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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfolgung des Aufenthaltsortes von Nutztieren innerhalb eines abgeschlossenen Bereiches nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus verschiedenen Gründen, die beispielsweise in der
EP 2 879 615 B1 erläutert sind, ist es wichtig, den Aufenthaltsort von Nutztieren, insbesondere von Kühen, innerhalb eines abgeschlossenen Bereiches, z.B. innerhalb eines Laufstalles oder auf einer Weide zu kennen und zu verfolgen. In der genannten Druckschrift wird beschrieben, dass durch die Analyse des Bewegungsmusters der Nutztiere eine Brunsterkennung möglich wird. Ferner lassen sich andere Informationen über die Nutztiere und ihre Krankheiten aus dem Bewegungsmuster ableiten. Es ist ferner wichtig, zu wissen, wie hoch die Nahrungsaufnahme der Nutztiere ist, wie oft sich die Nutztiere also im Bereich der Futtertische, der Wassertröge oder der Kraftfutterstationen befinden. Aus der Zeit der Nahrungsaufnahme lässt sich rückschließen, ob das Nutztier eine angemessene Nährstoffversorgung erhält.
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Informationen über den Aufenthaltsort bzw. dessen Änderung lassen sich auf optischem Wege erzielen, z.B. durch eine Kameraüberwachung des Stalles. Durch geeignete Bildverarbeitung lässt sich bei Fleckvieh eine Information über den Aufenthalt und das Bewegungsmuster der einzelnen Tiere ableiten. Dieses Verfahren ist jedoch teuer, da es aufwendige Kameras und Bildverarbeitungsalgorithmen erfordert, und ungenau.
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Besser eignet sich ein verbreitetes Verfahren, bei welchem der zu überwachende Bereich mit im Ultrahochfrequenzbereich (860-960 MHz) arbeitenden Antennen ausgestattet ist, welche mit Transpondern wechselwirken, die sich in den Ohrmarken oder an einem anderen Ort des Tieres befinden. Sobald das Nutztier sich mit seiner den Transponder enthaltenden Ohrmarke im Bereich einer dieser Antennen befindet, wird ein entsprechendes Signal erzeugt. Diese Signale können durch Triangulation auch miteinander kombiniert werden, so dass sich eine noch höhere Ortsauflösung ergibt. Das Verfahren ist sehr präzise, erfordert jedoch eine vollständige Verdrahtung des zu überwachenden Bereiches mit Antennen und UHF-Transmittern, da jeder UHF-Transmitter auch eine eigene Stromversorgung und Verbindung mit einer zentralen Recheneinheit benötigt. Auch die Ausrichtung der Antennen muss präzise sein und die entsprechende Ausstattung eines Stalles dauert - in Abhängigkeit der Größe des Stalles - mehrere Tage bis Wochen.
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Ein, was die Ortsauflösung betrifft, etwas ungenaueres Verfahren basiert auf dem Industriestandard „Bluetooth Low Energy“. Hier wird im Mikrowellen-Frequenzbereich bei ca. 2,4 GHz gearbeitet und die Nutztiere müssen aktive Transponder, also mit einer Batterie ausgestattete Transponder, tragen. Allerdings müssen die Transmitter, welche innerhalb des zu überwachenden Bereichs verteilt sind, keinen Anschluss an eine externe Energieversorgung aufweisen, da diese nur einen sehr geringen Energiebedarf haben. Hier genügt die Versorgung der Transmitter mit einer eingebauten Batterie, welche eine sehr hohe Lebensdauer von vielen Jahren erreichen kann. Derartige Systeme sind unter dem Markennamen „Beacon-Technologie“ für verschiedenste Anwendungen im Bereich der Indoor-Navigation im Handel. Hier genügt es, die als Beacons bezeichneten Transmitter einfach aufzustellen bzw. zu befestigen, ohne dass diese einer Stromversorgung bedürften. Diese Beacons senden in regelmäßigen Abständen ein Signal im Mikrowellenbereich aus, welchem ihr Aufstellort zuordenbar ist. Es müssen also keine Kabel oder Leitungen verlegt und auch keine Antennen ausgerichtet werden. Nachteilig ist jedoch, dass dieses System keine präzise Ortsbestimmung ermöglicht. Gerade im Bereich der Wasser- und Futterversorgung ist jedoch eine präzise Ortsbestimmung unerlässlich, um sicher zu sein, dass sich das Nutztier nicht nur in der Nähe des Futtertisches bzw. Wassertrogs befindet, sondern auch tatsächlich Nahrung bzw. Wasser aufnimmt.
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Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Verfolgung des Aufenthaltsortes von Nutztieren innerhalb eines geschlossenen Bereichs so auszubilden, dass es einerseits einfach und kostengünstig betrieben werden kann, andererseits aber in kritischen Überwachungsbereichen eine hohe Zuverlässigkeit ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Erfindungsgemäß kombiniert das Verfahren die beiden beschriebenen bekannten Verfahren dergestalt, dass in den Bereichen, in welchen keine exakte, sondern nur eine ungefähre Positionsbestimmung der Nutztiere nötig ist, die preisgünstiger zu installierende MikrowellenTechnik mit Hilfe der Bluetooth-Low-Energy-Technik eingesetzt wird, während in den kritischen Bereichen, in welchen eine sehr präzise Ortsüberwachung nötig ist, Transmitter im Ultrahochfrequenzbereich eingesetzt werden. Die Nutztiere müssen hierzu sowohl einen Transponder für den Mikrowellen-Frequenzbereich als auch einen Transponder für den Ultrahochfrequenzbereich tragen. Der zu überwachende, abgeschlossene Bereich ist mit einer Vielzahl voneinander beabstandeter erster Transmitter ausgestattet, welche im Mikrowellen-Frequenzbereich arbeiten und regelmäßig Informationen über ihren Aufstellort senden. Hierbei nimmt ein in der Umgebung eines ersten Transmitters befindlicher, an einem Nutztier angebrachter erster Transponder dieses Signal wahr und sendet diese Ortsinformation über einen an einer beliebigen Stelle im Stall angebrachten Controller an die zentrale Rechenenheit.
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Innerhalb eines oder mehrerer Unterbereiche des abgeschlossenen Bereiches, in welchen eine höhere Präzision der Überwachung notwendig ist, befinden sich die im Ultrahochfrequenzbereich operierenden zweiten Transmitter. Diese können einen geringeren Abstand voneinander aufweisen als die ersten Transmitter. Sie erzeugen ein das Nutztier identifizierendes zweites Signal, sobald sich ein Nutztier in der zweiten Umgebung der zweiten Transmitter befindet und senden dieses Signal unmittelbar und vorzugsweise kabelgebunden an die zentrale Recheneinheit zur weiteren Auswertung.
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Die zweite Umgebung der zweiten Transmitter ist in der Regel von einer geringeren räumlichen Ausdehnung als die erste Umgebung der ersten Transmitter, so dass eine bessere räumliche Auflösung ermöglicht wird. Die zweiten Transmitter und Transponder im Ultrahochfrequenzbereich arbeiten bei Frequenzen zwischen 400 und 1000 MHz.
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Die beiden Transponder für jedes Nutztier können innerhalb einer Umhüllung angebracht, insbesondere in diese eingeschweißt sein. Sie können sich innerhalb einer Ohrmarke oder an einem anderen Ort des Nutztieres, z.B. innerhalb einer Aufnahme am Halsband befinden. Die Anordnung kann sowohl innerhalb eines Stalles als auch auf einer Weide als auch zwischen Stall und Weide eingesetzt werden.
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Vorzugsweise ist der Unterbereich des abgeschlossenen Bereichs ein Futtertisch, ein Melkstand, ein Melkroboter, eine Tränke, ein Melkkarussell, ein Selektionstor 15, eine Messstelle zur Lahmheitsdiagnostik, eine Messstelle zur Erkennung des Body Condition Score oder eine Kraftfutterstation. Es kann sich um jeden anderen Unterbereich handeln, in welchem eine möglichst genaue Ortserfassung der Tiere notwendig ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen erläutert. Diese zeigen:
- 1: Eine Darstellung eines Behältnisses mit den Transpondern; und
- 2: Eine schematische Draufsicht auf einen zu überwachenden abgeschlossenen Bereich, hier einen Laufstall.
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Zur Realisierung der Erfindung muss jedes zu überwachende Nutztier, insbesondere also jede zu überwachende Kuh, mit einem ersten und einem zweiten Transponder 5 bzw. 6 ausgestattet werden, wobei ein erster Transponder 5 im Mikrowellen-Frequenzbereich mit dem Industriestandard „Bluetooth-Low-Energy“ bei ca. 2,4 GHz lediglich Signale sendet, welche dessen Aufstellort entsprechen, und ein zweiter Transponder 6 im UHF-Bereich (Ultrahochfrequenzbereich) bei 860-960MHz arbeitet und auf Signale die er von einem zweiten Transmitter 4 erhält, selbst Funksignale mit der Identifikation (ID) des erfassten Tieres erzeugt und an die zentrale Recheneinheit sendet. Der erste Transponder 5 ist als Zylinder dargestellt, wobei sich innerhalb dieses Zylinders eine Platine mit der elektronischen Schaltung für den Transponder und eine Batterie befinden. Der zweite Transponder 6 ist lediglich als gestrichelte Platte dargestellt, welcher die Elektronik trägt. Dieser zweite Transponder 6 ist nicht mit einer Batterie ausgestattet, sondern arbeitet als passiver Transponder. Beide Transponder 5 und 6 befinden sich innerhalb einer Umhüllung 7, welche als Gehäuse ausgebildet ist, das vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Die Umhüllung 7 ist so ausgeführt, dass Sie den ersten Transponder 5 und den zweiten Transponder 6 vollständig umschließt und aufnehmen kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Umhüllung 7 an Ihrer oberen, offenen Seite zwei Durchführungen 8 auf, durch welche ein Halsband 9 geführt ist, welches dem zu überwachenden Nutztier um den Hals gelegt und mit einer Schließe verschlossen wird. Auf diese Weise ist die Umhüllung 7 mit den darin eingelegten Transpondern 5 und 6 sicher und zuverlässig mit dem Nutztier verbunden. Alternativ kann das Halsband 9 auch an einer anderen Stelle des Nutztiers angeordnet werden und die Umhüllung 7 kann auch geschlossen ausgebildet sein oder eine verschließbare Öffnung zum Wechseln der Transponder 5 bzw. 6 bzw. der Batterien des ersten Transponders (5) aufweisen.
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Der in 2 schematisch dargestellte Laufstall bildet einen abgeschlossenen Bereich 1, in welchem sich die zu überwachenden Nutztiere befinden. Dieser zu überwachende Bereich 1 beinhaltet Laufwege 10 und Liegeboxen 11 für die Nutztiere. Darüber hinaus beinhaltet der abgeschlossene Bereich 1 einen Futtertisch 12, einen Melkroboter 13, eine Tränke (14) und kann darüber hinaus ein nicht dargestelltes Melkkarussell, ein Selektionstor 15, eine Messstelle zur Lahmheitsdiagnostik, eine Messstelle zur Erkennung des Body Condition Score oder eine Kraftfutterstation beinhalten.
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In 2 ist ein weiterer Bereich 16 dargestellt, bei dem es sich um einen Laufhof oder eine Weide handeln kann und der in gleicher Weise mit Transmittern 2 versehen sein kann wie der erste abgeschlossene Bereich 1, bei dem es sich um einen Laufstall handelt.
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Innerhalb des abgeschlossenen Bereichs 1 sind oben und im unteren Bereich Liegeboxen 11 für die Nutztiere, im dargestellten Ausführungsbeispiel Kühe, dargestellt. An diese Liegeboxen schließen sich Laufwege bzw. Laufbereich 10 an, in denen die Nutztiere frei herumlaufen können. Bezogen auf die in 2 oben dargestellten Liegeboxen 11 befindet sich gegenüber des ersten, ebenfalls oben dargestellten Laufwegs 10 ein Futtertisch 12, der in diesem Ausführungsbeispiel den Unterbereich 3 bildet. In dem darunter angeordneten Laufbereich 10 befinden sich ebenfalls Liegeboxen 11 sowie Tränken 14 und, rechts unten dargestellt, ein Melkroboter 13. In der Zeichnung links unten dargestellt zwischen dem abgeschlossenen Bereich 1 und dem weiteren Bereich 16 befindet sich ein Selektionstor 15. In allen Bereichen, in denen eine genauere Ortserfassung der Nutztiere gewünscht ist, können zusätzliche zweite Transmitter 4 angeordnet sein, also z.B. im Bereich des Selektionstors 15, des Melkroboters 13, der Tränken 14 oder - wie im hier ausschließlich bildlich dargestellten Fall - im Bereich des Futtertisches 12. Hier sind in 2 insgesamt acht zweite Transmitter 4 dargestellt.
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Während sich ein Nutztier im Bereich der Laufwege 10 befindet, wird dessen Ort mithilfe der ersten Transmitter 2, welche im gesamten abgeschlossenen Bereich in regelmäßigen Abständen aufgestellt sind, in Wechselwirkung mit den ersten Transpondern 5, welche an dem Nutztier gemäß 1 befestigt sind, überwacht, wobei hier die Genauigkeit der Ortsbestimmung es in der Regel nicht zulässt, zu erkennen, ob sich der Kopf des Nutztieres gerade über dem Futtertisch 12 oder einer anderen relevanten Station befindet oder nicht. Um diese Genauigkeit zu verbessern, ist der besonders interessierende Bereich - im abgebildeten Ausführungsbeispiel der Futtertisch 12 - mit zweiten Transmittern 4 ausgestattet, welche mit den zweiten Transpondern 6, welche an dem Nutztier befestigt sind, wechselwirken. Die zweiten Transmitter 4 stehen mit einer zentralen Recheneinheit in Verbindung. Jedes Nutztier trägt einen zweiten Transponder 6, wobei jeder der zweiten Transmitter 4 bei Anwesenheit des Nutztiers in seiner (zweiten) Umgebung ein dieses Nutztier identifizierendes, zweites Signal an diese Recheneinheit sendet, wobei die Kommunikation zwischen den zweiten Transpondern 6 und den zweiten Transmittern 4 im Ultrahochfrequenzbereich erfolgt. Die zweiten Transmitter 4 sind also in der Regel kabelgebunden oder über einen dauerhaften Funkkontakt mit der zentralen Recheneinheit verbunden und müssen mit Strom beaufschlagt werden. Zu Ihrer Montage ist ein Verkabelungsaufwand erforderlich. Im Ergebnis ist jedoch die Ortserfassung über die zweiten Transmitter deutlich genauer. Zweite Transmitter 4 und zweite Transponder 6 liegen sehr nahe beieinander, wenn sich der Kopf des Nutztiers über dem Futtertisch 12 befindet und die zweiten Transmitter senden ein scharf begrenztes Signal aus, sodass eine Aussage darüber getroffen werden kann, ob sich das Nutztier mit dem Kopf über dem Futtertisch 12 befindet (was einem Fressvorgang gleichkommt) oder nicht.
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Die zweiten Transmitter 4 können in gleicher Weise in jedem anderen Unterbereich des abgeschlossenen Bereichs 1 oder auch in dem weiteren Bereich 16 eingesetzt werden, wenn dort eine genaue Ortserfassung der Nutztiere erwünscht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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