfarande för övervakning av en rörlig enhet, som kan inta olika tillstånd, åtminstone ett första normalt tillstånd och ett andra speciellt tillstånd, särskilt för övervakning av ett husdjur och dess rörelseintensitet, k ä n n e t e c k n a t av att enheten förses med en sensor för de olika tillstånden, att när enheten befinner sig i närheten av en fast anordnad station, utsänds från enheten trådlöst information dels om en- hetens identitet, dels om vilket tillstånd som sensorn senast har detekterat, att när sensorn detekterar det andra speciella tillståndet utsänds alltid trådlöst information dels om enhetens identitet, dels att enheten nu intar det andra tillståndet.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att från den fasta stationen utsänds trådlöst elektromagnetiska pul- ser av hög frekvens, som kan mottas av den rörliga enheten, en- dast när denna är i närheten av den fasta stationen, och att den rörliga enheten lagrar energin innehållen i de mottagna pulserna för att direkt efter mottagandet av pulserna trådlöst utsända informationen dels om sin identitet, dels om sitt senast detek- terade tillstånd.

3. Anordning för översändande av data från en rörlig enhet, särskilt för översändande av identifikationsdata och data röran- de rörelsemönster från ett husdjur, k ä n n e t e c k n a d av en första passiv delanordning innefattande - en mottagarantenn och organ för lagring av elektrisk energi i elektriska spänningspulser mottagna på mottagarantennen, - en sändarantenn och organ för utsändning av informationsin- nehållande pulsföljder på sändarantennen, och en andra delanordning innefattande - en strömkälla, särskilt ett elektrokemiskt batteri, för att utan uppladddning avge elektrisk ström under lång tid och - en sändarantenn och organ för utsändning av informationsin- nehållande pulsföljder på denna sändarantenn.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den andra delanordningen innefattar minnesorgan för lagring av data, särskilt föränderliga data erhållna från en detektor.

5. Anordning enligt ett av krav 3 - 4, k ä n n e t e c k - 504 267 9 n a d av att organen i den första delanordningen för utsändning av informationsinnehållande pulsföljder är anordnade att i dessa pulsföljder utsända ídentifikationsinformation och övrig infor- mation.

6. Anordning enligt ett av krav 3 - 5, k ä n n e t e c k - n a d av att organen i den andra delanordningen för utsändning av informationsinnehållande pulsföljder är anordnade att i dessa pulsföljder utsända identifikationsinformation och övrig infor- mation.

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att organen i den första delanordningen för utsändning av informa- tionsinnehållande pulsföljder är anordnade att i den övriga in- formationen i dessa pulsföljder utsända information hämtad från den andra delanordningen.

8. Anordning enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a d av att organen i den första delanordningen för utsändning av informa- tionsínnehållande pulsföljder är anordnade att i den övriga in- formationen i dessa pulsföljder utsända information hämtad från minnesorganen i den andra delanordningen.

9. Anordning enligt ett av krav 3 - 8, k ä n n e t e c k - n a d av att organen i den andra delanordningen för utsändning av informationsinnehållande pulsföljder är anordnade att utsända dessa när ett föränderligt datavärde lagrat i dess minnesorgan överskrider ett tröskelvärde också lagrat i dess minnesorgan.

10. Anordning enligt ett av krav 3 - 9, k ä n n e t e c k - n a d av att den andra delanordningen innefattar en detektor för en yttre storhet, särskilt en rörelsedetektor, och en utvär- deringsenhet för utvärdering av signaler erhållna från detektorn och för att i minnesorganen lagra resultatet av denna utvärde- ring.