BR112021011141A2 - Sistema e método para rastreamento de localização de animais e monitoramento de saúde usando rfid de longo alcance e monitoramento de temperatura - Google Patents
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Abstract
sistema e método para rastreamento de localização de animais e monitoramento de saúde usando rfid de longo alcance e monitoramento de temperatura. a invenção inclui um dispositivo de rastreamento de localização em um ambiente rfid, um sistema e método para rastrear objetos de etiqueta. as modalidades preferidas incluem rastreamento de localização para gado e um sistema e método para categorizar a saúde animal. o dispositivo de rastreamento de localização é um dispositivo rfid ativo ou passivo com um transceptor de baixa potência e longo alcance para rastrear a localização e o movimento do animal portando etiqueta. o dispositivo rfid inclui ainda um circuito leitor de temperatura, que induz uma tensão de ativação em um sensor de temperatura acoplado indutivo tendo um circuito lc. a tensão de ativação é seletivamente ligada e desligada para medir a queda do circuito lc por sua frequência ressonante. mudanças na capacitância do circuito lc são convertidas em leituras de temperatura, proporcionando assim o monitoramento da temperatura do animal. o sistema e método incluem lógica na forma de categorias de movimento predeterminadas que indicam se um animal pode estar potencialmente doente ou saudável. as categorias de movimento incluem frequência de movimento e distâncias percorridas por um animal monitorado.
Description
[001] Este Pedido PCT Internacional reivindica o benefício e a prioridade do Pedido US número 16/214.430, depositado em 10 de dezembro de 2018. Todo o relatório descritivo e a figura do pedido acima referido são incorporados por meio deste, em sua totalidade como referência.
[002] A invenção se refere, de modo geral, à identificação por radiofrequência (RFID) usada no rastreamento de localização de gado e, mais particularmente, a um dispositivo RFID, sistema e método para rastreamento de localização de animais e monitoramento de saúde que usa uma capacidade RFID de longo alcance combinada com um recurso de monitoramento de temperatura.
[003] A tecnologia RFID é comumente usada em muitos ambientes comerciais e industriais diferentes para rastrear e registrar com precisão a localização dos objetos. Em um ambiente industrial, a tecnologia RFID é usada para rastrear a localização de vários produtos à medida que são fabricados, despachados e entregues para consumo. Em um ambiente agrícola, a tecnologia RFID é conhecida pelo uso com etiquetas de animais que se destinam a identificar rebanhos em locais confinados, como um pátio de alimentação.
[004] Dispositivos RFID podem ser geralmente categorizados como ativos, passivos ou semiativos/passivos. Os dispositivos RFID ativos incorporam um transponder com sua própria fonte de alimentação. Dispositivos RFID passivos incorporam um transponder que recebe energia de um interrogador ou estação base. Dispositivos híbridos ou semiativos/passivos podem incluir um transponder que tem sua própria fonte de energia, mas também podem receber energia suplementar do interrogador ou da estação base.
[005] A identificação por radiofrequência emprega campos eletromagnéticos para identificar automaticamente objetos que incorporam etiquetas RFID. Uma etiqueta RFID inclui informações armazenadas eletronicamente na forma de registros eletrônicos que armazenam dados que podem permitir que a etiqueta seja identificada exclusivamente entre uma pluralidade de outras etiquetas RFID. Conforme mencionado, as etiquetas RFID são utilizadas em muitos ambientes comerciais diferentes. Exemplos de uso de etiquetas RFID incluem etiquetas para gado, produtos farmacêuticos etiquetados com RFID, etiquetas RFID para identificação de componentes de objetos dentro de um processo de fabricação e outros.
[006] As etiquetas RFID ativas transmitem intermitentemente um sinal de ID para autenticação. Uma etiqueta passiva assistida por bateria também tem uma fonte de energia de bateria integral, mas não é ativada a menos que na presença de um sinal RF gerado por um leitor RFID. Uma etiqueta passiva não possui fonte de alimentação interna e, em vez disso, utiliza a energia de radiofrequência transmitida pelo leitor para alimentar a etiqueta. Além disso, as etiquetas podem ser somente leitura ou leitura/gravação. Para etiquetas somente leitura, um número de série pré- atribuído e outros dados podem ser incorporados no (s) registro (s) somente leitura das etiquetas. Etiquetas de leitura/gravação são aquelas em que dados específicos do objeto são gravados na etiqueta por um usuário/administrador.
[007] Dentro do subconjunto de etiquetas RFID passivas, existem dois tipos gerais, a saber, etiquetas acopladas capacitivamente ou etiquetas acopladas indutivamente. Com base nas técnicas de fabricação atuais, os dispositivos RFID indutivamente acoplados têm um alcance efetivo maior e, portanto, são preferidos para minimizar o número de campos de interrogação necessários em um local específico onde os animais são rastreados e monitorados.
[008] Quanto à estrutura básica de uma etiqueta RFID, ela inclui um circuito integrado ou "chip" para armazenar e processar informações, modular e desmodular um sinal RF, coletando energia do sinal do leitor incidente. A etiqueta inclui ainda uma antena para receber um sinal de interrogação e transmitir um sinal de identificação. As informações específicas da etiqueta são normalmente armazenadas como memória não volátil e incorporam lógica para o processamento de transmissão e dados do sensor. A lógica pode ser programável por um usuário ou pré-programada.
[009] Uma construção comum para uma etiqueta RFID passiva acoplada capacitivamente inclui um transponder com um microprocessador integral que é alimentado por uma bobina de metal que envolve o transponder. A bobina tem duas funções como um elemento de indutância de produção de energia, bem como uma antena para receber sinais de radiofrequência de um campo de interrogação. A configuração da bobina gera uma corrente elétrica que alimenta o microprocessador. O microprocessador armazenou dados que são usados para identificar exclusivamente a etiqueta, tais como por um número de série exclusivo, junto com quaisquer outros dados programados que podem corresponder à etiqueta. Quando a etiqueta é energizada pelo campo de interrogação, o transponder gera um sinal de retorno incluindo os dados programados correspondendo exclusivamente à etiqueta.
[010] Um leitor RFID transmite um sinal de rádio codificado para interrogar a etiqueta. Após a interrogação, a etiqueta responde com um sinal de transmissão de potência relativamente baixa que identifica a etiqueta. A autenticação da etiqueta normalmente inclui um número de série exclusivo e outras informações relacionadas ao produto que podem identificar, por exemplo, o tipo específico de produto associado à etiqueta. Uma vez que cada etiqueta pode receber um número de série exclusivo, um leitor RFID pode distinguir entre muitas etiquetas que podem estar dentro do alcance do leitor RFID.
[011] Na indústria pecuária, os sistemas RFID passivos são preferidos porque um grande número de etiquetas RFID pode ser necessário e as etiquetas RFID passivas são mais econômicas de fabricar, uma vez que não têm sua própria fonte de energia (que normalmente é uma bateria). As etiquetas RFID passivas têm outras vantagens, incluindo serem relativamente menores e mais leves do que as etiquetas RFID ativas.
[012] Embora as etiquetas RFID passivas sejam comumente usadas na indústria pecuária, há uma série de problemas inerentes associados ao uso de tais etiquetas. De acordo com os requisitos regulamentares de um determinado país no qual uma etiqueta RFID pode ser usada, as frequências de transmissão padrão foram estabelecidas. Nos Estados Unidos da América, a frequência de rádio padrão para etiquetas de gado é atualmente 134,2 kHz. É impraticável conduzir o rastreamento de localização usando rastreamento de ID passivo de 134,2 kHz porque o alcance de leitura das etiquetas RFID é muito limitado a aproximadamente um metro de uma antena de leitor. Por causa das limitações de potência da FCC nos USA, não é possível aumentar a potência dos leitores para a quantidade necessária para superar o intervalo de leitura limitado. Também não é prático adicionar um número significativo de antenas de leitor adicionais para compensar o alcance de leitura limitado. Consequentemente, a frequência de transmissão padrão adotada nos US apresenta obstáculos substanciais ao rastreamento de localização RFID.
[013] Um exemplo de uma referência que revela um sistema de rastreamento de animais por radiofrequência para abordar vários problemas associados a sistemas RFID passivos inclui a Patente US número 7.619.522. Esta referência fornece um transponder que pode se comunicar em pelo menos duas frequências diferentes para que o desempenho em tempo real do transponder possa ser melhorado sem perder a compatibilidade com versões anteriores. O sistema também fornece a capacidade de um usuário final personalizar e programar etiquetas de identificação que permitem ao usuário rastrear outros dados associados a etiquetas empregados no campo. Em uma modalidade, a referência divulga uma etiqueta RFID compreendendo uma primeira antena, um transponder acoplado à antena, o transponder incluindo uma primeira unidade de transmissão, primeira memória no primeiro circuito de energia, em que o primeiro circuito de energia está configurado para receber uma corrente induzida na primeira antena para alimentar a primeira unidade de transmissão e a primeira memória. A primeira unidade de transmissão também é configurada para recuperar dados armazenados na primeira memória e para transmitir pelo menos uma parte dos dados através da primeira antena na primeira frequência portadora e em uma segunda frequência portadora.
[014] Outra referência que divulga uma capacidade aprimorada de rastreamento RFID é a Patente US No. 9.826.714. Especificamente, esta referência divulga etiquetas RFID que têm baixa potência e capacidades de transmissão de longo alcance. A energia é obtida de uma bateria ou fonte de energia renovável, como um circuito fotovoltaico integral. As etiquetas incorporam um microcontrolador com um modo de hibernação que não permite quase nenhum consumo de corrente quiescente quando o microcontrolador está no modo de hibernação. O microcontrolador pode permanecer no modo de hibernação por longos períodos de tempo após um curto período de transmissão de dados para um transmissor de longo alcance de baixa potência. As etiquetas também podem incluir sensores para determinar uma temperatura ambiente ou dados biométricos em relação ao animal ao qual a etiqueta está fixada. Os locais das etiquetas de rastreamento podem ser determinados usando trilateração de sinal e/ou triangulação de sinal.
[015] Apesar do número de aprimoramentos para o uso da tecnologia RFID em conexão com o rastreamento de localização de objetos, ainda há uma série de deficiências. No campo da gestão de gado, as etiquetas RFID são rotineiramente usadas em locais de confinamento, no entanto, a grande maioria das soluções de etiquetas RFID ainda sofrem com as desvantagens de incluir energia insuficiente para ativar etiquetas passivas e alcance insuficiente. Conforme estabelecido abaixo em referência à presente invenção, fornece certas vantagens sobre a técnica anterior para incluir maior alcance e capacidades aprimoradas para rastreamento de localização separada de etiquetas individuais dentro da localização monitorada.
[016] A invenção inclui um dispositivo ou etiqueta de rastreamento de localização RFID e um sistema e método RFID associado. A invenção fornece rastreamento de localização de animais e monitoramento de saúde que usa uma capacidade RFID de longo alcance combinada com um recurso de monitoramento de temperatura integrado, criando assim uma capacidade de marcação RFID multifuncional.
[017] De acordo com modalidades preferidas da invenção, um dispositivo de rastreamento RFID é especialmente adaptado para uso em conexão com etiquetas para gado, em que o dispositivo inclui um transceptor ou transmissor de rádio de longo alcance de baixa potência que é capaz de transmitir sinais a distâncias relativamente longas, em comparação aos transmissores de rádio anteriores. Um transceptor de longo alcance e baixa potência preferido para uso é aquele que implementa o protocolo LoRa®. Um exemplo de um transceptor de longo alcance é um transceptor de rádio Semtech® SX1280 disponível comercialmente. Os transceptores de rádio LoRa® têm um alcance muito maior do que os rádios Bluetooth de 2,4 GHz anteriores. No ambiente de um pátio de alimentação, o alcance de um transceptor LoRa® pode se estender bem mais de 1 km contra algumas centenas de metros para rádios do tipo Bluetooth anteriores. Outro recurso incorporado aos transceptores de rádio LoRa® inclui uma medição de tempo de voo que pode ser usada para calcular a distância entre o leitor RFID e as etiquetas RFID de transmissão no campo. Doravante, os termos “baixa potência, longo alcance” ou “longo alcance”, conforme usados para descrever as transmissões de rádio, significam as transmissões de rádio que são compatíveis com o protocolo LoRa® desenvolvido pela Semtech®. Este protocolo é um processo de modulação de espalhamento espectral derivado da tecnologia chirp spread spectrum (CSS) para transmissões sem fio. Este protocolo se tornou a tecnologia mais amplamente aceita para redes de Internet das Coisas (IoT) em todo o mundo.
[018] O dispositivo de rastreamento da invenção tem uma arquitetura semelhante em comparação com as etiquetas RFID anteriores em que inclui um microcontrolador, um transceptor de rádio, antena e uma fonte de energia. Uma característica distintiva, entretanto, é o tempo de medições de voo que são recebidas pelo transceptor de rádio e são comunicadas ao microcontrolador para cálculos que determinam a posição do dispositivo. Um método que pode ser usado para determinar a localização é a triangulação, em que uma etiqueta é capaz de ser interrogada simultaneamente por três leitores RFID no local onde a etiqueta é usada.
[019] Uma orientação espacial preferida de leitores RFID é aquela em que todas as etiquetas RFID podem ser continuamente monitoradas para mudanças no local em que pelo menos três leitores RFID são capazes de interrogar simultaneamente qualquer etiqueta usada dentro do local. De acordo com outro aspecto da invenção, capacidades de rastreamento contínuas e ininterruptas podem ser usadas para prever a saúde animal. A categorização de animais potencialmente doentes em oposição a animais saudáveis pode ser feita pela avaliação dos dados de movimento dos animais dentro do local. Animais saudáveis tendem a se mover mais do que animais doentes. As categorias de movimento podem ser estabelecidas para prever a probabilidade de um animal estar doente. Os movimentos registrados podem então ser comparados às categorias de movimento como uma medida preditiva para análise por um cuidador.
[020] Outra maneira de categorizar animais potencialmente doentes é avaliar os dados de movimento dentro do local quanto à frequência com que um animal permanece ou se aproxima de depósitos de alimentos e bebedouros. Animais doentes, em algumas circunstâncias, não bebem ou comem tanto quanto o normal. As categorias de alimentação e água também podem ser estabelecidas para prever a probabilidade de um animal estar doente. Os movimentos registrados de animais perto de depósitos de alimentos e bebedouros podem ser comparados às categorias de ração e água.
[021] Ainda outra forma de categorizar animais potencialmente doentes é avaliar os dados de movimento dentro do local quanto a quão rápido um animal se aproxima dos depósitos de ração depois que um caminhão de ração distribui a ração. Também se sabe que os animais doentes podem esperar até que os outros terminem de se alimentar. Os pátios de alimentação são ambientes competitivos e os animais saudáveis tendem a ser mais agressivos durante a alimentação. Os movimentos registrados de um animal durante as horas de alimentação podem ser usados para indicar uma mudança de comportamento e uma indicação precoce de doença. Consequentemente, as categorias de movimentação de animais durante a alimentação também podem ser usadas para proteger a probabilidade de um animal ficar doente.
[022] Existem outros comportamentos animais que podem ser detectados com base no rastreamento dos movimentos de um animal. Por exemplo, um animal que fica sozinho e não fica perto de outros animais pode indicar doença; a presença de um pen rider (tratador) pode estimular os animais doentes a se moverem e parecerem saudáveis para evitar serem apontados como presas fáceis, entendendo- se que o gado mantém o instinto de rebanho para evitar a captura. Animais doentes em um cercado podem enganar um tratador parecendo saudáveis pelo curto período de tempo em que o tratador está observando os animais, portanto, monitorar o animal durante os momentos em que não há atividade do tratador também pode indicar se um animal está doente.
[023] O objetivo das observações registradas em relação ao movimento de cada animal individual é permitir a detecção precoce da doença e, portanto, um tratamento mais oportuno. Os dados podem ser gerados resultando em comparações gráficas ou comparações numéricas para saber se um animal exibiu atividade de movimento normal ou prevista, ou se um animal mostra mudanças observáveis no movimento. Os animais que apresentam movimento anormal podem ser classificados e avaliados por um cuidador.
[024] Outra vantagem associada ao uso de transceptores de rádio de longo alcance é que é necessário um número menor de leitores RFID. Os custos de instalação e manutenção são, portanto, reduzidos em conexão com a configuração do sistema de rastreamento de localização.
[025] De acordo com outro aspecto da invenção, inclui a capacidade de medir diretamente a temperatura de um animal. O dispositivo RFID é usado em combinação com um sensor de temperatura implantado que se comunica com o dispositivo RFID. Existem sensores de temperatura RFID em uso, no entanto, desvantagens significativas estão associadas a esses sensores existentes porque esses sensores também devem ser posicionados perto de um leitor RFID em transceptores de rádio de 2,4 GHz. Além disso, foi determinado que a temperatura de uma vaca varia durante o dia e pode variar entre cerca de -16C (3°F). Estudos mostram que as vacas costumam passar por um ciclo de quatro a seis horas, quando a temperatura pode subir e descer. Portanto, é importante que várias medições de temperatura sejam realizadas durante o período de um dia para levar em conta as mudanças cíclicas de temperatura.
[026] A fim de fornecer uma capacidade de detecção de temperatura sem a duplicação completa de um dispositivo RFID, a presente invenção incorpora um circuito leitor de temperatura que interroga um sensor de temperatura RFID implantável localizado nas proximidades da localização da etiqueta no animal.
Por exemplo, o sensor implantável pode ser localizado atrás da orelha do animal a aproximadamente 1,54 a 5,08 cm (1 a 2") do local onde a etiqueta está pendurada na orelha do animal.
A fim de superar os requisitos de energia significativos associados à interrogação com sucesso do sensor de temperatura RFID, a invenção incorpora uma solução de baixa energia para interrogar o sensor de temperatura RFID, bem como para produzir requisitos de energia para processar sinais do sensor de temperatura RFID.
Em uma modalidade preferida, o sensor de temperatura RFID pode ser um sensor de capacitor indutivo (LC) projetado para variar ligeiramente com a temperatura.
O dispositivo RFID inclui um circuito leitor de temperatura com uma bobina de acionamento para alimentar o sensor LC (e também funcionando como a antena RFID do circuito leitor de temperatura). A bobina é acionada usando um circuito de acionamento do circuito leitor de temperatura com sinais condicionados pelo microcontrolador do dispositivo RFID em uma frequência selecionada.
A bobina gera um campo eletromagnético de magnitude relativamente fraca que é eficaz para alimentar o sensor LC.
Uma vez que o sensor LC é energizado, o circuito de direção no dispositivo RFID é desligado.
O sensor LC então começa a perder energia e retornará rapidamente à sua própria frequência de ressonância.
O sensor LC irá gerar sinais correspondentes à sua frequência de ressonância à medida que decai por falta de energia.
Uma vez que a indutância do sensor LC é fixa, a variação da capacitância refletida nas mudanças da frequência de ressonância durante o decaimento pode ser diretamente correlacionada à temperatura, uma vez que a capacitância varia diretamente com a temperatura.
O microcontrolador do dispositivo RFID é programado para interrogar o sensor LC em intervalos repetidos, a fim de obter um número desejado de leituras de temperatura de um animal ao longo de um período de tempo designado. Ao ligar e desligar seletivamente o circuito de direção, uma quantidade significativa de energia é economizada e, portanto, a energia pode ser preservada.
[027] A calibração do sensor LC não é crítica, uma vez que a temperatura de uma vaca pode ser monitorada para obter uma leitura de linha de base. Uma vez que uma leitura de linha de base é estabelecida, monitoramento adicional pode ser conduzido para determinar se as leituras de temperatura começam a se desviar de um valor normal estabelecido. Se padrões de temperatura elevados forem observados, o animal pode ser puxado e tratado. A capacidade de fornecer monitoramento de temperatura com um sensor de temperatura de energia muito baixa que é alimentado diretamente pelo dispositivo de localização RFID evita ter que duplicar um dispositivo RFID dedicado que normalmente tem requisitos de energia muito maiores. Além disso, o microcontrolador dentro do dispositivo de localização RFID pode ser programado para lidar não apenas com a lógica de função de localização, mas também com a lógica de função de temperatura, eliminando assim um microcontrolador dedicado associado aos sensores de temperatura RFID existentes.
[028] De acordo com outro aspecto da invenção, um circuito fotovoltaico (PV) pode ser integrado dentro do dispositivo de localização RFID de modo a fornecer energia ao dispositivo. Um tipo particular de material fotovoltaico que pode ser usado na invenção inclui filme solar flexível que é muito leve e flexível. O corpo da etiqueta é feito de um plástico transparente no qual o filme solar flexível é encapsulado. A energia elétrica criada pelo material fotovoltaico é acoplada a um capacitor para armazenar energia elétrica. O capacitor, portanto, substitui uma bateria que normalmente alimentaria um dispositivo RFID. O microprocessador monitora o consumo de energia e a energia armazenada para determinar se o circuito PV pode gerar energia suficiente para ser interrogado com eficácia. No caso do dispositivo de localização RFID ter energia insuficiente, o microcontrolador pode ser programado para desligar o dispositivo até que o circuito fotovoltaico possa gerar energia elétrica suficiente. Por exemplo, durante a noite ou durante os dias de pouca luz solar, o dispositivo pode não estar suficientemente carregado e durante esses horários o dispositivo pode desligar automaticamente. É contemplado, no entanto, que o filme solar flexível selecionado é capaz de gerar energia suficiente para evitar longos períodos de desligamento, mas o tamanho da etiqueta do animal que incorpora o dispositivo de localização RFID ainda pode permanecer um tamanho gerenciável.
[029] Considerando as características acima descritas da invenção em várias modalidades, em um aspecto, a invenção é um dispositivo de localização RFID integrado que compreende um microcontrolador RFID e armazenamento de dados correspondendo a pelo menos um identificador único para identificar exclusivamente o dispositivo, uma baixa potência, transceptor de rádio de longo alcance que se comunica com um leitor RFID remoto, o referido transceptor quando energizado gerando um sinal para o referido leitor RFID incluindo um sinal correspondente ao referido pelo menos um identificador único e uma medição de tempo de voo, um circuito fotovoltaico (PV), um capacitor se comunicando com o referido circuito PV para armazenamento de energia elétrica gerada pelo referido circuito PV e para alimentar o referido microcontrolador e o referido transceptor de longo alcance e baixa potência e um circuito leitor de temperatura que se comunica com o referido microcontrolador, para transferir dados para o referido microcontrolador, incluindo medições de temperatura recebidas pelo referido circuito leitor de temperatura, a partir de um sensor de temperatura remoto em comunicação com o referido circuito leitor de temperatura.
[030] De acordo com outro aspecto da invenção, pode ser considerado um sistema de localização RFID compreendendo o dispositivo de localização RFID descrito acima, em combinação com o referido leitor RFID e o referido sensor de temperatura.
[031] De acordo com outro aspecto da invenção, pode ser considerado um sistema de localização RFID e monitoramento de saúde animal compreendendo o dispositivo de localização RFID descrito acima, em combinação com o referido leitor RFID, o referido sensor de temperatura e o dispositivo de computação remoto se comunicando com o referido leitor RFID, em que o referido dispositivo de computação remoto inclui um elemento de processamento de dados, um elemento de armazenamento de dados, instruções codificadas por computador que instruem o processamento de triangulação pelo referido elemento de processamento de dados, de modo a determinar as localizações periódicas do referido dispositivo de localização RFID, com base nas medições de tempo de voo recebidas pelo referido leitor RFID e pelo menos dois outros leitores RFID se comunicando com o referido dispositivo de computação remoto e uma saída de usuário incluindo, pelo menos, uma das informações sobre leituras de temperatura medidas de um animal selecionado, uma indicação de saúde do animal e dados de localização indicando onde o animal está localizado em vários momentos ao longo de um período de tempo selecionado.
[032] De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, isso inclui um dispositivo RFID de localização e monitorização da saúde de um animal que compreende: um microcontrolador com instruções pré-programadas para controle do dispositivo; um transceptor de longo alcance e baixa potência acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo; uma antena eletricamente acoplada ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; um circuito leitor de temperatura acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético em uma frequência desejada; um sensor de temperatura fixado ao animal e indutivamente acoplado ao referido circuito leitor de temperatura, o referido sensor de temperatura incluindo um indutor e um capacitor, formando assim um circuito LC; e em que o referido circuito leitor de temperatura inclui uma bobina que é periodicamente energizada para induzir uma tensão no referido circuito LC, e o referido circuito leitor de temperatura subsequentemente recebe e registra mudanças na capacitância do referido circuito LC correspondendo a uma temperatura do animal.
[033] De acordo com outra modalidade preferida da invenção, isso inclui um sistema que fornece rastreamento de localização RFID e monitoramento de saúde para animais compreendendo: (1) um dispositivo RFID tendo: (a) um microcontrolador com instruções pré-programadas para controle do dispositivo; (b) um transceptor de longo alcance e baixa potência, acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo; (c) uma antena eletricamente acoplada ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; (d) um circuito leitor de temperatura acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético em uma frequência desejada; (e) um sensor de temperatura fixado ao animal e indutivamente acoplado ao referido circuito leitor de temperatura, o referido sensor de temperatura incluindo um indutor e um capacitor formando assim um circuito LC; em que o referido circuito leitor de temperatura inclui uma bobina que é periodicamente energizada para induzir uma tensão no referido circuito LC, e o referido circuito leitor de temperatura subsequentemente recebe e registra mudanças na capacitância do referido circuito
LC correspondendo a uma temperatura do animal; (2) um leitor RFID que se comunica com o referido transceptor para receber sinais de rádio incluindo dados de identificação que identificam exclusivamente o animal e os dados de temperatura correspondentes às leituras de temperatura do animal feitas ao longo de um período de tempo; (3) um dispositivo de computação remoto se comunicando com o referido leitor RFID que recebe os dados de identificação do referido leitor RFID e os referidos dados de temperatura, o referido dispositivo de computador remoto gerando, automaticamente, pelo menos uma saída de usuário que fornece a um usuário pelo menos uma dentre (a) informação em relação à localização e movimento do animal, (b) leituras de temperatura do animal, (c) indicações de saúde do animal, com base nos dados de temperatura e (d) outras indicações da saúde do animal, com base em movimentos típicos ou atípicos do animal.
[034] De acordo com outra modalidade preferida da invenção, inclui um método para rastreamento de localização e monitoramento de saúde de um animal marcado com um dispositivo RFD, o referido método compreendendo: (1) fornecer um dispositivo RFID compreendendo: (a) um microcontrolador com instruções pré- programadas para controle do dispositivo; (b) um transceptor de longo alcance e baixa potência acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto, de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo; (c) uma antena eletricamente acoplada ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; (d) um circuito leitor de temperatura acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético em uma frequência desejada; (2) prender o dispositivo RFID ao animal a ser rastreado e monitorado; (3) interrogar o dispositivo RFID com um leitor RFID e transmitir dados de localização pelo referido transceptor para o referido leitor RFID; (4) comunicar dados de localização a um dispositivo de computação remoto que recebe e registra os dados de localização, para determinar a localização do animal; (5) fixar um sensor de temperatura ao animal; (6) acoplar indutivamente o referido circuito leitor de temperatura ao referido sensor de temperatura, o referido sensor incluindo um indutor e um capacitor, formando assim um circuito LC; (7) energizar, seletivamente, uma bobina do referido circuito leitor de temperatura para produzir o campo eletromagnético e induzir uma tensão no referido circuito LC; e (8) o referido circuito leitor de temperatura subsequentemente recebendo e registrando mudanças na capacitância do referido circuito LC correspondendo a uma temperatura do animal.
[035] Ainda de acordo com outra modalidade da invenção, inclui um método para monitoramento da saúde de um animal marcado com um dispositivo RFD e localizado dentro de um local conhecido, o referido método compreendendo: (1) fornecer um dispositivo RFID compreendendo: (a) um microcontrolador com instruções pré-programadas para controle do dispositivo; (b) um transceptor de longo alcance e baixa potência acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto, de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo; (c) uma antena eletricamente acoplada ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; prender o dispositivo RFID ao animal a ser rastreado e monitorado; (2) interrogar o dispositivo RFID com um leitor RFID e transmitir dados de localização pelo referido transceptor para o referido leitor RFID; (3) comunicar dados de localização a um dispositivo de computação remoto que recebe e registra os dados de localização para determinar as mudanças de localização do animal; (4) estabelecer movimentos previstos do animal, enquanto no local conhecido, os referidos movimentos previstos incluindo a frequência das ocorrências de movimento e distâncias percorridas durante as referidas ocorrências; (5) determinar valores de limite para ocorrências de movimento e distâncias percorridas ao longo de períodos designados de tempo, em que valores suficientes de ocorrências de movimento ou distâncias percorridas indicam um animal saudável e valores insuficientes de ocorrências de movimento ou distâncias percorridas indicam um animal potencialmente doente; (6) registrar ocorrências de movimento reais e distâncias percorridas pelo animal no referido dispositivo de computador remoto, comparando as referidas mudanças de localização ao longo do tempo; (7) comparar as referidas ocorrências de movimento reais e distâncias percorridas pelo animal com os referidos valores de limite; (8) determinar, automaticamente, se as referidas ocorrências de movimento reais e distâncias percorridas pelo animal têm um valor que é suficiente ou insuficiente; e (9) gerar, automaticamente, uma mensagem para outros dispositivos de comunicação pelo referido dispositivo de computador remoto que indica se o animal está saudável ou potencialmente doente.
[036] Ainda, de acordo com outra modalidade preferida da invenção relacionada ao método para monitoramento de saúde de um animal marcado com um dispositivo RFD e localizado dentro de um local conhecido, o método pode compreender ainda as etapas de: (1) fornecer um circuito leitor de temperatura acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético a uma frequência desejada; (2) fixar um sensor de temperatura ao animal, o referido sensor incluindo um indutor e um capacitor, formando assim um circuito LC; (3) acoplar, indutivamente, o referido circuito leitor de temperatura ao referido sensor de temperatura; (4) energizar seletivamente uma bobina do referido circuito leitor de temperatura para produzir o campo eletromagnético e induzir uma tensão no referido circuito LC, em que o referido circuito leitor de temperatura subsequentemente recebe e registra mudanças na capacitância do referido circuito LC, correspondente a uma temperatura do animal ; (5) comparar a temperatura do animal com o referido valor suficiente ou insuficiente; e (6) gerar automaticamente outra mensagem para os referidos outros dispositivos de comunicação, pelo referido dispositivo de computador remoto que indica ainda se o animal está saudável ou potencialmente doente, considerando também se a temperatura do animal é normal ou anormal.
[037] Outras características e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes a partir de uma revisão da descrição detalhada que se segue, tomada em conjunto com os desenhos.
[038] A Figura 1 é um diagrama esquemático do dispositivo de localização RFID e sistema da invenção;
[039] A Figura 2 é um diagrama esquemático do dispositivo de localização RFID como incorporado dentro de um exemplo de etiqueta de animal; e
[040] A Figura 3 é outro diagrama esquemático de um local, tal como um pátio de alimentação onde o dispositivo e sistema de localização RFID podem ser usados, e mais especificamente, mostrando uma ilustração simplificada de triangulação em que múltiplos leitores RFID são capazes de interrogar um dispositivo de localização RFID, de modo a obter identificação de localização precisa e monitoramento.
[041] A Figura 1 é um diagrama esquemático do dispositivo e sistema de localização RFID de acordo com modalidades preferidas da invenção. O dispositivo de localização 10 tem componentes funcionais que permitem ao dispositivo localizar um objeto etiquetado e registrar medições de temperatura de um sensor de temperatura remoto. Os dados de localização e temperatura são comunicados a um dispositivo de computação remoto para análise e para conduzir ações de acompanhamento. Por exemplo, o dispositivo de localização 10 da invenção é especialmente adaptado para uso com marcação de gado, como gado localizado em um pátio de alimentação, em que o dispositivo de computação remoto é um computador de pátio de alimentação central que lida com o gerenciamento de gado dentro do pátio de alimentação e gerencia especificamente o movimento do gado, alimentação e tratamento.
[042] O dispositivo 10 é mostrado como incluindo um microcontrolador 12 que é um controlador programável para lidar com todas as funções de rastreamento de localização, bem como funções de registro de temperatura. Um transceptor de rádio de longo alcance e baixa potência 14 se comunica com o microcontrolador 12. Por sua vez, o transceptor 14 se comunica com um ou mais leitores RFID remotos 26 através da antena 16. O leitor RFID 26 incorpora um transceptor de longo alcance que é configurado para receber sinais RFID de uma pluralidade de dispositivos de localização, cada um deles incorporando seus próprios transceptores. O leitor de RFID 26 se comunica com um ou mais dispositivos de computação remotos 28 que processam dados associados com o que é comunicado a partir dos dispositivos de localização 10 e dispositivos de detecção de temperatura
24. Assim, os dispositivos de computação remotos podem incluir processadores de dados, dispositivos de armazenamento de dados, interfaces de usuário e outros elementos de dispositivos de computação conhecidos associados a um computador de processamento central que controla uma pluralidade de dispositivos de campo. Vários dispositivos de comunicação móvel 34 podem, por sua vez, se comunicar com o dispositivo de computação remoto 26, a fim de receber mensagens ou atualizações geradas a partir do (s) dispositivo (s) de computação remoto (s) em relação à localização e estado de saúde dos animais sendo rastreados. Uma programação especial pode ser adicionada aos dispositivos de computação remotos, a fim de gerenciar funções de rastreamento, como a programação de triangulação 30 e outras.
[043] O dispositivo 10 é mostrado, ainda, como tendo um circuito leitor de temperatura 18 que se comunica com o sensor de temperatura remoto 24 para gerar um campo eletromagnético que ativa o sensor de temperatura 24. O circuito leitor de temperatura recebe um sinal de retorno de dados do sensor de temperatura 24 e transmite os dados para o microcontrolador 12. Um circuito fotovoltaico (PV) 20 também é mostrado como um método de alimentar o dispositivo de localização 10. O circuito fotovoltaico inclui um conjunto de células fotovoltaicas 21 (Figura 2) que convertem a luz solar em energia elétrica. A energia elétrica pode ser armazenada em um capacitor 22.
[044] O sensor de temperatura 24 é usado para monitorar a temperatura do animal no qual o sensor está instalado. De acordo com uma modalidade preferida, o sensor 24 é um sensor acoplado indutivo que incorpora um circuito LC. Por conseguinte, o sensor 24 inclui um indutor e um capacitor. O circuito leitor de temperatura 18 tem uma bobina que produz um sinal de interrogação ou driver em uma frequência predefinida para energizar o circuito LC. A bobina quando energizada gera um pequeno campo eletromagnético que induz uma tensão no circuito LC. O sinal do driver é desligado e o circuito LC no sensor começa a perder energia. O circuito LC retorna rapidamente à sua própria frequência ressonante conforme decai. A frequência ressonante transmitida do circuito LC conforme é recebida e registrada pelo circuito leitor de temperatura. Como a indutância L é fixa no circuito LC, a variável é a capacitância C. A capacitância varia com a temperatura, de modo que a temperatura pode ser determinada a partir da capacitância medida. A bobina de acionamento do circuito do leitor de temperatura é periodicamente energizada e desenergizada a fim de obter a capacitância medida do sensor ao longo de um período de tempo. O ciclo liga-desliga do circuito do leitor de temperatura consome energia muito baixa em comparação com a alimentação contínua do circuito do leitor de temperatura. No entanto, o circuito leitor de temperatura ainda gera uma carga adicional no dispositivo de identificação e, portanto, o uso de um circuito fotovoltaico com uso de filme solar flexível é uma solução econômica, porém eficaz para a produção de energia adequada. A fonte de energia 22 pode ser um "supercapacitor" que é conhecido em eletrônicos de consumo como um capacitor relativamente leve e pequeno que pode ser facilmente incorporado na estrutura da etiqueta de gado padrão.
[045] A Figura 2 é um diagrama esquemático do dispositivo de localização RFID 10 como incorporado dentro de uma etiqueta de animal exemplar 60. Mais especificamente, a marca 60 é uma marca auricular instalada na orelha do gado. A etiqueta 60, conforme representado na figura, é conectada à orelha E de um animal, como uma vaca C. A etiqueta 60 é normalmente fixada na parte frontal da orelha E, como mostrado, no qual um conector 64 prende a etiqueta que está pendurada abaixo o conector 64. O corpo da etiqueta 62 é tipicamente feito de um material plástico flexível. O dispositivo de identificação 10 pode ser encapsulado dentro do corpo da etiqueta. De preferência, o corpo da etiqueta 62 é feito de um plástico transparente que permite que a luz passe através dele para o circuito PV 20. Deve ser entendido que o tamanho e a forma particulares do dispositivo de identificação 10 são apenas exemplares, e tanto o tamanho e a orientação do dispositivo de identificação 10 e o corpo da etiqueta 62 podem ser modificados para garantir que o circuito PV 20 seja grande o suficiente para que possa alimentar adequadamente o dispositivo 10. Além disso, embora a etiqueta 60 seja mostrada como uma etiqueta de pendurar tradicional, a invenção não está estritamente limitada a etiquetas de pendurar e pode ser usada com outro tipo de etiquetas de identificação. O sensor de temperatura 24 também é ilustrado, no qual ele é fixado na parte traseira da orelha do animal e em estreita proximidade com o dispositivo de identificação 10. Para manter um acoplamento indutivo adequado entre o sensor 24 e o circuito do leitor de temperatura, o sensor de temperatura deve estar localizado a algumas polegadas do circuito do leitor de temperatura. Localizar o sensor de temperatura 24 na parte traseira da orelha E é um local conveniente onde o sensor 24 pode ser mais bem protegido, porém, colocado em estreita proximidade com o dispositivo 10. Embora o dispositivo de localização RFID 10 seja mostrado como incorporado em um brinco 60, deve ser entendido que o dispositivo de localização RFID 10 pode ser usado com qualquer tipo de dispositivo de identificação para gado ou outros animais. Por exemplo, o dispositivo de localização RFID pode ser incorporado em uma etiqueta traseira que é fixada nas costas do animal e o sensor de temperatura 24 pode ser embutido no tecido das costas do animal logo abaixo da localização do dispositivo de localização RFID.
[046] A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma localização, tal como um pátio de alimentação 40, onde um dispositivo e sistema de localização RFID pode ser usado, e mais especificamente mostrando uma ilustração simplificada de triangulação em que vários leitores RFID 26 são capazes de interrogar um dispositivo de localização RFID 10 para identificação de localização precisa e monitoramento de um animal. Para fins de ilustração, o pátio de alimentação 40 não está em escala e se destina a ilustrar, no entanto, um layout básico de um pátio de alimentação no qual vários animais, como o gado C, estão colocalizados. Um pátio de alimentação pode ser muito grande, estendendo-se por distâncias de vários quilômetros. O pátio de alimentação 20 pode conter uma pluralidade de currais separados 42, cada um contendo gado classificado C, cada um em vários estágios de produção. Cada curral 42 é separado de outros currais por cercas de perímetro 44 e cada curral pode ter uma ou mais divisórias separadas 46 segregando ainda mais o gado C dentro de um curral particular 42. Os currais 48 estão tipicamente localizados ao longo de um lado comum dos currais adjacentes, o que permite que os caminhões de alimentação atendam mais facilmente cada um dos currais com alimentação diária. Cada um dos currais inclui ainda vários pontos de irrigação 50 que podem ser colocados diretamente adjacentes aos currais de alimentação 48 ou em outros locais dentro dos currais. Ao longo do pátio de alimentação, pode haver uma série de leitores RFID localizados para interrogar os dispositivos de identificação 10 de cada um dos animais marcados. Os leitores RFID 26 são deliberadamente espaçados em um padrão de modo que cada um dos leitores 26 pode interrogar efetivamente um dispositivo de identificação 10 localizado em qualquer local de ponto dentro do pátio de alimentação. A Figura 3 mostra ainda exemplos de sinais de interrogação 56 que permitem que três leitores ilustrados 26 interroguem simultaneamente o dispositivo de identificação em uma etiqueta de um dos animais, conforme mostrado. Com o emprego de transceptores de longo alcance em cada um dos dispositivos 10, cada um dos animais dentro do confinamento pode ser rastreado quanto à sua localização específica a qualquer momento.
[047] De acordo com modalidades preferidas da invenção com respeito ao sistema e método, as capacidades de rastreamento contínuo e ininterrupto podem ser usadas para prever a saúde animal. Os dados de movimento do animal podem ser registrados no dispositivo de computação remoto 28, com base nos dados de cada um dos dispositivos de identificação 10, conforme transmitidos pelos leitores RFID 26. Os movimentos registrados podem ser classificados para cada dispositivo de identificação que fornece um registro de momento para cada animal individual. Sabe-se que animais saudáveis tendem a se movimentar mais do que animais doentes. Considerando essa tendência, animais potencialmente doentes podem ser identificados com base em categorias predeterminadas quanto à frequência do movimento do animal, bem como a distância percorrida para cada um dos movimentos. Por exemplo, as categorias predeterminadas podem definir valores numéricos quanto à frequência e distância por um período de tempo especificado. Cálculos automáticos podem ser realizados para movimentos de distância e frequência para cada animal, de modo que um animal possa ser classificado como potencialmente doente ou saudável. Os relatórios podem ser fornecidos automaticamente no caso de qualquer animal ser classificado como potencialmente doente. Os relatórios podem ser obtidos na forma de relatórios eletrônicos por interfaces de usuário associadas ao sistema, como portais de usuário, smartphones e outros dispositivos eletrônicos. Por exemplo, se um determinado animal é identificado como potencialmente doente, o dispositivo de computação remoto pode gerar, automaticamente, um alerta identificando o animal em que o alerta é distribuído para dispositivos de comunicação eletrônicos que são incorporados dentro do sistema, mostrados como os dispositivos de comunicação móvel 34 da Figura 1.
[048] Outra forma de categorizar animais potencialmente doentes é avaliar os dados de movimento dentro do local quanto à frequência com que um animal permanece ou se aproxima dos cochos de ração 48 e bebedouros 50. Animais doentes, em algumas circunstâncias, não bebem ou comem tanto quanto o normal. As categorias de alimentação e água também podem ser estabelecidas para prever a probabilidade de um animal estar doente. Os movimentos registrados de animais perto de depósitos de alimentos e bebedouros podem ser comparados às categorias de ração e água.
[049] Ainda outra maneira de categorizar animais potencialmente doentes é avaliar os dados de movimento dentro do local quanto à rapidez ou lentidão com que um animal se aproxima dos cochos de ração depois que a ração foi distribuída. Animais doentes são conhecidos por hesitar em se alimentar até que os outros terminem de se alimentar, uma vez que os pátios de alimentação são ambientes competitivos e os animais saudáveis tendem a ser mais agressivos durante os horários de alimentação. Os movimentos registrados dos animais podem, portanto, ser analisados em relação à frequência e distância que um animal pode viajar durante os tempos de alimentação. As categorias de movimentação de animais durante a alimentação também podem ser usadas para prever a probabilidade de um animal estar doente.
[050] Outros comportamentos de animais podem ser rastreados e registrados com base em movimentos detectados de um animal. Por exemplo, um animal que fica sozinho e não escolhe reunir-se com outros animais pode indicar doença. Um tratador pode estimular animais doentes a se moverem e parecerem saudáveis para evitar serem escolhidos como presas fáceis, uma vez que o gado mantém o instinto de rebanho para evitar a captura. Consequentemente, um animal doente em um cercado pode enganar um tratador parecendo saudável pelo curto período de tempo em que o tratador está observando os animais, no entanto, uma vez que o tratador esteja montado, o animal pode retornar aos seus movimentos geralmente letárgicos. Um pico ou grupo atípico de movimentos associados à atividade do curral pode, portanto, indicar a presença de um animal doente. Novamente, categorias de movimento podem ser estabelecidas com a adição de uma variável do tratador em que os movimentos são avaliados à luz da variável do tratador e comparação dos movimentos do animal sem a presença de um tratador.
[051] De acordo com outro aspecto da invenção, um leitor RFID usado para triangular a localização de dispositivos de localização RFID poderia incluir um leitor RFID que é transportado por tratadores que conduzem inspeções diárias de animais em locais como pátios de alimentação. Os tratadores podem transportar dispositivos de comunicação móvel que são usados para registrar e transmitir dados e observações sobre a saúde do animal. Os dispositivos de comunicação móvel podem ter a capacidade de carregar dados e observações, automaticamente, por meio de uma rede sem fio para um computador central do pátio de alimentação que gerencia a alimentação, classificação e tratamento dos animais. De acordo com a invenção, os dispositivos de comunicação móvel dos tratadores podem ser complementados com uma capacidade de leitor RFID ou os tratadores podem transportar dispositivos leitores RFID dedicados. O uso de leitores RFID móveis pode simplificar o conjunto de leitores RFID usados em um pátio de alimentação e, assim, reduzir o número de leitores RFID estáticos empregados.
[052] Ainda, de acordo com outro aspecto da invenção, os tratadores podem ser equipados com etiquetas RFID ativas ou etiquetas RFID passivas aprimoradas que podem ser usadas como um farol para ajudar a identificar um animal específico que necessite de identificação para classificação ou tratamento. Por exemplo, se as técnicas de triangulação não foram capazes de identificar consistentemente a localização de um ou mais animais localizados em um local remoto de um pátio de alimentação, o tratador poderia se deslocar para o local remoto e posicionar-se perto do animal que requer identificação. Uma vez localizado no local desejado, o sistema poderia identificar o tratador como o farol e, em seguida, triangular o local para confirmar a localização do animal marcado em questão.
[053] Considerando o precedente, existem muitas vantagens da invenção em relação à técnica anterior. A capacidade de RFID de longo alcance permite que as etiquetas RFID tradicionais tenham uma funcionalidade que vai além da mera identificação, mas também adiciona uma capacidade de rastreamento de localização. O uso de um elemento fotovoltaico elimina a necessidade de uma bateria grande. Funcionalidade adicional é alcançada com o circuito leitor de temperatura, em que a temperatura de um animal pode ser monitorada seletivamente sem exigir o uso de um sensor de temperatura RFID separado. O monitoramento de temperatura combinado com a análise de movimentos de animais pré-categorizados fornecem mais uma medida de saúde do animal para a detecção precoce de animais potencialmente doentes. Cada um dos itens anteriores é realizado dentro de um sistema RFID que não requer equipamento especial ou requisitos de energia excessivos.
[054] Embora a invenção tenha sido descrita em relação a várias modalidades, deve ser entendido que a invenção não está estritamente limitada a essas modalidades.
Portanto, a invenção pode ser ampliada ou modificada de acordo com o escopo das reivindicações anexas.
Claims (8)
1. Dispositivo de rastreamento de localização e monitoramento de saúde RFID para um animal, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um microcontrolador com instruções pré-programadas para controle do dispositivo; um transceptor de longo alcance e baixa potência acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto, de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo; uma antena eletricamente acoplada ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; um circuito leitor de temperatura acoplado eletricamente ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético em uma frequência desejada; um sensor de temperatura fixado ao animal e indutivamente acoplado ao referido circuito leitor de temperatura, o referido sensor de temperatura incluindo um indutor e um capacitor, formando assim um circuito LC; e em que o referido circuito leitor de temperatura inclui uma bobina que é periodicamente energizada para induzir uma tensão no referido circuito LC, e o referido circuito leitor de temperatura subsequentemente recebe e registra mudanças na capacitância do referido circuito LC, correspondendo a uma temperatura do animal.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui ainda: um circuito fotovoltaico (PV) para fornecer energia ao referido dispositivo e um capacitor acoplado, eletricamente, ao referido circuito PV para armazenar energia elétrica criada pelo referido circuito PV.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que: o referido circuito PV inclui um arranjo PV compreendendo um material de filme flexível.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui ainda: uma etiqueta de identificação de animal feita de um material termoplástico transparente e flexível, em que o referido dispositivo é encapsulado na referida etiqueta e a referida etiqueta inclui um arranjo fotovoltaico que é energizado pela luz solar incidindo sobre o referido arranjo fotovoltaico através do referido material termoplástico transparente flexível.
5. Sistema que fornece rastreamento de localização RFID e monitoramento de saúde para animais: um dispositivo RFID, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: (a) um microcontrolador com instruções pré-programadas para controle do dispositivo; (b) um transceptor de longo alcance e baixa potência, acoplado eletricamente ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto, de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo; (c) uma antena acoplada eletricamente ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; (d) um circuito leitor de temperatura acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético em uma frequência desejada; (e) um sensor de temperatura fixado ao animal e acoplado, indutivamente, ao referido circuito leitor de temperatura, o referido sensor de temperatura incluindo um indutor e um capacitor formando assim um circuito LC;
em que o referido circuito leitor de temperatura inclui uma bobina que é periodicamente energizada para induzir uma tensão no referido circuito LC, e o referido circuito leitor de temperatura subsequentemente recebe e registra mudanças na capacitância do referido circuito LC correspondendo a uma temperatura do animal; um leitor de RFID que se comunica com o referido transceptor para receber sinais de rádio incluindo dados de identificação que identificam exclusivamente o animal e os dados de temperatura correspondentes às leituras de temperatura do animal feitas ao longo de um período de tempo; e um dispositivo de computação remoto se comunicando com o referido leitor RFID que recebe os dados de identificação do referido leitor RFID e os referidos dados de temperatura, o referido dispositivo de computador remoto gerando, automaticamente, pelo menos uma saída de usuário que fornece a um usuário, pelo menos uma dentre: (a) informações sobre a localização e movimento do animal, (b) leituras de temperatura do animal, (c) indicações de saúde do animal com base nos dados de temperatura e (d) outras indicações de saúde do animal com base em movimentos típicos ou atípicos do animal.
6. Método para rastreamento de localização e monitoramento de saúde de um animal marcado com um dispositivo RFID, o referido método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer um dispositivo RFID que compreende: (a) um microcontrolador com instruções pré-programadas para controle do dispositivo; (b) um transceptor de longo alcance e baixa potência acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto, de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo;
(c) uma antena eletricamente acoplada ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; (d) um circuito leitor de temperatura acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético em uma frequência desejada; prender o dispositivo RFID ao animal a ser rastreado e monitorado; interrogar o dispositivo RFID com um leitor RFID e transmitir dados de localização pelo referido transceptor para o referido leitor RFID; comunicar dados de localização a um dispositivo de computação remoto que recebe e registra os dados de localização para determinar a localização do animal; fixar um sensor de temperatura ao animal; acoplar, indutivamente, o referido circuito leitor de temperatura ao referido sensor de temperatura, o referido sensor incluindo um indutor e um capacitor formando assim um circuito LC; energizar, seletivamente, uma bobina do referido circuito leitor de temperatura para produzir o campo eletromagnético e induzir uma tensão no referido circuito LC; e o referido circuito leitor de temperatura subsequentemente recebe e registra mudanças na capacitância do referido circuito LC correspondendo a uma temperatura do animal.
7. Método para monitoramento da saúde de um animal marcado com um dispositivo RFD e localizado dentro de um local conhecido, o referido método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: fornecer um dispositivo RFID que compreende: (a) um microcontrolador com instruções pré-programadas para controle do dispositivo;
(b) um transceptor de longo alcance e baixa potência acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador para se comunicar com um leitor RFID remoto de modo a fornecer dados de localização do referido dispositivo; (c) uma antena eletricamente acoplada ao referido transceptor para receber e transmitir sinais de rádio do referido transceptor de baixa potência e longo alcance; prender o dispositivo RFID ao animal a ser rastreado e monitorado; interrogar o dispositivo RFID com um leitor RFID e transmitir dados de localização pelo referido transceptor para o referido leitor RFID; comunicar dados de localização a um dispositivo de computação remoto que recebe e registra os dados de localização para determinar as mudanças de localização do animal; estabelecer movimentos previstos do animal enquanto no local conhecido, os referidos movimentos previstos incluindo a frequência das ocorrências de movimento e distâncias percorridas durante as referidas ocorrências; determinar valores de limite para ocorrências de movimento e distâncias percorridas ao longo de períodos designados de tempo, em que valores suficientes de ocorrências de movimento ou distâncias percorridas indicam um animal saudável e valores insuficientes de ocorrências de movimento ou distâncias percorridas indicam um animal potencialmente doente; registrar ocorrências de movimento reais e distâncias percorridas pelo animal no referido dispositivo de computador remoto, comparando as referidas mudanças de localização ao longo do tempo; comparar as referidas ocorrências de movimento reais e distâncias percorridas pelo animal com os referidos valores limitantes; determinar ,automaticamente, se as referidas ocorrências de movimento reais e distâncias percorridas pelo animal têm um valor que é suficiente ou insuficiente; e gerar, automaticamente, uma mensagem para outros dispositivos de comunicação pelo referido dispositivo de computador remoto que indica se o animal está saudável ou potencialmente doente.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui ainda as etapas de: fornecer um circuito leitor de temperatura acoplado, eletricamente, ao referido microcontrolador, o referido circuito leitor de temperatura produzindo um campo eletromagnético em uma frequência desejada; fixar um sensor de temperatura ao animal, o referido sensor incluindo um indutor e um capacitor, formando assim um circuito LC; acoplar indutivamente o referido circuito leitor de temperatura ao referido sensor de temperatura; energizar seletivamente uma bobina do referido circuito leitor de temperatura, de modo a produzir o campo eletromagnético e induzir uma tensão no referido circuito LC, em que o referido circuito leitor de temperatura recebe e registra, subsequentemente, mudanças na capacitância do referido circuito LC correspondendo a uma temperatura do animal; comparar a temperatura do animal com o referido valor suficiente ou insuficiente; e gerar automaticamente outra mensagem para os referidos outros dispositivos de comunicação pelo referido dispositivo de computador remoto que indica, ainda, se o animal está saudável ou potencialmente doente, considerando também se a temperatura do animal é normal ou anormal.
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