JP2001120099A

JP2001120099A - 動物の運動量管理システム

Info

Publication number: JP2001120099A
Application number: JP30316999A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Akiba; 泰史秋庭; Takeshi Wanaka; 剛和中
Original assignee: Bio Oriented Technology Research Advancement Institution; Sasaki Co Ltd; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Bio Oriented Technology Research Advancement Institution; Panasonic Electric Works Co Ltd; Sasaki Co Ltd
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】消費電力の削減が図れ、長期間電池の交換な
しに使用可能な動物の運動量管理システムの構造を提供
する。【解決手段】待機時は、動物の運動量を計測し記憶す
る処理を行う構成のみに電力を供給し、ゲート等を動物
が通過した時には、受信装置４から送信された、データ
を要求するための電波によって送信装置２に設けられた
送信起動用同調回路１３に発生する誘導起電力をトリガ
ーとして所定の回路に電力を供給し、送信データを無線
で送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動物の歩行数でも
って運動量を管理する動物の運動量管理システムに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の運動量管理装置として、
動物の足に装着されて歩行時の振動を検知しカウントし
て、累積された累積カウント値を所定時間毎に出力する
振動検知機と、出力された複数の累積カウント値が時系
列で記述されたカウントデータを記憶するカウントデー
タメモリと、カウントデータを解析する解析部とを備え
た構成のものが存在する。

【０００３】さらに詳しくは、動物の歩行数、つまり運
動量は累積カウント値の積算値で表され、その歩行数は
発情時に２割以上も増えることが確認されているので、
歩行数の時間的推移から発情の有無を把握できる。ま
た、一定時間の間、累積カウント値がカウントデータに
記述されないとき、または、累積カウント値の積算値が
低下したとき、動物の病気や発情等の健康状態を反映す
るものと考えられ、その健康状態の管理手段としての応
用が提案されている。

【０００４】また、米国特許４２４７７５８号、及び、
米国特許４６１８８６１号では動物の運動量と歩行数と
の明確な相関関係への言及はないが、動物の首に装着し
て運動量を計測する運動量管理装置が提案されている。

【０００５】また、出願人は、歩行数をカウントするセ
ンサ部が背骨に対する脚の反対側の体表面に装着され
て、動物の歩行状態、又は、走行状態における運動量を
検出する運動量管理装置を、特願平９−２２９０３３
号、及び、特願平９−２２９０３４号にて提案されてい
る。

【０００６】また、上記技術に対し改良されたものが特
願平９−２９６０７３号にて提出されているが、警報信
号を出力する出力手段の構成及びその出力方法について
は言及はない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の運動量
管理装置では、累積カウント値が時系列で記述されたカ
ウントデータから歩行数を推測して、動物の病気や発情
等の健康状態を管理することができる。

【０００８】しかしながら、動物の運動量が累積カウン
ト値の積算値で表されるので、動物が発情したとき、そ
の発情は発情時の積算値と通常時の積算値との比較で判
断せざるを得ず明確な判断基準を持たないので、判定者
によって判断が異なり、発情時期の正確な判断を誤る場
合があった。

【０００９】また、動物の発情等の運動量の異常を高精
度で正確に判断できることを目的として、上記問題点に
鑑みてなしたものに、上記特願平９−２９６０７３号が
ある。しかし、このような運動量管理システムでは、動
物に装着される運動量管理装置に無線の送受信機が接続
され、これらの制御回路においては、常に電波の待ち受
け状態にあり、電力を消耗している。そのため、電池の
消耗が激しく大きな電池を装着するか、もしくは、短期
間で電池を交換する必要があった。

【００１０】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、動物の運動量
管理装置内部もしくは外部に接続された送信装置の消費
電力を削減することにより、接続される電池の寿命を延
長でき、長期間電池の交換なしに使用可能な動物の運動
量管理システムの構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の運度量管
理システムは、動物の歩行数をカウントして、カウント
データを出力するカウントセンサと、１日を複数個に区
分した各基準時刻から過去にさかのぼった所定の基準時
刻間のカウントデータが積算された各積算データを出力
する積算カウンタ手段と、各積算カウントデータを過去
の所定日数間における各積算カウントデータの平均値又
はその平均値と標準偏差に正の係数を乗じた数値との和
で除した相対比を演算する相対比演算手段と、相対比が
予め設定した設定値と比較して大きい場合、警報信号を
出力する出力手段とを備え、動物に装着されて運動量に
関する情報等を出力する運動量管理装置と、その運動量
管理装置に接続されて、前記運動量管理装置が出力する
信号と、装着された動物の識別信号とを含む送信データ
を無線で送信する送信装置と、その送信装置が送信する
送信データを受信する受信装置とを備えた運動量管理シ
ステムであって、待機時は、動物の運動量を計測し記憶
する処理を行う構成が動作状態となるように電力を供給
し、動物が、前記受信装置を取り付けたゲート等を通過
した時には、前記受信装置から送信された、データを要
求するための電波によって前記送信装置に設けられた送
信起動用同調回路に発生する誘導起電力をトリガー信号
として必要な回路に電力を供給し、前記送信データを無
線で送信することを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２記載の運度量管理システム
は、請求項１記載の運度量管理システムで、前記出力手
段は、前記設定値より大きい前記相対比が前記基準時刻
を起点として連続して検出された場合、前記警報信号を
出力するように構成されていることを特徴とするもので
ある。

【００１３】また、請求項３記載の運度量管理システム
は、請求項１または請求項２記載の運度量管理システム
で、データが正常に受信されると、前記受信装置は、デ
ータを要求するための電波とは周波数が異なる電波を送
信し前記送信装置に設けられた受信確認用同調回路に誘
導起電力を発生させ、前記送信装置は、その誘導起電力
をトリガー信号として、動物の運動量を計測し記憶する
処理を行う構成以外への電力供給を停止することを特徴
とするものである。

【００１４】また、請求項４記載の運度量管理システム
は、前記受信装置は、所定時間内に前記送信装置が送信
する送信データを受信できなければ、データを要求する
ための電波を再送信するように構成されていることを特
徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の動物の運動量管理システ
ムの一実施形態を図２に基づいて説明する。図で、１は
牛等の動物の首にベルトで装着され、運動量を計測記憶
し運動量の異常を検知して警報信号を出力したり、運動
量データを出力する運動量管理装置、２はベルトに装着
され、運動量管理装置１から出力される信号と、装着さ
れた動物の識別信号とを含む送信データを無線で送信す
る送信装置、３は動物が１頭ずつ通過することができる
ゲート、４はゲート３の上部に取り付けられ、送信装置
２との間でデータの授受を行う受信装置、５は受信装置
４と接続されたデータ管理用コンピュータである。

【００１６】次に、図１に基づいて運動量管理システム
の回路構成について説明する。図で、動物に装着される
運動量管理装置１は、動物の運動量を計測し記憶する処
理を行う運動量計測部１１と、制御回路１２と、送信起
動用同調回路１３と、受信確認用同調回路１４と、電池
１５とで構成されている。また、動物に装着されて運動
量管理装置１に接続される送信装置２は、送信回路を備
えた微弱電波送信機２１と、送信用アンテナ２２とで構
成されている。

【００１７】一方、ゲート等に取り付けられる受信装置
４は、制御回路４１と、受信回路を備えた微弱電波受信
機４２と、受信用アンテナ４３と、データ要求用アンテ
ナ４４と、データ正常受信伝達用アンテナ４５と、電源
４６とを備えており、運動量管理システムのデータの送
受信は、運動量管理装置１と接続された送信装置２と、
受信装置４との間で行われる。

【００１８】運動量管理装置１の送信起動用同調回路１
３は、電磁誘導によって誘導起電力が発生するコイルを
備えており、受信装置４のデータ要求用アンテナ４４か
ら放射される電波に同調しそのコイルに発生する誘導起
電力を用いて制御回路１２にデータ送信要求があった旨
のトリガー信号を出力するように構成されている。同様
に、受信確認用同調回路１４は、電磁誘導によって誘導
起電力が発生するコイルを備えており、データ正常受信
伝達用アンテナ４５から放射される、データ要求用アン
テナ４４から放射される電波とは周波数が異なる電波に
同調して、制御回路１２にデータが正常に送信された旨
の信号を出力するように構成されている。

【００１９】制御回路１２は、送信起動用同調回路１３
から出力されるトリガー信号によって起動され、消費電
力が少ない待機状態から動作状態に移行し、受信確認用
同調回路１４から出力されるトリガー信号によって、動
作状態から待機状態に移行するように構成されている。
また、微弱電波送信機２１には、送信時のみ電力が供給
されるように構成されている。さらに、運動量を計測し
記憶する運動量計測部１１には待機時においても電力が
供給され動作状態となるように構成されている。

【００２０】次に、図１及び図２に基づいて運動量管理
システムの動作について説明する。牧場には、一度に一
頭の動物が通過できるゲート３が設置されており、この
ゲート３の上部には、前述したように受信装置４が取り
付けられ、受信装置４のデータ要求用アンテナ４４から
は一定の周期で、データを要求するための、ある周波数
（ＢｋＨｚ）の電波が送信されている。動物がこのゲー
ト３を通過する時、その電波によって、動物に装着され
ている運動量管理装置１内の送信起動用同調回路１３に
設けられたコイルに誘導起電力が発生する。その誘導起
電力をトリガー信号として制御回路１２が起動され、制
御回路１２は、現在、動物がゲートを通過中であること
を認識し、送信装置２から、蓄積した運動量データや、
発情した旨の警報信号（発情トリガー）、及び、動物を
識別する識別信号とを含む送信データを送信する。この
送信データは、ゲート３に取り付けられている受信装置
４にて受信される。

【００２１】受信装置４での受信が正常に終了すると、
受信装置４は、データを要求するためのＢｋＨｚの周波
数の電波の送信を停止し、データ正常受信伝達用アンテ
ナ４５から、ＢｋＨｚの周波数とは周波数が異なる周波
数（ＡｋＨｚ）の電波を発信する。動物に装着されてい
る運動量管理装置１内の受信確認用同調回路１４は、こ
のＡｋＨｚの電波に同調するように構成されており、こ
のＡｋＨｚの電波を受信することによって受信確認用同
調回路１４に設けられたコイルには誘導起電力が発生す
る。その誘導起電力によって受信確認用同調回路１４
は、制御回路１２にトリガー信号を出力し、このトリガ
ー信号によって、制御回路１２は、データが、ゲート３
に取り付けた受信装置４に正常に送信できたことを認識
し、自ら待機状態に移行すると共に、送信装置２への電
力供給を停止する。

【００２２】また、制御回路１２は、データを送信後、
一定の時間内にＡｋＨｚの周波数の電波を受信しない場
合も、待機状態に移行し送信装置４への電力供給を停止
するように構成されている。

【００２３】次に、運動量管理装置１内に設けられる運
動量計測部１１の一実施形態について説明する。運動量
計測部１１は、振動検知機１１ａの出力を積算して出力
する積算カウンタ手段１１ｂと、積算カウンタ手段１１
ｂが出力する積算カウントデータに基づいて、過去の所
定日数間における各積算カウントデータの平均値又はそ
の平均値と標準偏差に正の係数を乗じた数値との和で除
した相対比を演算する相対比演算手段１１ｃと、相対比
が予め設定した設定値と比較して大きい場合、警報信号
を送信装置２に出力する出力手段１１ｄとを備えてい
る。

【００２４】次に、運動量計測部１１の動作について説
明する。まず、カウントセンサである振動検知機１１ａ
が振動を検知して歩行数を所定時間カウントする。振動
検知機１１ａは、例えば、加速度センサを備えており、
動物が歩行した時、印加された歩行方向の加速度を検知
して加速度データを出力する。時系列で記憶された加速
度データの一例を図３に示す。加速度は動物が歩行状態
又は走行状態の時、時間の経過と共に周期的に変化し、
一周期が、すなわち、山と山又は谷と谷とが一歩に対応
すると共に、走行状態の時、歩行状態と比較して一周期
の所要時間が短くなる。また、動物が静止状態（例え
ば、佇立、睡眠中等）の時、加速度変化がなく一定とな
る。このように加速度データによって、動物の歩行状
態、走行状態、または静止状態を把握できると共に、周
波数つまり歩数をカウントすることによって運動量を計
測することができる。但し、歩行数を計測するのに加速
度センサを用いず他のセンサ等を用いてもよい。

【００２５】次に、振動検知機１１ａが出力するカウン
トデータを時系列に沿って積算カウンタ手段１１ｂが記
憶し、連続する所定数のカウントデータが積算カウンタ
手段１１ｂによって積算される。つまり、一日を複数個
の時間帯に区分し、各時間帯の基準時刻ｍを設定して、
各基準時刻ｍの時点で、過去にさかのぼって所定数のカ
ウントデータを積算する。例えば、図４に示すように、
１日を０時、１時、２時、、、、２３時からなる２４個
の区間に区分し、各区間のカウントデータを記憶してお
き、ある基準時刻ｍの時点で、その基準時刻ｍを起点と
して、過去６時間分のカウントデータを積算して、積算
された積算カウントデータＡｍ（ｍ≦２３の自然数）を
求める。

【００２６】次に、相対比演算手段１１ｃが、マイクロ
コンピュータにより、過去の所定日数間、例えば、過去
６０日間における各積算カウントデータＡｍの平均値μ
ｍ、標準偏差σｍを演算すると共に、各積算カウントデ
ータＡｍを、平均値μｍと標準偏差σｍに正の係数３を
乗じた数値との和で除した相対比Ｒｍを演算する（Ｒｍ
＝Ａｍ／（μｍ＋３σｍ））。

【００２７】出力手段１１ｄは、相対比演算手段１１ｃ
で演算された相対比Ｒｍが予め設定した設定値である１
と比較して大きい場合、すなわちＡｍ／（μｍ＋３σ
ｍ）≧１である場合に警報信号を出力するように構成さ
れている。但し、相対比演算手段１１ｃで演算された相
対比Ｒｍが予め設定した設定値である１と比較して大き
い場合が所定回数連続して発生した場合に警報信号を出
力するように構成してもよい。

【００２８】なお、各積算カウントデータＡｍを、過去
６０日間における各積算カウントＡｍの平均値μｍと標
準偏差σｍに正の係数３を乗じた数値との和で除した値
を相対比Ｒｍとしたが、その相対比Ｒｍを各積算カウン
トデータＡｍの平均値μｍで除したものとしてもよく
（Ｒｍ＝Ａｍ／μｍ）、限定されない。

【００２９】また、各基準時刻ｍを、一日を２４個に区
分したものとしたが、４個又は６個等に区分したものと
してもよく、さらに、６時間過去にさかのぼってカウン
トデータを積算するとして説明したが、それらの数値に
限定されるものではない。

【００３０】さらに、各積算カウントデータＡｍの平均
値μｍと標準偏差σｍを演算する時、各積算カウントデ
ータＡｍを記憶しておく期間を６０日に、相対比Ｒｍの
異常を検知する設定値を１にそれぞれ設定したが、それ
らの数値に限定されるものではなく、他の数値であって
もよい。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の運動量管理システムは、
待機時に、動物の運動量を計測し記憶する処理を行う構
成が動作状態となり、送信装置への電力の供給を停止す
るように構成されているので、消費電力を大幅に削減す
ることができ、長期間、電池の交換無しに使用すること
ができ、家畜飼養管理の省力化を行うことができる。

【００３２】請求項２記載の運動量管理システムは、請
求項１記載の運動量管理システムで、設定値より大きい
相対比が基準時刻を起点として連続して検出された場
合、警報信号を出力するように構成したので、信頼性の
向上を図ることができる。

【００３３】請求項３記載の運動量管理システムは、請
求項１または請求項２記載の運動量管理システムで、デ
ータが正常に受信されたのを確認して、動物の運動量を
計測し記憶する処理を行う構成以外への電力供給を停止
するので、一定時間後に電力供給を停止する方法等に比
べて、より電力消費の低下を図ることができる。

【００３４】請求項４記載の運動量管理システムは、請
求項３記載の運動量管理システムに、データが正確に送
受信できたかの確認及び再送受信を可能とするリトライ
機能を付加したので、送信装置と受信装置との間でデー
タの確実な送受信を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の運動量管理システムの一実施形態を示
す構成図である。

【図２】本発明の運動量管理システムの回路構成の一実
施形態を示す回路図である。

【図３】本発明の運動量管理システムの加速度データの
一例を示す説明図である。

【図４】本発明の運動量管理システムの各積算カウント
データを平均値と標準偏差との関連で表した時間経過図
である。

【符号の説明】

１運動量管理装置２送信装置３ゲート１１ａ振動検知機（カウントセンサ）１１ｂ積算カウンタ手段１１ｃ相対比演算手段１１ｄ出力手段１３送信起動用同調回路１４受信確認用同調回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者和中剛大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内Ｆターム(参考） 5J070 AD02 AE10 AK15 AK40 BC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動物の歩行数をカウントして、カウント
データを出力するカウントセンサと、１日を複数個に区
分した各基準時刻から過去にさかのぼった所定の基準時
刻間のカウントデータが積算された各積算データを出力
する積算カウンタ手段と、各積算カウントデータを過去
の所定日数間における各積算カウントデータの平均値又
はその平均値と標準偏差に正の係数を乗じた数値との和
で除した相対比を演算する相対比演算手段と、相対比が
予め設定した設定値と比較して大きい場合、警報信号を
出力する出力手段とを備え、動物に装着されて運動量に
関する情報等を出力する運動量管理装置と、その運動量管理装置に接続されて、前記運動量管理装置
が出力する信号と、装着された動物の識別信号とを含む
送信データを無線で送信する送信装置と、その送信装置が送信する送信データを受信する受信装置
とを備えた運動量管理システムであって、待機時は、動物の運動量を計測し記憶する処理を行う構
成が動作状態となるように電力を供給し、動物が、前記
受信装置を取り付けたゲート等を通過した時には、前記
受信装置から送信された、データを要求するための電波
によって前記送信装置に設けられた送信起動用同調回路
に発生する誘導起電力をトリガー信号として必要な回路
に電力を供給し、前記送信データを無線で送信すること
を特徴とする動物の運動量管理システム。
【請求項２】前記出力手段は、前記設定値より大きい
前記相対比が前記基準時刻を起点として連続して検出さ
れた場合、前記警報信号を出力するように構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の運動量管理システ
ム。
【請求項３】データが正常に受信されると、前記受信
装置は、データを要求するための電波とは周波数が異な
る電波を送信し前記送信装置に設けられた受信確認用同
調回路に誘導起電力を発生させ、前記送信装置は、その
誘導起電力をトリガー信号として、動物の運動量を計測
し記憶する処理を行う構成以外への電力供給を停止する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の運動量
管理システム。
【請求項４】前記受信装置は、所定時間内に前記送信
装置が送信する送信データを受信できなければ、データ
を要求するための電波を再送信するように構成されてい
ることを特徴とする請求項３記載の運動量管理システ
ム。