CN113056188A - 用于监视牲畜设施状态的装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，牲畜设施的状态包括牲畜设施内部的牲畜动物的健康和/或福利以及安装在设施中的各种装置的管理状态。该装置包括：壳体单元；一个或更多个温度传感器，其被配置为测量牲畜设施中的空气温度；一个或更多个相对湿度传感器，其被配置为监视牲畜设施中的空气的相对湿度；一个或更多个光传感器，其被配置为测量牲畜设施内部的颜色和/或光强度，以区分牲畜设施里真实的或人为施加的昼夜状态；一个或更多个发光机构，其被配置为指示装置的状态和/或与牲畜设施内部的牲畜动物相关的异常；一个或更多个麦克风；一个或更多个扬声器；通信模块，其包括一个或更多个无线通信机构，以与其他装置交互。
Description
技术领域
本发明涉及监视牲畜设施的状态。更具体地，本发明涉及利用一个或更多个麦克风与多个传感器的组合来识别牲畜设施中的异常。
背景技术
就像人类的疾病一样，牲畜的疾病很常见，但识别牲畜的疾病是非常困难的。其中一种方法是每天执行检查，这是非常复杂和低效的过程，因为农场中有大量的牲畜动物，并且检查每一只牲畜动物需要巨大量的时间和人力，这最终增加了成本。如今，使用传感器监视商业牲畜设施越来越常见。传感器在监视和跟踪牲畜设施时起着重要作用。管理员/农场主可以通过分析传感器数据并将其与存储在数据库中的预定数据进行比较而容易地识别农场里是否存在任何问题。然而，准确度和精密度仍是业界关注的一大问题。
CN102378981A公开了一种用于跟踪一群牲畜的健康的系统和方法。它采用了像声学传感器(麦克风)、活力计、移动传感器、温度传感器、LED等一样的各种传感器来收集与这群牲畜相关的信息。另外，将收集到的信息与预先存储的数据进行比较，以发现这群牲畜中疾病的存在和/或进展。EP2783629A1公开了一种用与计算装置连接的麦克风来监视牛的咳嗽声的方法和/或系统，其中，计算装置记录动物发出的声音，执行过滤操作以滤除背景噪声。此外，它对一定时间段内因呼吸窘迫引起的声音的数量进行计数，并且如果因呼吸窘迫引起的声音的登记数量超过给定值，则向操作员报警。
用于监视牲畜设施的现有系统和解决方案有几个缺点：
一个缺点是现有系统没有考虑到影响牲畜动物的健康和/或福利的牲畜棚/牲畜设施的外部环境。
该系统的另一个缺点是交互性，该系统包括仅在异常的情况下向用户装置发送警报。现有技术通常不允许指明牲畜设施的状态。
另一个缺点在于，该系统仅使用单个麦克风来感测牲畜动物的声音，这造成在进行分析或牲畜健康和/或福利预测期间的错误概率高。
另外的缺点在于，分析只集中在牲畜动物面临的问题上，而不是集中在牲畜设施内的像加热器、通风系统、喂食管线等一样的部件上。
本领域需要提供改进技术：监视商业牲畜设施，以准确地确定设施中牲畜动物的健康和/或福利；以及管理它们的环境。在本领域中还需要提供更好的与监视装置交互和通信的技术，以维持牲畜动物的健康和/或福利。
发明内容
本发明的目的
因此，本发明的主要目的是通过提供利用一个或更多个麦克风与多个传感器的组合来提供对牲畜设施的监视的装置来克服以上提到的现有技术的缺点。
对于该装置的使用，该装置将被放置在牲畜设施内。
本发明的另一个目的是提供对牲畜设施的精密和准确的监视，以识别牲畜设施中的异常。
本发明的另一个目的是提供装置与用户之间改进的交互技术以维持牲畜设施状态。
本发明的另一个目的是提供装置与牲畜动物之间的交互，其中，可利用扬声器播放诸如例如母猪的自然发声或古典音乐这样的平静声音作为对攻击检测的响应。
本发明的另一个目的是提供一种监视牲畜设施的状态的装置，该装置使用在所述装置上的一个或更多个发光机构以指示装置的状态和/或与牲畜设施内部的牲畜相关的异常。
本发明的另一个目的是提供一种监视牲畜设施的状态的装置，该装置使用扬声器和一个或更多个麦克风，使得麦克风和扬声器的定位促成了麦克风的自动化测试。
本发明的另一个目的是提供使用多个传感器监视牲畜设施，其中，利用多个传感器数据的相互依赖性来识别牲畜设施的状态。
本发明的另一个目的是使用麦克风与扬声器的组合来测量牲畜设施的传声特性。
附图说明
在附图中：
图1例示了用于监视牲畜设施的状态的示例性装置的图示。
图2例示了装置的仰视图。
图3例示了装置的剖视图。
图4例示了麦克风的放大图像。
图5例示了存在于装置中的各种模块。
图6示出了由处理模块所遵循的用于监视牲畜设施状态的步骤的流程图。
图7例示了装置与用户之间的声音交互机制。
图8例示了用于监视牲畜设施的状态的系统的示意图。
具体实施方式
虽然该解决方案可经历各种修改并采取替代形式，但在附图中已将其例示为示例，并且将在下面对其进行详细描述。然而，应该理解，该解决方案不旨在限于所公开的特定形式。
下面描述所公开的实施方式的在范围方面相当的一些方面。应该理解，展现这些方面仅仅是为了向读者提供解决方案可采取的某些形式的简要概述，并且这些方面并不旨在限制其范围。实际上，该解决方案可涵盖下面可不定义的各种方面。
如本文中使用的，术语“用户”、“个体用户”和“个体”可被彼此可互换地使用。本发明还适用于如权利要求书中描述的“一个或更多个个体用户”，包括多个用户、个体用户、个体。
术语“用户”可指示设施的所有者，并且可以是负责照顾牲畜设施上的动物的任何“农场主”、“生产者”、“整合者”、“兽医”或“管理员”。
术语“牲畜动物”可包括“牛”、“猪”、“马”、“山羊”、“家禽”、“宠物”和任何可在牲畜设施里饲养的动物。
术语“牲畜设施”可与“装备”(installation)或“牲畜棚”或“设施”可互换地使用。
术语“空间”(airspace)可与“牲畜动物区”或“地带”或“空间”(space)或“牲畜棚”或“设施”可互换地使用。
术语“移动终端”可包括多种可能装置，诸如平板、个人数字助理(PDA)和本领域中已知的任何种类的移动计算装置。
本文中使用的术语“健康”是指没有疾病、疼痛和苦恼。
本文中使用的术语“福利”是指牲畜动物如何应付其生活条件。如果优选地如科学证据所表明地牲畜动物健康、舒适、营养良好、安全、能够表现出先天的行为并且如果它没有遭受诸如痛苦、恐惧和苦恼这样的不愉快状态，则它就处于良好的福利状态。
本文中使用的术语“热不适”是指温度冲击、热应激和/或冷应激。例如，猪无法应对与一小时内温度下降4℃对应的温度冲击。本文中使用的术语“热应激”是指过多的热被人、植物或动物(优选地，牲畜动物)吸收并引起应激、疾病或甚至死亡的情形。当身体不能自身足够冷却以维持健康的温度时，出现热应激。热应激表现为体温升高、热、皮肤干燥、出汗少和/或诸如麻痹、头痛眩晕和/或意识不清这样的神经症状。它还可引起热抽筋、热衰竭和中暑，可能造成死亡。
本文中使用的术语“神经网络”是指典型地包括输入层(有可能多个隐藏层)和输出层的网络，这些层各自包含不同的单元。输入可要么是特性的集合，要么是来自多个麦克风的原始音频信号。人工神经网络能够检测输入数据中的模式，可提取或识别新的有用特征，可学习执行分类任务、声音事件的空间定位、去混响和去噪。
在第一方面，本发明涉及一种用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，牲畜设施的状态包括牲畜设施内部的牲畜动物的健康和/或福利和/或安装在设施中的外部系统的管理状态，该装置包括：
i.壳体单元，其包括：
a)一个或更多个温度传感器，其被配置为测量牲畜设施中的空气温度；
b)一个或更多个相对湿度传感器，其被配置为监视牲畜设施中空气的相对湿度；
c)一个或更多个光传感器，其被配置为测量牲畜设施内部的颜色和/或光强度，以区分牲畜设施里真实的或人为施加的昼夜状态；
d)一个或更多个发光机构，其被配置为指示装置的状态和/或与牲畜设施内部的牲畜动物相关的异常；
e)一个或更多个麦克风；以及
f)一个或更多个扬声器；以及
ii.通信模块，其包括一个或更多个无线通信机构，以与其他装置和/或外部系统交互。
根据实施方式，该装置被配置为与一个或更多个服务器交互，所述一个或更多个服务器被配置为处理从传感器接收的输出。根据实施方式，来自多个装置的麦克风和/或传感器的输出被组合，以覆盖大型牲畜设施内部的大空间。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，该装置还包括存储器，其被配置为存储由装入壳体单元中的传感器和麦克风产生的输出。另选地，可使用外部服务器来接收和存储所述输出。另选地，可使用移动电话来接收和存储所述输出。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，该装置还包括处理模块，其用于处理从麦克风接收的输出，以允许识别牲畜设施的状态。另选地，移动电话可用来接收和存储所述输出并用于处理所述输出。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，该装置还包括声音交互模块，声音交互模块被配置为允许进行与装置的用户交互，该交互包括通过麦克风捕获用户的语音并通过扬声器提供与牲畜设施的状态相关的输出，和/或声音交互模块被配置为允许装置与牲畜动物进行交互。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，该装置包括：
i.壳体单元，其包括：
a)一个或更多个温度传感器，其被配置为测量牲畜设施中的空气温度；
b)一个或更多个相对湿度传感器，其被配置为监视牲畜设施中的空气的相对湿度；
c)一个或更多个光传感器，其被配置为测量牲畜设施内部的颜色和/或光强度，以区分牲畜设施里真实的或人为施加的昼夜状态；
d)一个或更多个发光机构，其被配置为指示装置的状态和/或与牲畜设施内部的牲畜动物相关的异常；
e)一个或更多个麦克风；以及
f)一个或更多个扬声器；
ii.通信模块，其包括一个或更多个无线通信机构，以与其他装置和/或外部系统交互；
iii.存储器，其被配置为存储由装入壳体单元中的传感器和麦克风产生的输出；
iv.处理模块，其用于处理从麦克风接收的输出，以允许识别牲畜设施的状态。
在装置中包括存储器和处理模块允许在不需要外部装置(诸如移动电话和/或服务器)的情况下处理所述输出。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，该装置包括：
i.壳体单元，其包括：
a)一个或更多个温度传感器，其被配置为测量牲畜设施中的空气温度；
b)一个或更多个相对湿度传感器，其被配置为监视牲畜设施中的空气的相对湿度；
c)一个或更多个光传感器，其被配置为测量牲畜设施内部的颜色和/或光强度，以区分牲畜设施里真实的或人为施加的昼夜状态；
d)一个或更多个发光机构，其被配置为指示装置的状态和/或与牲畜设施内部的牲畜动物相关的异常；
e)一个或更多个麦克风；以及
f)一个或更多个扬声器，
ii.通信模块，其包括一个或更多个无线通信机构，以与其他装置和/或外部系统交互；
iii.存储器，其被配置为存储由装入壳体单元中的传感器和麦克风产生的输出；
iv.处理模块，其用于处理从麦克风接收的输出，以允许识别牲畜设施的状态；以及
v.声音交互模块，声音交互模块被配置为允许进行与装置的用户交互，该交互包括通过麦克风捕获用户的语音并通过扬声器提供与牲畜设施的状态相关的输出，和/或声音交互模块被配置为允许装置与牲畜动物进行交互。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一个或更多个麦克风布置在圆形周边中并被配置为捕获周围环境中产生的声音，其中，两个或更多个麦克风增强了装置的准确度以执行附加功能，并且其中，壳体单元的扬声器与每个麦克风等距地位于圆形周边的中心，使得麦克风和扬声器的定位促成了麦克风的自动化测试。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，两个或更多个麦克风布置在一个或更多个圆形周边中并被配置为捕获周围环境中产生的声音，其中，两个或更多个麦克风增强了装置的准确度以执行附加功能，并且其中，壳体单元的扬声器与每个麦克风等距地位于圆形周边的中心，使得麦克风和扬声器的定位促成了麦克风的自动化测试。
用两个或更多个麦克风，噪声源可被更好地定位，然后这些源可被更好地建模并可被更好地从输入的音频信号中提取。通过更好地进行这样的预处理步骤，即，通过使用不止一个麦克风，例如咳嗽检测的准确度得以增强。关于麦克风的所述自动化测试，围绕扬声器的麦克风的一个或更多个圆形周边使得从扬声器发出的已知音频信号被周围的所有麦克风拾取，并且在理想情况下，所有麦克风拾取的是完全相同的信号。在音频信号处理步骤期间，可比较这些信号，以将麦克风从高质量到低质量排序，并且可做出从一个麦克风变到另一个麦克风或者禁用极差的麦克风的决策。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，声音交互模块被配置为通过以下步骤来允许进行麦克风质量测量：由扬声器播放已知作品的预定义声音并由一个或更多个麦克风记录该声音，从而得到一个或更多个麦克风信号，并且确定由扬声器播放的原始声音与一个或更多个麦克风信号之间的差异或原始声音与一个或更多个麦克风信号之间的相关性或当存在多个麦克风时成对麦克风信号之间的相关性。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，牲畜设施里的牲畜动物选自由牛、猪、马、山羊、家禽、宠物和任何可在牲畜设施里饲养的动物组成的组。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，牲畜动物是一头或更多头猪。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，牲畜动物是一只或更多只鸡。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，牲畜动物是一只或更多只火鸡。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一个或更多个发光机构包括一个或更多个多色发光机构。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一个或更多个多色发光机构包括一个或更多个多色LED。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一个或更多个无线通信机构包括：无线通信模块；被配置用于使用2.400至2.485GHz的工业、科学和医疗无线电频带中的短波长超高频无线电波在短距离内无线交换数据的模块；和/或使用2.400至2.485GHz的工业、科学和医疗无线电频带中的短波长超高频无线电波在短距离内数据交换的低能量无线技术。工业、科学和医疗无线电频带是国际上针对除了电信之外的工业、科学和医疗目的使用无线电频率(RF)能量而保留的无线电频带(无线电频谱的一部分)。在优选实施方式中，无线通信模块是Wi-Fi模块。在优选实施方式中，被配置用于在2.400至2.485GHz的工业、科学和医疗无线电频带中使用短波长超高频无线电波在短距离内无线交换数据的模块是蓝牙(Bluetooth)模块。在优选实施方式中，使用2.400至2.485GHz的工业、科学和医疗无线电频带中的短波长超高频无线电波在短距离内数据交换的低能量无线技术是蓝牙低能量。在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一个或更多个无线通信机构包括Wi-Fi模块、蓝牙模块和/或蓝牙低能量。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一个或更多个无线通信机构包括使用像169MHz、433MHz、868MHz和915MHz一样的亚千兆赫射频频带的数字无线数据通信技术。所述数字无线数据通信技术使得能够以低功耗进行超远程传输(在农村地区超过10km)。所述技术许可用于农村、偏远和近海工业中的物联网(IoT)装置的廉价、远程连接，并且通常用于采矿、自然资源管理、可再生能源、跨大陆物流和供应链管理。在一个优选实施方式中，使用像169MHz、433MHz、868MHz和915MHz一样的亚千兆赫兹射频频带的数字无线数据通信技术是LoRa。LoRa表现为两个部分，i)LoRa(远程)，物理层；和ii)LoRaWAN(远程广域网)，上层。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，壳体单元的一个部分实际上是半透明的，以指示发光机构的一种或更多种不同颜色。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，由多个麦克风提供的附加功能包括声源定位、降噪、去混响、确定声音的方向性和/或从包括神经网络和波束成形操作的列表中选择的高级信号处理技术。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一个或更多个发光机构利用不同的颜色来指示装置的状态和/或与牲畜动物相关的异常，该不同的颜色和含义选自以下：
a.用于指示装置未连接到互联网的颜色(例如，紫色)；
b.用于指示装置在线并且状态良好的另一种颜色(例如，绿色)；
c.用于指示牲畜设施中的潜在疾病爆发的又一种颜色(例如，红色)；
d.用于指示表明需要提高警惕的中间状态的再一种颜色(例如，黄色)。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，装置被配置为通过监视与疾病相关的一种或更多种声音来监视牲畜动物的健康，与疾病相关的一种或更多种声音包括咳嗽、打喷嚏、咯咯叫和/或尖叫的声音和/或与其相关的声音，和/或装置被配置为通过监视人类或动物的攻击、入室盗窃、侵入、无聊和/或热不适的一种或更多种声音或与其相关的声音来监视牲畜动物的福利。无聊的示例是猪在缺乏足够的像吃或玩一样的娱乐活动时的一种无聊状态。
优选地，装置被配置为通过进一步包括微处理器来监视牲畜动物的健康和/或福利，微处理器被配置用于运行算法，该算法被设计为使用来自装置的传感器的输入以便确定并因此监视牲畜动物的健康和/或福利，传感器还包括装置的麦克风，麦克风也可以被解释为声学传感器。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，装置被配置为监视安装在设施中的一个或更多个外部系统，该一个或更多个外部系统选自包括喂食管线、饮水系统、喷水灭火器、通风系统、加热系统、清洁系统和人工灯的组。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，被配置用于使用2.400至2.485GHz的工业、科学和医疗无线电频带中的短波长超高频无线电波在短距离内无线交换数据的模块被配置为跟踪工作人员通过牲畜设施的移动，并被配置为通过确定应该访问牲畜动物的顺序来提高生物安全性。
优选地，关于用于通过确定应该访问牲畜动物的顺序来提高生物安全性的装置配置，在牲畜设施中工作的工作人员在牲畜设施中工作的同时或者在从牲畜设施的一个隔室移动到牲畜设施的另一隔室的同时配备有信标。优选地，牲畜设施中的不同装置配备有能够通过将来自装置之一的信号发送到信标以及从信标接收来自装置之一的信号来跟踪信标的无线技术。因此，工作人员正采取的路径可以被可视化。因此，例如，通过指示工作人员首先要访问哪些牲畜动物特别地首先访问健康的动物随后才访问生病的牲畜来提高生物安全性。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，牲畜设施还包括网关，所述网关被配置为互联网接入点，从而能够：创建无线通信机构和网状网络(优选地，Wi-Fi)，网状网络要么直接地要么通过其他装置间接地自动检测并连接网关范围内的所有装置；或创建网络，其中，装置通过多条以太网电缆物理地连接到网关。
根据另一个优选实施方式，装置的检测和连接和/或传感器和/或麦克风输出的发送，通过使用像169MHz、433MHz、868MHz和915MHz一样的亚千兆赫兹射频频带的数字无线数据通信技术(优选地，LoRa)来实现，对于该技术，可以使用像169MHz、433MHz、868MHz和915MHz一样的亚千兆赫兹射频频带的数字数据通信的通信机构(优选地，LoRa通信机构)。当使用像169MHz、433MHz、868MHz和915Mhz一样的亚千兆赫兹射频频带的数字无线数据通信技术(优选地，LoRa)时，不需要网关。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，扬声器能用来为牲畜动物和/或工人播放任何类型的声音/音乐，其中，声音/音乐选自包括用于牲畜动物的平静声音、古典音乐、母畜的自然发声和用于改善工人的工作环境的音乐的组。例如，为了减少一头或更多头猪的无聊症状，可产生各种声音，从而以声音为基础的游戏来娱乐猪。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，网关配备有数据存储机构(优选地一个或更多个固态驱动器和/或USB棒)以存储原始音频记录。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，存储器包括磁存储单元、光存储单元、RAM、ROM、硬盘驱动器和/或闪存。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，扬声器与一个或更多个麦克风的组合被配置为测量牲畜设施的传声特性，以区分大牲畜设施与较小牲畜设施。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，该装置还包括微处理器，并且其中，扬声器与一个或更多个麦克风的组合被配置为借助所述微处理器测量牲畜设施的传声特性，微处理器被配置为运行能从声音中确定传声特性的算法，并且微处理器被配置为基于传声特性区分大牲畜设施与较小牲畜设施。传声特性的盲估计对于分类算法的更好准确度、区分大小农场和跟踪动物的生长是真正重要的，因为传声特性随着动物的生长而变化。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，声音交互模块还允许进行用户与装置之间的双向交互，其中，装置能向用户提问并存储接收到的回答以供未来参考，和/或其中，用户能向装置提问并从装置接收回答。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，壳体单元还包括一根或更多根天线，以与其他装置、网关或外部系统通信。外部系统也可以被称为外部装置。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，一根或更多根天线被放置在与一个或更多个麦克风的位置相比垂直的平面中，以使一个或更多个麦克风上的干扰噪声最小化。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，壳体单元还包括适于测量气体或排放物的一个或更多个气体传感器，一个或更多个气体传感器选自包括适于测量氨、CO2、丁酸、灰尘和/或臭味的浓度的传感器的组。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，壳体单元包括照相机，照相机例如但不限于适于检测牲畜设施的移动、活动、占用和/或牲畜动物的重量。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第一方面的用于监视牲畜设施的状态的装置，其中，壳体单元还包括电子鼻，电子鼻适于识别空气中的特定颗粒，以检测牲畜动物中的疾病。
在第二方面，本发明涉及一种用于监视牲畜设施的状态的系统，其中，牲畜设施的状态包括当牲畜动物在牲畜设施内部时牲畜动物的健康和/或福利和/或当外部系统安装在设施中时外部系统的管理状态，该系统包括：
-牲畜设施；以及
-一个或更多个根据本发明第一方面的装置，其适于放置在牲畜设施内部。
外部装置可被用作外部系统的同义词。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第二方面的用于监视牲畜设施的状态的系统，其中，该系统还包括被配置为接收来自一个或更多个装置的输出、存储所述输出并处理所述输出的移动装置(优选地，移动电话)。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第二方面的用于监视牲畜设施的状态的系统，其中，所述装置中的两个或更多个分布在牲畜设施内部。优选地，分布在牲畜设施内部的所述装置中的两个或更多个彼此无线连接。通过使用所述装置中的两个或更多个的分布，可针对牲畜设施内的所有牲畜动物获得就监视而言的全覆盖。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第二方面的用于监视牲畜设施的状态的系统，其中，系统还包括放置在牲畜设施内部的一个或更多个外部系统。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第二方面的用于监视牲畜设施的状态的系统，其中，也可被称为一个或更多个外部装置的一个或更多个外部系统选自包括喂食管线、饮水系统、喷水灭火器、通风系统、加热系统、清洁系统、音乐系统和人工灯的组。根据实施方式，一个或更多个外部系统连接到一个或更多个装置和/或控制单元和/或由所述一个或更多个装置和/或控制单元控制。
在优选实施方式中，本发明提供了根据本发明的第二方面的用于监视牲畜设施的状态的系统，其中，在牲畜设施内部的用于容纳牲畜动物的每个区域的高处放置有一个根据本发明的第一方面的装置，所述每个区域的直径在16m和24m之间，更优选地在17m和23m之间，甚至更优选地在18m和22m之间，甚至更更优选地在19m至21m之间，并且最优选地为20m。例如，在直径为20m的区域中可以容纳200至250头猪，因此典型地在容纳1000头猪的牲畜设施中应该放置四个装置。例如，在直径为20m的区域中可以容纳4000至6000只鸡，因此典型地在容纳25000只鸡的牲畜设施中应该放置五个装置。
通过以下非限制附图进一步描述本公开，这些非限制附图进一步例示了本公开，并且这些附图不旨在限制本公开的范围，它们也不应该被解释为限制本公开的范围。
附图
图1
图1例示了用于监视牲畜设施的示例性装置100的图示。该装置可以处于牲畜设施中的任何适当位置，以便准确地监视牲畜动物的健康和/或福利以及周围环境。借助通过电缆为装置供电，可容易地将装置安装在牲畜设施上。牲畜设施包括加热和冷却(通风)系统，以调节温度并将牲畜动物保持在其最热舒适的区域(年龄相关)，使得它们可使用其全部能量来生长且因此满足生产。牲畜设施还包括用于喂食牲畜动物的喂食管线系统、有可能施加白天或晚上的人工模式以改善某些物种的生长的灯。
如图1中所示，装置100由壳体单元101组成，壳体单元101包括两个或更多个麦克风102-1……102-6(这些麦克风在本文中被统称为麦克风102，被独立地称为麦克风102)、温度传感器103、相对湿度传感器104、LED 105、光传感器106和扬声器107。在本文的其余部分中，“壳体单元”和“壳体”可互换地使用。壳体单元101主要是圆顶形的，并可以由聚丙烯、聚乙烯和/或聚氯乙烯制造。壳体单元101是坚固的，并对牲畜设施内部的环境具有抵抗力。具有抵抗力意指壳体单元101可在牲畜设施内部的恶劣环境中生存，像是例如暴露于稻草并暴露于由动物引起的意外物理冲击。另一方面，因为智能手机由于其不太坚固的壳体而无法抵抗牲畜设施内的环境，所以智能手机不能在牲畜设施里生存，因此智能手机将不适合在牲畜设施内部进行任何种类的监视。图1中示出的壳体单元101连接到电线，电线用于经由连接而给所述麦克风102、温度传感器103、相对湿度传感器104、LED 105、光传感器106和扬声器107提供电能。
该装置包括两个或更多个麦克风102，以记录在牲畜设施里产生的声音。优选地，该装置包括布置在壳体的底部部分上的圆形周边中的六个麦克风。所有的麦克风都被放置在一个平面中，正指向下。麦克风被配置为捕获由牲畜动物产生的声音，这些声音随后被分析以确定牲畜动物的健康和/或福利。麦克风还捕获由包括加热系统、通风系统、喂食管线、清洁系统等的各种系统产生的声音。麦克风102提供关于健康、福利和/或牲畜设施的管理状态的指示。与疾病相关的一个或更多个声音(例如像咳嗽、打喷嚏、咯咯叫和尖叫的声音)具有与它们关联的声音，并可以容易地被在麦克风102中捕获。诸如攻击、咬尾等这样的问题也可与某些声音关联。喂食管线或通风或暖风系统的故障是可听见的，因此是通过麦克风102可检测的。多个麦克风102允许有潜在的额外功能，诸如声源定位、降噪、去混响、确定声音的方向性以及从包括神经网络和波束成形操作的列表中选择的更高级的信号处理技术。
温度传感器103位于壳体的外部，所以它可以测量牲畜设施中的环境温度。牲畜动物的舒适和生长与它们正感觉到的温度非常密切相关。如果温度太低，则牲畜动物将感觉到冷并且它们将使用能量来产生热。这意味着该能量将不再用于生长。就像人类一样，牲畜动物可本身适应变化的温度，如果该变化是渐进的话。由于牲畜动物的生物抵抗力较低，骤降可导致高度不耐受和疾病爆发。每个年龄组也有它们自己的舒适温度。因此，为了健康和福利以及管理问题二者，跟踪牲畜棚里的温度是重要的。由于来自北面的冷风吹到建筑物上而导致的气温骤降可以是潜在疾病爆发的警报，而由于加热或通风故障而导致的气温骤降显然是管理问题。
与温度传感器相对地设置在壳体外部上的相对湿度传感器104测量牲畜设施内部的相对湿度。温度与相对湿度的组合决定了感觉温度。例如，在人类中，50％的湿度或90％的湿度下的30℃的感觉将是不同，其中，后者将使人感觉不太舒服，因为更难通过出汗传递身体热量。温度传感器103与相对湿度传感器104的组合提供了牲畜设施内部的感觉温度。温度与相对湿度的组合提供了关于牲畜生长环境的信息。可及早地检测偏离适宜牲畜动物生长的环境的情况，并可用该信息更早地预测可能的疾病爆发。
LED 105设置在壳体内部并向用户指示装置状态。LED 105的颜色报告硬件装置本身的状态以及数据问题二者。在示例情况下，六个LED设置在壳体内部(壳体带有半透明盖)，以指示牲畜设施里装置的状态。LED的颜色指示牲畜设施的状态，诸如，紫色可指示装置未连接到互联网，绿色可指示装置在线并且状态良好，红色可优选地基于牲畜设施里非常大量的咳嗽、打喷嚏、咯咯叫和/或尖叫指示牲畜设施里的潜在疾病爆发，黄色可指示表明需要提高警惕的中间状态，等等。
该装置包括光传感器106，光传感器106与LED相对地位于壳体的半透明底部部分的内部中，使得其不受LED的光影响。它被配置为测量牲畜设施内部的光强度。光传感器将用来跟踪晚上和白天。这可以是自然的晚上和白天或为了改善某些物种的生长而施加光的人工模式的晚上和白天。
装置100包括扬声器107，扬声器107被放置在底部部分的中间，位于所有麦克风的中心处。该放置确保了它与所有麦克风等距，并促成麦克风的自动质量测量。它允许播放已知作品的预定义声音。当恰好位于其周围的麦克风记录该声音并通过产生麦克风信号而发送记录的声音时，扬声器播放的原始声音与麦克风信号之间的差异或原始声音与麦克风信号之间的相关性或成对麦克风之间的相关性可以提供关于麦克风质量的信息。扬声器还被配置成为牲畜动物和/或工人播放声音，其中，声音可包括但不限于用于牲畜动物的平静声音、古典音乐或母畜的自然发声声音、用于改善工人的工作环境的音乐等。扬声器与麦克风的组合通过使设施的用户或管理员能够使用基于语音的命令进行交互来使装置具有交互性。麦克风拾取用户的语音，处理器进一步分析该语音，以确定从扬声器向用户播放的适当响应。可进一步利用扬声器107和麦克风102测量牲畜设施的传声特性。用两个或更多个麦克风与扬声器的组合，可用牲畜设施的传声特性建立模型，并且模型可区分大的、有混响的牲畜设施与小的、无混响的牲畜设施。对牲畜设施的传声特性的了解有利于对不同声音的分类。
单个装置能够监视一群牲畜动物，其中，基于牲畜动物的类型、牲畜棚的大小，环境条件等来确定群的大小。在较大的装备中，多个装置可安装在一个开放空间(被称为空间)中，从而使得牲畜设施的所有者能够在空间水平上可视化整个装备的状态。此外，多个装置可放置在Wi-Fi网状网络中，以监视大空间中的健康和/或福利。
作为示例，单个装置可能能够监视牲畜棚中的200至250头猪或4000至6000只鸡。在超过250头猪或5000只鸡的牲畜棚的情况下，可出于监视目的，使用优选地连接在Wi-Fi网状网络中的多个装置。
图2
图2例示了圆形形状的装置的仰视图，并示出了麦克风102、温度传感器103、相对湿度传感器104和扬声器107的定位。扬声器107位于所有麦克风102的中心。麦克风102放置在与扬声器等距处，这促成了自动化质量测量。温度传感器103和相对湿度传感器104沿着直线彼此相对放置。
图3
图3例示了装置100的剖视图。装置100由壳体组成，壳体分为两部分，即，顶部部分和底部部分。顶部部分在内部是中空的，并可使用右锁定机构305和左锁定机构307连接到底部部分。顶部部分由电线301和用于向装置供应电力的电力模块302组成。底部部分由天线、LED、麦克风、温度传感器、相对湿度传感器、光传感器和扬声器组成。底部部分还包含支柱，当顶部部分与底部部分连接时，柱压住PCB 306以将其保持在正确的位置处。在PCB 306周围涂覆有金属屏蔽件308，使得PCB不受电磁波辐射的影响。壳体的底部部分的侧壁由半透明材料构成，使得LED的状态可以对用户来说是可见的。
壳体单元101还包括Wi-Fi天线303以与其他装置通信，其中，Wi-Fi天线303放置在与麦克风的位置相比的垂直平面中，以消除麦克风上的干扰噪声。
光传感器106位于壳体的半透明底部部分的内部。它放置在LED 105的相对侧以不受LED的光的影响。
图4
图4例示了麦克风102的放大图像。各麦克风102被保护膜401和结构圆顶402覆盖。保护膜401保护麦克风。结构圆顶402保护保护膜401免受机械冲击以及污垢的影响。它还扩大了污垢可出现在其上的表面，而没有阻塞麦克风的入口。为了使传声性能最佳，在麦克风中包括密封垫圈403，以密封麦克风内部的间隙。
图5
图5例示了存在于装置100中的各种模块。如图中所示，该装置包括：感测模块501，其包括麦克风(该麦克风也可被解释为声学传感器)、温度传感器、相对湿度传感器和光传感器；通信模块502，其包括LED、Wi-Fi模块和/或蓝牙模块；存储器503，其被配置为存储由传感器产生的输出；处理模块504，其用于处理从麦克风接收的输出与从其他传感器接收的输出的组合，以识别牲畜设施的状态；以及声音交互模块505，声音交互模块被配置为允许进行与装置的用户交互，该交互包括通过麦克风捕获用户的语音并通过扬声器提供与牲畜设施的状态相关的输出，和/或声音交互模块被配置为允许进行装置与牲畜动物的交互，和/或声音交互模块被配置为通过以下步骤允许进行麦克风质量测量：由扬声器播放已知作品的预定义声音并由麦克风记录和发送该声音从而得到麦克风信号；并确定由扬声器播放的原始声音与麦克风信号之间的差异或原始声音与麦克风信号之间的相关性或成对麦克风之间的相关性。允许进行装置与牲畜动物的交互的配置的非限制示例是响应于检测到的牲畜动物的攻击而通过扬声器播放平静声音。
感测模块中的传感器监视牲畜设施中的环境条件。LED被配置为通过针对不同状态指示不同颜色来表明装置的状态。
Wi-Fi模块允许装置与安装在设施中的其他装置和/或用户装置通信，以提供关于牲畜设施的状态的更新。牲畜设施还包括使用有线(以太网电缆)或无线连接(4G路由器)用作互联网接入点的网关。将经由Wi-Fi网状网络和/或经由适于将装置物理连接到网关的多条以太网电缆，检测并自动连接在网关范围内(要么直接地或要么通过其他装置间接地)的所有装置。有利的是，当Wi-Fi网状网络出于某些原因将无法工作时，多条以太网电缆可确保装置与网关的连接。网状网络要求：不在网关范围内但在另一装置(该另一装置在网关范围内)范围的装置也可通过所述另一装置连接到网关。网状网络是一种动态网络，这意味着如果装置不能通过某一路径到达网关，它将尝试寻找另一组装置，通过所述另一组装置，它可到达网关。网关还可配备有固态驱动器，以存储原始音频记录。
蓝牙模块允许跟踪工作人员通过牲畜棚的移动，并通过确定应该访问牲畜动物的顺序(诸如，首先访问较年轻和健康的牲畜动物，随后才访问较大的生病牲畜动物)来改善生物安全性。
存储器503用于将传感器数据中本地存储在装置中。存储器可包括但不限于磁存储单元、光存储单元、RAM、ROM、硬盘驱动器和/或闪存。
处理模块504处理由各种传感器产生的输出与从麦克风产生的输出的组合，以识别牲畜设施的状态。
声音交互模块505允许用户通过向装置发出被麦克风拾取的语音命令来与装置交互。装置通过利用扬声器播放所需的回答对命令做出响应。另外，声音交互模块505可允许装置与牲畜动物交互。允许装置与牲畜动物交互的配置的非限制示例是响应于检测到的牲畜动物的攻击而通过扬声器播放平静声音。另外，声音交互模块505可通过以下步骤允许麦克风质量测量：由扬声器播放已知作品的预定义声音并由麦克风记录和发送声音从而得到麦克风信号；并确定由扬声器播放的原始声音与麦克风信号之间的差异或原始声音与麦克风信号之间的相关性或成对麦克风之间的相关性。
图6
图6示出了由处理模块所遵循的用于监视牲畜设施的状态的步骤的流程图。该装置的主要特征是，它考虑到不同传感器值的相互依赖性，以确定牲畜设施的精确的健康和/或福利。例如，当牲畜动物在天变黑的某一时间段内没有平静下来时，可表明牲畜动物发生了诸如疾病或其他干扰因素这样的某种异常。在这种情况下，利用光传感器的输出(指示周围环境的黑暗)与来自麦克风的输出(指示攻击或疾病的声音)和/或温度或相对湿度传感器的输出(指示不利的环境或加热和/或通风系统的故障)的组合，以确定牲畜设施的状态并采取适当的措施来减轻问题。因此，处理模块有助于处理健康和/或福利以及牲畜设施上的管理问题。由于冷风而导致的气温骤降可以是潜在疾病爆发的警报，而由于加热或通风故障而导致的气温骤降显然是管理问题。
如图中所示，在步骤601，组合温度传感器和相对湿度传感器的输出，以确定感觉温度。在步骤602，由一个或更多个麦克风拾取各种声音。在步骤603，将光传感器的输出与温度传感器和相对湿度传感器的输出整合，以表征牲畜生长的环境(冷-暖、湿-干、白天-夜晚)。大多数牲畜设施在一天中的不同时间有固定的温度阈值，以确保牲畜动物健康生长并将牲畜动物保持在其最热舒适的区域。可及早地检测偏离该适当温度的情况，并可更稳健地检测各种温度调节系统中的故障。这些发现可被整合到健康和/或福利监视系统中，以便基于变化的环境参数(诸如，温度下降)和/或安装在设施上的用于保持温度的各种系统(加热和通风系统)的故障来预测可能的疾病爆发。
在步骤604，将光传感器的输出与麦克风的输出整合，以便分析和分类由麦克风拾取的不同声音。作为示例，光传感器的输出可与麦克风的输出组合，以便通过只在夜间听声音来寻找夜晚的特定事件。牲畜设施中的操作和牲畜动物的行为在白天里与夜晚相比是不同的。与夜晚相比，牲畜动物在白天里有可能更活跃。类似地，更多的喂食管线在白天时间里工作。偏离这种模式(即，白天里不活跃)也可与牲畜动物的健康和/或福利以及喂食管线系统的故障相关，并且可通过组合光传感器和麦克风来预测。
在步骤605，可将来自以上步骤的输出整合，以提供牲畜设施的整体状态。可使用LED的一种或更多种颜色向用户和/或兽医指示状态，或者通过扬声器将状态作为语音响应传送。
图7
图7例示了装置与用户之间的声音交互机制。声音交互允许用户(例如，农场主或兽医)能够使用语音命令并接收来自扬声器的基于语音的响应来获得各种传感器的状态和牲畜设施的整体状态。用户的语音由麦克风701捕获，随后被馈送到声音交互模块702中。声音交互模块包括声音识别模块702a和声音合成模块702b。由麦克风捕获的用户的语音被馈送到声音识别模块702a，在这种情况下，声音识别模块702a充当语音识别系统。该模块执行语音到文本的转换，以提取所捕获语音中的词语，以确定用户的需求。从处理模块提取所需信息，处理模块进而通过处理存储在存储器中的各种传感器输出来提供信息。所需信息随后通过使用声音合成算法(在这种情况下，语音合成)转换为声音，并通过扬声器回放给用户。以下是声音交互有用的示例情况中的一些。
·用户(例如，农场主或兽医)进入牲畜设施，并询问夜间的健康和/或福利或自他的上次访问以来健康和/或福利的变化。这可通过如下步骤来完成：说出唤醒命令来将装置置于监听模式，然后说出询问健康和/或福利状态)命令。装置以询问的信息进行回答。
·用户可以通过使用唤醒命令随后是询问传感器状态命令来询问特定传感器的状态(温度、相对湿度、光、天气预报......)。回答将被扬声器回放。
声音交互还使得能够进行双向交互，其中，装置可询问用户并且响应可被存储在装置的基于规则的引擎中以供未来分析。例如，装置可询问：“背景中的重噪声是什么”，从用户接收的响应被存储在系统中，以供未来分析或装置的自学习。
以与上述的在装置与用户之间的声音交互机制类似的方式，装置与牲畜动物之间的声音交互机制是可能的。允许装置与牲畜动物交互的配置的非限制示例是响应于检测到的牲畜动物的攻击而通过扬声器播放平静声音。
图8
图8例示了用于监视牲畜设施801的状态的系统800的示意图，其中，牲畜设施801的状态包括当牲畜动物牲畜设施801内部时牲畜动物的健康和/或福利和/或当外部系统802-808安装在设施801中时外部系统802-808的管理状态。该系统包括牲畜设施801和放置在牲畜设施801内部的根据本发明的第一方面的装置100。对于图8中示出的装置的实施方式的描述，参考上面对图1的描述。如图8中看到的，装置100被放置在牲畜设施801内部的中央，并具体地以向下定向的方式附接到天花板809。因此，装置100理想地适于监视牲畜设施801的状态，其中，牲畜设施801的状态包括在牲畜设施内部的牲畜动物的健康和/或福利和/或安装在设施801中的外部系统802-808的管理状态。在牲畜设施801的内部，放置有以下的外部系统：喂食管线802、作为饮水系统类型的供水管线803、喷水灭火器804、通风系统805、作为加热系统类型的加热灯806、作为清洁系统类型的压力清洗系统807和作为音乐系统类型的无线电广播设备808。对于由装置100进行的对牲畜设施801的所述状态的监视以及用于此目的的装置的示例性实施方式，参考上面对图1至图7中的任一个的讨论。图8中示出的系统还可以包括移动装置(优选地，移动电话)，移动装置被配置为接收来自装置的输出、存储所述输出并处理所述输出。在根据图8的实施方式中，装置100放置在直径为20m的区域中(该区域是牲畜设施801的旨在容纳牲畜动物的区域)的中央。例如，在直径为20m的区域中可容纳200至250头猪。例如，在直径为20m的区域中可容纳4000至6000只鸡。相应地，根据图8的包括装置100的系统800适于容纳和监视200至250头猪或4000至6000只鸡。在更大的牲畜设施中，需要多个装置来监视牲畜动物。例如，在有1000个动物的典型猪场中用四个装置，并且在有25000个动物的典型鸡场中用五个装置。
提供先前对所公开实施方式的描述，以使得本领域技术人员能够做出或使用本发明。对于本领域技术人员，对这些实施方式的各种修改将是十分清楚的，并且本文中定义的一般原理可在不脱离本发明的精神或范围的情况下被应用于其他实施方式。因此，本发明不旨在限于本文中示出的实施方式，而是将被赋予与以下权利要求书以及本文中公开的原理和特征一致的最广范围。
Claims (15)
1.一种用于监视牲畜设施的状态的装置(100)，其中，所述牲畜设施的状态包括所述牲畜设施内部的牲畜动物的健康和/或福利和/或安装在所述设施中的外部系统的管理状态，所述装置(100)包括：
i.壳体单元(101)，其包括：
a)一个或更多个温度传感器(103)，其被配置为测量所述牲畜设施中的空气温度；
b)一个或更多个相对湿度传感器(104)，其被配置为监视所述牲畜设施中的空气的相对湿度；
c)一个或更多个光传感器(106)，其被配置为测量所述牲畜设施内部的颜色和/或光强度，以区分所述牲畜设施里真实的或人为施加的昼夜状态；
d)一个或更多个发光机构(105)，其被配置为指示所述装置的状态和/或与所述牲畜设施内部的牲畜动物相关的异常；
e)一个或更多个麦克风(102)；以及
f)一个或更多个扬声器(107)；以及
ii.通信模块(502)，其包括一个或更多个无线通信机构，以与其他装置和/或外部系统交互，
其中，两个或更多个麦克风布置在一个或更多个圆形周边中并被配置为捕获周围环境中产生的声音，其中，所述两个或更多个麦克风增强了所述装置的准确度以执行附加功能，并且其中，所述壳体单元的所述扬声器与每个麦克风等距地位于所述圆形周边的中心，使得麦克风和扬声器的定位促成了麦克风的自动化测试。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括存储器(503)，其被配置为存储由装入所述壳体单元中的所述传感器和所述麦克风产生的输出。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置还包括处理模块(504)，其用于处理从所述麦克风接收的输出，以允许识别所述牲畜设施的状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括声音交互模块(505)，所述声音交互模块(505)被配置为允许进行与所述装置的用户交互，所述交互包括通过麦克风捕获用户的语音并通过所述扬声器提供与所述牲畜设施的状态相关的输出，和/或所述声音交互模块(505)被配置为允许进行所述装置与所述牲畜动物的交互。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述声音交互模块(505)被配置为通过以下步骤来允许进行麦克风质量测量：
由所述扬声器播放已知作品的预定义声音并由所述一个或更多个麦克风记录所述声音，从而得到一个或更多个麦克风信号；并且
确定由所述扬声器播放的原始声音与所述一个或更多个麦克风信号之间的差异或原始声音与所述一个或更多个麦克风信号之间的相关性或当存在多个麦克风时确定成对麦克风信号之间的相关性。
6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述一个或更多个无线通信机构包括使用亚千兆赫无线电频带的数字无线数据通信技术，其中，使用亚千兆赫无线电频带的所述数字无线数据通信技术是LoRa。
7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，由所述多个麦克风提供的所述附加功能包括声源定位、降噪、去混响、确定声音的方向性和/或从包括神经网络和波束成形操作的组中选择的一种或更多种高级信号处理技术。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述一个或更多个发光机构利用不同的颜色来指示所述装置的状态和/或与所述牲畜动物相关的异常，所述不同的颜色和含义选自以下：
a.用于指示所述装置未连接到互联网的颜色；
b.用于指示所述装置在线并且状态良好的另一种颜色；
c.用于指示所述牲畜设施中的潜在疾病爆发的又一种颜色；
d.用于指示表明需要提高警惕的中间状态的再一种颜色。
9.根据前述权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述牲畜设施还包括网关，所述网关被配置为互联网接入点，从而能够：
创建无线通信机构网状网络，所述网状网络要么直接地要么通过其他装置间接地自动检测并连接处在所述网关的范围内的所有装置，或
创建网络，其中，所述装置通过多条以太网电缆物理地连接到所述网关，
其中，所述网关配置有用于存储原始音频记录的一个或更多个数据存储机构。
10.根据前述权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，扬声器能用来为所述牲畜动物和/或工人播放任何类型的声音/音乐，其中，所述声音/音乐选自如下列表，该列表包括用于所述牲畜动物的平静声音、古典音乐、母畜的自然发声和用于改善工人的工作环境的音乐。
11.根据前述权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括微处理器，并且其中，所述扬声器与一个或更多个麦克风的组合被配置为借助所述微处理器测量所述牲畜设施的传声特性，所述微处理器被配置为运行能从声音中确定传声特性的算法，并且所述微处理器被配置为基于所述传声特性区分大牲畜设施与较小牲畜设施。
12.根据前述权利要求4至11中任一项所述的装置，其中，所述声音交互模块还允许进行用户与所述装置之间的双向交互，其中，所述装置能向用户提问并存储接收到的回答以供未来参考，和/或其中，用户能向所述装置提问并从所述装置接收回答。
13.根据前述权利要求1至12中任一项所述的装置，其中，所述壳体单元还包括一根或更多根天线，以与其他装置、网关或外部系统通信，其中，所述一根或更多根天线被放置在与所述一个或更多个麦克风的位置相比垂直的平面中，以使所述一个或更多个麦克风上的干扰噪声最小化。
14.一种用于监视牲畜设施(801)的状态的系统(800)，其中，所述牲畜设施(801)的状态包括当牲畜动物在所述牲畜设施内部时牲畜动物的健康和/或福利和/或当外部系统(802-808)安装在所述设施(801)中时所述外部系统(802-808)的管理状态，所述系统(800)包括：
-牲畜设施(801)；以及
-一个或更多个根据前述权利要求1至13中任一项所述的装置(100)，其适于放置在所述牲畜设施(801)内部，
其中，所述装置(100)中的两个或更多个分布在所述牲畜设施(801)内部。
15.根据权利要求14所述的系统(800)，其中，在所述牲畜设施(801)内部,在所述牲畜设施(801)内部的用于容纳牲畜动物的每个区域的高处放置有一个根据前述权利要求1至13中任一项所述的装置(100)，所述每个区域的直径在16m和24m之间。
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