WO2023091042A1 - Method and device for measuring physiological parameters of cattle - Google Patents

Method and device for measuring physiological parameters of cattle Download PDF

Info

Publication number
WO2023091042A1
WO2023091042A1 PCT/RU2021/000510 RU2021000510W WO2023091042A1 WO 2023091042 A1 WO2023091042 A1 WO 2023091042A1 RU 2021000510 W RU2021000510 W RU 2021000510W WO 2023091042 A1 WO2023091042 A1 WO 2023091042A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
measuring
cattle
physiological parameters
temperature
pulse
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/000510
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович ЖМЫЛЕВ
Алексей Леонидович ПЕРЕВЕРЗЕВ
Константин Сергеевич ЛЯЛИН
Виталий Иванович ОРЕШКИН
Илья Владимирович ЕФРЕМОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью Инжиниринговый Центр Миэт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью Инжиниринговый Центр Миэт filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью Инжиниринговый Центр Миэт
Priority to PCT/RU2021/000510 priority Critical patent/WO2023091042A1/en
Publication of WO2023091042A1 publication Critical patent/WO2023091042A1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07—Endoradiosondes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61D—VETERINARY INSTRUMENTS, IMPLEMENTS, TOOLS, OR METHODS
    • A61D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H80/00—ICT specially adapted for facilitating communication between medical practitioners or patients, e.g. for collaborative diagnosis, therapy or health monitoring

Definitions

  • the invention relates to agriculture, in particular, to diagnostic tools for the health of ruminants, and is intended for use primarily on cattle farms to monitor their physiological state.
  • Physiological indicators of cattle include: locomotor activity, heart rate, rumen temperature, rumen pH, rumen contraction rate, fertility status (heat, calving), feeding levels and water intake.
  • US 2000/6099482 describes an intragastric bolus system for monitoring the physiological parameters of animals.
  • the boluses include circuitry for storing a selectable identification code, for detecting a physiological parameter, and for transmitting a data burst signal that includes information corresponding to the identification code and the measured physiological parameter.
  • the system includes a receiver for receiving data packet signals transmitted by boluses. According to one mode of operation, the bolus continuously transmits a data packet with a preselected speed.
  • the receiver may be coupled to a processor that can process data from the data burst signals.
  • US 2008/0236500 A1 describes a device (bolus) that allows monitoring one or more parameters of the physiological state of an animal and contains sensors for determining pH, temperature, pressure, a power source, electronics for processing, storing and transmitting signals.
  • the disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of contraction of the scar and pulse, which is why it cannot be used to detect estrus, upcoming calving, and diseases.
  • the absence of an RFID tag makes it impossible to use it in the milking parlour. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
  • US 2004/0133131 A1 describes a system and method for determining the physiological state of ruminants by monitoring the pH and temperature of the animal's stomach.
  • the battery a single sensor and transmitter, is placed inside the rumen or mesh of the animal. pH and temperature measurements are taken and transmitted along with the animal identification code to a wireless receiver.
  • the physiological state of the animal is determined using a mathematically analyzable pH value and temperature.
  • US Pat. No. 7,026,939 B2 describes a system for obtaining and collecting data from a test animal.
  • the system is an intra-scar bolus.
  • the device is a tag; in other embodiments, the implementation is an injection device - in any case, it exhibits functionality similar to that of the bolus described in this document.
  • the bolus consists of a tube containing a circuit board that houses the RFID transponder and sensors.
  • the bolus further comprises a coil/ferrite assembly, a ballast, a magnet, one or more spacers, a filler, and a cap.
  • the printed circuit board includes a thermistor as a temperature sensor. Sensors are available for other characteristics such as heart rate and pH.
  • the disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of scar contraction and the presence of a magnet in the housing, which contributes to the deterioration of signal transmission.
  • WO 2011/034577 A1 describes a computerized animal management system.
  • an RFID tag may be located in a cavity within a bolus.
  • the bolus may also include sensors for location, temperature, pH, and the like, or any one or more physiological characteristics of the animal, such as temperature, pH, heart rate, blood pressure, dissolved gas partial pressure.
  • the disadvantage of this system is the lack of a sensor for measuring noise/frequency of scar contraction, as well as its fragility. It is not sufficiently protected from heavy mechanical impact.
  • US Pat. No. 5,984,875 describes an intragastric bolus system for monitoring the physiological parameters of animals.
  • the boluses include circuitry for storing a selectable identification code, for detecting a physiological parameter, and for transmitting a data burst signal that includes information corresponding to the identification code and the measured physiological parameter.
  • the system includes a receiver for receiving burst signals transmitted from the boluses. In one mode of operation, the bolus continuously transmits a packet of data at a preselected rate.
  • the receiver may be coupled to a processor that can process data from the data burst signals.
  • WO 01/13712 A1 describes an invention for measuring acidity in the gastric system of animals such as cattle.
  • the pH sensor is inserted into the rumen or other part of the animal's gastric system to determine the acidity of the environment of that part of the gastric system in which the sensor is located.
  • the sensor is adapted for remote and wireless reading of the measured acidity using a reader.
  • the disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of scar contraction, temperature and pulse, which is why it cannot be used to detect estrus, upcoming calving, diseases.
  • the absence of an RFID tag makes it impossible to use it in the milking parlour. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
  • US 2009/0182207 A1 describes a system of intragastric boluses configured to be contained in the stomach of an animal, which can be made in the form of a cylindrical shell containing a ballast weight, a power source, sensors for measuring one or more physiological parameters (activity and temperature), a transmitter for wireless communication with the animal monitoring system, a memory unit for storing measured characteristics and bolus configuration data, and a processor for controlling the operation of the bolus components.
  • US 6,694,161 B1 describes a device and method for monitoring the pH of the rumen in an animal, which comprises a pH sensor, a housing, a means for storing data, a means for transmitting signals, a means for receiving said signals.
  • the disadvantage of this system is the lack of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of contraction of the scar, temperature and pulse, which is why it cannot be used to detect estrus, upcoming calving, and diseases.
  • the absence of an RFID tag makes it impossible to use it in the milking parlour. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
  • the closest in technical essence to the claimed method and device for measuring the physiological parameters of a large cattle are the method and device described in the patent for the invention AT 517847 Bl, A01K11 / 00, 01/22/2016.
  • the known device is designed to be placed in its gastrointestinal tract and contains a housing with a lid, inside which there is a microcontroller, a battery, an RFID tag, sensors for measuring temperature, motor activity, measuring pH, a transmitter, an antenna and a memory element.
  • the known method includes placing a device for measuring the physiological parameters of cattle in the gastrointestinal tract of each animal, measuring temperature, pH, physical activity, transmitting data to a base station, automated data processing.
  • the disadvantages of the known invention are the metal protective casing, which partially blocks the radio signal sent by the device to the base station (if the protective casing is made of plastic, optimal positioning in the stomach of cattle is not ensured due to the small mass), the bolus is not separable, and the end of the electrode temperature sensor inside the bolus.
  • the technical problem to be solved by the device is to eliminate the listed shortcomings of the closest analogue.
  • the technical result is to increase the accuracy of detecting deviations in the physiological state of cattle, namely, estrus, upcoming calving, initial signs of infectious, nervous and parasitic diseases, monitoring fertility status, feeding level and water consumption; improving the technical characteristics and electromagnetic conditions of the device; simplification of access to the internal elements of the device for measuring the physiological parameters of cattle.
  • the device for measuring the physiological parameters of cattle is made with the possibility of being placed in its gastrointestinal tract, containing a housing with a lid, inside which there is a microcontroller, a battery, an RFID tag, sensors for measuring temperature, physical activity, measurements pH level transmitter, antenna and memory element, according to the proposal contains pulse sensors and measurements of the frequency of contraction of the scar, the body of the device is equipped with a hole with a rubber gasket through which the end of the temperature sensor electrode and the sensitive element of the pH level sensor pass, an internal protective capsule to protect the internal elements, made with the possibility of fastening inside the case by screwing in with a thread, consisting of a metal frame covered with plastic, and a protective plastic tab with latches, into which the printed circuit board is inserted.
  • the frame of the internal protective capsule is made of yellow bronze.
  • the body of the device and the shell of the inner protective capsule are made of Lexan-141 polycarbonate.
  • the microcontroller is made with ultra-low power consumption and the ability to control the elements of the printed circuit board, store, process and transmit the accumulated information.
  • the transmitter is configured to transmit frequencies in the range from 350 MHz to 1.2 GHz.
  • the battery is made in the form of a lithium-polymer battery.
  • the microcontroller is configured to transmit information about the measured physiological parameters of cattle to the cloud server every 10 minutes.
  • the method for measuring the physiological parameters of cattle using the above device includes placing devices for measuring the physiological parameters of cattle in the gastrointestinal tract of each animal, measuring temperature, pH, physical activity, transmitting data to a base station, automated data processing, optionally measure the pulse and rumen contraction rate, carry out automated processing of the measured data on a cloud server using a mathematical model containing data on normal and abnormal physiological characteristics of cattle, including temperature, pH, pulse, motor activity and rumen contraction frequency; using a mathematical model, the measured physiological parameters are compared with the setpoint values (reference values) corresponding to the deviation from the norm, after which a message about the state of the animal is displayed on the console.
  • the initial signs of infectious, nervous and parasitic diseases are determined by the deviation from the norm of temperature, pH level, pulse, physical activity and the frequency of scar contraction.
  • Sexual hunting is detected by deviation from the norm of pulse values, motor activity and temperature.
  • the quality of feeding is determined by the deviation from the norm of pH values.
  • the number of acts of water consumption is determined by the deviation from the norm of the temperature level values.
  • the upcoming calving is determined by the deviation from the norm of temperature and physical activity.
  • Fertility status is determined by deviation from the norm of temperature, pulse and physical activity.
  • the pH level is a pH indicator that characterizes the concentration of free hydrogen ions in water.
  • Noises and the frequency of scar reduction are the most important criteria - indicators of the health of cattle. Usually veterinarians determine the number of contractions of the scar in 2 minutes, which are frequent, rare, or may be completely absent. The nature of the contractions of the scar: weak, moderate, strong, short. Rhythm: rhythmic, not rhythmic. Normally, the number of contractions of the scar in 2 minutes in cattle is 3-5. Scar noises are of the following types: moderate, attenuated, enhanced, absent. In healthy animals, percussion in the lower part of the scar is dull.
  • a sensor such as a microphone, is capable of capturing these indicators. By measuring these indicators, it is possible to detect diseases of cattle in a timely manner and control the quality of their diets, especially in combination with sensors for measuring pulse, physical activity, pH and temperature of the rumen content.
  • Fig. 1 General view of the device for measuring the physiological parameters of cattle (bolus).
  • Fig. 2 - Device for measuring the physiological parameters of cattle in a longitudinal section Fig. 2 - Device for measuring the physiological parameters of cattle in a longitudinal section.
  • Fig. 3 Device for measuring the physiological parameters of cattle in cross section.
  • Fig. 4 Device for measuring the physiological parameters of cattle with a section from above.
  • Fig. 6 Algorithms for the detection of parasitic, infectious and nervous diseases of cattle.
  • Fig. 7 Algorithms for detecting heat, upcoming calving, diseases, monitoring feeding levels and water consumption.
  • FIG. 1 shows a general view of a device for measuring the physiological parameters of cattle, containing a body 1 divided into a main part and a cover 2.
  • the body 1 has a cylindrical shape with rounded edges.
  • the cover 2 is detached from the main part by means of a threaded connection 16 (Fig. 2).
  • a round rubber gasket 4 is fixed to protect the antenna 5, which provides wireless communication.
  • the main part of the body 1 and the cover 2 are made of polycarbonate, in particular Lexan-141.
  • the case 1 of the device is provided with a hole with a rubber gasket through which the end of the temperature sensor electrode and the sensitive element of the pH level sensor pass. This allows you to increase the accuracy of the measurements of the sensors, and, consequently, increase the accuracy of detecting deviations in the physiological state of cattle.
  • an internal protective capsule 6 consisting of a metal frame and shell.
  • the frame of the internal protective capsule is made of yellow bronze, and the shell is made of polycarbonate, in particular, the Lexan-141 brand, which improves the electromagnetic conditions of the devices in order to positively influence the antenna pattern.
  • the shell of the inner protective capsule made of Lexan-141 polycarbonate allows to improve the resistance to aggressive environment in case of damage to the outer case, because is resistant to the effects of the ruminal environment of cattle.
  • an internal protective capsule having a metal frame and a shell made of polycarbonate, as well as by increasing the mass of the device for measuring the physiological parameters of cattle, but not more than 250 g, it is possible to ensure optimal positioning of the device for measuring the physiological parameters of cattle in animal stomach.
  • Dimensions of the device to ensure optimal positioning are not less than 50 xl 1 mm and not more than 135x35 mm, the weight is not less than 20 g and not more than 250 g.
  • the microcontroller and associated sensors are protected from mechanical impact.
  • a printed circuit board 3 (FIG.Z), on which there is a microcontroller 7 with a memory element (not shown in the drawing), sensors for measuring temperature 8, sensors for measuring the pH level of the stomach of cattle 9, sensors for measuring pulse 10, sensors for measuring noise/frequency of scar contraction 11, sensors for measuring motor activity 12, a battery 13, a magnetic/reed switch activator 14 and an antenna 5.
  • the memory element can be made in the form of an SD card or in the form of electrically erasable reprogrammable memory (EEPROM).
  • the microcontroller 7 is designed to control the elements of the printed circuit board, store, process and transmit the accumulated information, as well as with ultra-low power consumption, which ensures continuous operation of the device for measuring the physiological parameters of cattle.
  • the ultra-low power STM32L431xx microcontroller is based on a high performance Arm® Cortex®-M4 32-bit RISC core running at up to 80 MHz.
  • the Cortex-M4 core is equipped with a single-precision math coprocessor (FPU) that supports all single-precision Arm® data processing instructions and data types. It also implements a full set of DSP instructions and a memory protection unit (MPU) that enhances application security.
  • the STM32L431xx devices include high-speed memory (up to 256KB Flash, 64KB SRAM), a Quad SPI flash interface (available in all packages), and a wide range of advanced I/O and peripherals connected to two extended peripheral buses (APBs).
  • STM32L431xx operates at temperatures from -40 to +85 °C (connection + 105 °C), from -40 to +105 °C (connection +125 0 C) and from -40 to +125 °C (connection +130 °C ), ranges from 1.71V to 3.6V.
  • the power supply of the printed circuit board 3 and the elements located on it is provided by a lithium polymer battery 13 (Fig. 4), containing the front and rear end plates and the same type of prismatic battery cells located between them connected in series in an electrical circuit, each of which is placed in a spacer with the provision air cooling channels, as well as tightening studs closing the compressive force on the end plates.
  • a lithium polymer battery 13 Fig. 4
  • Spacers in a lithium-polymer battery are installed between the battery cells in such a way that between two adjacent cells one spacer is placed, covering the cell with its three sides: front and two side or two sides: front and side. Moreover, the sides of the spacers contain several through grooves, which in the assembled battery module form horizontally located channels for the passage of the cooling fluid.
  • the lithium polymer battery 13 ensures long life by using animal kinetic energy recovery technology, which can recover up to 70% of the kinetic energy and convert it into a real charge for the battery. During the movement of the KRS, kinetic energy is released. If the cow stops moving, the excess kinetic energy is converted into thermal friction energy, and electrical energy is generated, which is stored in battery. The accumulated electricity allows you to extend the life of the device.
  • the device for measuring the physiological parameters of cattle is activated using a magnetic/reed switch activator 14.
  • the body 1 of the device is equipped with a hole with a rubber gasket 4 through which the end of the temperature sensor electrode 8 passes and the sensitive element of the gastric pH level sensor 9 is equipped inside with a rubber gasket to ensure the tightness of the body .
  • a device for measuring the physiological parameters of cattle is assembled as follows.
  • the printed circuit board 3, on which the microcontroller 7 with sensors for measuring temperature 8, pH level 9, pulse 10, noise / scar contraction frequency 11 and motor activity 12, battery 13 and magnetic / reed activator 14 are placed in a plastic tab with clamps 15.
  • capsule 6 contains a plastic insert made of Lexan-141 polycarbonate.
  • the capsule for protecting the internals 6 is placed in the housing 1 by screwing in with a threaded connection 16.
  • the screwed connection 16 facilitates access to the internals in the event of a breakage or if the device is to be reused after the slaughter of the animal.
  • the device for measuring the physiological parameters of cattle is part of a system for monitoring the physiological state of cattle, including at least one base station, signal amplifiers (repeater), a cloud server (computer) and a charging module.
  • the device for measuring the physiological parameters of cattle transmits, using the microcontroller 7, the measured data to at least one base station.
  • Up to 3,000 devices for measuring the physiological parameters of cattle can be connected to one base station.
  • signal amplifiers are used - repeaters with a communication range of up to 500 m.
  • the base station and the measuring device communicate with each other via wireless technology.
  • the base station is designed to receive sensor data for measuring temperature, pH, pulse, noise/rumen contraction rate and locomotor activity from the device for measuring the physiological parameters of cattle and send data to the cloud server and recharging module.
  • the transfer of the accumulated information from the device for measuring the physiological parameters of cattle using the microcontroller 7 to the cloud server occurs using a radio signal every 10 minutes. This interval was chosen as the most optimal on the basis of laboratory and field studies. Based on them, it was concluded that an interval of measurement and transmission of information of 10-20 minutes is sufficient so that sensors for measuring temperature, physical activity, measuring pH, pulse and measuring the frequency of rumen contraction can detect the slightest deviations in the indicators of the physiological state of the studied animals. In addition, battery consumption is significantly reduced (up to 50%), which extends the life of the device up to 5 years.
  • the interval for collecting information on the physiological parameters of cattle, such as temperature, physical activity, pH level, pulse and rumen contraction frequency selected on the basis of laboratory and field studies, is at least 1 time in 10 minutes, optimally 1 time in 5 minutes.
  • a device for measuring the physiological parameters of cattle operates as follows.
  • the device for measuring the physiological parameters of cattle is activated and the device is introduced orally into one of the departments stomach (rumen) of cattle with a metal applicator and remains throughout the productive life inside it.
  • the device self-identifies itself by means of an RFID tag 17 with a serial number and sends signals through the antenna 5 about the received data from sensors for measuring temperature 8, pH level 9, pulse 10, noise / scar contraction frequency 11, motor activity 12.
  • the microcontroller 7 controls the elements of the printed circuit board, such as sensors for identification, temperature measurement, physical activity, pulse, pH level measurement, scar reduction frequency, as well as an antenna and a memory element, stores and transmits the accumulated information to the cloud server.
  • the microcontroller 7 polls the values for each of the measured physiological indicators of cattle in the form of signals at least 1 time in 10 minutes, optimally, at least 1 time in 5 minutes. Every 10 minutes, the accumulated information is transmitted to the cloud server using antenna 5 and the base station.
  • the transmitting device is configured to transmit frequencies in the range from 350 MHz to 1.2 GHz, which allows us to use the claimed device in various countries that have different requirements for radio frequency bands.
  • the distance between the bovine physiological measurement device and the base station in this case is 25-30 m, based on the selected frequencies and the material of the protective capsule.
  • the accuracy of detecting deviations in the physiological state of cattle is increased due to the presence of a sensor for measuring the frequency of scar contraction, optimal positioning of the device in the gastrointestinal tract, protection from mechanical impact and improvement of electromagnetic conditions for the device.
  • a sensor for measuring the frequency of scar contraction optimal positioning of the device in the gastrointestinal tract, protection from mechanical impact and improvement of electromagnetic conditions for the device.
  • the data read by the sensors is transmitted via radio signal from the antenna 5 to the base station, and then, via an Internet connection, to the cloud server.
  • the received data is processed by the cloud server using special algorithms written in the mathematical model, such as algorithms for detecting possible / incipient diseases, algorithms for detecting the initial signs of infectious, nervous and parasitic diseases, estrus, upcoming calving, determining fertility status, feeding quality, the number of acts of water consumption with the subsequent diagnosis and issuance of recommendations.
  • Setpoint the average value of the controlled parameter (temperature, physical activity, pH level, pulse and scar contraction rate) for several months of measurements, taken as the norm for a given animal, i.e. regulated boundary values of the variable values of indicators at which the state of the cattle is assessed as a norm.
  • Deviation from the set point - deviations of values from the threshold value of the set value, upon reaching which a predetermined action should occur (initial signs of diseases, estrus, calving, etc.)
  • the values of setpoints and deviations from the setpoints of the physiological characteristics of cattle, including temperature, pH level, pulse, physical activity and frequency of rumen contraction are included in the mathematical model.
  • Algorithms are developed based on the analysis of available statistical data obtained in the course of laboratory and practical studies conducted in a real farm for at least 30 units KPC for at least 30 days. To assess the state of the animal, as well as to calculate the deviations of the parameters and their correlation, their average values are calculated - the set point, as well as deviations from the set point.
  • Algorithms for detecting possible / incipient diseases, followed by diagnosis and issuance of recommendations are based on a set of dependencies between indicators of physical activity, temperature and pH level of the stomach of cattle, as well as between indicators of relative humidity and air temperature in the barn. When the indicators deviate from the setpoint, messages about the event that have occurred are sent to the console, and are also displayed as a graph in the software.
  • a physiological measurement device placed in the gastrointestinal tract of a cow sends signals through the antenna about the received data from sensors for measuring temperature, determining the pH level of the stomach, pulse, noise / rumen frequency, locomotor activity to the base station through frequencies in the range, ranging from 350 MHz to 1.2 GHz, then using an Internet connection to the server.
  • the received data is processed by the server using special algorithms written in the mathematical model.
  • the input data of the algorithms for the mathematical model are the analyzed dataset on the threshold values (parameters) of rumen temperature, rumen pH, physical activity, relative humidity and air temperature in the barn, as well as the analysis of scientific literature.
  • the data array was sampled using a pre-installed monitoring system.
  • the assessment of the health status of an animal is a check of the compliance of indicators with the norm. For example, the program issues an animal sickness message if the rumen temperature has increased by more than 39.5 °C (setpoint value) during the last 3 hours, the rumen contraction rate is less than 3 contractions per 2 minutes (setpoint deviation), and the last hour the locomotor activity is more than 5 units below the setpoint (offset) and the rumen pH is less than 6.0 (offset).
  • the program issues a message about the animal's illness (Fig. 6).
  • the device using special algorithms, allows, according to the available measurement data, to obtain information about the probable presence of infectious diseases in an animal.
  • the resulting algorithm for detecting possible / incipient infectious diseases, followed by diagnosis and recommendations, is based on a set of dependencies between indicators of motor activity, temperature, rumen pH, pulse, relative humidity and air temperature in the barn, as well as an analysis of scientific literature.
  • a motor activity check (yl) is performed and rumen temperature (x) of the animal for the last hour. If the activity of the animal is more than 20% below average, and the temperature of the rumen is from 41 to 42 °C, then it is possible to assume the presence of infectious diseases with a probability of 60%.
  • the motor activity (yl) and the temperature of the rumen (x) of the animal for the last hour are also first checked. If the activity of the animal is more than 15% below average, and the temperature of the rumen is from 40 to 40.9 °C, then it is possible to assume the presence of nervous diseases with a probability of 60%.
  • the motor activity (yl) and the temperature of the rumen (x) of the animal for the last hour are also first checked. If the activity of the animal is more than 10% below average, and the temperature of the rumen is from 39.5 to 40.5 °C, then the presence of parasitic diseases can be assumed with a probability of 60%.
  • estrus When calculating estrus (Fig.7), first, a check is made on motor activity (yl) (increase of more than 20%), rumen temperature (y2) (above 39 ° C) and pulse (uZ) (above 80 beats / min.) of the animal for the last half hour. If the activity of the animal is more than three times the standard deviation from the setpoint, and the rumen temperature is elevated, then the animal has started estrus. However, if the service period of the animal (xl) does not exceed 20 days, then the program displays a message that, according to the indicators, the cow should go into heat, but this is at odds with the service period entered by the operator, and, with a probability of 80%, this situation is operator's mistake and sexual hunting has come.
  • Example 3 Identification of the upcoming calving.
  • the temperature of the rumen of the animal (yl) is checked (for the last 5 hours. If it is less than 39 ° C, then the motor activity of the animal (y2) is checked for the last hour. If it deviates from the setpoint by more than than by 10%, then according to the algorithm described in paragraph 3, the number of drinking acts for the last 24 hours is checked. exceeds 270 days, the program displays a message that, according to the indicators, the cow should calve, but this is at odds with the pregnancy period entered by the operator, and with a probability of 80% this situation is an operator error and calving should be expected.
  • Example 4 Checking the feeding level.
  • the function checks the level pH (y) and rumen temperature (x) for the last hour. If the pH is below 6 (offset to the acidic side) and the rumen temperature is above the setpoint for the entire hour, the program reports that the animal needs to be fed.
  • Example 5 Checking the number of acts of water consumption.
  • the physiological monitoring system To check water intake (FIG. 7), the physiological monitoring system first checks the rumen temperature (x) for the last hour. If it exceeds the norm, then the function checks the number of acts of drinking in the last 24 hours. The act of drinking is recorded if the temperature of the rumen between two consecutive measurements has decreased by 2 degrees and/or has fallen below 38°C. If the program has counted less than 5 acts of drinking in the last 24 hours, then it reports that the animal needs to drink.
  • the optimum water temperature is 16-17 °C.
  • the body temperature of a cow is normally 38.0 - 39.0 °C.
  • the temperature sensor detects a decrease in temperature. Depending on the number of deviations of the temperature indicator below 38 ° C, it is possible to track the number of acts of water consumption of the animal.
  • Calving is the last stage of a cow's pregnancy, which ends with the birth of a calf. It comes after 280-290 days. If the indicators of temperature, physical activity and pulse according to remain normal and the system does not detect an upcoming calving, it reports that the cow is likely to have a difficult calving.
  • the claimed invention can be used in the field of meat and dairy cattle breeding, large, medium and small farms.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

The invention relates to agriculture, and more particularly to means for diagnosing the health and physiological condition of cattle, and is intended for use primarily on farms. A device for measuring the physiological parameters of individual cattle comprises a housing (1) with a cap (2), containing a microcontroller (7), an antenna (5), an RFID tag, a temperature sensor (8), a stomach pH sensor (9), a pulsometer (10), a rumen contraction rate sensor (11), a physical activity sensor (12), a battery (13), and a memory cell. The device housing (1) is provided with an aperture with a rubber seal (4), through which extend the end of an electrode of the temperature sensor (8) and a sensitive element of the stomach pH sensor (9). The housing (1) is provided with a protective inner capsule (6) consisting of a plastic-coated metal body, and is further provided with a protective plastic insert with fasteners, having a printed circuit board (3) mounted therein. The invention makes it possible to more accurately detect anomalies in the physiological condition of cattle, as well as to improve the technical characteristics of the device and also facilitate access to the internal elements.

Description

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DESCRIPTION OF THE INVENTION
Способ и устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота Method and device for measuring physiological parameters of cattle
Область техники. The field of technology.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к средствам диагностики здоровья жвачных животных, и предназначено для использования преимущественно на фермах крупного рогатого скота (КРС), для контроля их физиологического состояния. The invention relates to agriculture, in particular, to diagnostic tools for the health of ruminants, and is intended for use primarily on cattle farms to monitor their physiological state.
Уровень техники. The level of technology.
Под физиологическими показателями крупного рогатого скота имеется в виду: двигательная активность, сердцебиение, температура содержимого рубца, уровень pH содержимого рубца, частота сокращения рубца, статус фертильности (половая охота, отел), уровень кормления и потребления воды. Physiological indicators of cattle include: locomotor activity, heart rate, rumen temperature, rumen pH, rumen contraction rate, fertility status (heat, calving), feeding levels and water intake.
В документе US 2000/6099482 описана система внутрижелудочных болюсов для мониторинга физиологических параметров животных. Болюсы включают в себя схему для хранения выбираемого идентификационного кода, для обнаружения физиологического параметра и для передачи сигнала пакета данных, который включает в себя информацию, соответствующую идентификационному коду и измеренному физиологическому параметру. В дополнение к болюсам система включает в себя приемник для приема сигналов пакета данных, передаваемых болюсами. В соответствии с одним режимом работы болюс непрерывно передает пакет данных с предварительно выбранной скоростью. Приемник может быть связан с процессором, который может обрабатывать данные из сигналов пакета данных. US 2000/6099482 describes an intragastric bolus system for monitoring the physiological parameters of animals. The boluses include circuitry for storing a selectable identification code, for detecting a physiological parameter, and for transmitting a data burst signal that includes information corresponding to the identification code and the measured physiological parameter. In addition to boluses, the system includes a receiver for receiving data packet signals transmitted by boluses. According to one mode of operation, the bolus continuously transmits a data packet with a preselected speed. The receiver may be coupled to a processor that can process data from the data burst signals.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения pH, пульса, шумов/частоты сокращения рубца, а также ее хрупкость. Она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия. Повреждение в процессе их использования, вызванное имеющими острые кромки отдельными частями или вредными веществами подвергает опасности здоровье КРС. The disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring pH, pulse, noise / frequency of scar contraction, as well as its fragility. It is not sufficiently protected from heavy mechanical impact. Damage during use caused by sharp-edged parts or harmful substances endanger the health of cattle.
В документе US 2008/0236500 А1 описано устройство (болюс), позволяющее контролировать одно или несколько параметров физиологического состояния животного и содержащее датчики для определения pH, температуры, давления, источник питания, электронику для обработки, хранения и передачи сигналов. US 2008/0236500 A1 describes a device (bolus) that allows monitoring one or more parameters of the physiological state of an animal and contains sensors for determining pH, temperature, pressure, a power source, electronics for processing, storing and transmitting signals.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения двигательной активности, шумов/частоты сокращения рубца и пульса, из-за чего с помощью нее нельзя выявить половую охоту, предстоящий отел, заболевания. Отсутствие RFID-метки делает невозможным использование ее в доильном зале. Также она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия. The disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of contraction of the scar and pulse, which is why it cannot be used to detect estrus, upcoming calving, and diseases. The absence of an RFID tag makes it impossible to use it in the milking parlour. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
В документе US 2004/0133131 А1 описана система и способ определения физиологического состояния жвачных животных путем мониторинга pH и температуры желудка животного. Батарея, единичный датчик и передатчик, размещается внутри рубца или сетке животного. Измерения pH и температуры проводятся и передаются вместе с идентификационным кодом животного на беспроводной приемник. Физиологическое состояние животного определяют с использованием математически анализируемого значения pH и температуры. US 2004/0133131 A1 describes a system and method for determining the physiological state of ruminants by monitoring the pH and temperature of the animal's stomach. The battery, a single sensor and transmitter, is placed inside the rumen or mesh of the animal. pH and temperature measurements are taken and transmitted along with the animal identification code to a wireless receiver. The physiological state of the animal is determined using a mathematically analyzable pH value and temperature.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения двигательной активности, шумов/частоты сокращения рубца, пульса, RFID-метки, из-за чего с помощью нее нельзя выявить половую охоту и предстоящий отел. Также она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия. The disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring motor activity, noise / scar contraction rate, pulse, RFID tag, which makes it impossible to detect sexual hunting and forthcoming calving. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
В патенте на изобретение US 7026939 В2 описана система для получения и сбора данных от исследуемого животного. Система представляет из себя внутрирубцовый болюс. В некоторых вариантах осуществления устройство представляет собой бирку; в других вариантах осуществления это устройство для инъекций - в любом случае оно проявляет функциональность, аналогичную функции болюса, описанного в данном документе. Болюс состоит из трубки, содержащей печатную плату, на которой размещены RFID-транспондер и датчики. Болюс дополнительно содержит узел катушка/феррит, балласт, магнит, одну или несколько прокладок, наполнитель и колпачок. В предпочтительных вариантах осуществления печатная плата включает термистор в качестве датчика температуры. Предусмотрены датчики для других характеристик, например, частоты сердечных сокращений и pH. US Pat. No. 7,026,939 B2 describes a system for obtaining and collecting data from a test animal. The system is an intra-scar bolus. In some embodiments, the device is a tag; in other embodiments, the implementation is an injection device - in any case, it exhibits functionality similar to that of the bolus described in this document. The bolus consists of a tube containing a circuit board that houses the RFID transponder and sensors. The bolus further comprises a coil/ferrite assembly, a ballast, a magnet, one or more spacers, a filler, and a cap. In preferred embodiments, the printed circuit board includes a thermistor as a temperature sensor. Sensors are available for other characteristics such as heart rate and pH.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения двигательной активности, шумов/частоты сокращения рубца и наличие магнита в корпусе, который способствует ухудшению передачи сигнала. The disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of scar contraction and the presence of a magnet in the housing, which contributes to the deterioration of signal transmission.
В документе WO 2011/034577 А1 описана компьютерная система управления животными. В некоторых вариантов воплощения RFID-метка может быть расположена в полости внутри болюса. Болюс также может включать в себя, датчики местоположения, температуры, pH и т.п., или любое одно или несколько физиологических характеристик животного, таких как температура, pH, частота сердечных сокращений, кровяное давление, парциальное давление растворенных газов. WO 2011/034577 A1 describes a computerized animal management system. In some embodiments, an RFID tag may be located in a cavity within a bolus. The bolus may also include sensors for location, temperature, pH, and the like, or any one or more physiological characteristics of the animal, such as temperature, pH, heart rate, blood pressure, dissolved gas partial pressure.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения шумов/частоты сокращения рубца, а также ее хрупкость. Она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия.The disadvantage of this system is the lack of a sensor for measuring noise/frequency of scar contraction, as well as its fragility. It is not sufficiently protected from heavy mechanical impact.
Повреждение в процессе их использования, вызванное имеющими острые кромки отдельными частями или вредными веществами подвергает опасности здоровье КРС. Damage during use caused by sharp edges with separate parts or harmful substances endanger the health of cattle.
В патентном документе US 5984875 описана система внутрижелудочных болюсов для мониторинга физиологических параметров животных. Болюсы включают в себя схему для хранения выбираемого идентификационного кода, для обнаружения физиологического параметра и для передачи сигнала пакета данных, который включает в себя информацию, соответствующую идентификационному коду и измеренному физиологическому параметру. В дополнение к болюсам система включает в себя приемник для приема сигналов пакета данных, передаваемых от болюсов. В соответствии с одним режимом работы болюс непрерывно передает пакет данных с предварительно выбранной скоростью. Приемник может быть связан с процессором, который может обрабатывать данные из сигналов пакета данных. US Pat. No. 5,984,875 describes an intragastric bolus system for monitoring the physiological parameters of animals. The boluses include circuitry for storing a selectable identification code, for detecting a physiological parameter, and for transmitting a data burst signal that includes information corresponding to the identification code and the measured physiological parameter. In addition to the boluses, the system includes a receiver for receiving burst signals transmitted from the boluses. In one mode of operation, the bolus continuously transmits a packet of data at a preselected rate. The receiver may be coupled to a processor that can process data from the data burst signals.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения pH, пульса, шумов/частоты сокращения рубца, а также ее хрупкость. Она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия. Повреждение в процессе их использования, вызванное имеющими острые кромки отдельными частями или вредными веществами подвергает опасности здоровье КРС. The disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring pH, pulse, noise / frequency of scar contraction, as well as its fragility. It is not sufficiently protected from heavy mechanical impact. Damage during use caused by sharp-edged parts or harmful substances endanger the health of cattle.
В документе WO 01/13712 А1 описано изобретение для измерения кислотности в желудочной системе животных, таких как КРС. Датчик pH вводят в рубец или другую часть желудочной системы животного для определения кислотности среды той части желудочной системы, в которой расположен датчик. Датчик приспособлен для дистанционного и беспроводного считывания измеренной кислотности с помощью считывающего устройства. WO 01/13712 A1 describes an invention for measuring acidity in the gastric system of animals such as cattle. The pH sensor is inserted into the rumen or other part of the animal's gastric system to determine the acidity of the environment of that part of the gastric system in which the sensor is located. The sensor is adapted for remote and wireless reading of the measured acidity using a reader.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения двигательной активности, шумов/частоты сокращения рубца, температуры и пульса, из-за чего с помощью нее нельзя выявить половую охоту, предстоящий отел, заболевания. Отсутствие RFID-метки делает невозможным использование ее в доильном зале. Также она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия. The disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of scar contraction, temperature and pulse, which is why it cannot be used to detect estrus, upcoming calving, diseases. The absence of an RFID tag makes it impossible to use it in the milking parlour. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
В документе US 2009/0182207 А1 описана система внутрижелудочных болюсов, сконфигурированных для содержания в желудке животного, которые могут быть исполнены в виде цилиндрической оболочки, содержащей балластный груз, источник питания, датчики для измерения одной или нескольких физиологических параметров (активность и температура), передатчик для беспроводной связи с системой мониторинга животных, блок памяти для хранения измеренных характеристик и данных конфигурации болюса и процессор для управления работой компонентов болюса. US 2009/0182207 A1 describes a system of intragastric boluses configured to be contained in the stomach of an animal, which can be made in the form of a cylindrical shell containing a ballast weight, a power source, sensors for measuring one or more physiological parameters (activity and temperature), a transmitter for wireless communication with the animal monitoring system, a memory unit for storing measured characteristics and bolus configuration data, and a processor for controlling the operation of the bolus components.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения pH рубца, пульса, шумов/частоты сокращения рубца, RFID- метки, что делает невозможным контролировать уровень кормления, и использовать ее в доильном зале для идентификации животного. Также она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия. The disadvantage of this system is the absence of a sensor for measuring rumen pH, pulse, noise/frequency of rumen contraction, RFID tags, which makes it impossible to control the level of feeding, and use it in the milking parlor to identify the animal. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
В документе US 6694161 В1 описано устройство и способ для мониторинга pH рубца у животного, которое содержит датчик pH, корпус, средство для хранения данных, средство для передачи сигналов, средство для приема упомянутых сигналов. US 6,694,161 B1 describes a device and method for monitoring the pH of the rumen in an animal, which comprises a pH sensor, a housing, a means for storing data, a means for transmitting signals, a means for receiving said signals.
Недостатком данной системы является отсутствие датчика измерения двигательной активности, шумов/частоты сокращения рубца, температуры и пульса, из-за чего с помощью нее нельзя выявить половую охоту, предстоящий отел, заболевания. Отсутствие RFID-метки делает невозможным использование ее в доильном зале. Также она недостаточно защищена от тяжелого механического воздействия. The disadvantage of this system is the lack of a sensor for measuring motor activity, noise / frequency of contraction of the scar, temperature and pulse, which is why it cannot be used to detect estrus, upcoming calving, and diseases. The absence of an RFID tag makes it impossible to use it in the milking parlour. Also, it is not sufficiently protected from heavy mechanical stress.
Наиболее близким по технической сущности к заявленным способу и устройству для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота являются способ и устройство, описанные в патенте на изобретение АТ 517847 Bl, А01К11/00, 22.01.2016. Известное устройство выполнено с возможностью размещения в его желудочно-кишечном тракте и содержит корпус с крышкой, внутри которого расположен микроконтроллер, элемент питания, RFID-метку, датчики измерения температуры, двигательной активности, измерения уровня pH, передающее устройство, антенну и элемент памяти. Известный способ включает размещение устройства для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота в желудочно-кишечном тракте каждого животного, измерение температуры, уровня pH, двигательной активности, передачу данных на базовую станцию, автоматизированную обработку данных. The closest in technical essence to the claimed method and device for measuring the physiological parameters of a large cattle are the method and device described in the patent for the invention AT 517847 Bl, A01K11 / 00, 01/22/2016. The known device is designed to be placed in its gastrointestinal tract and contains a housing with a lid, inside which there is a microcontroller, a battery, an RFID tag, sensors for measuring temperature, motor activity, measuring pH, a transmitter, an antenna and a memory element. The known method includes placing a device for measuring the physiological parameters of cattle in the gastrointestinal tract of each animal, measuring temperature, pH, physical activity, transmitting data to a base station, automated data processing.
Недостатками известного изобретения являются металлический защитный кожух, который частично блокирует радиосигнал, посылаемый устройством на базовую станцию (в случае исполнения защитного кожуха в пластиковом исполнении не обеспечивается оптимальное позиционирование в желудке КРС из-за небольшой массы), выполнение болюса неразборным, а также выполнение конца электрода датчика температуры внутри болюса. The disadvantages of the known invention are the metal protective casing, which partially blocks the radio signal sent by the device to the base station (if the protective casing is made of plastic, optimal positioning in the stomach of cattle is not ensured due to the small mass), the bolus is not separable, and the end of the electrode temperature sensor inside the bolus.
Раскрытие сущности заявленного изобретения. Disclosure of the essence of the claimed invention.
Технической проблемой, на решение которой направлено устройство является устранение перечисленных недостатков наиболее близкого аналога. The technical problem to be solved by the device is to eliminate the listed shortcomings of the closest analogue.
Техническим результатом является увеличение точности выявления отклонений физиологического состояния крупного рогатого скота, а именно, половой охоты, предстоящего отёла, начальных признаков инфекционных, нервных и паразитарных заболеваний, контроля статуса фертильности, уровня кормления и потребления воды; улучшение технических характеристик и электромагнитных условий устройства; упрощение доступа к внутренним элементам устройства для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота. The technical result is to increase the accuracy of detecting deviations in the physiological state of cattle, namely, estrus, upcoming calving, initial signs of infectious, nervous and parasitic diseases, monitoring fertility status, feeding level and water consumption; improving the technical characteristics and electromagnetic conditions of the device; simplification of access to the internal elements of the device for measuring the physiological parameters of cattle.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота выполнено с возможностью размещения в его желудочно-кишечном тракте, содержащее корпус с крышкой, внутри которого расположен микроконтроллер, элемент питания, RFID-метка, датчики измерения температуры, двигательной активности, измерения уровня pH, передающее устройство, антенну и элемент памяти, по предложению содержит датчики пульса и измерения частоты сокращения рубца, корпус устройства снабжён отверстием с резиновой прокладкой, сквозь которое проходит конец электрода датчика температуры и чувствительный элемент датчика уровня pH, внутренней защитной капсулой для защиты внутренних элементов, выполненной с возможностью крепления внутри корпуса посредством вкручивания с помощью резьбы, состоящей из металлического каркаса, покрытого пластиком, и защитной пластиковой вкладки с фиксаторами, в которую вставляется печатная плата. The technical result is achieved by the fact that the device for measuring the physiological parameters of cattle is made with the possibility of being placed in its gastrointestinal tract, containing a housing with a lid, inside which there is a microcontroller, a battery, an RFID tag, sensors for measuring temperature, physical activity, measurements pH level transmitter, antenna and memory element, according to the proposal contains pulse sensors and measurements of the frequency of contraction of the scar, the body of the device is equipped with a hole with a rubber gasket through which the end of the temperature sensor electrode and the sensitive element of the pH level sensor pass, an internal protective capsule to protect the internal elements, made with the possibility of fastening inside the case by screwing in with a thread, consisting of a metal frame covered with plastic, and a protective plastic tab with latches, into which the printed circuit board is inserted.
В частных случаях реализации каркас внутренней защитной капсулы выполнен из желтой бронзы. Корпус устройства и оболочка внутренней защитной капсулы выполнены из поликарбоната марки «Lexan- 141». Микроконтроллер выполнен со сверхмалым энергопотреблением и возможностью управления элементами печатной платы, хранения, обработки и передачи накопленной информации. Передающее устройство выполнено с возможностью передавать частоты в диапазоне от 350 МГц до 1,2 ГГц. Элемент питания выполнен в виде литий-полимерного аккумулятора. Микроконтроллер выполнен с возможностью передавать информацию об измеренных физиологических показателях крупного рогатого скота на облачный сервер каждые 10 минут. In particular cases of implementation, the frame of the internal protective capsule is made of yellow bronze. The body of the device and the shell of the inner protective capsule are made of Lexan-141 polycarbonate. The microcontroller is made with ultra-low power consumption and the ability to control the elements of the printed circuit board, store, process and transmit the accumulated information. The transmitter is configured to transmit frequencies in the range from 350 MHz to 1.2 GHz. The battery is made in the form of a lithium-polymer battery. The microcontroller is configured to transmit information about the measured physiological parameters of cattle to the cloud server every 10 minutes.
Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота с использованием вышеописанного устройства включает размещение устройства для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота в желудочно-кишечном тракте каждого животного, измерение температуры, уровня pH, двигательной активности, передачу данных на базовую станцию, автоматизированную обработку данных, по предложению дополнительно измеряют пульс и частоту сокращения рубца, осуществляют автоматизированную обработку измеренных данных на облачном сервере с помощью математической модели, содержащей данные о нормальных и соответствующих отклонению от нормы физиологических характеристиках крупного рогатого скота, включающих температуру, уровень pH, пульс, двигательную активность и частоту сокращения рубца; посредством математической модели сравнивают измеренные физиологические показатели со значениями уставки (эталонными значениями), соответствующими отклонению от нормы, после чего выводят на консоль сообщение о состоянии животного. The method for measuring the physiological parameters of cattle using the above device includes placing devices for measuring the physiological parameters of cattle in the gastrointestinal tract of each animal, measuring temperature, pH, physical activity, transmitting data to a base station, automated data processing, optionally measure the pulse and rumen contraction rate, carry out automated processing of the measured data on a cloud server using a mathematical model containing data on normal and abnormal physiological characteristics of cattle, including temperature, pH, pulse, motor activity and rumen contraction frequency; using a mathematical model, the measured physiological parameters are compared with the setpoint values (reference values) corresponding to the deviation from the norm, after which a message about the state of the animal is displayed on the console.
В частных случаях реализации определяют начальные признаки инфекционных, нервных и паразитарных заболеваний по отклонению от нормы значений температуры, уровня pH, пульса, двигательной активности и частоты сокращения рубца. Выявляют половую охоту по отклонению от нормы значений пульса, двигательной активности и температуры. Определяют качество кормления по отклонению от нормы значений уровня pH. Определяют количество актов потребления воды по отклонению от нормы значений уровня температуры. Определяют предстоящий отёл по отклонению от нормы значений температуры и двигательной активности. Определяют статус фертильности по отклонению от нормы значений температуры, пульса и двигательной активности. In particular implementation cases, the initial signs of infectious, nervous and parasitic diseases are determined by the deviation from the norm of temperature, pH level, pulse, physical activity and the frequency of scar contraction. Sexual hunting is detected by deviation from the norm of pulse values, motor activity and temperature. The quality of feeding is determined by the deviation from the norm of pH values. The number of acts of water consumption is determined by the deviation from the norm of the temperature level values. The upcoming calving is determined by the deviation from the norm of temperature and physical activity. Fertility status is determined by deviation from the norm of temperature, pulse and physical activity.
Уровень pH - это водородный показатель, характеризующий концентрацию свободных ионов водорода в воде. The pH level is a pH indicator that characterizes the concentration of free hydrogen ions in water.
Шумы и частота сокращения рубца являются важнейшими критериями - индикаторами здоровья КРС. Обычно ветеринары определяют количество сокращений рубца за 2 минуты, которые бывают частыми, редкими, а могут и вовсе отсутствовать. Характер сокращений рубца: слабые, умеренные, сильные, короткие. Ритм: ритмичные, не ритмичные. В норме количество сокращений рубца в 2 минуты у КРС составляет 3-5. Шумы рубца бывают следующих типов: умеренные, ослабленные, усиленные, отсутствуют. У здоровых животных перкуссия в нижней части рубца - притупленная. На начальных стадиях заболеваний (например, анемии, ацидоза, кетоза и т.д.) сокращения рубца ослабевают, становятся редкими — 1-2 сокращения в 5 минут или полностью исчезают, а шумы у больного животного ослабевают. Датчик, например микрофон, способен фиксировать данные показатели. Измеряя данные показатели, можно своевременно выявлять заболевания КРС и контролировать качество рационов их питания, особенно, в комбинации с датчиками для измерения пульса, двигательной активности, pH и температуры содержимого рубца. Noises and the frequency of scar reduction are the most important criteria - indicators of the health of cattle. Usually veterinarians determine the number of contractions of the scar in 2 minutes, which are frequent, rare, or may be completely absent. The nature of the contractions of the scar: weak, moderate, strong, short. Rhythm: rhythmic, not rhythmic. Normally, the number of contractions of the scar in 2 minutes in cattle is 3-5. Scar noises are of the following types: moderate, attenuated, enhanced, absent. In healthy animals, percussion in the lower part of the scar is dull. At the initial stages of diseases (for example, anemia, acidosis, ketosis, etc.), contractions of the scar weaken, become rare - 1-2 contractions in 5 minutes or completely disappear, and the noise in a sick animal weakens. A sensor, such as a microphone, is capable of capturing these indicators. By measuring these indicators, it is possible to detect diseases of cattle in a timely manner and control the quality of their diets, especially in combination with sensors for measuring pulse, physical activity, pH and temperature of the rumen content.
Краткое описание чертежей. Brief description of the drawings.
Фиг. 1 - Общий вид устройства для измерения физиологических показателей КРС (болюса). Fig. 1 - General view of the device for measuring the physiological parameters of cattle (bolus).
Фиг. 2 - Устройство для измерения физиологических показателей КРС в продольном разрезе. Fig. 2 - Device for measuring the physiological parameters of cattle in a longitudinal section.
Фиг. 3 - Устройство для измерения физиологических показателей КРС в поперечном разрезе. Fig. 3 - Device for measuring the physiological parameters of cattle in cross section.
Фиг. 4 - Устройство для измерения физиологических показателей КРС с сечением сверху. Fig. 4 - Device for measuring the physiological parameters of cattle with a section from above.
Фиг. 5 - Консоль с результатами расчётов. Fig. 5 - Console with calculation results.
Фиг. 6 - Алгоритмы для выявления паразитарных, инфекционных и нервных заболеваний КРС. Fig. 6 - Algorithms for the detection of parasitic, infectious and nervous diseases of cattle.
Фиг. 7 - Алгоритмы для выявления половой охоты, предстоящего отела, заболеваний, мониторинга уровня кормления и потребления воды. Fig. 7 - Algorithms for detecting heat, upcoming calving, diseases, monitoring feeding levels and water consumption.
Осуществление изобретения. На фиг. 1 представлен общий вид устройства для измерения физиологических показателей КРС, содержащего корпус 1 , разделенный на основную часть и крышку 2. Корпус 1 имеет цилиндрическую форму с закругленными кромками. Крышка 2 отсоединяется от основной части с помощью резьбового соединения 16 (фиг. 2). На внутренней части крышки 2 закреплена круглая резиновая прокладка 4 для защиты антенны 5, обеспечивающей беспроводную связь. Основная часть корпуса 1 и крышка 2 выполнены из поликарбоната, в частности, марки «Lexan- 141». Корпус 1 устройства снабжён отверстием с резиновой прокладкой, сквозь которое проходит конец электрода датчика температуры и чувствительный элемент датчика уровня pH. Это позволяет увеличить точность измерений датчиков, а, следовательно, повысит точность выявления отклонений физиологического состояния крупного рогатого скота. Implementation of the invention. In FIG. 1 shows a general view of a device for measuring the physiological parameters of cattle, containing a body 1 divided into a main part and a cover 2. The body 1 has a cylindrical shape with rounded edges. The cover 2 is detached from the main part by means of a threaded connection 16 (Fig. 2). On the inside of the cover 2, a round rubber gasket 4 is fixed to protect the antenna 5, which provides wireless communication. The main part of the body 1 and the cover 2 are made of polycarbonate, in particular Lexan-141. The case 1 of the device is provided with a hole with a rubber gasket through which the end of the temperature sensor electrode and the sensitive element of the pH level sensor pass. This allows you to increase the accuracy of the measurements of the sensors, and, consequently, increase the accuracy of detecting deviations in the physiological state of cattle.
Внутри корпуса 1 находится внутренняя защитная капсула 6, состоящая из металлического каркаса и оболочки. Каркас внутренней защитной капсулы выполнен из желтой бронзы, а оболочка из поликарбоната, в частности, марки «Lexan-141», что позволяет улучшить электромагнитные условия устройств для того, чтобы положительно влиять на диаграмму направленности антенны. Выполнение оболочки внутренней защитной капсулы из поликарбоната «Lexan-141» позволяет улучшить устойчивость к агрессивной среде в случае повреждения внешнего корпуса, т.к. является устойчивым к воздействию рубцовой среды КРС. Inside the housing 1 is an internal protective capsule 6, consisting of a metal frame and shell. The frame of the internal protective capsule is made of yellow bronze, and the shell is made of polycarbonate, in particular, the Lexan-141 brand, which improves the electromagnetic conditions of the devices in order to positively influence the antenna pattern. The shell of the inner protective capsule made of Lexan-141 polycarbonate allows to improve the resistance to aggressive environment in case of damage to the outer case, because is resistant to the effects of the ruminal environment of cattle.
Благодаря наличию внутренней защитной капсулы, имеющей металлический каркас и оболочке, выполненной из поликарбоната, а также за счет увеличения массы устройства для измерения физиологических показателей КРС, но не более, чем на 250 гр., удается обеспечить оптимальное позиционирование устройства для измерения физиологических показателей КРС в желудке животного. Габариты устройства, позволяющие обеспечить оптимальное позиционирование, составляют не менее 50 xl 1 мм и не более 135x35 мм, масса не менее 20 г. и не более 250 г. Кроме того, обеспечивается защита микроконтроллера и связанных с ним датчиков от механического воздействия. Due to the presence of an internal protective capsule having a metal frame and a shell made of polycarbonate, as well as by increasing the mass of the device for measuring the physiological parameters of cattle, but not more than 250 g, it is possible to ensure optimal positioning of the device for measuring the physiological parameters of cattle in animal stomach. Dimensions of the device to ensure optimal positioning, are not less than 50 xl 1 mm and not more than 135x35 mm, the weight is not less than 20 g and not more than 250 g. In addition, the microcontroller and associated sensors are protected from mechanical impact.
Внутри защитной капсулы 6 расположена печатная плата 3 (фиг.З), на которой расположены микроконтроллер 7 с элементом памяти (не показан на чертеже), датчиками для измерения температуры 8, датчиками для измерения уровня pH желудка КРС 9, датчиками для измерения пульса 10, датчиками для измерения шумов/частоты сокращения рубца 11 , датчиками для измерения двигательной активности 12, аккумулятор 13, магнитный/герконовый активатор 14 и антенна 5. Элемент памяти может быть выполнен в виде SD-карты или в виде электрически стираемой перепрограммируемой памяти (EEPROM). Inside the protective capsule 6 there is a printed circuit board 3 (FIG.Z), on which there is a microcontroller 7 with a memory element (not shown in the drawing), sensors for measuring temperature 8, sensors for measuring the pH level of the stomach of cattle 9, sensors for measuring pulse 10, sensors for measuring noise/frequency of scar contraction 11, sensors for measuring motor activity 12, a battery 13, a magnetic/reed switch activator 14 and an antenna 5. The memory element can be made in the form of an SD card or in the form of electrically erasable reprogrammable memory (EEPROM).
Микроконтроллер 7 выполнен с возможностью управления элементами печатной платы, хранения, обработки и передачи накопленной информации, а также со сверхмалым энергопотреблением, что обеспечивает продолжительную работу устройства для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота. The microcontroller 7 is designed to control the elements of the printed circuit board, store, process and transmit the accumulated information, as well as with ultra-low power consumption, which ensures continuous operation of the device for measuring the physiological parameters of cattle.
В частности, используется микроконтроллер STM32L431xx со сверхмалым энергопотреблением, основанный на высокопроизводительном 32-битном RISC-ядре Arm® Cortex®-M4, работающем на частоте до 80 МГц. Ядро Cortex-M4 оснащено математическим сопроцессором (FPU) одинарной точности, который поддерживает все инструкции обработки данных и типы данных Arm® с одинарной точностью. Он также реализует полный набор инструкций DSP и блок защиты памяти (MPU), который повышает безопасность приложений. Устройства STM32L431xx включают высокоскоростную память (флэш-память до 256 Кбайт, 64 Кбайт SRAM), интерфейс флэш- памяти Quad SPI (доступен во всех пакетах) и широкий спектр усовершенствованных устройств ввода-вывода и периферийных устройств, подключенных к двум расширенным периферийным шинам (АРВ), двум продвинутым высокопроизводительным шинам (АНВ) и матрице 32- битных мульти высокопроизводительным шинам (muli-AHB). STM32L431xx работает при температуре от -40 до +85 °C (соединение + 105 °C), от -40 до +105 °C (соединение +125 0 С) и от -40 до +125 °C (соединение +130 °C), варьируется от 1,71 до 3,6 В. Полный набор режимов энергосбережения позволяет разрабатывать приложения с низким энергопотреблением . Specifically, the ultra-low power STM32L431xx microcontroller is based on a high performance Arm® Cortex®-M4 32-bit RISC core running at up to 80 MHz. The Cortex-M4 core is equipped with a single-precision math coprocessor (FPU) that supports all single-precision Arm® data processing instructions and data types. It also implements a full set of DSP instructions and a memory protection unit (MPU) that enhances application security. The STM32L431xx devices include high-speed memory (up to 256KB Flash, 64KB SRAM), a Quad SPI flash interface (available in all packages), and a wide range of advanced I/O and peripherals connected to two extended peripheral buses (APBs). ), two advanced high performance buses (AHB) and a matrix of 32-bit multi high performance buses (muli-AHB). STM32L431xx operates at temperatures from -40 to +85 °C (connection + 105 °C), from -40 to +105 °C (connection +125 0 C) and from -40 to +125 °C (connection +130 °C ), ranges from 1.71V to 3.6V. A complete set of power saving modes allows you to develop applications with low power consumption.
Питание печатной платы 3 и расположенных на ней элементов обеспечивает литий-полимерный аккумулятор 13 (фиг. 4), содержащий переднюю и заднюю торцевые пластины и расположенные между ними последовательно соединенные в электрическую цепь однотипные аккумуляторные ячейки призматической формы, каждая из которых размещена в проставке с обеспечением каналов воздушного охлаждения, а также стягивающие шпильки, замыкающие сжимающее усилие на торцевых пластинах. The power supply of the printed circuit board 3 and the elements located on it is provided by a lithium polymer battery 13 (Fig. 4), containing the front and rear end plates and the same type of prismatic battery cells located between them connected in series in an electrical circuit, each of which is placed in a spacer with the provision air cooling channels, as well as tightening studs closing the compressive force on the end plates.
Проставки в литий-полимерном аккумуляторе установлены между аккумуляторными ячейками таким образом, что между двумя соседними ячейками размещено по одной проставке, охватывающей ячейку своими тремя сторонами: фронтальной и двумя боковыми или двумя сторонами: фронтальной и боковой. Причем стороны проставок содержат несколько выполненных сквозными пазов, которые в собранном аккумуляторном модуле образуют горизонтально расположенные каналы для прохождения охлаждающего теплоносителя. Spacers in a lithium-polymer battery are installed between the battery cells in such a way that between two adjacent cells one spacer is placed, covering the cell with its three sides: front and two side or two sides: front and side. Moreover, the sides of the spacers contain several through grooves, which in the assembled battery module form horizontally located channels for the passage of the cooling fluid.
Литий-полимерный аккумулятор 13 обеспечивает долгий срок службы за счет использования технологии рекуперации кинетической энергии животного, которая позволяет вернуть до 70% кинетической энергии и преобразовать ее в реальный заряд для батареи. При движении КРС выделяется кинетическая энергия. Если корова прекращает движение, лишняя кинетическая энергия переходит в тепловую энергию трения, происходит выработка электрической энергии, сохраняющейся в аккумуляторе. Накопленная электроэнергия позволяет продлить срок службы устройства. The lithium polymer battery 13 ensures long life by using animal kinetic energy recovery technology, which can recover up to 70% of the kinetic energy and convert it into a real charge for the battery. During the movement of the KRS, kinetic energy is released. If the cow stops moving, the excess kinetic energy is converted into thermal friction energy, and electrical energy is generated, which is stored in battery. The accumulated electricity allows you to extend the life of the device.
Устройство для измерения физиологических показателей КРС активируется с помощью магнитного/герконового активатора 14. Корпус 1 устройства снабжён отверстием с резиновой прокладкой 4, сквозь которое проходит конец электрода датчика температуры 8 и чувствительный элемент датчика уровня pH желудка 9, снабжённым внутри резиновой прокладкой для обеспечения герметичности корпуса. The device for measuring the physiological parameters of cattle is activated using a magnetic/reed switch activator 14. The body 1 of the device is equipped with a hole with a rubber gasket 4 through which the end of the temperature sensor electrode 8 passes and the sensitive element of the gastric pH level sensor 9 is equipped inside with a rubber gasket to ensure the tightness of the body .
На заводе устройство для измерения физиологических показателей КРС собирается следующим образом. Печатная плата 3, на которой расположены микроконтроллер 7 с датчиками для измерения температуры 8, уровня pH 9, пульса 10, шумов/частоты сокращения рубца 11 и двигательной активности 12, аккумулятор 13 и магнитный/герконовый активатор 14 помещают в пластиковую вкладку с фиксаторами 15. С целью защиты внутренних элементов от механических и химических повреждений в капсуле 6 расположена пластиковая вкладка, выполненная из поликарбоната марки «Lexan-141». Капсулу для защиты внутренних элементов 6 помещают в корпус 1 посредством вкручивания с помощью резьбового соединения 16. Резьбовое соединение 16 облегчает доступ к внутренним элементам в случае поломки или если устройство планируется использоваться повторно после убоя животного. At the factory, a device for measuring the physiological parameters of cattle is assembled as follows. The printed circuit board 3, on which the microcontroller 7 with sensors for measuring temperature 8, pH level 9, pulse 10, noise / scar contraction frequency 11 and motor activity 12, battery 13 and magnetic / reed activator 14 are placed in a plastic tab with clamps 15. In order to protect the internal elements from mechanical and chemical damage, capsule 6 contains a plastic insert made of Lexan-141 polycarbonate. The capsule for protecting the internals 6 is placed in the housing 1 by screwing in with a threaded connection 16. The screwed connection 16 facilitates access to the internals in the event of a breakage or if the device is to be reused after the slaughter of the animal.
Устройство для измерения физиологических показателей КРС является частью системы мониторинга физиологического состояния КРС, включающей, по меньшей мере, одну базовую станцию, усилители сигнала (ретранслятор), облачный сервер (компьютер) и модуль подзарядки. The device for measuring the physiological parameters of cattle is part of a system for monitoring the physiological state of cattle, including at least one base station, signal amplifiers (repeater), a cloud server (computer) and a charging module.
Устройство для измерения физиологических показателей КРС передаёт с помощью микроконтроллера 7 измеренные данные, по меньшей мере, на одну базовую станцию. К одной базовой станции могут подключиться до 3 тысяч устройств для измерения физиологических показателей КРС. Для того, чтобы базовая станция не теряла соединение между устройствами для измерения физиологических показателей КРС, используются усилители сигнала - ретрансляторы, имеющие дальность связи до 500 м. Базовая станция и измерительное устройство сообщаются друг с другом посредством беспроводной технологии. Базовая станция предназначена для приема данных датчиков измерения температуры, pH, пульса, шумов/частоты сокращения рубца и двигательной активности с устройства для измерения физиологических показателей КРС и отправки данных на облачный сервер и модуль подзарядки. The device for measuring the physiological parameters of cattle transmits, using the microcontroller 7, the measured data to at least one base station. Up to 3,000 devices for measuring the physiological parameters of cattle can be connected to one base station. To ensure that the base station does not lose connection between devices for measuring the physiological parameters of cattle, signal amplifiers are used - repeaters with a communication range of up to 500 m. The base station and the measuring device communicate with each other via wireless technology. The base station is designed to receive sensor data for measuring temperature, pH, pulse, noise/rumen contraction rate and locomotor activity from the device for measuring the physiological parameters of cattle and send data to the cloud server and recharging module.
Передача накопленной информации с устройства для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота с помощью микроконтроллера 7 на облачный сервер происходит с помощью радиосигнала каждые 10 минут. Данный интервал выбран как наиболее оптимальный на основании лабораторных и натурных исследований. Исходя из них сделан вывод, что интервал измерения и передачи информации в 10-20 минут достаточен для того, чтобы датчики измерения температуры, двигательной активности, измерения уровня pH, пульса и измерения частоты сокращения рубца могли выявить малейшие отклонения показателей физиологического состояния исследуемых животных. Помимо этого, существенно снижается расход заряда аккумулятора (до 50%), что продлевает срок службы устройства до 5 лет. При этом выбранный на основании лабораторных и натурных исследований интервал сбора информации о физиологических показателях крупного рогатого скота, таких как температура, двигательная активность, уровень pH, пульс и частота сокращения рубца составляет не менее 1 раза в 10 минут, оптимально 1 раза в 5 минут. The transfer of the accumulated information from the device for measuring the physiological parameters of cattle using the microcontroller 7 to the cloud server occurs using a radio signal every 10 minutes. This interval was chosen as the most optimal on the basis of laboratory and field studies. Based on them, it was concluded that an interval of measurement and transmission of information of 10-20 minutes is sufficient so that sensors for measuring temperature, physical activity, measuring pH, pulse and measuring the frequency of rumen contraction can detect the slightest deviations in the indicators of the physiological state of the studied animals. In addition, battery consumption is significantly reduced (up to 50%), which extends the life of the device up to 5 years. At the same time, the interval for collecting information on the physiological parameters of cattle, such as temperature, physical activity, pH level, pulse and rumen contraction frequency, selected on the basis of laboratory and field studies, is at least 1 time in 10 minutes, optimally 1 time in 5 minutes.
Устройство для измерения физиологических показателей КРС работает следующим образом. A device for measuring the physiological parameters of cattle operates as follows.
После отключения магнитного/герконового активатора 14 происходит активация устройства для измерения физиологических показателей КРС и, устройство вводится перорально в один из отделов желудка (рубец) КРС с помощью металлического аппликатора и остается на протяжении всей продуктивной жизни внутри неё. After turning off the magnetic / reed activator 14, the device for measuring the physiological parameters of cattle is activated and the device is introduced orally into one of the departments stomach (rumen) of cattle with a metal applicator and remains throughout the productive life inside it.
Как только устройство попадает в пределы зоны доступа, оно самоидентифицируется посредством RFID-метки 17, имеющего серийный номер и посылает сигналы через антенну 5 о полученных данных с датчиков для измерения температуры 8, уровня pH 9, пульса 10, шумов/частоты сокращения рубца 11, двигательной активности 12. As soon as the device enters the access zone, it self-identifies itself by means of an RFID tag 17 with a serial number and sends signals through the antenna 5 about the received data from sensors for measuring temperature 8, pH level 9, pulse 10, noise / scar contraction frequency 11, motor activity 12.
Микроконтроллер 7 управляет элементами печатной платы, такими как датчики идентификации, измерения температуры, двигательной активности, пульса, измерения уровня pH, частоты сокращения рубца, а также антенной и элементом памяти, хранит и передаёт накопленную информацию на облачный сервер. The microcontroller 7 controls the elements of the printed circuit board, such as sensors for identification, temperature measurement, physical activity, pulse, pH level measurement, scar reduction frequency, as well as an antenna and a memory element, stores and transmits the accumulated information to the cloud server.
Микроконтроллер 7 проводит опрос значений по каждому из измеряемых физиологических показателей крупного рогатого скота в виде сигналов не менее 1 раза в 10 минут, оптимально, не менее 1 раза в 5 минут. Каждые 10 минут накопленная информация с помощью антенны 5 и базовой станции передаётся на облачный сервер. The microcontroller 7 polls the values for each of the measured physiological indicators of cattle in the form of signals at least 1 time in 10 minutes, optimally, at least 1 time in 5 minutes. Every 10 minutes, the accumulated information is transmitted to the cloud server using antenna 5 and the base station.
Передающее устройство выполнено с возможностью передавать частоты в диапазоне от 350 МГц до 1,2 ГГц, что позволяет нам использовать заявленное устройство в различных странах, имеющих разные требования к диапазонам частот радиоволн. The transmitting device is configured to transmit frequencies in the range from 350 MHz to 1.2 GHz, which allows us to use the claimed device in various countries that have different requirements for radio frequency bands.
Расстояние между устройством для измерения физиологических показателей КРС и базовой станцией в данном случае составляет 25-30 м, на основе выбранных частот и материала защитной капсулы. The distance between the bovine physiological measurement device and the base station in this case is 25-30 m, based on the selected frequencies and the material of the protective capsule.
В результате использования предлагаемого изобретения увеличивается точность выявления отклонений физиологического состояния КРС за счет наличия датчика измерения частоты сокращения рубца, оптимального позиционирования устройства в желудочно- кишечном тракте, защиты от механического воздействия и улучшения электромагнитных условий для устройства. Таким образом достигается увеличение точности выявления отклонений физиологического состояния крупного рогатого скота, улучшение электромагнитных условий устройства, упрощение доступа к внутренним элементам. As a result of using the proposed invention, the accuracy of detecting deviations in the physiological state of cattle is increased due to the presence of a sensor for measuring the frequency of scar contraction, optimal positioning of the device in the gastrointestinal tract, protection from mechanical impact and improvement of electromagnetic conditions for the device. Thus, an increase in the accuracy of detecting deviations in the physiological state of cattle, an improvement in the electromagnetic conditions of the device, and simplification of access to internal elements is achieved.
Данные, считываемые датчиками, передаются с помощью радиосигнала с антенны 5 на базовую станцию, а затем, с помощью интернет-соединения, на облачный сервер. Полученные данные обрабатываются облачным сервером с помощью специальных алгоритмов, прописанных в математической модели, таких как алгоритмы для выявления возможных/начинающихся заболеваний, алгоритмы для выявления начальных признаков инфекционных, нервных и паразитарных заболеваний, половой охоты, предстоящего отела, определения статуса фертильности, качества кормления, количество актов потребления воды с последующей постановкой диагноза и выдачей рекомендаций. The data read by the sensors is transmitted via radio signal from the antenna 5 to the base station, and then, via an Internet connection, to the cloud server. The received data is processed by the cloud server using special algorithms written in the mathematical model, such as algorithms for detecting possible / incipient diseases, algorithms for detecting the initial signs of infectious, nervous and parasitic diseases, estrus, upcoming calving, determining fertility status, feeding quality, the number of acts of water consumption with the subsequent diagnosis and issuance of recommendations.
Уставка - среднее значение контролируемого параметра (температуры, двигательной активности, уровня pH, пульса и частоты сокращения рубца) за несколько месяцев измерений, принимаемое за норму для данного животного, т.е. регламентированные граничные значения переменных величин показателей, при которых состояние КРС оценивается как норма. Отклонение от уставки - отклонения значений от порогового значения заданной величины, по достижении которых должно произойти заранее предусмотренное действие (начальные признаки заболеваний, половая охота, отёл и т.д.) Setpoint - the average value of the controlled parameter (temperature, physical activity, pH level, pulse and scar contraction rate) for several months of measurements, taken as the norm for a given animal, i.e. regulated boundary values of the variable values of indicators at which the state of the cattle is assessed as a norm. Deviation from the set point - deviations of values from the threshold value of the set value, upon reaching which a predetermined action should occur (initial signs of diseases, estrus, calving, etc.)
Значения уставок и отклонений от уставок физиологических характеристик КРС, включающих температуру, уровень pH, пульс, двигательную активность и частоту сокращения рубца включены в математическую модель. The values of setpoints and deviations from the setpoints of the physiological characteristics of cattle, including temperature, pH level, pulse, physical activity and frequency of rumen contraction are included in the mathematical model.
Алгоритмы разрабатываются на основе анализа имеющихся статистических данных, полученных в ходе лабораторных и практических исследований, проведенных в условиях реальной фермы не менее, чем на 30 ед. KPC в течение не менее 30 дней. Для оценки состояния животного, а также для расчёта отклонений параметров и их корреляции вычисляются их средних значения - уставки, а также отклонений от уставки. Algorithms are developed based on the analysis of available statistical data obtained in the course of laboratory and practical studies conducted in a real farm for at least 30 units KPC for at least 30 days. To assess the state of the animal, as well as to calculate the deviations of the parameters and their correlation, their average values are calculated - the set point, as well as deviations from the set point.
Алгоритмы выявления возможных/начинающихся заболеваний, с последующей постановкой диагноза и выдачей рекомендаций основываются на наборе зависимостей между показателями двигательной активности, температуры и уровня pH желудка КРС, а также между показателями относительной влажности и температуры воздуха в коровнике. При отклонении показателей от уставки, на консоль приходят сообщения о произошедшем событии, а также отображаются в виде графика в программном обеспечении. Algorithms for detecting possible / incipient diseases, followed by diagnosis and issuance of recommendations, are based on a set of dependencies between indicators of physical activity, temperature and pH level of the stomach of cattle, as well as between indicators of relative humidity and air temperature in the barn. When the indicators deviate from the setpoint, messages about the event that have occurred are sent to the console, and are also displayed as a graph in the software.
Пример 1. Оценка состояния здоровья животного для выявления инфекционных заболеваний. Example 1 Animal Health Assessment for Infectious Diseases.
Устройство для измерения физиологических показателей, размещённое в желудочно-кишечном тракте коровы, посылает сигналы через антенну о полученных данных с датчиков для измерения температуры, определения уровня pH желудка, пульса, шумов/частоты сокращения рубца, двигательной активности на базовую станцию посредством частот в диапазоне, составляющем от 350 МГц до 1,2 ГГц, затем с помощью интернет соединения на сервер. Полученные данные обрабатываются сервером с помощью специальных алгоритмов, прописанных в математической модели. A physiological measurement device placed in the gastrointestinal tract of a cow sends signals through the antenna about the received data from sensors for measuring temperature, determining the pH level of the stomach, pulse, noise / rumen frequency, locomotor activity to the base station through frequencies in the range, ranging from 350 MHz to 1.2 GHz, then using an Internet connection to the server. The received data is processed by the server using special algorithms written in the mathematical model.
Входными данными алгоритмов для математической модели являются проанализированный массив данных по пороговым значениям (параметрам) температуры рубца, уровня pH рубца, двигательной активности, относительной влажности и температуры воздуха в коровнике, а также анализ научной литературы. The input data of the algorithms for the mathematical model are the analyzed dataset on the threshold values (parameters) of rumen temperature, rumen pH, physical activity, relative humidity and air temperature in the barn, as well as the analysis of scientific literature.
Выборка массива данных проводилась с помощью заранее установленной системы мониторинга. The data array was sampled using a pre-installed monitoring system.
Для разработки алгоритмов сначала был разработан программный код в программной среде «Matlab R2019b» (Matrix Laboratory, компания «The MathWorks», Нэтик, Массачусетс, CHIA), в которую вносились данные о физиологическом состоянии КРС, полученные с 37 голов из 5 фермерских хозяйств за разный период времени в течении не менее 30 дней, а затем были рассчитаны корреляционные зависимости между измеряемыми показателями и получены графики. На основе этих результатов, а также с учетом проанализированной научной литературы, были получены значения уставок, отклонение от которых обозначает возникновение инфекционных, паразитарных или нервных заболеваний. Эти данные выводятся на консоль (фиг. 5). На фиг. 5 отражены данные здорового животного. To develop algorithms, software was first developed code in the software environment "Matlab R2019b" (Matrix Laboratory, The MathWorks company, Natik, Massachusetts, CHIA), which entered data on the physiological state of cattle obtained from 37 heads from 5 farms for a different period of time for at least 30 days, and then the correlations between the measured indicators were calculated and the graphs were obtained. On the basis of these results, as well as taking into account the analyzed scientific literature, setpoint values were obtained, the deviation from which indicates the occurrence of infectious, parasitic or nervous diseases. This data is output to the console (Fig. 5). In FIG. 5 shows the data of a healthy animal.
Оценка состояния здоровья животного представляет собой проверку соответствия показателей норме. Например, программа выдаёт сообщение о болезни животного, если в течение последних 3 часов температура рубца повышена более чем, на 39,5 °C (значение уставки), частота сокращения рубца ниже 3 сокращений в 2 минуты (отклонение от уставки), а также за последний час двигательная активность ниже уставки более, чем на 5 единиц (отклонение от уставки), и уровень pH рубца меньше 6,0 (отклонение от уставки). The assessment of the health status of an animal is a check of the compliance of indicators with the norm. For example, the program issues an animal sickness message if the rumen temperature has increased by more than 39.5 °C (setpoint value) during the last 3 hours, the rumen contraction rate is less than 3 contractions per 2 minutes (setpoint deviation), and the last hour the locomotor activity is more than 5 units below the setpoint (offset) and the rumen pH is less than 6.0 (offset).
По совокупности симптомов программа выдаёт сообщение о болезни животного (фиг. 6). Устройство, с помощью специальных алгоритмов, позволяет по имеющимся данным измерений получить информацию о вероятном наличии у животного инфекционных заболеваний. According to the totality of symptoms, the program issues a message about the animal's illness (Fig. 6). The device, using special algorithms, allows, according to the available measurement data, to obtain information about the probable presence of infectious diseases in an animal.
Полученный алгоритм выявления возможных/начинающихся инфекционных заболеваний, с последующей постановкой диагноза и выдачей рекомендаций основывается на наборе зависимостей между показателями двигательной активности, температуры, pH рубца, пульса показателями относительной влажности и температуры воздуха в коровнике, а также анализе научной литературы. The resulting algorithm for detecting possible / incipient infectious diseases, followed by diagnosis and recommendations, is based on a set of dependencies between indicators of motor activity, temperature, rumen pH, pulse, relative humidity and air temperature in the barn, as well as an analysis of scientific literature.
Сначала производится проверка двигательной активности (yl) и температуры рубца (х) животного за последний час. Если активность животного более, чем на 20 % ниже среднего, а температура рубца от 41 до 42 °C, то можно с вероятностью 60 % предполагать наличие инфекционных заболеваний. First, a motor activity check (yl) is performed and rumen temperature (x) of the animal for the last hour. If the activity of the animal is more than 20% below average, and the temperature of the rumen is from 41 to 42 °C, then it is possible to assume the presence of infectious diseases with a probability of 60%.
Для уточнения вероятности проверяются дополнительные условия, выполнение любого из которых увеличивает вероятность заболевания на 10 %: пониженный pH рубца (х2) (ниже 5,8) в течение последних двух часов; температура воздуха в коровнике (уЗ) ниже +7 °C или выше +25 °C в течение последнего часа; относительная влажность воздуха в коровнике (у2) выше 80 % в течение последнего часа. Таким образом, алгоритм может предсказывать инфекционные заболевания с вероятностью до 90 %To clarify the probability, additional conditions are checked, the fulfillment of any of which increases the probability of the disease by 10%: reduced rumen pH (x2) (below 5.8) during the last two hours; the air temperature in the barn (UZ) is below +7 °C or above +25 °C during the last hour; the relative humidity in the barn (y2) has been above 80% during the last hour. Thus, the algorithm can predict infectious diseases with a probability of up to 90%.
При выявлении нервных заболеваний также сначала производится проверка двигательной активности (yl) и температуры рубца (х) животного за последний час. Если активность животного более, чем на 15 % ниже среднего, а температура рубца от 40 до 40,9 °C, то можно с вероятностью 60 % предполагать наличие нервных заболеваний. When nervous diseases are detected, the motor activity (yl) and the temperature of the rumen (x) of the animal for the last hour are also first checked. If the activity of the animal is more than 15% below average, and the temperature of the rumen is from 40 to 40.9 °C, then it is possible to assume the presence of nervous diseases with a probability of 60%.
Для уточнения вероятности проверяются дополнительные условия, выполнение любого из которых увеличивает вероятность заболевания на 10%: пониженный pH рубца (х2) (ниже 5,5) в течение последнего часа; температура воздуха в коровнике (уЗ) выше +25 °C в течение последнего часа; относительная влажность воздуха в коровнике (у2) выше 80 % в течение последнего часа. To clarify the probability, additional conditions are checked, the fulfillment of any of which increases the probability of the disease by 10%: reduced rumen pH (x2) (below 5.5) during the last hour; the air temperature in the barn (UZ) is above +25 °C during the last hour; the relative humidity in the barn (y2) has been above 80% during the last hour.
Для выявления паразитарных заболеваний также сначала производится проверка двигательной активности (yl) и температуры рубца (х) животного за последний час. Если активность животного более, чем на 10 % ниже среднего, а температура рубца от 39,5 до 40,5 °C, то можно с вероятностью 60 % предполагать наличие паразитарных заболеваний. To detect parasitic diseases, the motor activity (yl) and the temperature of the rumen (x) of the animal for the last hour are also first checked. If the activity of the animal is more than 10% below average, and the temperature of the rumen is from 39.5 to 40.5 °C, then the presence of parasitic diseases can be assumed with a probability of 60%.
Для уточнения вероятности проверяются дополнительные условия, выполнение любого из которых увеличивает вероятность заболевания на 10 %: пониженный pH рубца (х2) (ниже 5,8) в течение последнего часа; температура воздуха в коровнике (уЗ) ниже +7 °C в течение последнего часа; относительная влажность воздуха в коровнике (у2) выше 80 % в течение последнего часа (фиг.6). To clarify the probability, additional conditions are checked, the fulfillment of any of which increases the likelihood of the disease by 10%: reduced rumen pH (x2) (below 5.8) during the last hour; the air temperature in the barn (UZ) is below +7 °C during the last hour; relative air humidity in the barn (y2) is above 80% during the last hour (fig.6).
Пример 2. Обнаружение половой охоты'. Example 2. Detection of estrus'.
При расчёте половой охоты (фиг.7) сначала производится проверка двигательной активности (yl) (повышение более 20%), температуры рубца (у2) (выше 39°С) и пульса (уЗ) (выше 80 уд/мин.) животного за последние полчаса. Если активность животного более, чем в три раза превышает среднеквадратичное отклонение от уставки, а температура рубца повышена, то у животного наступила половая охота. Однако, если сервис- период животного (xl) не превышает 20 дней, то программа выдаёт сообщение, что по показателям у коровы должна наступить половая охота, но это расходится с введённым оператором сервис-периодом, и, с вероятностью 80%, данная ситуация является ошибкой оператора и половая охота наступила. When calculating estrus (Fig.7), first, a check is made on motor activity (yl) (increase of more than 20%), rumen temperature (y2) (above 39 ° C) and pulse (uZ) (above 80 beats / min.) of the animal for the last half hour. If the activity of the animal is more than three times the standard deviation from the setpoint, and the rumen temperature is elevated, then the animal has started estrus. However, if the service period of the animal (xl) does not exceed 20 days, then the program displays a message that, according to the indicators, the cow should go into heat, but this is at odds with the service period entered by the operator, and, with a probability of 80%, this situation is operator's mistake and sexual hunting has come.
Пример 3. Выявление предстоящего отела. Example 3. Identification of the upcoming calving.
При расчёте предстоящего отёла (фиг.7) сначала производится проверка температуры рубца животного (yl) (за последние 5 часов. Если она менее 39°С, то производится проверка двигательной активности животного (у2) за последний час. Если она отклоняется от уставки более, чем на 10%, то по описанному в п.З алгоритму производится проверка количества актов питья за последние сутки. Если потребление воды снижено (менее 5 актов питья), то у коровы наступает отёл. Однако, если период стельности животного (х2) не превышает 270 дней, то программа выдаёт сообщение, что по показателям у коровы должен наступить отёл, но это расходится с введённым оператором периодом стельности, и с вероятностью 80% данная ситуация является ошибкой оператора и следует ожидать отёла. When calculating the upcoming calving (Fig.7), first, the temperature of the rumen of the animal (yl) is checked (for the last 5 hours. If it is less than 39 ° C, then the motor activity of the animal (y2) is checked for the last hour. If it deviates from the setpoint by more than than by 10%, then according to the algorithm described in paragraph 3, the number of drinking acts for the last 24 hours is checked. exceeds 270 days, the program displays a message that, according to the indicators, the cow should calve, but this is at odds with the pregnancy period entered by the operator, and with a probability of 80% this situation is an operator error and calving should be expected.
Пример 4. Проверка уровня кормления. Example 4: Checking the feeding level.
Для проверки уровня кормления (фиг.7) функция проверяет уровень pH (у) и температуру рубца (х) за последний час. Если уровень pH ниже 6 (смещён в кислую сторону) и при этом температура рубца превышает уставку на протяжении всего часа, программа сообщает, что животному требуется кормление. To check the level of feeding (Fig.7) the function checks the level pH (y) and rumen temperature (x) for the last hour. If the pH is below 6 (offset to the acidic side) and the rumen temperature is above the setpoint for the entire hour, the program reports that the animal needs to be fed.
Пример 5. Проверка количества актов потребления воды. Example 5. Checking the number of acts of water consumption.
Для проверки потребления воды (фиг.7) система мониторинга физиологических показателей сначала проверяет температуру рубца (х) за последний час. Если она превышает норму, то функция проверяет количество актов питья за последние 24 часа. Акт питья фиксируется, если температура рубца между двумя последовательными измерениями понизилась на 2 градуса и/или упала ниже 38°С. Если за последние сутки программа насчитала менее 5 актов питья, то она сообщает, что животному требуется питьё. To check water intake (FIG. 7), the physiological monitoring system first checks the rumen temperature (x) for the last hour. If it exceeds the norm, then the function checks the number of acts of drinking in the last 24 hours. The act of drinking is recorded if the temperature of the rumen between two consecutive measurements has decreased by 2 degrees and/or has fallen below 38°C. If the program has counted less than 5 acts of drinking in the last 24 hours, then it reports that the animal needs to drink.
Например, для крупного рогатого скота оптимальная температура воды составляет 16-17 °C. Температура тела коровы в норме 38,0 - 39,0 °C. При поступлении воды в желудок датчик температуры фиксирует снижение температуры. В зависимости от количества отклонений показателя температуры ниже 38 °C, можно отслеживать количество актов потребления воды животного. For example, for cattle, the optimum water temperature is 16-17 °C. The body temperature of a cow is normally 38.0 - 39.0 °C. When water enters the stomach, the temperature sensor detects a decrease in temperature. Depending on the number of deviations of the temperature indicator below 38 ° C, it is possible to track the number of acts of water consumption of the animal.
Пример 6. Выявление статуса фертильности. Example 6. Fertility status detection.
После отела охота у коров наступает через 16-28 дней. Если же корова по каким-либо причинам не была оплодотворена, то следующая охота будет повторяться через каждые 21-22 дня. Если показатели температуры, двигательной активности и пульса по прошествии срока остаются в норме и система не выявляет половую охоту, то она сообщает, что корова не пришла в половую охоту по причине яловости и др. факторов. After calving, hunting in cows occurs in 16-28 days. If for some reason the cow was not fertilized, then the next hunt will be repeated every 21-22 days. If the indicators of temperature, physical activity and pulse after the expiration of the period remain normal and the system does not detect heat, then it reports that the cow did not come into heat due to barrenness and other factors.
Отел - это последний этап стельности коровы, который заканчивается рождением теленка. Он наступает по прошествии 280-290 дней. Если показатели температуры, двигательной активности и пульса по прошествии срока остаются в норме и система не выявляет предстоящий отел, то она сообщает, что у коровы, вероятно, сложный отел. Calving is the last stage of a cow's pregnancy, which ends with the birth of a calf. It comes after 280-290 days. If the indicators of temperature, physical activity and pulse according to remain normal and the system does not detect an upcoming calving, it reports that the cow is likely to have a difficult calving.
Промышленная применимость. Industrial applicability.
Заявленное изобретение можно использовать в области мясного и молочного скотоводства, крупных, средних и малых фермерских хозяйствах. The claimed invention can be used in the field of meat and dairy cattle breeding, large, medium and small farms.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота, выполненное с возможностью размещения в его желудочно-кишечном тракте, содержащее корпус с крышкой, внутри которого расположен микроконтроллер, элемент питания, RFID-метка, датчики измерения температуры, двигательной активности, измерения уровня pH, передающее устройство, антенну и элемент памяти, отличающееся тем, что содержит датчики пульса и измерения частоты сокращения рубца, корпус устройства снабжён отверстием с резиновой прокладкой, сквозь которое проходит конец электрода датчика температуры и чувствительный элемент датчика уровня pH, внутренней защитной капсулой для защиты внутренних элементов, выполненной с возможностью крепления внутри корпуса посредством вкручивания с помощью резьбы, состоящей из металлического каркаса, покрытого пластиком, и защитной пластиковой вкладки с фиксаторами, в которую вставляется печатная плата. 1. A device for measuring the physiological parameters of cattle, made with the possibility of placement in its gastrointestinal tract, containing a housing with a lid, inside of which there is a microcontroller, a battery, an RFID tag, sensors for measuring temperature, physical activity, measuring pH, a transmitting device, an antenna and a memory element, characterized in that it contains pulse sensors and measurements of the frequency of scar contraction, the body of the device is equipped with a hole with a rubber gasket through which the end of the temperature sensor electrode and the sensitive element of the pH level sensor pass, an internal protective capsule to protect internal elements , made with the possibility of fastening inside the case by screwing in with a thread, consisting of a metal frame covered with plastic, and a protective plastic tab with latches, into which the printed circuit board is inserted.
2. Устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п. 1, отличающееся тем, что каркас внутренней защитной капсулы выполнен из желтой бронзы. 2. A device for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 1, characterized in that the frame of the internal protective capsule is made of yellow bronze.
3. Устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п. 1, отличающееся тем, что его корпус и оболочка внутренней защитной капсулы выполнены из поликарбоната марки «Lexan- 141». 3. A device for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 1, characterized in that its body and the shell of the inner protective capsule are made of Lexan-141 polycarbonate.
4. Устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п. 1, отличающееся тем, что микроконтроллер выполнен со сверхмалым энергопотреблением и возможностью управления элементами печатной платы, хранения, обработки и передачи накопленной информации. 4. A device for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 1, characterized in that the microcontroller is made with ultra-low power consumption and the ability to control the elements of the printed circuit board, store, process and transmit the accumulated information.
5. Устройство для измерения физиологических показателей крупного5. A device for measuring the physiological parameters of a large
23 23
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) рогатого скота по п. 1, отличающееся тем, что передающее устройство выполнено с возможностью передавать частоты в диапазоне от 350 МГц до 1,2 ГГц. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) cattle according to claim 1, characterized in that the transmitting device is configured to transmit frequencies in the range from 350 MHz to 1.2 GHz.
6. Устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п. 1, отличающееся тем, что элемент питания выполнен в виде литий-полимерного аккумулятора. 6. A device for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 1, characterized in that the battery is made in the form of a lithium polymer battery.
7. Устройство для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п. 1, отличающееся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью передавать информацию об измеренных физиологических показателях крупного рогатого скота на облачный сервер каждые 10 минут. 7. The device for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to transmit information about the measured physiological parameters of cattle to a cloud server every 10 minutes.
8. Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота с использованием устройства по п.1, включающий размещение устройства для измерения физиологических показателей крупного рогатого скота в желудочно-кишечном тракте каждого животного, измерение температуры, уровня pH, двигательной активности, передачу данных на базовую станцию, автоматизированную обработку данных, отличающийся тем, что дополнительно измеряют пульс и частоту сокращения рубца, осуществляют автоматизированную обработку измеренных данных на облачном сервере с помощью математической модели, содержащей данные о нормальных и соответствующих отклонению от нормы физиологических характеристиках крупного рогатого скота, включающих температуру, уровень pH, пульс, двигательную активность и частоту сокращения рубца; посредством математической модели сравнивают измеренные физиологических показатели со значениями уставки, соответствующими отклонению от нормы, после чего выводят на консоль сообщение о состоянии животного. 8. A method for measuring the physiological parameters of cattle using the device according to claim 1, including placing a device for measuring the physiological parameters of cattle in the gastrointestinal tract of each animal, measuring temperature, pH, physical activity, transmitting data to a base station, automated data processing, characterized in that they additionally measure the pulse and the frequency of rumen contraction, carry out automated processing of the measured data on a cloud server using a mathematical model containing data on normal and abnormal physiological characteristics of cattle, including temperature, pH level, pulse, motor activity and frequency of scar contraction; using a mathematical model, the measured physiological parameters are compared with the setpoint values corresponding to the deviation from the norm, after which a message about the state of the animal is displayed on the console.
9. Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п.8, отличающийся тем, что определяют начальные 9. A method for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 8, characterized in that the initial
24 24
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) признаки инфекционных, нервных и паразитарных заболеваний по отклонению от нормы значений температуры, уровня pH, пульса, двигательной активности и частоты сокращения рубца. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) signs of infectious, nervous and parasitic diseases by deviation from the norm of temperature, pH, pulse, physical activity and frequency of scar contraction.
10. Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п.8, отличающийся тем, что выявляют половую охоту по отклонению от нормы значений пульса, двигательной активности и температуры. 10. A method for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 8, characterized in that estrus is detected by deviations from the norm in the values of pulse, motor activity and temperature.
11. Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п.8, отличающийся тем, что определяют качество кормления по отклонению от нормы значений уровня pH. 11. A method for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 8, characterized in that the quality of feeding is determined by the deviation from the norm of pH values.
12. Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п.8, отличающийся тем, что определяют количество актов потребления воды по отклонению от нормы значений уровня температуры. 12. A method for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 8, characterized in that the number of acts of water consumption is determined by the deviation from the norm of temperature level values.
13. Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п.8, отличающийся тем, что определяют предстоящий отёл по отклонению от нормы значений температуры и двигательной активности. 13. A method for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 8, characterized in that the upcoming calving is determined by the deviation from the norm of temperature and physical activity.
14. Способ измерения физиологических показателей крупного рогатого скота по п.8, отличающийся тем, что определяют статус фертильности по отклонению от нормы значений температуры, пульса и двигательной активности. 14. A method for measuring the physiological parameters of cattle according to claim 8, characterized in that the fertility status is determined by the deviation from the norm of temperature, pulse and motor activity.
25 25
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2021/000510 2021-11-16 2021-11-16 Method and device for measuring physiological parameters of cattle WO2023091042A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2021/000510 WO2023091042A1 (en) 2021-11-16 2021-11-16 Method and device for measuring physiological parameters of cattle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2021/000510 WO2023091042A1 (en) 2021-11-16 2021-11-16 Method and device for measuring physiological parameters of cattle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023091042A1 true WO2023091042A1 (en) 2023-05-25

Family

ID=86397566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/000510 WO2023091042A1 (en) 2021-11-16 2021-11-16 Method and device for measuring physiological parameters of cattle

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023091042A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19901124A1 (en) * 1999-01-14 2000-07-20 Laue Hans Joachim Assembly for controlled care and/or tending for domestic animals in agricultural operational units with large cattle stock
EP1702561A2 (en) * 2002-03-22 2006-09-20 Animas Technologies LLC Improving performance for an analyte monitoring device
AT509255A1 (en) * 2009-12-30 2011-07-15 Smaxtec Animal Care Sales Gmbh DEVICE FOR MEASURING INDIVIDUAL DATA
AT517847A4 (en) * 2016-01-22 2017-05-15 Smaxtec Animal Care Sales Gmbh Probe unit for measuring at least one state variable of the organism of a farm animal and method for their commissioning
US20170252016A1 (en) * 2014-09-17 2017-09-07 Mars, Incorporated Sampling device
WO2020097655A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-22 Smaxtec Animal Care Gmbh Method, device, and system for ascertaining at least one state variable of a livestock organism

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19901124A1 (en) * 1999-01-14 2000-07-20 Laue Hans Joachim Assembly for controlled care and/or tending for domestic animals in agricultural operational units with large cattle stock
EP1702561A2 (en) * 2002-03-22 2006-09-20 Animas Technologies LLC Improving performance for an analyte monitoring device
AT509255A1 (en) * 2009-12-30 2011-07-15 Smaxtec Animal Care Sales Gmbh DEVICE FOR MEASURING INDIVIDUAL DATA
US20170252016A1 (en) * 2014-09-17 2017-09-07 Mars, Incorporated Sampling device
AT517847A4 (en) * 2016-01-22 2017-05-15 Smaxtec Animal Care Sales Gmbh Probe unit for measuring at least one state variable of the organism of a farm animal and method for their commissioning
WO2020097655A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-22 Smaxtec Animal Care Gmbh Method, device, and system for ascertaining at least one state variable of a livestock organism

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100302004A1 (en) Device and Method for Remotely Monitoring Animal Behavior
ES2951065T3 (en) Surveillance and supervision of animal discomfort by mobile phone
US20020156394A1 (en) Apparatus and method for detection of estrus and/or non-pregnancy
JP3020376B2 (en) Internal body identification device for animals
CA2874567C (en) System and method for in-rumen monitoring
US20140155756A1 (en) System and methods for health monitoring of anonymous animals in livestock groups
US7992521B2 (en) Method and device for automatically detecting mating of animals
US8640712B2 (en) Bolus
US8771201B2 (en) Health monitoring bolus
US20040133131A1 (en) In vivo ruminant health sensor
KR20180052438A (en) Method of managing disease, and apparatuses operating the same
KR101976519B1 (en) Apparatus for monitoring ruminant stomach of cattle and method thereof
US20130138389A1 (en) Apparatus and method for detecting disease in dairy animals
Smith et al. An integrated cattle health monitoring system
KR20190030877A (en) Livestock specification management system based on livestock knowledge information
WO2012097275A2 (en) Shoe sensor system
JP2006262848A (en) Livestock-monitoring system
US20030137431A1 (en) System and method for improving animal breeding efficiency
US6862550B1 (en) Determining meat quality of a live animal
US20110184256A1 (en) Bio-electronic system
WO2023091042A1 (en) Method and device for measuring physiological parameters of cattle
US20190223412A1 (en) Method and apparatus for detection of estrus and optimal time for embryo transfer or artificial insemination in animals
KR20190047683A (en) Apparatus for monitoring ruminant stomach of cattle and method thereof
US20210338165A1 (en) Method of managing disease, and apparatuses operating the same
CN111564213B (en) Health state early warning method and system suitable for ruminant livestock

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21964921

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1