CN114340382A - 包括收纳uhf识别系统部分的部分和配置成使所应用的uhf部分压靠并保持在动物的耳朵上的部分的用于动物的识别耳标 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于动物的识别耳标(1)，包括：凸部分(2)，所述凸部分包括轴(21)，所述轴具有能够刺穿动物耳朵并附接所述耳标的尖端(25)；凹部分(3)，所述凹部分用于被固定在所述轴周围，其中：所述凸部分或所述凹部分收纳UHF识别系统的一部分，以及·所述凸部分或所述凹部分被配置成在固定所述尖端期间使所述UHF部分压靠所述动物耳朵，并且一旦已经进行固定，无论所述动物耳朵如何随时间生长，都保持所述UHF部分压靠所述动物耳朵，而无需外部干预。

Description

包括收纳UHF识别系统部分的部分和配置成使所应用的UHF部 分压靠并保持在动物的耳朵上的部分的用于动物的识别耳标

技术领域

本发明涉及用于动物、尤其是群养动物的识别耳标的领域。

本发明更具体地涉及所谓的电子识别标签，即通过其实现超高频(UHF)电子识别、更具体地射频电子识别(RFID)的标签。

本发明通常可应用于任何类型的群养动物，诸如猪、牛、绵羊、山羊、以及任何类型的家畜。

一个有利应用是畜群中每个动物的识别。

背景技术

在畜群和其他家畜中的成员的识别领域，已知使用塑料耳标。

识别耳标可采用各种形式。例如，识别耳标可采用标记的形式并且可以包括在动物的耳朵上连接在一起的凸部分和凹部分，或者识别耳标可采用被配置成刺穿动物的耳朵并被固定到动物的耳朵的联接件的形式。

当识别标签包括凸部分和凹部分时，凸部分包括具有被配置成刺穿动物的耳朵并将标签固定到耳朵的尖端的轴。

识别标签的至少一部分具有表面，在该表面上书写或打印或甚至粘贴识别详情，该识别详情具有高度的易读性并且为数字和/或字母的形式。表面必须是平面的，以使识别信息易于视觉读取。

因此，所有这些常规识别标签都是仅可视地读取的标签。

另一类别的识别标签利用电子识别，电子识别具有允许比可视化标签更简单且更快速地读取标签的主要优点以及最重要的是使动物可追踪性系统化和自动化的优点。这对于群养动物在畜群包含大量动物时尤其有利。

因此，这些所谓的电子识别标签可以包括RFID应答器，该RFID应答器在存储器中存储电子版的字母数字式识别码或者关于动物的附加信息并且可以通过RFID与自动读取器/发射器进行通信。

通过电子标签发送和/或接收的RFID通信必须符合关于UHF频谱(在欧洲为865MHz至868MHz且通常为866MHz，在美国为902MHz至928MHz且通常为915MHz，以及在亚洲和大洋洲为950MHz至956MHz)的信号或低频信号(频率为134.2kHz)的国际标准，诸如标准ISO11784和ISO 11785或ISO/CEI 18000-6C。

被收纳到电子标签中的RFID应答器通常包括发送/接收天线和连接到该天线的微芯片(电子芯片)，其电子组件执行一项或多项相对复杂的电子功能。

为了机械保护和防止伪造的目的，天线和微芯片通常被封装在制成耳标的一个部分的塑料中，该部分例如位于标签的平面区域中。

已知多种用于生产RFID应答器并用于将其组装到耳标的平面区域中的方法。

例如，根据第一种已知方法，应答器由电子芯片和承载该芯片的环形硅微电路制成，由塑料(通常为聚氨酯)制成的环形胶囊将应答器与外界隔离，即使在恶劣的湿度和脏污条件下，这种恶劣的湿度和脏污条件通常能够在养殖牛、绵羊、山羊、猪和其他家畜时遇到。

根据另一种方法，UHF发送/接收频谱天线和微芯片粘贴到单独的膜上、蚀刻到单独的膜中或者焊接到单独的膜上，该单独的膜通常由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，然后在通常通过超声焊接封装耳标的塑料的剩余部分之前通过粘贴或焊接标签来将该膜连接到塑料基板。

根据该另一种方法的电子标签具有比根据前述第一种方法的标签轻的优点。

申请人注意到，当前可用的在UHF频谱中发射/接收的电子标签的一个主要缺点在于，在电子标签的寿命期间，它们的性能可能随机变化并且它们甚至可能停止工作。

具体地，根据应答器相对于动物的位置，注意到，由电子标签发送/接收的信号可能经历修改，该修改可能由于利用固定的读取器/发射器校准的发送/接收距离而被禁止。

国际专利申请WO2019/071222公开了一种用于养殖猪的电子识别耳标，其包括凹部分和凸部分，该电子识别耳标的盒体容纳用于记录猪的心跳的电光传感器(光电体积描记传感器)、加速度计以及用于传输该传感器和该加速度计的数据的无线(RFID、蓝牙等)传输系统。该耳标由于所利用的电子组件和相关联的盒体而非常重而且大，并因此不能说真正适合于幼小动物和/或耳朵脆弱的动物。

因此，尤其是为了减弱上述主要缺点，而需要改进用于动物的电子识别耳标。

另一需要是提供一种用于动物的电子识别标签，该电子识别标签轻而且不是很大，从而可以使该电子识别标签容易被动物接受。

本发明的目的是至少部分满足该需求或这些需求。

发明内容

为此，根据本发明的一个方面，本发明涉及一种用于动物的识别耳标，包括：

-凸部分，所述凸部分包括轴，所述轴具有被配置成刺穿动物耳朵并将所述耳标固定到所述耳朵的尖端；

-凹部分，所述凹部分用于被固定在所述轴周围，

其中：

所述凸部分或所述凹部分收纳UHF识别系统的一部分，以及

所述凸部分或所述凹部分被配置成在固定所述尖端期间使所述UHF识别部分压靠所述动物耳朵，并且一旦已经进行固定，无论所述动物耳朵如何随时间生长，都保持所述UHF识别部分压靠所述动物耳朵，而无需外部干预。

优选地，所述UHF识别系统是射频识别(RFID)系统。

换句话说，本发明旨在限定一种两件式电子动物标签，其中一个部件收纳了UHF、优选RFID电子识别部分，另一个部件收纳了将UHF部分压靠动物耳朵并在其整个寿命期间保持UHF部分压靠动物耳朵的部件。

因此，无论电子标签所固定到的动物及其耳朵如何长大或形态上生长，都将保持UHF部分初始压靠动物耳朵。

根据本发明的方案允许关于UHF信号、优选RFID信号的传输的性能在动物的整个寿命中完全保持。

在测试期间，发明人注意到，由纳入标签的识别部分发送/接收的UHF波的传播可以一方面通过整合方法本身(尤其是当它为封装方法时)修改，另一方面明显地由识别部分相对于动物耳朵的距离修改。

因此，发明人想到将UHF识别部分压靠耳朵，使得其中存在大量水(其是非常好的导体)的动物耳朵的表面保证工作频率被保持，并因此由UHF部分反射的发送/接收信号总体上较弱地衰减，并且保证信号的取向能够非常明确。

此外，通过在动物生长期间保证UHF部分与耳朵表面之间的接触被保持，传输性能被完整保持。

因此，本发明可以在尤其是畜群内的动物的整个寿命期间保证动物的系统化的单独追踪。

优选采取承载电子芯片及其天线的薄膜的形式的UHF部分的设计及其整合到根据本发明的耳标的凸部分的基部中具有高紧凑度、重量轻的特殊优势。

根据一个有利实施方式，所述凸部分或所述凹部分包括用于保持所述UHF部分压靠所述耳朵的至少一个弹性压缩部件。

根据该实施方式，一个有利变型实施方式在于，所述凹部分由大体上截头圆锥形的单个塑料件构成，在所述塑料件中形成沿截头圆锥体的母线延伸的至少一个通孔，以形成至少一个圆锥螺旋形弹簧的匝段。

有利地，所述塑料件包括沿所述母线彼此平行定位的三个圆锥螺旋形弹簧的匝段。

优选地，制成所述塑料件的材料选自聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、热塑性聚氨酯(TPU)、或其组合。

根据一个有利变型，所述凸部分包括平坦基部，所述平坦基部容纳所述UHF部分并且所述轴的与所述尖端相对的端部固定到所述平坦基部。

优选地，所述平坦基部由两个平坦塑料件制成，所述两个平坦塑料件通过粘贴或焊接而连接在一起，以限定内部容纳所述UHF部分的密封内部空腔。

可以在所述两个平坦塑料件之间设置两个超声波焊接的能量轨道或两个O形环，从而以其作为所述密封内部空腔的边界。

作为弹性压缩部件，代替截头圆锥形的塑料件，可以有利地预想以下变型中的任一者：

-大体上喇叭形状的弹簧，所述弹簧牢固地固定到所述凸部分的基部并且布置在所述轴周围；

-大体上环形的弹簧，所述弹簧牢固地固定到所述轴并且布置在所述轴周围；

-螺旋形弹簧，所述弹簧牢固地固定到所述凸部分的基部并且布置在所述轴周围。

根据一个有利特征，收纳到所述凸部分的所述UHF部分由UHF发送/接收频谱天线和连接到所述频谱的微芯片组成，所述天线和微芯片粘贴到由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的膜上、蚀刻到所述膜中或焊接到所述膜上，或者收纳到被配置成承载PCB(PCB是印刷电路板的首字母缩略词)类型的电子部件的区域中。

本发明的另一主题是一种畜群射频识别系统，该系统包括固定的读取器/发射器，所述读取器/发射器被配置成读取射频信号/将射频信号发送到多个如上所述的识别耳标中的任一者，每个耳标被固定到所述畜群中的单独动物的耳朵。

最后，本发明的一个主题是一种用于再利用如上所述的识别耳标的一部分的方法，包括以下步骤：

-移除第一动物的所述识别耳标；

-取回收纳所述UHF识别部分的所述凸部分或所述凹部分；

-对所述UHF识别部分进行再编码以识别第二动物；

-分别通过没有所述UHF部分的新的凹部分或凸部分以及通过所取回的具有再编码的UHF部分的凸部分或凹部分来将识别耳标固定到所述第二动物。

通过阅读本发明的实现方式的示例的详细描述，本发明的其他优势和特征将变得更加显而易见，参考以下附图以说明性而非限制性的方式给出该描述。

附图说明

图1是处于组装配置的根据本发明的电子动物识别标签的示例的透视图，其中标签的凹部分处于其静止位置。

图2是图1中的标签的侧视图。

图2A是图2中的耳标的纵向截面图。

图3是图1至图2A中的耳标的分解图。

图4是图1至图3中的耳标的凹部分的示例的透视图。

图5是图4中的凹部分的正视图。

图6是图4中的凹部分的后视图。

图7是根据本发明的电子识别标签在被固定到群养猪的耳朵上时的照片仿制图。

图8是根据本发明的电子识别标签在被固定到群养猪的耳朵上时的照片仿制图。

图9是根据本发明的电子识别标签在被固定到群养猪的耳朵上时的照片仿制图。

图10是测试通道的俯视图，在该测试通道中测量针对根据本发明和根据现有技术(为了对比)的动物佩戴的电子识别标签的接收信号强度指示。

图11是图10中的测试通道的侧视图。

图12示出了用于按压UHF识别部分的第一变型弹簧形状的示意纵向截面图，该部分牢固地固定到根据本发明的电子识别标签的凸部分。

图13示出了用于按压UHF识别部分的第二变型弹簧形状的示意纵向截面图，该部分牢固地固定到根据本发明的电子识别标签的凸部分。

图14示出了用于按压UHF识别部分的第三变型弹簧形状的示意纵向截面图，该部分牢固地固定到根据本发明的电子识别标签的凸部分。

具体实施方式

如图1、图2、图2A和图3所示，通常由附图标记1标示的RFID识别耳标(即所谓的电子标签)包括塑料的凸部分2和塑料的凹部分3，凹部分3配置成被固定到凸部分。

凸部分2包括大体上为圆形的平坦基部20以及牢固地固定到基部20的轴21。

在所示的示例中，平坦基部20由两个部分22、23制成，这两个部分22、23通过焊接或粘贴连接在一起，从而在其间限定密封空腔24。

在该密封空腔24内部容纳RFID识别系统10的一个部分。该RFID部分包括UHF发送/接收频谱天线和连接到频谱天线的微芯片，所述天线和微芯片粘贴到膜11上、蚀刻到膜11中或者焊接到膜11上，膜11由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。该承载天线和微芯片的PET膜11因此在两个部分22、23被连接在一起之前插入两个部分22、23之间，这使得可以尤其是通过多个保持销220将PET膜11保持在适当位置，保持销220通过与部分22的其余部位模制而一体形成并且朝向部分23突出并抵靠部分23。在图3中可以看出，PET膜11采用薄圆片的形式，并在其中心穿孔以用于使轴21穿过。

在图2A中可以看出，轴21通过其一端牢固地固定到平坦基部20的部分23的中心。

轴的另一端成形为尖端25，尖端25配置成刺穿动物的耳朵并将标签固定到动物的耳朵。

为了完善空腔24的密封性并因此更好地保护内部的RFID部分，在两个部分22、23被超声波焊接连接在一起之前在这两个部分之间布置两个超声波焊接能量轨道26、27。在连接操作主要是机械固定的情况下，有利地是可以预想使用O形环代替能量轨道26、27。

在所示的示例中，轴21和部分22、23由聚酰胺(PA)制成，优选地由经过机加工的聚酰胺制成。轴21和部分22、23也可以由热塑性聚氨酯(TPU)或者聚丙烯(PP)制成。

关于凹部分3，其包括大体上为截头圆锥形的基部30以及连接到基部30的小直径端的圆柱形端头配件31。

在截头圆锥体30中形成彼此平行且每一者都沿截头圆锥体30的母线延伸的三个通孔。

因此形成的各个塑料条构成圆锥螺旋形弹簧的匝段32、33、34。具有由单个圆锥螺旋形弹簧组成的凹部分的基本优点是该凹部分的轴向高度可以较小(具有较低的重量)，这对于待固定到动物耳朵上的标签来说是期望的。当所使用的几何形状包括三匝32、33、34时，可以压缩圆锥螺旋形弹簧直至该弹簧的长度接近于一匝32、33、34的厚度。

换句话说，当匝32、33、34彼此嵌套时，弹簧30的压缩行程可以较大。通常，弹簧静止时的高度与最小高度之间的差值可以是约6mm。

如图2A和图6所示，内部中空的端头配件31包括保持唇缘35，保持唇缘35的功能是在轴20的尖端25插入端头配件31中时保持尖端25，这因此使得凹部分3保持连接到凸部分2，而与弹簧30经受的压缩应力无关。

在根据本发明确定凹部分3的尺寸时，需要注意确保弹簧30在静止时的高度留出足够高度的自由空间E，以在电子标签1已经被固定在适当位置时保证基部20以及因此空腔24中容纳的RFID部分压靠动物的耳朵(O)。

随着动物长大，弹簧30将被开始彼此嵌套的匝32、33、34压缩，并且将确保向耳朵(O)的表面施加接触力，这保证了施加将基部20压靠耳朵的表面的力，耳朵的该表面与接触凹部分3的表面相对。

在本发明的上下文中，由于圆锥螺旋形弹簧30可以在较大高度上进行压缩，因此即使电子标签1所固定到的动物的耳朵(O)非常明显地长大，也能够保证力将基部20压靠耳朵(O)。

作为示例，对应于圆锥螺旋形弹簧30的静止状态的凸部分2的基部20与凹部分3的基部20之间的最小空间E可以为约5mm(图2A)。

相比之下，对应于圆锥螺旋形弹簧3的最大压缩状态的凸部分2的基部20与凹部分3的基部20之间的最大可用空间可以为约12mm。

为了在使用刺穿动物的耳朵(O)的轴21的尖端25将凸部分2固定到所述耳朵的同时连接凸部分2和凹部分3，可以使用一对合适的钳子。

图7至图9示出了固定到动物耳朵(O)的电子标签1，其中弹簧30处于其静止状态与其最大压缩状态之间的中等压缩状态。

作为示例，在该中等压缩状态下，电子标签1压靠厚度E1为约10mm的耳朵(O)的两侧(图9)。

发明人已经对刚刚描述的且附接到不同大小和/或重量的一定数量的猪上的多个电子标签1进行性能试验。

首先注意到，标签1的附接没有造成任何发红或任何感染，无论是关于由标签的尖端21刺穿的孔还是关于任何可能发生的刺激。

此外，注意到，100％的标签仍然被机械地保持，并且100％的由标签1传输的RFID信息能够利用人工读取器读取。

可以利用本发明的其他变型和优点，而不脱离本发明的范围。

刚刚描述的电子识别标签可以同等良好地固定到猪的耳朵、绵羊的耳朵、牛的耳朵或甚至山羊的耳朵或实际上任何其他类型的家畜的耳朵。

根据本发明的电子识别标签仍然功能正常，而与为其提供该标签的动物的长大无关。因此该标签能够适应于动物耳朵厚度的增长，该厚度对于猪通常为5mm至12mm，以及对于牛、绵羊和山羊通常为5mm至10mm。

申请人已经进行试验以突出利用根据本发明的电子标签的检测效率。

这些试验旨在测量由一群猪(A)佩戴的标签传输的接收信号强度指示(RSSI)。

图10和图11示出了进行试验的环境。

针对通道的问题是，在通道的壁(M)之间，一群猪(A)中的一些猪在其一个耳朵上佩戴根据本发明的电子识别标签，而该群猪中的其余猪在其一个耳朵上佩戴根据现有技术的电子识别标签。应注意，该通道不是有意地、特殊地为该试验配备的。因此，金属件、塑料件和电子硬件都已存在于该通道中。这些部件可能对RF波的行为产生影响，但是该影响对于所有测试的识别标签都是相同的。

更确切地说，根据现有技术的识别标签是由洛阳莱普生信息科技有限公司以商业标号UF202出售的识别标签，该识别标签能够传输在860mHz-960mHz范围内的信号。

配置成检测UHF信号的检测天线100悬挂在通道的顶板(P)上。

更确切地说，当检测天线100处于基本上水平的位置时，检测天线100位于离地面(S)80cm的高度处。此外，通道具有约1.5m的宽度(L)。

天线100的可配置最大功率为29dBm。

因此，试验旨在使每只都装配有至少一个电子识别标签的猪沿图10和图11中箭头所指示的方向跑过通道，从而针对每个被识别的标签，能够对动物进行计数，然后针对天线100相对于竖直轴线的各个倾角90°/45°/0°(如图11中用虚线和实线分别指示的)记录RSSI功率水平。

所获得的结果被整理在下面的表格中。

表格

从该表格中可以清楚地看出：

-检测天线100相对于地面成90°的配置看起来是最有利的位置，因为在该配置中根据本发明的标签具有最高的RSSI；

-根据本发明的标签的平均RSSI高于根据现有技术的标签的平均RSSI。对于既佩戴根据现有技术的识别标签又佩戴根据本发明的识别标签的动物也观察到该趋势。

对于佩戴根据本发明的识别标签、但是有意从动物的耳朵上拆卸平坦基部20的猪，也进行测量。观察到，在检测天线100竖直的配置中，这些从耳朵“拆卸”的标签不能被天线100检测到。尽管在图1至图9所示的示例中，通过构成根据本发明的识别标签的凹部分3的一组成部分的弹簧将UHF识别部分按压至适当位置，但是很有可能想到收纳到凸部分2或牢固地固定到凸部分2的具有按压功能的弹簧。因此，例如，可以利用：

-大体上为喇叭形状的弹簧4，所述弹簧牢固地固定到凸部分的基部20并且布置在轴21周围(图12)；

-大体上为环形的弹簧5，所述弹簧牢固地固定到轴21并且布置在轴21周围(图13)；

-螺旋形弹簧6，所述弹簧牢固地固定到凸部分的基部20并且布置在轴21周围(图14)。

本发明不限于刚刚描述的示例；特别地，所示出的示例的特征可以与未示出的变型中的特征彼此组合。

可以预想其他变型和改进，而不脱离本发明的范围。

Claims (15)

1.一种用于动物的识别耳标(1)，包括：

-凸部分(2)，所述凸部分包括轴(21)，所述轴(21)具有被配置成刺穿动物耳朵并将所述耳标固定到所述耳朵的尖端(25)；

-凹部分(3)，所述凹部分用于被固定在所述轴周围，

其中：

所述凸部分或所述凹部分收纳UHF识别系统的一部分，以及

所述凸部分或所述凹部分被配置成在固定所述尖端期间使UHF部分压靠所述动物耳朵，并且一旦已经进行固定，无论所述动物耳朵如何随时间生长，都保持所述UHF部分压靠所述动物耳朵，而无需外部干预。

2.如权利要求1所述的识别耳标(1)，其中，所述UHF识别系统是射频识别(RFID)系统。

3.如权利要求1或2所述的识别耳标(1)，其中，所述凸部分或所述凹部分包括用于保持所述UHF部分压靠所述耳朵的至少一个弹性压缩部件。

4.如权利要求3所述的识别耳标(1)，其中，所述凹部分由大体上截头圆锥形的单个塑料件构成，在所述塑料件中形成沿截头圆锥体的母线延伸的至少一个通孔，以形成至少一个圆锥螺旋形弹簧的匝段(32、33、34)。

5.如权利要求4所述的识别耳标(1)，其中，所述塑料件(3)包括沿所述母线彼此平行定位的三个圆锥螺旋形弹簧的匝段(32、33、34)。

6.如权利要求4或5所述的识别耳标(1)，其中，制成所述塑料件的材料选自聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、热塑性聚氨酯(TPU)、或其组合。

7.如前述权利要求中任一项所述的识别耳标(1)，其中，所述凸部分包括平坦基部(20)，所述平坦基部容纳所述UHF部分并且所述轴(21)的与所述尖端(25)相对的端部固定到所述平坦基部。

8.如权利要求7所述的识别耳标(1)，其中，所述平坦基部(20)由两个平坦塑料件(22、23)制成，所述两个平坦塑料件通过粘贴或焊接而连接在一起，以限定内部容纳所述UHF部分的密封内部空腔(24)。

9.如权利要求8所述的识别耳标(1)，包括布置在所述两个平坦塑料件之间的两个超声波焊接能量轨道或两个O形环(26、27)，从而以其作为所述密封内部空腔(24)的边界。

10.如权利要求3和7至9中任一项所述的识别耳标(1)，包括作为弹性压缩部件的大体上喇叭形状的弹簧(4)，所述弹簧牢固地固定到所述凸部分(2)的基部(20)并且布置在所述轴(21)周围。

11.如权利要求3和7至9中任一项所述的识别耳标(1)，包括作为弹性压缩部件的大体上环形的弹簧(5)，所述弹簧牢固地固定到所述轴(21)并且布置在所述轴(21)周围。

12.如权利要求3和7至9中任一项所述的识别耳标(1)，包括作为弹性压缩部件的螺旋形弹簧(6)，所述弹簧牢固地固定到所述凸部分(2)的基部(20)并且布置在所述轴(21)周围。

13.如前述权利要求中任一项所述的识别耳标(1)，其中，收纳到所述凸部分的所述UHF部分由UHF发送/接收频谱天线(10)和连接到所述频谱天线的微芯片组成，所述天线和所述微芯片粘贴到由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的膜(11)上、蚀刻到所述膜(11)中或焊接到所述膜(11)上，或者收纳到被配置成承载PCB类型的电子部件的区域中。

14.一种畜群射频识别系统，包括固定的读取器/发射器(100)，所述读取器/发射器被配置成读取射频信号/将射频信号发送到多个如前述权利要求中任一项所述的识别耳标(1)中的任一者，每个耳标被固定到所述畜群中的单个动物的耳朵。

15.一种用于再利用如权利要求1至13中任一项所述的识别耳标的一部分的方法，包括以下步骤：

-移除第一动物的所述识别耳标；

-取回收纳所述UHF识别部分的所述凸部分或所述凹部分；

-对所述UHF识别部分进行再编码以识别第二动物；

-分别通过没有所述UHF部分的新的凹部分或凸部分以及通过所取回的具有再编码的UHF部分的凸部分或凹部分来将识别耳标固定到所述第二动物。

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