SK1322013U1 - Recording system of positional identification of the animal - Google Patents
Recording system of positional identification of the animal Download PDFInfo
- Publication number
- SK1322013U1 SK1322013U1 SK132-2013U SK1322013U SK1322013U1 SK 1322013 U1 SK1322013 U1 SK 1322013U1 SK 1322013 U SK1322013 U SK 1322013U SK 1322013 U1 SK1322013 U1 SK 1322013U1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- master
- box
- animal
- glory
- ultrasonic
- Prior art date
Links
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000013480 data collection Methods 0.000 abstract description 5
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 11
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 4
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 3
- 210000001364 upper extremity Anatomy 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 244000144980 herd Species 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035935 pregnancy Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000384 rearing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K29/00—Other apparatus for animal husbandry
- A01K29/005—Monitoring or measuring activity, e.g. detecting heat or mating
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat pozostáva z dvoch ultrazvukových snímačov polohy zvieraťa – master (6) a slave (5), umiestnených v zhodnej vertikálnej rovine, kde master (6) je umiestnený na čelnej stene boxu a slave (5) je umiestnený nad stredom boxu na stropnej konštrukcii, pričom master (6) a slave (5) ultrazvukové merače vzdialenosti sú medzi sebou prepojené napájacím vedením (11) a komunikačným vedením (12), ďalej jednotky master (6) všetkých boxov sú prepojené s jednotkou na zber údajov (2) prostredníctvom fyzickej vrstvy RS485 (10) a pripojené na napájací zdroj (4) prostredníctvom napájacieho vedenia (9), pričom jednotka na zber údajov (2) je spojená s pamäťovým médiom (1) alebo (3).The Animal Identification System recording system consists of two ultrasonic animal position sensors (master) (6) and a slave (5) located in the same vertical plane, where the master (6) is located on the front of the box and the slave (5) is located above the center of the box on the ceiling structure, wherein the master (6) and the slave (5) ultrasonic distance meters are connected to each other by a power line (11) and a communication line (12), further the master (6) of all boxes are connected to the data collection unit (2 ) via the RS485 physical layer (10) and connected to the power supply (4) via the power line (9), the data acquisition unit (2) being connected to the storage medium (1) or (3).
Description
Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat je určený pre vyhodnocovanie odpočinkových a pohybových aktivít zvierat v produkčných objektoch živočíšnej výroby, ako i zisťovanie polohy sledovaných predmetov.Recording system of positional identification of animals is intended for evaluation of rest and movement activities of animals in production objects of animal production, as well as determination of position of monitored objects.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Dojnice ležia denne 8 až 12 hodín. Ležanie dojníc vležisku, resp. v chodbe, ich státie všetkými štyrmi nohami v boxe, ako i státie dvomi prednými nohami v boxe, atď. - patria k dôležitým etologickým prejavom, ktoré charakterizujú odozvu zvierat na kvalitu chovateľského prostredia. Ak sa predĺži doba ležania u vysokoprodukčných dojníc napríklad o 1 hodinu denne, môže sa zvýšiť produkcia mlieka až o 1,7 kg/deň/ks. Frekvencia zalíhania a dĺžka jednotlivých intervalov odpočinku zvierat je preto dôležitým prejavom stupňa pohodlia, ako i zdravotného stavu ustajnených zvierat s priamou nadväznosťou na úžitkové parametre dojníc. Samotnú dojnosť okrem kvality kŕmenia a napájania zvierat môžu ovplyvniť aj technické parametre ustajňovacích prvkov maštali a mikroklíma spolu so stavom znečistenia prostredia. V chovateľskej praxi je dôležité vysledovať hlavne tie parametre, ktoré dokáže chovateľ zlepšiť a pomôžu welfare, resp. produktivite dojníc. K tomu je potrebné meranie aktivít pred zamýšľanou zmenou a meranie stavu po úprave technických parametrov v objekte.Dairy cows lie daily for 8 to 12 hours. Lying dairy cows in the pits, resp. in the hallway, standing with all four legs in the box, as well as standing with the two front legs in the box, etc. - are important ethological manifestations that characterize the response of animals to the quality of the farming environment. If the lying time of high-yielding dairy cows is prolonged, for example by 1 hour per day, milk production can increase by up to 1.7 kg / day / head. The frequency of rearing and the length of the individual resting intervals of the animals is therefore an important manifestation of the degree of comfort as well as the state of health of the housed animals with a direct link to the dairy cow's performance. In addition to the quality of feeding and watering of animals, the dairy quality itself can also be affected by the technical parameters of the stables and the microclimate, together with the state of environmental pollution. In breeding practice, it is important to trace the parameters that the breeder can improve and help welfare, respectively. productivity of dairy cows. To do this, it is necessary to measure activities before the intended change and to measure the state after adjusting the technical parameters in the building.
Doterajšie celosvetovo známe spôsoby hodnotenia prejavov správania dojníc sú:The current known methods of assessing the behavior of dairy cows are:
1. metódy priameho pozorovania snímkovou metódou školenými pozorovateľmi s rôznymi záznamovými intervalmi, s následným manuálnym vyhodnotením1. direct observation imaging methods by trained observers with different recording intervals, followed by manual evaluation
2. kamerové videosystémy s kontinuálnym snímaním a dodatočným manuálnym vyhodnotením alebo špeciálne kamerové videosystémy s automatickým vyhodnotením pomocou softvéru2. continuous video camera systems with additional manual evaluation or special video camera systems with automatic software evaluation
3. snímanie zvierat multifunkčnými pedometrami • · · ·3. sensing animals with multifunction pedometers • · · ·
Všetky uvedené metódy môžu s menším alebo väčším úspechom splniť chovateľovi cieľ a podať žiadanú informáciu o ležaní, státí, či inom prejave správania dojníc v ležisku.All of the above methods can, with less or more success, meet the breeder's goal and provide the desired information on lying, standing or other manifestation of the behavior of dairy cows in the bed.
Uvedené metódy majú svoje výhody i nevýhody:These methods have advantages and disadvantages:
1. Metóda priameho pozorovania je pomerne jednoduchá a finančne nenáročná, je však viazaná na možnú frekvenciu zápisu pozorovateľa. Zvykne sa fyzicky zvládnuť zápis v intervale 10 minút, prípade 5 minút. Nižšiu frekvenciu zápisu je možné použiť len u malej - štatisticky nevýznamnej skupiny zvierat. Presnosť výsledkov teda súvisí s veľkosťou stáda a s počtom pozorovateľov schopných subjektívne jednotného posúdenia a s manuálnou náročnosťou pri prepise údajov k elektronickému spracovaniu.1. The method of direct observation is relatively simple and inexpensive, but it is linked to the possible frequency of observer registration. Usually it is physically handled write in 10 minutes, or 5 minutes. A lower registration frequency can only be used for a small - statistically insignificant group of animals. The accuracy of the results is therefore related to the size of the herd and the number of observers capable of subjective uniform assessment and to the manual difficulty of transcribing the data for electronic processing.
2. Kamerové systémy poskytujú výhodu kontinuálneho záznamu. Sú však investične náročné a náročné i na ukladanie, zber a hodnotenie údajov pri skupinách ustajnených v nízkych objektoch s nutnosťou zväčšovania počtu kamier pre rozoznateľnosť záznamu pri ručnom - individuálnom vyhodnocovaní, alebo finančne náročné pri zavedení automatického softvéru k hodnoteniu aktivít priamo z kamerového záznamu. Špecificky vyriešené musí byť obdobie snímania v noci.2. CCTV systems provide the advantage of continuous recording. However, they are also investment-intensive and demanding for storing, collecting and evaluating data for groups housed in low buildings with the necessity of increasing the number of cameras for recognizability of recordings by manual - individual evaluation, or financially demanding when implementing automatic software to evaluate activities directly from camera recordings. The shooting period at night must be specifically solved.
3. Multifunkčné pedometre sa v zahraničí využívajú k popisu individuálnych aktivít konkrétnych jedincov. Tie majú na končatine inštalovaný pedometer, ktorý je schopný automaticky vyhodnotiť želaný výstup o pohybovo-odpočinkových aktivitách zvieraťa. Samotný prístroj je však investične náročný a pri jeho zakúpení pre väčší počet zvierat je spolu s nutným softvérom nákladovo veľmi blízky kamerovému systému, naviac nezaznamená priestorovú informáciu o polohe zvieraťa v maštali v období zaznamenania činnosti.3. Multifunctional pedometers are used abroad to describe the individual activities of specific individuals. They have a pedometer installed on the limb, which is able to automatically evaluate the desired output of the movement-rest activities of the animal. However, the device itself is investment-intensive and when purchased for a larger number of animals it is very close to the camera system along with the necessary software, and it does not record spatial information on the position of the animal in the stall when the activity was recorded.
Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution
Uvedené nedostatky pri záznamoch aktivít zvierat rieši Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat, ktorého podstata spočíva v tom, že ultrazvukom sa monitoruje pozičné správanie zvieraťa pri zmenách kvality ležiska, resp. kvality prostredia, pričom pozostáva z dvoch ultrazvukových snímačov polohy zvieraťa umiestnených v zhodnej vertikálnej rovine, kde prvý zaznamenáva horizontálnu vzdialenosť zvieraťa od čelnej steny boxu a druhý meria vertikálnu vzdialenosť zvieraťa v boxe od stropu ustajňovacieho objektu tak, že je možné jednoznačne získať identifikáciu o polohe zvieraťa v sledovanom boxe, kedy sú namerané údaje prenášané prostredníctvom sériovej komunikácie medzi master a sláve • · ultrazvukovým meračom vzdialenosti a takto spracované záznamy sú zberané jednotkou na zber údajov prostredníctvom fyzickej vrstvy RS-485 a následne sú ukladané na pamäťové médium do vybraného štandardizovaného typu súboru pre ďalšie štatistické spracovanie. Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat sa ďalej vyznačuje tým, že pri záznamoch polohy je meraná a kompenzovaná teplota vzduchu a jeho výnimočnosťou je, že zariadenie spracúva sériu odrazov nielen z hľadiska času odrazu, ale aj intenzity, podľa čoho možno presne identifikovať prítomnosť a polohu zvieraťa v ležisku - státie, resp. ležanie v boxe (dvomi alebo štyrmi končatinami), pretože odraz od podstielky má minimálne o 30% nižšiu intenzitu snímaného signálu ako odraz od zvieraťa, odraz od konštrukcie má zasa intenzitu až 3-násobne vyššiu a aj vďaka tejto doplnkovej informácii je možné presne stanoviť aktivity zvieraťa v boxe, ktoré sú ukladané do štandardných typov súborov priamo vhodných pre ďalšie štatistické spracovanie výsledkov (Excel, Statistica, Matlab, atď.).The above-mentioned deficiencies in the recording of animal activities are solved by the Animal Positioning Recording System, which is based on the fact that ultrasound monitors the position of the animal during changes in the quality of the bed, resp. environmental quality, consisting of two ultrasonic animal position sensors located in the same vertical plane, where the first records the horizontal distance of the animal from the front of the box and the second measures the vertical distance of the animal in the box from the housing ceiling so that it can be clearly identified in the monitored box, where the measured data is transmitted via serial communication between the master and the glory • by an ultrasonic distance meter and the thus processed records are collected by the data acquisition unit through the physical layer RS-485 and then stored on the storage medium into selected standardized file type for further statistical processing. The animal posture identification system is further characterized in that the air temperature is measured and compensated for position records, and the exceptionality is that the device processes a series of rebounds not only in terms of rebound time but also intensity to accurately identify the presence and position of the animal lying - standing, respectively. lying in a box (two or four limbs), because the litter reflection has at least 30% lower intensity of the sensed signal than the reflection from the animal, the reflection from the structure is again up to 3 times higher and thanks to this additional information can accurately determine activities animals in the box, which are stored in standard file types directly suitable for further statistical processing of results (Excel, Statistica, Matlab, etc.).
Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat umožňuje rozšíriteľnosť jednak z hľadiska počtu snímaných boxov i počtu snímačov vzdialenosti v rámci jedného boxu. Systém je možné pozične nainštalovať podľa rozmerových parametrov meraného objektu.The Animal Position Recording System enables scalability in terms of both the number of scanners scanned and the number of proximity sensors within one box. The system can be installed according to the dimensional parameters of the measured object.
Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat ako bezkontaktné ultrazvukové riešenie je rovnako využiteľné cez deň i v noci, predkladaný spôsob záznamu je prevodníkom transformovaný do želateľnej podoby výstupu s možnosťou automatického dopočtu zisťovaných aktivít.Recording system of positional identification of animals as a contactless ultrasound solution is also usable during day and night, the present method of recording is transformed by the converter into the desirable form of output with the possibility of automatic recalculation of detected activities.
Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat používa asynchrónnu sériovú poloduplexnú komunikáciu medzi jednotkami monitorujúcimi boxy na zber lokálnych údajov. Komunikáciu riadi jednotka na zber údajov a namerané údaje o detekovaných vzdialenostiach, im odpovedajúcim intenzitám odrazeného signálu v špičke a príslušnú teplotu vzduchu ukladá do štandardizovaného štruktúrovaného súboru vo formátoch *.csv a *.mat na USB flash cez rozhranie USB alebo SD kartu cez rozhranie SPI. Systém je napájaný z elektrickej rozvodnej siete prostredníctvom zdroja stabilizovaného jednosmerného elektrického napätia s galvanický oddeleným výstupom. V jednom boxe sú osadené dva ultrazvukové meracie prístroje, z ktorých jeden je master zariadením a jeden sláve zariadením. Master ultrazvukový merací prístroj priamo komunikuje s jednotkou na zber údajov a odovzdáva aj informácie zo sláve meracieho zariadenia, ktoré získava prostredníctvom synchrónnej sériovej komunikácie. Sláve meracie zariadenie je napájané z master zariadenia po časti komunikačného kábla.The animal positional identification system uses asynchronous serial half-duplex communication between the units monitoring the local data collection boxes. The communication is controlled by the data acquisition unit and the measured data on detected distances, their corresponding peak signal intensities and the corresponding air temperature is stored in a standardized structured file in * .csv and * .mat formats on USB flash via USB or SD card via SPI . The system is supplied from the mains by a stabilized DC power supply with galvanic isolated output. In one box are mounted two ultrasonic measuring instruments, one of which is a master device and one of the glory device. The master ultrasonic measuring instrument communicates directly with the data acquisition unit and also transmits information from the meter's glory through synchronous serial communication. The glory meter is powered from the master device over a section of the communication cable.
Vzdialenosti sú merané do naštviteľného počtu spolu s informáciou o intenzite spätného signálu a teplote vzduchu, ktorá je meraná digitálnym inteligentným snímačom. Teplota vzduchu je poruchová veličina pre rýchlosť šírenia akustického vlnenia, čo vplýva na nameranú vzdialenosť. Zabudovaný mikroprocesor vplyv teploty kompenzuje. Frekvencia ultrazvukového signálu je riadená mikroprocesorom, tvorená v poli programovateľných počítadiel a module pre frekvenčný výstup, pomocou ktorého je riadená dĺžka vysielanej vlny. Intenzita vysielanej vlny z piezoelektrického meniča je riadená mikroprocesorom prostredníctvom digitálno-analógového prevodníka (ďalej D A prevodníka) a riadeného zdroja napätia, ktorý napája dvojčinný mostíkový výkonový zosilňovač.Distances are measured to an enviable count along with information about the return signal strength and air temperature, which is measured by a digital smart sensor. Air temperature is a disturbance for the speed of acoustic wave propagation, which affects the measured distance. The built-in microprocessor compensates for the effect of temperature. The frequency of the ultrasonic signal is controlled by a microprocessor formed in the field of programmable counters and a module for frequency output, by means of which the length of the transmitted wave is controlled. The intensity of the transmitted wave from the piezoelectric transducer is controlled by a microprocessor via a digital-to-analog converter (hereinafter D A converter) and a controlled voltage source that supplies a double-acting bridge power amplifier.
Odrazené akustické vlny sú zachytené piezoelektrickým prijímačom, z ktorého elektrický signál je zosilnený napäťovým zosilňovačom a následne filtrovaný selektívnym aktívnym filtrom. Filtrovaný signál je usmernený celovlnným usmerňovačom a spolu so signálom z filtra je privedený na vstup analógového multiplexora. Vybraný signál je prevedený do číslicovej podoby analógovo-digitálneho prevodníkom (ďalej AD prevodníkom) a informácia o intenzitách je zberaná mikroprocesorom. Zachytenie signálu je realizované pomocou komparátora, ktorý zavolá prerušenie mikroprocesora. Úroveň spínania je nastavovaná mikroprocesorom pomocou D A prevodníka s pripojením na invertujúci vstup komparátora. Na základe času odozvy, intenzity odozvy a teploty vzduchu je lokalizované a identifikované zviera. Komunikačný blok pre synchrónnu poloduplexnú komunikáciu je pripojený na menič napäťových úrovní a je určený na lokálne komunikačné prepojenie v rámci modulov jedného boxu. Blok pre asynchrónnu sériovú komunikáciu (UARTuniverzálny asynchrónny prijímač - ďalej UART) je pripojený na prevodník UART/RS-485 a je spojený s hlavnou komunikačnou linkou medzi boxami ajednotkou na zber údajov. Meraná je aj teplota vo vnútri zariadení kvôli zamedzeniu systematických chýb z dôvodu veľmi vysokých teplôt.The reflected acoustic waves are captured by a piezoelectric receiver, from which the electrical signal is amplified by a voltage amplifier and then filtered by a selective active filter. The filtered signal is rectified by a full wave rectifier and, together with the signal from the filter, is applied to the analog multiplexer input. The selected signal is converted into digital form by an analog-to-digital converter (hereinafter AD converter) and information about intensities is collected by a microprocessor. The signal is captured by a comparator that calls the microprocessor interrupt. The switching level is set by the microprocessor using a D A converter with connection to the inverting comparator input. Based on the response time, response intensity and air temperature, the animal is localized and identified. The communication block for synchronous half-duplex communication is connected to the voltage level converter and is intended for local communication interconnection within the modules of one box. The asynchronous serial communication block (UARTuniversal asynchronous receiver - hereinafter UART) is connected to the UART / RS-485 converter and is connected to the main communication line between the boxes and the data collection unit. The temperature inside the equipment is also measured to avoid systematic errors due to very high temperatures.
Navrhované riešenie používa vlnu s frekvenciou 40 kHz, pretože hovädzí dobytok má maximálnu vnemovú frekvenciu pod 38 kHz. Technické riešenie nahrádza komunikáciu chovateľa s dobytkom, nakoľko je ním možné zisťovanie vhodnosti konštrukcií a prostredia, pretože sa týka inovatívnej bezkontaktnej kontinuálnej možnosti sledovania a hodnotenia prejavov správania dojníc pri potrebe zmien prvkov chovateľského prostredia prostredníctvom zariadenia vyvinutého k rýchlemu vyhodnocovaniu akceptovania chovných podmienok a ich zmien zvieratami.The proposed solution uses a 40 kHz wave because bovine has a maximum perceptual frequency below 38 kHz. The technical solution replaces the communication of the breeder with the cattle, as it is possible to determine the suitability of the structures and the environment, because it concerns an innovative non-contact continuous possibility of monitoring and evaluation of dairy behavior behavior. .
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obrázok 1- Princíp k vyhodnocovaniu prípadu, keď je sledovaný ležiskový box (napr. 13) neobsadený a pomocou ultrazvukového zariadenia (5 - sláve, 6 - master) a zistenej výslednej dĺžky fi a výšky hj bola identifikovaná neprítomnosť zvieraťa v ležisku.Figure 1- Principle for evaluating the case where the monitored bed box (eg 13) is unoccupied and the absence of an animal in the bed is identified by the ultrasonic device (5-fame, 6-master) and the resulting resultant length fi and height hj.
Obrázok 2 - Princíp vyhodnocovania prípadu, keď podľa informácií z ultrazvukového zariadenia (5 - sláve, 6 - master) zviera stojí dvoma prednými končatinami v boxe, pretože výslednou dĺžkou b a výškou I12 bolo identifikované, že v prednej časti ležiska sa zviera nenachádza (h2=hi), ale v zadnej časti už vstúpilo do boxu prednými končatinami.Figure 2 - Principle of evaluating a case where, according to information from an ultrasonic device (5-fame, 6-master), the animal stands with two forelegs in the box, because the resulting length b and height I12 have been identified that the animal is not hi), but in the back of the box has already entered the front legs.
Obrázok 3 - Princíp vyhodnocovania prípadu, keď zviera stojí všetkými štyrmi končatinami v boxe, pretože podľa informácií z ultrazvukového zariadenia (5 - sláve, 6 master) pomocou výslednej dĺžky I3 a výšky I13 bolo jednoznačne stanovené, že zviera vošlo všetkými štyrmi končatinami do boxu, ale nezaľahlo.Figure 3 - Principle of evaluating a case where an animal stands with all four limbs in the box, because according to information from an ultrasonic device (5-glory, 6 master) using the resulting length I3 and height I13 it was clearly established that the animal entered all four limbs in the box but it didn't.
Obrázok 4 - Princíp vyhodnocovania prípadu, keď zviera leží v boxe celým telom a všetkými štyrmi končatinami, pretože podľa informácií z ultrazvukového zariadenia (5 sláve, 6 - master), pomocou výslednej dĺžky I4 a výšky h4 bolo jednoznačne stanovené, že zviera vošlo všetkými štyrmi končatinami do boxu a zľahlo.Figure 4 - Principle of evaluating a case where an animal lies in the box with the whole body and all four limbs, because according to information from the ultrasonic device (5 glory, 6-master), using the resulting length I4 and height h4 it was clearly established that the animal fits all four limbs into the box and lightened.
Obrázok 5 - Bloková elektrická schéma, kdeFigure 5 - Block diagram where
- univerzálna sériová zbernica USB-flash (ďalej USB)- Universal Serial Bus USB-flash (USB)
- Jednotka na zber údajov- Data collection unit
- SD karta- SD card
- Napájači zdroj- Power supply
- Sláve modul- Glory module
- Master modul- Master module
- USB komunikácia- USB communication
- SPI - sériové rozhranie na komunikáciu s perifériami (ďalej SPI)- SPI - serial interface for communication with peripherals (SPI)
- Rozvod napájania- Power distribution
- fyzická vrstva RS-485- physical layer RS-485
- sekundárny rozvod napájania- secondary power distribution
- synchrónna sériová poloduplexná komunikácia SMBus - (ďalej SMBus)- Synchronous serial half-duplex SMBus communication - (SMBus)
- box - ležisko 1- box - bed 1
Obrázok 6 Obrázok 7 14 - box - ležisko 2Figure 6 Figure 7 14 - box - couch 2
- box - ležisko 3- box - bed 3
- box - ležisko 4- box - bed 4
- box - ležisko N- box - bed N
Bloková schéma meracieho zariadenia masterBlock diagram of the master measuring device
101 - piezoelektrický ultrazvukový prijímač101 - piezoelectric ultrasonic receiver
102 - zosilňovač102 - amplifier
103 - selektívny filter prijímaného signálu103 - selective filter of the received signal
104 - precízny celovlnný usmerňovač104 - precision full wave rectifier
105 - analógový multiplexor105 - analog multiplexer
106 - AD prevodník106 - AD converter
107 - analógový komparátor107 - analog comparator
108 - ultrazvukový piezoelektrický vysielač108 - ultrasonic piezoelectric transmitter
109 - dvojčinný mostíkový zosilňovač109 - double-acting bridge amplifier
110 - napäťovo riadený zdroj110 - voltage-controlled power supply
111 - DA prevodník111 - DA converter
112 - riadený precízny generátor frekvencie vysielaného signálu112 - controlled precise frequency generator of transmitted signal
113 - pole programovateľných počítadiel113 - field of programmable counters
114 - jednočipový mikroprocesor114 - single-chip microprocessor
115 - snímač teploty zariadenia115 - device temperature sensor
116 - komunikačný modul SMBus116 - SMBus communication module
117 -všeobecne použiteľné porty mikroprocesora117 - general purpose microprocessor ports
118-komunikačný modul pre asynchrónnu sériovú komunikáciu118-communication module for asynchronous serial communication
119 - teplota prostredia119 - ambient temperature
120 - prevodník UART / RS485120 - UART / RS485 converter
121 - prevodník napäťovej úrovne tranzistorovej logiky TTL (ďalej TTL) na symetrických 12 V121 - TTL transistor logic converter (TTL) to 12 V symmetrical
Bloková schéma zariadenia sláve, ktoré môže komunikovať jedine so zariadením master (položky podľa obr. 6)Device block diagram of glory that can only communicate with the master device (items shown in Figure 6)
Príklady uskutočneniaEXAMPLES
Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat pozostáva z dvoch ultrazvukových snímačov polohy zvieraťa - master 6 a sláve 5 umiestnených v zhodnej vertikálnej rovine, kde master 6 je umiestnený na čelnej stene boxu a sláve 5 je umiestnený nad stredom boxu na stropnej konštrukcii, pričom master 6 a sláve 5 ultrazvukové merače vzdialenosti sú medzi sebou prepojené napájacím vedením 11 a komunikačným vedením 12, ďalej jednotky master 6 všetkých boxov sú spojené s jednotkou na zber údajov 2 prostredníctvom fyzickej vrstvy RS485 10 a pripojené na napájači zdroj 4 prostredníctvom napájacieho vedenia 9, pričom jednotka na zber údajov je spojená s pamäťovým médiom i alebo 3.The animal position identification system consists of two ultrasonic animal position sensors - master 6 and glory 5 located in the same vertical plane, where master 6 is located on the front of the box and glory 5 is located above the center of the box on the ceiling structure, 5 the ultrasonic distance meters are interconnected by the power line 11 and the communication line 12, further the master 6 of all boxes are connected to the data collection unit 2 via the physical layer RS485 10 and connected to the power supply 4 via the power line 9, data is associated with the storage medium i or 3.
Komunikáciu riadi jednotka na zber údajov 2 prostredníctvom 10 štandardu RS485 a namerané údaje o detekovaných vzdialenostiach, im odpovedajúcim intenzitám odrazeného signálu v špičke a teplote vzduchu ukladá do štandardizovaného štruktúrovaného súboru vo formátoch *.csv a *.mat na USB flash I cez rozhranie USB 7 alebo SD kartu 3 cez rozhranie SPI 8. Systém je napájaný z elektrickej rozvodnej siete prostredníctvom zdroja stabilizovaného jednosmerného elektrického napätia 4 s galvanický oddeleným výstupom 9. Systém používa vlnu s frekvenciou 40 kHz.Communication is controlled by the data acquisition unit 2 via 10 RS485 standard, and the measured data on detected distances, their corresponding peak signal intensity and air temperature, is stored in a standardized structured file in * .csv and * .mat formats on USB flash I via USB 7 or SD card 3 via the SPI interface 8. The system is powered from the power grid via a stabilized DC power supply 4 with a galvanic isolated output 9. The system uses a 40 kHz frequency.
Odrazené akustické vlny sú zachytené piezoelektrickým prijímačom 101, z ktorého elektrický signál je zosilnený napäťovým zosilňovačom 102 a následne filtrovaný selektívnym aktívnym filtrom 103. Filtrovaný signál je usmernený celovlnným usmerňovačom 104 a spolu so signálom z filtra je privedený na vstup analógového multiplexora 105. Vybraný signál je prevedený do číslicovej podoby AD prevodníkom 106 a informácia o intenzitách je zberaná mikroprocesorom 114. Zachytenie signálu je realizované pomocou komparátora 107, ktorý volá prerušenie mikroprocesora 114. Úroveň spínania je nastavovaná mikroprocesorom 114 pomocou DA prevodníka 111 s pripojením na invertujúci vstup komparátora. Na základe času odozvy, intenzity odozvy a teploty vzduchu je lokalizované a identifikované zviera. Komunikačný blok pre synchrónnu poloduplexnú komunikáciu 116 je pripojený na menič napäťových úrovní 121 a je určený na lokálne komunikačné prepojenie v rámci modulov jedného boxu. Blok pre asynchrónnu sériovú komunikáciu (UART) 118 je pripojený na prevodník UART/RS-485 120 a je spojený s hlavnou komunikačnou linkou medzi boxami a jednotkou na zber údajov.The reflected acoustic waves are picked up by a piezoelectric receiver 101 from which an electrical signal is amplified by a voltage amplifier 102 and then filtered by a selective active filter 103. The filtered signal is rectified by a full wave rectifier 104 and coupled with the signal from the filter is input to the analog multiplexer 105. The signal is captured by a comparator 107 that calls an interruption of the microprocessor 114. The switching level is set by the microprocessor 114 by the DA converter 111 with connection to the inverting input of the comparator. Based on the response time, response intensity and air temperature, the animal is localized and identified. The communication block for synchronous half-duplex communication 116 is connected to the voltage level converter 121 and is intended for local communication interconnection within modules of one box. The asynchronous serial communication (UART) 118 block is connected to a UART / RS-485 120 converter and is connected to the main communication link between the boxes and the data acquisition unit.
Vysielaný signál je riadený navrhnutým algoritmom podľa potreby, a to prostredníctvom D A prevodníka 111 a riadeného zdroja napätia 110 je riadená intenzita vysielanej akustickej vlnyThe transmitted signal is controlled by the proposed algorithm as needed, by means of the D A converter 111 and the controlled voltage source 110 controls the intensity of the transmitted acoustic wave
a pomocou poľa programovateľných počítadiel 113 a presného zdroja frekvencie 112 časová dĺžka vysielanej vlny. Súčasťou je i digitálny inteligentný snímač teploty 119, ktorý pomáha kompenzovať teplotu ako poruchovú veličinu vplývajúcu na rýchlosť šírenia ultrazvukovej vlny vo vzduchu, s ktorým komunikuje riadiaci mikroprocesor prostredníctvom všeobecne použiteľných portov 117. Meraná je aj teplota vo vnútri zariadení (115) kvôli zamedzeniu systematických chýb z dôvodu veľmi vysokých teplôt.and using the field of programmable counters 113 and the exact frequency source 112 the transmitted wave length. Also included is a digital intelligent temperature sensor 119, which helps compensate for temperature as a disturbance affecting the velocity of ultrasonic wave propagation in the air, with which the control microprocessor communicates via generally applicable ports 117. The temperature inside the devices (115) is also measured to prevent systematic errors because of very high temperatures.
Zariadenie je testované a nainštalované na farme SPU v Oponiciach, kde sa monitoruje správanie zvieraťa (dojnice) pri zmenách kvality ležiska. Obe časti systému sú upevnené v chráničke rozoberateľným spôsobom k pevným existujúcim častiam objektu a po skončení každého experimentu môžu byť využité na inom mieste aj v inom objekte.The device is tested and installed at the SPU farm in Oponice, where the behavior of the animal (dairy cows) is monitored when the bed quality changes. Both parts of the system are fixed in a protective tube in a detachable way to fixed existing parts of the object and after the end of each experiment they can be used elsewhere and in another object.
Toto technické riešenie bolo skonštruované vďaka podpore projektu VEGA 1/0609/12 „Analýza produkcie škodlivých plynov na vidieku a návrh vedecky zdôvodnených technologických opatrení na jej minimalizáciu“This technical solution was designed thanks to the support of the project VEGA 1/0609/12 "Analysis of harmful gas production in the countryside and the proposal of scientifically justified technological measures to minimize it"
Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability
Záznamový systém polohovej identifikácie - zvierat je využiteľný hlavne v objektoch živočíšnej výroby. Prototyp uvádza možnosti jeho využitia pre dojnice a je v opakovateľných sadách inštalovateľný pre ľubovoľný počet zvierat. Je vhodný do maštali s prehĺbenými i vyvýšenými ležiskovými boxami, môže byť nainštalovaný v novostavbách, ale i v starších objektoch. Možno ním autenticky sledovať rôzne vekové kategórie zvierat bez prítomnosti človeka pri akejkoľvek intenzite osvetlenia a klimatických podmienkach. Môže byť použitý pri diagnostike ochorení končatín v súvislosti s konštrukčnými prvkami ležiska a jeho parametrami, kvalitou a množstvom podstielky, resp. kvalitou a povrchovou úpravou matracov, alebo ich pristieľaním.Recording system of positional identification - animals is useful mainly in animal production facilities. The prototype shows how it can be used for dairy cows and can be installed in any number of animals in repeatable kits. It is suitable for stables with deepened and raised loungers, it can be installed in new buildings, but also in older buildings. It can be used to authentically track different ages of animals without human presence at any lighting and climatic conditions. It can be used in the diagnosis of limb diseases in connection with structural elements of the bed and its parameters, quality and amount of litter, respectively. quality and surface treatment of mattresses, or their landing.
Je uspôsobiteľný i pre objekty s chovom ošípaných, v objektoch pôrodníc, v objektoch výkrmu a i. Systém môže pomáhať aj v individuálnych stajniach pre chov koní pri zlepšovaní ich chovného prostredia, ako i pre diagnostické účely. Vo všetkých prípadoch je rýchlo inštalovateľný, poskytuje získavanie údajov o zvieratách bez ich rušenia pozorovateľom a slúži k ďalšiemu presnému štatistickému spracovaniu údajov z celej série kontinuálne snímaných boxov bez prítomnosti a pracovných nárokov pozorovateľov.It is also suitable for pig breeding, maternity, fattening and others. The system can also help in individual stables for horse breeding to improve their breeding environment as well as for diagnostic purposes. In all cases, it is quick to install, provides the collection of animal data without disturbing observers, and is used to further accurately statistically process data from a series of continuously captured boxes without observers' presence and workload.
Môže byť využitý aj na polohovú identifikáciu predmetov v halových objektoch, v skladovom hospodárstve, pri expedícii tovarov a pod.It can also be used for positional identification of objects in hall buildings, warehouse management, goods dispatch etc.
fuí Igfuí Ig
NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS
Claims (2)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK132-2013U SK6925Y1 (en) | 2013-07-19 | 2013-07-19 | Recording system of positional identification of the animal |
| SK50009-2016A SK288687B6 (en) | 2013-07-19 | 2014-07-19 | Recording system and method of positional identification of animals |
| PCT/IB2014/063243 WO2015008267A1 (en) | 2013-07-19 | 2014-07-19 | Recording system and method of positional identification of animals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK132-2013U SK6925Y1 (en) | 2013-07-19 | 2013-07-19 | Recording system of positional identification of the animal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK1322013U1 true SK1322013U1 (en) | 2014-05-06 |
| SK6925Y1 SK6925Y1 (en) | 2014-10-03 |
Family
ID=50554999
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK132-2013U SK6925Y1 (en) | 2013-07-19 | 2013-07-19 | Recording system of positional identification of the animal |
| SK50009-2016A SK288687B6 (en) | 2013-07-19 | 2014-07-19 | Recording system and method of positional identification of animals |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK50009-2016A SK288687B6 (en) | 2013-07-19 | 2014-07-19 | Recording system and method of positional identification of animals |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| SK (2) | SK6925Y1 (en) |
| WO (1) | WO2015008267A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106295558A (en) * | 2016-08-08 | 2017-01-04 | 华南农业大学 | A kind of pig Behavior rhythm analyzes method |
| SE1800203A1 (en) * | 2018-10-25 | 2019-07-03 | Delaval Holding Ab | Method and control unit for bedding management at farm |
| CN111263312B (en) * | 2018-12-03 | 2021-12-07 | 深圳市广和通无线股份有限公司 | Tracker and tracking method thereof |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1020148C2 (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-18 | Lely Entpr Ag | Device and assembly for an animal related operation. |
| US7128024B2 (en) | 2003-07-15 | 2006-10-31 | Doyle Ii John Conan | System and method for measuring animals |
| SE528838C2 (en) * | 2005-04-29 | 2007-02-27 | Delaval Holding Ab | Detection method and arrangement for dairy cattle |
| NL1034292C2 (en) * | 2007-08-27 | 2009-03-02 | Maasland Nv | System and method for managing a group of animals. |
| GB0822580D0 (en) * | 2008-12-11 | 2009-01-14 | Faire Ni Ltd | An animal monitoring system and method |
| AU2011308085B2 (en) * | 2010-09-29 | 2015-07-30 | John Conan Doyle | A system and method for measuring relative leg positions of an ungulate |
-
2013
- 2013-07-19 SK SK132-2013U patent/SK6925Y1/en unknown
-
2014
- 2014-07-19 SK SK50009-2016A patent/SK288687B6/en unknown
- 2014-07-19 WO PCT/IB2014/063243 patent/WO2015008267A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK288687B6 (en) | 2019-08-05 |
| SK500092016A3 (en) | 2016-10-03 |
| WO2015008267A1 (en) | 2015-01-22 |
| WO2015008267A4 (en) | 2015-03-19 |
| SK6925Y1 (en) | 2014-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mattachini et al. | Methodology for quantifying the behavioral activity of dairy cows in freestall barns | |
| Nielsen | Automatic registration of grazing behaviour in dairy cows using 3D activity loggers | |
| Mattachini et al. | Monitoring feeding behaviour of dairy cows using accelerometers | |
| CN206699119U (en) | A kind of cultivated animals monitoring system | |
| US20080147458A1 (en) | Breeding support system | |
| JP6884368B2 (en) | Livestock grazing management system | |
| US20170325426A1 (en) | A Method and Device for Remote Monitoring of Animals | |
| US9955672B2 (en) | Infrared thermography and behaviour information for identification of biologically important states in animals | |
| CN107224278A (en) | Livestock semiotic monitor and system | |
| CN207600521U (en) | A kind of oestrus of sow automatic monitoring system | |
| DuBois et al. | Validation of triaxial accelerometers to measure the lying behaviour of adult domestic horses | |
| Henriksen et al. | Validation of AfiTagII, a device for automatic measuring of lying behaviour in Holstein and Jersey cows on two different bedding materials | |
| SK1322013U1 (en) | Recording system of positional identification of the animal | |
| KR20150098024A (en) | System and method for rearing environment control of animal using image data and bio-signal data | |
| SK692013A3 (en) | Recording system of positional identification of the animal | |
| CN212813552U (en) | Dynamic weighing channel for breeding industry | |
| Mattachini et al. | Methods for measuring the behaviour of dairy cows in free stall barns | |
| CA2854344C (en) | Infrared thermography and behaviour information for identification of biolically important states in animals | |
| Bouchon et al. | A checklist to validate sensor output for the recording of cattle behaviour | |
| RU161235U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF MICROCLIMATE PARAMETERS IN ROOMS FOR THE CONTAINMENT OF AGRICULTURAL ANIMALS | |
| NL2028275B1 (en) | Animal husbandry system | |
| Huang et al. | Quantification of preparturition restlessness in crated sows using ultrasonic measurement | |
| CN220873051U (en) | Intelligent recording device for regional activity law of waterfowl | |
| CN206118775U (en) | Sheep weight real -time supervision device | |
| Dowling et al. | Infrared thermography for animal health and welfare monitoring: where to from here? |