SK6925Y1 - Recording system of positional identification of the animal - Google Patents
Recording system of positional identification of the animal Download PDFInfo
- Publication number
- SK6925Y1 SK6925Y1 SK132-2013U SK1322013U SK6925Y1 SK 6925 Y1 SK6925 Y1 SK 6925Y1 SK 1322013 U SK1322013 U SK 1322013U SK 6925 Y1 SK6925 Y1 SK 6925Y1
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- master
- box
- animal
- data acquisition
- acquisition unit
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Záznamový systém polohovej identifikácie zvierat je určený na 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 v ležisku, 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 čas 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 bed, respectively. 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 breeding 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 multiftinkčnými pedometrami3. Capture of animals with multiftink 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 na elektronické spracovanie.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. Only a small statistically insignificant group of animals may use a lower registration frequency. 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 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 na hodnotenie 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 need to increase the number of cameras for recognizability of recordings by manual - individual evaluation or costly when introducing 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 na opis 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, navyše 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, along with the necessary software, very close to the CCTV system, moreover, it does not record spatial information about 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 sa ultrazvukom 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 na ďalšie štatistické spracovanie.The above-mentioned deficiencies in the recording of animal activities are solved by the Animal Position Recording System, which is based on the fact that ultrasound monitors the position of the animal during changes in the quality of the bed, respectively. environmental quality, consisting of two ultrasonic animal position sensors located in the same vertical plane, the first measuring the horizontal distance of the animal from the front of the box and the second measuring the vertical distance of the animal in the box from the ceiling of the housing so that it can be clearly identified in the monitored box, where the measured data are 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 processing.
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 nie2The animal positional identification recording 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 reflections not2.
SK 6925 Yi len 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 na ďalšie štatistické spracovanie výsledkov (Excel, Statistica, Matlab, atď.).SK 6925 Yi only in terms of reflection time, but also intensity, by which it is possible to accurately identify the presence and position of the animal in the bed - 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 animal 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.Recording system of positional identification of animals allows extensibility both in terms of number of scanned boxes and number of distance 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 detegovaných vzdialenostiach, im zodpovedajúcim 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. Communication is controlled by the data acquisition unit and measured data on detected distances, their corresponding peak signal intensities and the respective air temperature, stored in a standardized structured file in * .csv and * .mat formats on USB flash via USB or SD card via interface 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 nastaviteľného 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 digitálnoanalógového prevodníka (ďalej DA prevodníka) a riadeného zdroja napätia, ktorý napája dvojčinný mostíkový výkonový zosilňovač.Distances are measured to an adjustable number along with information about the return signal and the 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 DA 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 DA 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 (UART - univerzálny asynchrónny prijímač - ďalej UART) je pripojený na prevodník UART/RS-485 a je spojený s hlavnou komunikačnou linkou medzi boxami a jednotkou na zber údajov. Meraná je aj teplota 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. Switching level is set by microprocessor by DA converter with connection to 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 (UART - Universal Asynchronous Receiver - UART) is connected to the UART / RS-485 converter and is connected to the main communication link 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 vyhodnocovania prípadu, keď je sledovaný ležiskový box (napr. 13) neobsadený a pomocou ultrazvukového zariadenia (5 - sláve, 6 - master) a zistenej výslednej dĺžky h a výšky h, bola identifikovaná neprítomnosť zvieraťa v ležisku.Figure 1 - Principle of evaluating the case where the monitored bed box (eg 13) is unoccupied and the absence of an animal in the bed has been identified by means of an ultrasonic device (5-glory, 6-master) and the resulting length h and height h.
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 12 a výškou h2 bolo identifikované, že v prednej časti ležiska sa zviera nenachádza (h2 = hj, ale v zadnej časti už vstúpilo doFigure 2 - Principle of evaluating a case where, according to information from an ultrasonic device (5-glory, 6-master), the animal stands with two forelegs in the box because the resulting length 1 2 and height h 2 have been identified that the animal is not (h 2 = hj, but it has already entered the rear)
SK 6925 ¥1 boxu prednými končatinami.SK 6925 ¥ 1 box of 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 13 a výšky h3 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 1 3 and height h 3 it was clearly established that the animal entered all four limbs into 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 14 a výšky I14 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 14 and height I14 it was clearly determined that the animal four limbs into the box and lightened.
Obrázok 5 - bloková elektrická schéma, kdeFigure 5 - a block electrical 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
- box - ležisko 2- box - bed 2
- box - ležisko 3- box - bed 3
- box - ležisko 4- box - bed 4
- box - ležisko N- box - bed N
Obrázok 6 - bloková schéma meracieho zariadenia masterFigure 6 - Block diagram of the master measuring device
101 - piezoelektrický ultrazvukový prij ímač101 - 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 - Generic 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
Obrázok 7 - bloková schéma zariadenia sláve, ktoré môže komunikovať jedine so zariadením master (položky podľa obrázka 6)Figure 7 - block diagram of a device of fame that can only communicate with the master (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 jed4The 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, the master 6 of all the boxes are connected to the data acquisition unit 2 via the physical layer RS485 10 and connected to the power supply 4 via the power line 9,
SK 6925 Υ1 notka na zber údajov je spojená s pamäťovým médiom 1 alebo 3.EN 6925 Υ1 the data collection pad is connected to a storage medium 1 or 3.
Komunikáciu riadi jednotka na zber údajov 2 prostredníctvom 10 štandardu RS485 a namerané údaje o detegovaných vzdialenostiach im zodpovedajúcim intenzitám odrazeného signálu v špičke a teplote vzduchu ukladá do štandardizovaného štruktúrovaného súboru vo formátoch *.csv a *.mat na USB flash 1 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 stored measured distance data and their corresponding peak and air temperature intensities are stored in a standardized structured file in * .csv and * .mat formats on USB flash 1 via USB 7 or SD card 3 via SPI 8. The system is powered from the power grid via a stabilized DC 4 power supply with galvanic isolated output 9. The system uses a 40 kHz wave.
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 ie 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. A communication block for synchronous half-duplex communication 116 is connected to a 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 DA prevodníka 111 a riadeného zdroja napätia 110 ie riadená intenzita vysielanej akustickej vlny 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 vnútri zariadení (115) kvôli zamedzeniu systematických chýb z dôvodu veľmi vysokých teplôt.The transmitted signal is controlled by the proposed algorithm as needed, by means of a DA converter 111 and a controlled voltage source 110 ie a controlled intensity of the transmitted acoustic wave, and by means of an array of programmable counters 113 and a precise frequency source 112 the transmit 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 from 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 súpravách 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 of animals is useful mainly in animal production facilities. The prototype shows how it can be used for dairy cows and is installable for 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.
Claims (3)
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 SK1322013U1 (en) | 2014-05-06 |
| SK6925Y1 true 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 |
| US9363983B2 (en) * | 2010-09-29 | 2016-06-14 | John Conan Doyle | 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 WO PCT/IB2014/063243 patent/WO2015008267A1/en not_active Ceased
- 2014-07-19 SK SK50009-2016A patent/SK288687B6/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SK1322013U1 (en) | 2014-05-06 |
| WO2015008267A4 (en) | 2015-03-19 |
| WO2015008267A1 (en) | 2015-01-22 |
| SK288687B6 (en) | 2019-08-05 |
| SK500092016A3 (en) | 2016-10-03 |
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 | |
| JP6884368B2 (en) | Livestock grazing management system | |
| US20170325426A1 (en) | A Method and Device for Remote Monitoring of Animals | |
| US20080147458A1 (en) | Breeding support system | |
| US9955672B2 (en) | Infrared thermography and behaviour information for identification of biologically important states in animals | |
| Mattachini et al. | Monitoring feeding behaviour of dairy cows using accelerometers | |
| CN107224278A (en) | Livestock semiotic monitor and system | |
| DuBois et al. | Validation of triaxial accelerometers to measure the lying behaviour of adult domestic horses | |
| KR20190030877A (en) | Livestock specification management system based on livestock knowledge information | |
| Henriksen et al. | Validation of AfiTagII, a device for automatic measuring of lying behaviour in Holstein and Jersey cows on two different bedding materials | |
| SK6925Y1 (en) | Recording system of positional identification of the animal | |
| CA2854344C (en) | Infrared thermography and behaviour information for identification of biolically important states in animals | |
| Singh et al. | Precision dairy farming: the next dairy marvel | |
| TWM630681U (en) | A feed trough and a detection system for pig life and health | |
| CN110286625B (en) | Feeding object management system and management method | |
| 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 | |
| Pukrongta et al. | Cattle collars with a low-cost LPWAN-based system for cattle estrous monitoring | |
| NL2028275B1 (en) | Animal husbandry system | |
| CN212813552U (en) | Dynamic weighing channel for breeding industry | |
| Bouchon et al. | A checklist to validate sensor output for the recording of cattle behaviour | |
| Mattachini et al. | Methods for measuring the behaviour of dairy cows in free stall barns | |
| Swain et al. | Evaluation of an active transponder system to monitor spatial and temporal location of cattle within patches of a grazed sward | |
| Huang et al. | Quantification of preparturition restlessness in crated sows using ultrasonic measurement |