CN101808593B - 预测产犊的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于预测动物的产犊日期的方法和系统，包括：监视动物的行为模式；确定行为模式的给定变化；以及响应于行为模式的给定变化而预测产犊日期。

Description

预测产犊的方法和系统
相关申请
根据U.S.C.§119(e)第35节，本发明要求于2007年5月9日提交的美国临时申请号60/924,316的权益。也于2007年5月9日提供的美国临时申请号60/924,315描述了与本发明有关的设备和方法，本发明由该美国临时申请的发明人所发明。
技术领域
本发明涉及动物行为感测并且更具体地涉及感测驯养家畜的行为模式。
背景技术
附着到动物以监视行为模式的传感器是已知的。监视动物的行为模式可提供关于动物的健康状况的有用信息。例如在乳品工业中，步程计往往被使用并附着到奶牛的腿上或颈上以监视母牛的动物运动数量。步程计典型地可包括加速计以测量一个或多个方向上的冲击，例如垂直冲击。监视母牛的动物运动数量可帮助确定母牛何时处于发情期以便乳品管理者可例如计划授精的最佳时间。已经表明动物运动数量在发情期期间增加。动物运动数量还可用于监视每头母牛和/或牛群的总体健康状况。产犊日可基于授精日进行大致预测。
其他用于监视动物的传感器是已知的。例如，用于监视动物体温的传感器是已知的。体温传感器典型地可被咽下。
感测装置典型地可包括电子识别(ID)标签，该电子识别标签可用于识别动物，例如通过序列号识别。感测装置典型地可记录和/或存储动物特定的信息，该信息可被周期性地发送。已知的感测装置典型地可为无线装置，例如可在动物处于收发器的范围内时发送数据到中央收发器单元的无源和/或有源装置。
发明内容
本发明的一些实施例的方面是提供一种用于预测产犊来临的产犊感测装置。本发明人发现了动物的典型行为和/或活动模式(例如躺下模式和/或动物运动模式)的变化能够用来预测产犊的来临。根据本发明的一些实施例，监视动物的活动模式，检测所监视的活动水平的变化，并且确定预期产犊的时间范围，例如预期的母牛产犊日和/或预期的母牛产犊前的8到12小时估计。预测产犊可帮助乳品管理者预先安排产犊活动并且密切监视准备产犊的母牛。
根据本发明的一些实施例，产犊时间被预测为在检测到动物的活动模式中的指定变化后的估计时间段内发生。在示例性实施例中，产犊时间被预测为大约在检测到躺下时间的下降后的一天内。在另一个示例性实施例中，产犊时间被预测为大约在检测到运动的增加后的一天内。在又一个示例性实施例中，产犊时间被预测为大约在检测到动物运动数量与躺下时间之比的增加后的一天内。可选地，产犊时间可被预测为在小于一天的时间段(例如8小时或12小时)期间发生。
根据本发明的一些实施例，在预定时间内(例如在一小时内、在几小时内、在一天内)确定躺下时间和/或躺下时间是在时间段内确定的平均值。根据本发明的一些实施例，动物运动是在指定的时间段内(例如在一小时内、在几小时内、在一天内)检测的动物运动数量和/或动物运动在时间段内的平均数。可选地，躺下时间和/或动物运动数量在一天的指定时间段(例如早上、晚上等)进行检测。根据本发明的一些实施例，活动水平的变化，例如躺下时间和/或动物运动数量的变化，是在一天时间的变化。活动模式的其他变化和/或躺下时间和动物运动数量的模式之间的其他关系可被用来预测产犊日和/或产犊的估计时间。
本发明的一些实施例的方面是提供一种用于监视动物的产犊行为的产犊感测系统。根据本发明的一些实施例，该产犊感测系统包括：产犊感测装置，被配置成附着到动物的一部分，例如动物的腿；中央通信单元，工作时接收来自一个或多个产犊感测装置的数据；处理器，工作时处理所接收的数据；存储器单元，工作时存储所接收的数据；以及用户接口单元，用于传送数据到用户，例如乳品管理者。
根据本发明的一些实施例，产犊感测装置包括用于感测动物的活动模式(例如躺下模式和/或动物运动模式)的传感器。根据本发明的一些实施例，所感测的数据被发送到中央通信和/或中央处理单元，在此执行产犊的监视和预测，例如自动地而不用人工干预地加以执行。可选地，处理器和/或其功能被包含在产犊传感器内并且产犊传感器工作时预测产犊的日期。可选地，感测装置包括两个或更多的独立单元，所述单元工作时附着到动物体的不同部分。在示例性实施例中，单元之一是附着到动物腿上(例如膝和蹄之间的腿的部分)的步程计。
根据本发明的一些实施例，产犊感测装置包括一个或多个倾斜开关，所述倾斜开关工作时检测动物的活动模式。可选地，至少一个倾斜开关是倾翻(tip-over)开关。可选地，该倾翻开关是全向的。根据本发明的一些实施例，至少一个倾斜开关工作时感测和/或检测动物的躺下模式。在示例性实施例中，产犊感测装置包括工作时感测动物的躺下模式的全向倾翻开关。
根据本发明的一些实施例，至少一个倾斜开关工作时感测动物运动。可选地，产犊感测装置包括工作时检测动物运动的两个单向倾斜开关。可选地，产犊感测装置包括工作时检测动物运动的一个或多个加速计。可选地，产犊感测装置包括除了加速计和倾斜开关之外的活动传感器，该活动传感器工作时确定动物运动，例如动物运动的数量和/或动物的其他活动模式例如进食模式。可选地，全向倾翻开关工作时感测动物的动物运动模式以及躺下模式。
根据本发明的一些实施例，产犊感测装置包括识别标签例如射频(RF)识别(ID)标签，该识别标签用于识别动物和/或与动物有关的一个或多个细节。可选地，从产犊感测装置所感测数据的发送伴随来自ID标签的数据发送。
根据本发明的一个实施例，中央通信单元位于母牛一天可至少经过一次的通道中。数据可通过无线传输(例如射频(RF)传输、蓝牙、红外(IR)等等)进行发送。当动物经过所指定的位置(例如一天一次)时，发送可在一个或多个指定位置(例如畜棚、饲喂站、和/或挤奶站)处是连续的，例如实时的和/或不定期的。在不定期发送的示例性实施例中，中央通信单元将请求数据发送的信号发送到产犊感测装置。反应于这样的命令，产犊感测装置发送数据，例如来自ID标签数据和传感器数据的数据。可选地，不定期的发送是通过近程发送和/或通过硬线实现的。
根据本发明的其他实施例，母牛穿过围栏区的次数可被用作预测产犊开始的参数。
本发明的示例性实施例提供一种用于预测动物的产犊日期的方法，该方法包括：监视动物的行为模式；确定行为模式中的给定变化；以及响应于行为模式中的给定变化而预测产犊日期。
可选地，行为模式是活动模式。
可选地，行为模式是通过被配置成并适于附着到动物的一部分的产犊感测装置而确定的。
可选地，监视动物的活动模式包括监视的动物的躺下时间。
可选地，监视动物的活动模式包括监视动物的躺下频率。
可选地，监视动物的活动模式包括监视动物的运动数量。
可选地，监视动物的活动模式包括监视动物的每小时运动数量。
可选地，监视动物的活动模式包括监视动物的站立时间。
可选地，监视动物的行为模式包括监视经过中央通信单元的频率。
可选地，监视动物的行为模式是在一天的指定时间段执行的。
可选地，活动模式中的给定变化包括动物的躺下时间的变化。
可选地，活动模式中的给定变化包括动物的躺下频率的变化。
可选地，活动模式中的给定变化包括动物的运动数量的变化。
可选地，活动模式中的给定变化包括动物的每小时运动数量的变化。
可选地，活动模式中的给定变化包括动物的站立时间的变化。
可选地，活动模式中的给定变化是动物的运动数量与动物的躺下时间之比的变化。
可选地，行为模式中的给定变化是一天内的行为模式除以先前多天内的行为模式平均的变化。
可选地，行为模式中的给定变化是一天内的行为模式除以先前多天内的行为模式标准偏差的变化。
可选地，行为模式中的给定变化是动物经过中央通信单元的频率的变化。
可选地，所述给定变化是超过定义阈值的变化。
可选地，产犊日期被预测为在行为模式的给定变化后的一天。
可选地，监视是由被配置成并适于附着到动物的一部分的产犊感测装置执行的。
可选地，所述产犊感测装置工作时感测在动物的该部分方位的倾斜。
可选地，所述产犊感测装置包括倾翻开关。
可选地，所述倾翻开关是全向的。
可选地，所述产犊感测装置包括ID标签。
可选地，该方法包括发送所监视的行为模式到中央通信单元
本发明的示例性实施例提供一种用于预测动物的产犊日期的系统，该系统包括：产犊感测装置，被配置成并且适于附着到动物的一部分并且工作时监视动物的行为模式；以及处理单元，工作时基于动物的行为模式来预测产犊日期。
可选地，所述行为模式是活动模式。
可选地，所述产犊感测装置工作时感测动物的躺下时间。
可选地，所述产犊感测装置工作时感测动物的运动数量。
可选地，所述产犊感测装置包括至少一个倾斜开关以感测动物的该部分的方位。
可选地，所述倾斜开关是倾翻开关。
可选地，所述倾翻开关是全向的。
可选地，所述倾斜开关被配置成感测躺下时间。
可选地，所述倾斜开关被配置成感测运动数量。
可选地，该系统包括步程计。
可选地，所述步程计和所述产犊感测装置被集成到单个外壳内。
可选地，该系统包括中央通信单元，中央通信单元包括中央接收器以接收来自一个或多个所述产犊感测器装置的数据。
可选地，所述中央通信单元包括中央发送器，该中央发送器工作时发送信号到所述产犊感测装置。
可选地，工作时被发送到产犊感测装置的所述信号工作时唤醒产犊感测装置。
可选地，所述中央接收器是RF接收器。
可选地，所述中央通信单元被配置成位于动物一天至少经过一次的通道中。
可选地，所述中央通信单元被配置成在大约30cm或更短的距离处与产犊感测装置通信。
可选地，该系统包括中央处理单元，该中央处理单元包括：中央处理器，工作时基于动物的行为模式来预测产犊数据；以及中央接口单元，工作时将关于产犊的预测日期的信息中继到用户。
可选地，所述中央处理单元包括个人计算机，该个人计算机工作时与中央通信单元通信并且处理从中央通信单元接收的数据。
可选地，该系统包括与单个中央处理单元通信的多个中央通信单元。
可选地，所述中央处理单元要显示对应于产犊日期预测的数据。
附图说明
在说明书的结论部分中具体明确地要求保护相关的主题。然而，本发明可在与附图一起阅读时参照对非限制性示例性实施例的以下详细描述进行理解，其中：
图1是根据本发明的一些实施例的产犊感测装置的示例性框图；
图2是可包含在根据本发明的一些实施例的产犊感测装置中的倾翻开关的工作角度的示例性示意图；
图3是来自包含在根据本发明的一些实施例的产犊感测装置中的姿势传感器的示例性输出信号；
图4是根据本发明的一些实施例的用于确定动物的躺下姿势模式的示例性方法；以及
图5是根据本发明的一些实施例的姿势感测系统的工作的示例性图示。
图6是根据本发明的一些实施例示出动物每天的动物运动数量和产犊前的天数之间的示例性关系的曲线图；
图7是根据本发明的一些实施例示出动物每天的躺下时间和产犊前的天数之间的示例性关系的曲线图；
图8是根据本发明的一些实施例示出动物每天的动物运动数量与躺下时间之间的比和产犊前的天数之间的示例性关系的曲线图；以及
图9是描述用于预测母牛的产犊日期的示例性方法的流程图。
要明白，为了说明简化和清楚起见，图中所示的元件不一定是按比例绘制的。例如，为清楚起见，一些元件的尺寸可相对于其他元件而被夸大。而且，在视为适当的时候，附图标记可在图中被重复以指示相应或类似的元件。
具体实施方式
在以下描述中，描述包含本发明各个方面的本发明的示例性实施例。为了解释目的，阐述特定配置和细节以便提供对实施例的彻底理解。然而，本领域技术人员还将显而易见的是，本发明可不用这里介绍的所有特定细节来实施。此外，众所周知的特征可被省略或简化以便不使本发明模糊。即使在没有具体陈述时，一个实施例中所示的特征可与其他实施例中所示的特征组合。为了介绍清楚，不重复这样的特征。此外，在一些实施例中描述了一些非必要的特征。
在以下描述中，描述包含本发明各个方面的本发明的示例性实施例。为了解释目的，阐述特定配置和细节以便提供对实施例的彻底理解。然而，本领域技术人员还将显而易见的是，本发明可不用这里介绍的所有特定细节来实施。此外，众所周知的特征可被省略或简化以便不使本发明模糊。即使在没有具体陈述时，一个实施例中所示的特征可与其他实施例中所示的特征组合。为了介绍清楚，不重复这样的特征。此外，在一些实施例中描述了一些非必要的特征。
现在参照图1，示出了根据本发明的一些实施例的产犊感测装置的示例性框图。根据本发明的一些实施例，产犊感测装置100包括姿势传感器110、可选的运动传感器115、控制器160、可选的存储器单元130、功率单元150以及可选地包括天线125的发送单元120。可选地，发送单元120为工作时发送和接收信号的收发器。可选地，产犊感测装置100可附加地包括用于将信息中继到用户的接口单元。
根据本发明的一些实施例，姿势传感器110可包括倾翻开关(tip-over switch)以感测姿势传感器110的指定倾斜和/或倾斜的变化。典型地，倾翻开关是当开关从垂直位置倾斜时断开或短路的电开关。开关(连同姿势传感器一起)在切换之前要倾斜的角度被称为工作角度。典型地，倾翻开关是全向的以便从垂直位置沿任何方向的倾斜都可被感测。典型地，倾翻开关为通常断开的开关。当姿势传感器维持在垂直方位时，开关被断开。以工作角度和/或大于工作角度倾斜姿势传感器用以闭合开关。例如，开关在处于小于所定义的工作角度的角度时可输出逻辑‘0’，例如对应于逻辑‘0’的电压电平，而在所定义的工作角度和/或大于所定义的工作角度时可输出逻辑‘1’，例如对应于逻辑‘1’的电压电平。在其他示例中，开关可为通常闭合的开关，其中逻辑‘0’对应于倾斜方位而逻辑‘1’对应于垂直方位。可包含在姿势传感器110中的示例性现成的倾翻开关可为由总部设在美国的ComusInternational提供的倾翻开关。可使用其他倾翻或角度灵敏开关。
现在参照图2，图2示出了可包含在根据本发明的一些实施例的产犊感测装置中的全向倾翻开关的工作角度的示例性示意图。在垂直位置113时，对于通常断开的开关而言开关是断开的。在工作角度111或更大的倾斜时，开关闭合。工作角度可从垂直位置113沿任何方向进行测量，例如工作角度111形成圆形曲线114，开关可从圆形曲线114开始闭合。对于通常闭合的开关，开关对于小于工作角度的角度而言是闭合的而对于更大的角度而言是断开的。根据本发明的一些实施例，产犊感测装置位于动物腿上，例如膝和蹄之间动物的下腿部，姿势传感器110的工作角度可被设置为对应于动物处于躺下状态时腿的倾斜的角度，例如60°倾斜，大约为60°和/或在30°和80°之间。
根据本发明的一些实施例，姿势传感器110、控制器160、可选的存储器单元130、功率单元150以及可选地包括天线125的发送单元120可嵌入和/或包括在外壳中，该外壳被构造成附着到动物，例如被构造成附着到动物的腿上。该外壳例如可为带有环状物的盒，环状物用于可系到动物腿上的条带。该外壳可被固定附着以便外壳和动物腿之间的方位可被维持。
典型地，姿势传感器110的工作可由控制器160(例如微控制器)控制。根据本发明的一些实施例，控制器160用于控制例如用功率单元150对姿势传感器进行供电，控制姿势传感器数据的采样，将姿势感测数据例如存储到存储器130中，处理接口单元140的数据和/或处理要由输出模块(例如发送器120和/或发送器120及控制器160)发送的数据。根据本发明的一些实施例，当状态发生变化时，例如当开关从开路状态闭合电路时和/或当开关从闭合状态断开电路时启动中断。可选地，控制器样本和/或位置传感器可以以任何频率(例如1Hz)被采样。可使用其他的采样速率，例如2Hz、5Hz、0.5Hz、0.2Hz。可选地，控制器160可包括ID标签(例如RF ID标签)和/或与ID标签通信。可选地，控制器160可用于处理从中央通信单元接收的命令，例如从产犊感测装置100发送所存储的倾斜信息的命令。请求信息传递可包括请求传递动物的ID信息、自上次信息传递以来动物停留在躺下状态的次数、自上次信息传递以来动物停留在躺下状态的总时间段、自上次信息传递以来动物呈躺下状态的频率、自上次信息传递以来姿势传感器的读数和/或姿势传感器的工作状态，例如姿势传感器的电池电平。
根据本发明的示例性实施例，控制器160可包括例如4K字节的闪存和256字节的RAM。控制器可是低功率的，并且可包括睡眠/唤醒功能以减小功耗。
可选地，装置100包括处理器和/或处理能力，例如作为控制器160的部分功能的处理能力，用以基于动物的活动模式预测产犊数据。在示例性实施例中，接口单元140可通过显示、音频信号等等来输出已经预测到产犊的警告。在另一个示例性实施例中，控制器160工作时发送信号到中央通信单元以指示已经预测到产犊和/或指示产犊的时间。
功率单元150可包括一个或多个电池。在一个示例中，使用可再充电电池。可选的存储器单元130可存储来自姿势传感器110的数据、用于识别动物的ID数据和用于识别产犊感测装置的数据、以及其他信息。在一些示例中，存储器单元和/或其功能被集成到控制器160内。根据本发明的其他实施例，存储器单元130可被省略并且一个或多个计数器可被用来存储从姿势传感器获得的特定信息，例如躺下事件的数量、躺下姿势维持的总时间、躺下时间的频率、产犊感测装置和/或识别动物的ID标签。
在本发明的一些实施例中，发送器120可为RF发送器。在一些实施例中，发送器120可包括发送和接收能力。例如，一个或多个天线125可被用来发送和/或接收来自例如中央通信单元的数据。在一些示例中，可使用不同频率(例如200KHz和80KHz)来执行发送和接收。在其他实施例中，发送器120可使用其他类型的发送(例如IR、蓝牙、硬线等)来发送和/或接收数据。
根据本发明的一些实施例，接口单元140可包括例如：显示器，例如LCD显示器；一个或多个指示灯，例如LED；和/或音频输出，例如嘟嘟声。接口单元可将与装置的工作状态和/或所感测的数据有关的信息中继给用户，例如乳品管理者。
根据本发明的其他实施例，产犊感测装置100可包括多个传感器。例如，产犊感测装置可包括除姿势传感器110之外的一个或多个运动传感器115、一个以上的姿势传感器或者其他传感器。附加的传感器可包括感测周围环境的条件的传感器，例如用于感测环境温度的温度传感器。控制器160控制来自所述多个传感器的数据以及所接收的与包含在产犊感测装置中的所述多个传感器中的每一个的工作有关的控制命令的发送。控制器160可工作时在接收到来自从中央通信单元获得的发送的请求时唤醒产犊感测装置。可选的存储器130可存储来自所述多个传感器中的每一个的数据。
现在参照图3，图3示出了根据本发明的一些实施例的从产犊感测装置获得的随时间变化的示例性输出信号。根据本发明的一些实施例，产犊感测装置位于动物上以便站立姿势对应于从包含在产犊感测装置中的姿势传感器中输出的逻辑‘0’而躺下姿势对应于从姿势传感器输出的逻辑‘1’。例如，如果产犊感测装置位于母牛腿上，则该装置可被定位成使得传感器近乎垂直(倾斜很少或没有倾斜)并且输出逻辑‘0’。当母牛呈躺下姿势时，传感器(例如腿上的传感器)会被倾斜超过阈值，例如60°倾斜，读数为逻辑‘1’。例如，在区段310中传感器输出为对应于站立姿势的逻辑‘0’。根据本发明的一些实施例，在姿势传感器在大于预定时段的时段(例如大于1分钟的时段)内读数为逻辑‘0’之后，定义站立姿势事件。在区段320中，来自姿势传感器的读数在逻辑‘0’和逻辑‘1’之间交替变化。这可指示动物处于移动中。在一些实施例中，操作角度被设置成使得在动物的正常移动期间没有切换。例如，在区段330中传感器输出可为对应于躺下姿势的逻辑‘1’。根据本发明的一些实施例，在姿势传感器在大于预定时段的时段(例如大于三分钟的时段)内读数为逻辑‘1’之后，定义躺下姿势事件。根据本发明的一些实施例，仅在传感器输出稳定信号达至少定义的时间段，例如对于站立而言1分钟而对于躺下而言3分钟时，才记录站立姿势和/或躺下姿势。可使用其他适合的时间段，例如对于躺下而言2分钟。在小于定义的时间段的时段内获得的逻辑‘0’和/或逻辑‘1’的读数可被记录为移动事件。
现在参照图4，图4示出了用于根据本发明的一些实施例确定动物的躺下姿势模式的示例性方法。根据本发明的一些实施例，例如通过使用设置为1秒的中断定时器(块410)，控制器160对位置传感器110每秒采样一次。对于倾斜读数(例如逻辑‘1’读数)，检查SecCount计数器以确定是否已经超过稳定倾斜读数(例如逻辑‘1’读数)的预定时间段(块420)。根据本发明的一些实施例，预定时间段是三分钟。如果已经超过SecCount的预定时间段，则复位SecCount时钟(块425)。如果还没有超过预定时间段，则从中断返回(块455)。一旦SecCount被复位，就进行检查以确定当前状态是否为躺下姿势(块430)。如果当前状态不是躺下姿势，则从中断返回(块455)。如果当前状态是躺下姿势，则进行关于先前状态是否为站立姿势的检查(块435)。如果先前状态不是站立姿势，则Lying-Time(躺下时间)计数器被递增(块450)并且执行从中断的返回(块450)。如果先前状态是站立姿势，则Lying-Number(躺下次数)计数器被递增(块440)，将标志设置为‘Lying(躺下)’以指示该状态是躺下姿势(块445)，Lying-Time计数器被递增(块450)并且执行从中断的返回(块455)。
根据本发明的实施例，对于垂直读数(例如逻辑‘0’读数)，检查StabCount计数器以确定是否已经超过稳定逻辑‘0’读数的预定时间段(例如1分钟)(块460)。如果还没有超过该时间段，则从中断返回(块480)。否则，如果已经超过StabCount阈值时段，则复位StabCount计数器(块465)并且进行检查以确定当前状态是否为站立(块470)。如果当前状态不是站立，则执行从中断的返回(块480)。如果当前状态是站立，将标志设置为‘Standing(站立)’状态(块475)并且执行从中断的返回(块480)。
根据本发明的其他实施例，逻辑‘1’对应于站立姿势而逻辑‘0’对应于躺下姿势。
根据本发明的一些实施例，SecCount是时间阈值，在该时间阈值之上逻辑‘0’的稳定读数被记录为躺下状态以便将标志设置为‘Lying’。‘Lying-Number’计数器记录躺下事件的数量。‘Lying-Time’计数器记录动物维持躺下姿势的总时间段。根据本发明的其他实施例，可记录其他参数，例如每个躺下事件期间的时间段、每个躺下事件发生的实际时间，等等。根据本发明的一些实施例，所有参数(例如计数器)可在发送到中央处理单元之后进行复位。根据本发明的其他实施例，所有参数可在预定时段后被存储在存储器130中并且被复位。
现在参照图5，图5示出了根据本发明的一些实施例的姿势感测系统的示例性框图。根据本发明的一些实施例，姿势感测系统200可包括一个或多个产犊感测装置100，每个都附着到不同的动物(例如母牛)，例如附着到动物的前腿和/或后腿。产犊感测装置向中央通信单元290发送数据和/或接收来自中央通信单元290的数据并且在中央处理单元295中处理该数据。根据本发明的一个实施例，姿势感测系统包括一个以上中央通信单元290。例如，姿势感测系统包括多个连接到中央处理单元295的中央处理单元。一个或多个中央通信单元290可位于牛奶场和/或农场中的战略和/或指定地点，例如位于一个或多个畜棚、饲喂站、和/或挤奶站，以接收来自动物所处的不同区域中的产犊感测装置的数据和/或将数据发送到该产犊感测装置。根据本发明的一些实施例，中央通信单元可位于母牛一天至少可经过一次的通道中。例如，如果母牛居住于围场内，则食物可位于围场的一端而水可位于围场的另一端。通道(例如狭窄的通道)可连接含有食物的围场一端与含有水的围场另一端。如此，母牛一天可经过该通道至少一次并且可能一天经过多次。根据本发明的一些实施例，中央通信单元位于通道中以便中央通信单元可处于产犊感测装置的近程处，例如大约30cm距离。这可便于产犊感测装置的读取同时避免与其他装置的串扰和其他通信错误。可实施中央通信单元和产犊感测装置之间的其他通信方法。
中央通信单元290可包括中央控制器230、接收器和/或收发器220(例如包括发送和接收能力)以及可选地一个或多个天线225。根据本发明的一些实施例，中央控制器230控制往返中央处理单元295和往返产犊感测装置100的数据接收和发送。收发器220例如可为RF发送器，其工作时接收和发送来自一个或多个产犊感测装置的信号。收发器220可使用不同的频率，例如80KHz和200KHz，通过相同或不同的天线来发送和接收数据。在一些实施例中，RF发送器可工作时仅接收来自一个或多个产犊感测装置的数据。在本发明的其他实施例中，收发器220可为不同类型的收发器。例如，收发器220可在例如近程发送期间使用I R、蓝牙和/或硬接线来发送和/或接收数据。其他适当的已知技术可用于数据的发送和接收。根据本发明的一些实施例，中央通信单元可包括用户输入单元和/或接口单元。用户输入单元可允许用户经由键盘、操作按钮等来输入命令。用户输出单元可将与姿势感测系统的元件的工作状态和/或从一个或多个产犊感测装置接收的数据有关的信息提供给用户。用户接口单元可包括：显示器，例如LCD显示器；一个或多个指示灯，例如LED；音频信号，等等。根据本发明的一些实施例，控制器230可包括处理能力。根据本发明的一些实施例，控制器230可发送唤醒命令到一个或多个产犊感测装置并且请求从产犊感测装置发送数据。根据本发明的一些实施例，控制器230可被包含在中央处理单元295中和/或可与天线225分离和/或天线与收发器220可位于动物附近。
根据本发明的一些实施例，中央处理器295处理和操纵从一个或多个中央处理单元290接收的数据。中央处理单元295可在线和/或离线地执行处理。中央处理单元包括中央存储器270、中央处理器280、中央用户输入260和中央接口单元240。根据本发明的一些实施例，中央处理单元可为具有专用软件的标准个人计算机以便中央接口单元240可包括监视器，中央存储器270和中央处理器280可被包含在该个人计算机中，并且用户输入260可包括键盘。根据本发明的其他实施例，中央接口单元可另外包括音频警告信号和/或其他形式的输出。类似地，中央用户输入260可另外包括专用按钮以启动特定命令。根据本发明的一些实施例，用户可处理从中央通信单元290获得的数据。数据的处理可无需用户干预和/或通过用户命令而自动地执行。根据本发明的一些实施例，中央处理单元提供包括一个或多个动物在一段时间内的躺下模式的信息。根据本发明的一些实施例，中央接口单元240工作时基于所确定的动物躺下模式警告用户一个或多个动物是否需要关注以及何时需要关注。根据本发明的一些实施例，中央处理单元工作时执行与一个或多个动物躺下模式有关的随时间的统计。
根据本发明的一些实施例，向产犊日期的进展的监视可以在初始预期产犊之前的大约一周或两周启动。典型地，预期的产犊数据可基于已知的授精日期进行初始估计。
现在参照图6，图6示出根据发明的一些实施例的动物每天的动物运动数量和产犊前的天数之间的关系。根据本发明的一些实施例，从运动传感器115采样的动物运动事件的数量，例如步数或每小时步数或每天步数，例如由控制器160进行记录和/或计数。所计数的步数被周期地(例如每天)发送到中央通信单元290，并且被记录在中央处理单元295中。本发明人发现了动物的运动数量倾向于随产犊日的接近而上升，例如可能在产犊前几天开始上升。根据本发明的一些实施例，运动数量的上升被检测并用来预测产犊日。根据本发明的一些实施例，在多天(例如一周)内的每天运动数量(例如以步数计)被记录。
现在参照图7，图7示出根据发明的一些实施例的动物每天躺下时间和产犊前的天数之间的关系。根据本发明的一些实施例，从姿势传感器110采样的躺下时间，例如在预定时间段内的总躺下时间，例如由控制器160进行记录和/或计数。本发明人发现了动物的躺下时间倾向于随产犊日的接近而下降，例如可能在产犊前几天开始下降。根据本发明的一些实施例，躺下时间的下降被检测并用来预测产犊日。
现在参照图8，图8示出根据发明的一些实施例的动物每天的运动数量与躺下时间之间的比和产犊前的天数之间的关系。根据本发明的一些实施例，确定并记录在几天的时间跨度内每日步数与每日躺下时间之间的比。根据本发明的一些实施例，会发现每日步数与每日躺下时间之间的比随产犊日的接近而增大并且在产犊前一天(例如产犊前24小时或更短和/或产犊前24到16小时)急剧增大。根据本发明的一些实施例，每日步数与每日躺下时间之间的比的急剧增大被检测并用作产犊大约在一天时间内要发生的预测。注意，图8所示的比的变化比图6或图7所示的关系陡峭得多，因此该比是比该比的任一分量更好的预测因子。
根据本发明的其他实施例，对例如先前多天的数据进行过滤和/或平滑以获得更鲁棒的预测和/或增大信噪比。然而，由于相对接近产犊时间时出现比的变化，所以过滤量应当适度以避免抑制急剧的变化。
根据本发明的一个实施例，将每日步数与每日躺下时间之间的比在一天时间的增大与该比在先前几天(例如3天)的平均读数进行比较。根据本发明的一个实施例，为这个测量定义阈值，在该阈值之上则预测在一天的时间内产犊。
根据本发明的另一个实施例，将每日步数与每日躺下时间之间的比在一天时间的增大与该比在先前几天(例如3天)上的标准偏差进行比较。根据本发明的一个实施例，为这个测量定义阈值，在该阈值之上则预测在一天的时间内产犊。
根据本发明的一些实施例，一旦超过阈值，则增加采样频率以便改善产犊时间的预测。可选地，这些较短的采样时间顾及采样时段的改变的条件，例如晚上和白天以及动物是在畜圈中还是允许四处运动。
其他比较躺下模式和运动模式以确定产犊时间的方法可使用例如躺下事件的数量和/或其他可用数据来实施。根据本发明的另一个实施例，母牛经过通道(例如，连接例如可得到食物的畜圈的一端与例如可得到水的畜圈的另一端的通道)的次数可被用来预测产犊日。例如，经过数量的可辨别增大可能是指示产犊例如在接下来的24小时内即将来临。根据一些实施例，中央通信单元(例如天线)被定位在连接畜圈的两端的通道中。在本发明的示例性实施例中，经过中央通信单元的频率被监视并被用来预测产犊。
现在参照图9，图9示出了用于预测母牛的产犊日期的示例性方法的流程图。根据本发明的一些实施例，监视动物的活动模式(块910)。在本发明的示例性实施例中，动物1的活动模式由产犊感测装置监视。例如，动物的周期躺下时间读数是例如每天、每天两次、一天三次、两天一次从产犊感测装置获得的。例如，来自产犊感测装置的读数被周期地(例如每天)发送到中央通信单元，并且记录在中央处理单元。类似地，动物的周期运动模式读数例如每天、每天两次、一天三次、两天一次连同躺下时间的接收一起获得。根据本发明的一些实施例，动物的活动模式的变化(例如给定变化)，例如在产犊前的多天的变化被确定(块920)。在一个示例性中，确定动物的躺下时间的减少。在另一个示例性实施例中，确定动物的运动数量的增大。在又一个示例性实施例中，描述运动数量和躺下时间之间的比和/或比较的参数被确定。运动数量和躺下时间之间的比的增大被用作产犊要在预定时间内发生的指示。可选地，除了活动模式之外的其他行为模式被监视并用来预测产犊时间。
根据本发明的一些实施例，本文描述的一个或多个参数(例如躺下时间，运动数量，和/或运动数量和躺下时间之间的比)随产犊日的接近的变化被用作产犊要在确定的时间段内发生的预测(块930)。在一个示例性实施例中，如果一个或多个参数的变化大于预定阈值，则可做出已经预测到产犊要在定义的时间段内发生的报告。例如，已经预测到产犊的指示被传送到中央接口单元240。根据本发明的一些实施例，随着时间向产犊进展，来自传感器的更多采样读数可被检查和/或处理。增加采样的频率以便改善产犊时间的预测。采样频率的增大便于使用已知的过滤和/或平滑方法来提高信噪比。根据本发明的一个实施例，弹道平均可用来过滤信号。
还应当理解，本文上面描述的各个特征能够以所有可能的组合和子组合进行组合以产生本发明的示例性实施例。上面给出的示例本质上是示例性的而不意欲限制发明的范围，本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。
本文所用的术语“包含”、“包括”和“具有”以及其变化意指“包含但不必限于”。

Claims (40)

1.一种用于预测动物的产犊日期的方法，该方法包括：通过被配置成并适于附着到动物的腿上的产犊感测装置基于动物腿的姿势模式来监视动物的行为模式；在所述产犊感测装置位于腿上时确定所述行为模式的给定变化；以及响应于所述行为模式的给定变化而预测产犊日期。
2.根据权利要求1的方法，其中行为模式是活动模式。
3.根据权利要求2的方法，其中监视动物的活动模式包括监视动物的躺下时间和动物的躺下频率中的至少一个。
4.根据权利要求2或3的方法，其中监视动物的活动模式包括监视动物腿的运动数量和动物的每小时腿的运动数量中的至少一个。
5.根据权利要求2或3的方法，其中监视动物的活动模式包括监视动物的站立时间。
6.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中监视动物的行为模式包括监视经过中央通信单元的频率。
7.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中监视动物的行为模式是在一天的指定时间段执行的。
8.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中活动模式的给定变化包括动物的躺下时间的变化和动物的躺下频率的变化中的至少一个。
9.根据权利要求2或3的方法，其中活动模式的给定变化包括动物腿的运动数量的变化和动物的每小时腿的运动数量的变化中的至少一个。
10.根据权利要求2或3的方法，其中活动模式的给定变化包括动物的站立时间的变化。
11.根据权利要求2或3的方法，其中活动模式的给定变化是动物腿的运动数量与动物的躺下时间之比的变化。
12.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中行为模式的给定变化是一天内的行为模式除以先前多天内的行为模式平均的变化。
13.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中行为模式的给定变化是一天内的行为模式除以先前多天内的行为模式标准偏差的变化。
14.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中行为模式的给定变化是动物经过中央通信单元的频率的变化。
15.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中所述给定变化是超过定义阈值的变化。
16.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中产犊日期被预测为在行为模式的给定变化后的一天。
17.根据权利要求1的方法，其中所述产犊感测装置工作时感测动物的腿的方位的倾斜。
18.根据权利要求1-3中任一项的方法，包括发送所监视的行为模式到中央通信单元。
19.一种用于预测动物的产犊日期的系统，包括：
产犊感测装置，被配置成并且适于附着到动物的腿上并在位于动物的腿上时工作来基于动物腿的姿势模式监视动物的行为模式；以及
处理单元，工作时基于动物的行为模式来预测产犊日期。
20.根据权利要求19的系统，其中所述行为模式是活动模式。
21.根据权利要求19的系统，其中所述产犊感测装置工作时感测动物的躺下时间。
22.根据权利要求19-21中任一项的系统，其中所述产犊感测装置工作时感测动物腿的运动数量。
23.根据权利要求19-21中任一项的系统，其中所述产犊感测装置包括至少一个倾斜开关以感测动物腿的方位。
24.根据权利要求23的系统，其中所述倾斜开关是全向倾翻开关。
25.根据权利要求24的系统，其中所述倾斜开关被配置成感测躺下时间和腿的运动数量中的至少一个。
26.根据权利要求19-21中任一项的系统，包括步程计，其中所述步程计和所述产犊感测装置被集成到单个外壳内。
27.根据权利要求19-21中任一项的系统，包括中央通信单元，中央通信单元包括中央接收器以接收来自一个或多个所述产犊传感器装置的数据。
28.根据权利要求27的系统，其中所述中央通信单元包括中央发送器，该中央发送器工作时发送信号到所述产犊感测装置。
29.根据权利要求28的系统，其中工作时被发送到产犊感测装置的所述信号工作时唤醒产犊感测装置。
30.根据权利要求27的系统，其中所述中央接收器是RF接收器。
31.根据权利要求27的系统，其中所述中央通信单元被配置成位于动物一天至少经过一次的通道中。
32.根据权利要求27的系统，其中所述中央通信单元被配置成在大约30cm或更短的距离处与产犊感测装置通信。
33.根据权利要求19-21中任一项的系统，包括中央处理单元，该中央处理单元包括：
中央处理器，工作时基于动物的行为模式来预测产犊数据；以及
中央接口单元，工作时将关于产犊的预测日期的信息中继到用户。
34.根据权利要求33的系统，其中所述中央处理单元包括个人计算机，该个人计算机工作时与中央通信单元通信并且处理从中央通信单元接收的数据。
35.根据权利要求33的系统，包括与单个中央处理单元通信的多个中央通信单元。
36.根据权利要求33的系统，其中所述中央处理单元要显示对应于产犊日期预测的数据。
37.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中产犊日期被预测为在行为模式发生变化之后的一天内。
38.根据权利要求1-3中任一项的方法，包括指示产犊要在8到24小时内发生。
39.根据权利要求1-3中任一项的方法，其中在产犊日期的8到24小时内进行预测。
40.根据权利要求19的系统，其中处理单元工作时预测产犊要在8到24小时内发生。
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