JPWO2008013178A1 - 家畜の出産予兆検出システム - Google Patents

Abstract

簡便な構成で家畜の出産予兆を検出可能な出産予兆検出システムを提供する。連続的もしくは間欠的に電波を発信する発信機を有する子機１００を家畜５００の産道に留置する。外部に配置した監視装置６００において、子機１００の発信する電波を観測し、その受信強度の変化に基づいて子機が体外に押し出されたかどうかを検出する。

Description

本発明は牛や馬といった、家畜の出産予兆を検出するシステムに関する。

酪農など家畜を飼養する産業においては、家畜の数を管理したり、乳を得たり、血統を管理したりするために、計画的な出産を実現することが重要である。
人工授精を行なうことにより、大まかな出産の時期は調整が可能であるが、実際の出産日には個体差があり、早産の場合も遅産の場合もある。さらに、牛馬の場合、出産の数割は要介助であり、介助のタイミングが遅れた場合には、母子共に死に至る場合も少なくない。このような出産の失敗は精神的にも経済的にも畜産家に大きなダメージを与える。

そのため、畜産家は予定日が近づいた個体について、昼夜を問わず頻繁にチェックする必要があり、大きな負担となる。特に、出産は早朝や夜間が多いこと、生産管理上、春先など特定の時期に出産が集中してしまう傾向があることから、出産時期の負担は顕著である。

このような畜産家の負担を軽減すべく、出産の予兆を検出、報知するためのシステムが提案されている。
例えば、特許文献１には、温度センサと発信機とを収納したケース体を牛馬の産道に装着し、定期的に温度を測定して発信する。そして、分娩前に発生する生理現象である尿膜破水によってケース体が体外へ押し出されると、温度センサの検出する温度が低下することを利用し、出産の予兆を検出する技術が開示されている。

また、特許文献２には、スイッチやセンサや送信機からなる検知器を産道に挿入し、産道に押し出された胎児により検知器のスイッチが押圧されたり、破水がセンサにより検出されたり、破水等により検知器が産道から体外へ排出されると、これらを出産の徴候として検出し、発信機により発信する技術が開示されている。

特開２００５−１１０８８０号公報 特開２００５−２６１６８６号公報

上述した従来技術においては、いずれもスイッチやセンサを用いているため、構成が複雑になりやすく、またコストも高くなる。また、表面に突出したスイッチは必ずしも期待した状態でのみ作動する訳ではなく、検出漏れを減らしたり、様々な状態を検出したりする目的でスイッチを増やすほど誤動作の確率も高くなるという問題があった。

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。そして、簡便な構成により、家畜の出産予兆を検出可能な家畜の出産予兆検出システムを提供することをその主な目的とする。

上述の目的は、発信機を備え、家畜の産道に留置するための子機と、発信機の出力する電波を受信可能な監視装置とを有し、家畜の出産予兆を検出する出産予兆検出システムであって、子機の発信機が、電波を連続的もしくは間欠的に発信し、監視装置が、発信機が発信する電波の受信強度の変化に基づいて、発信機が産道の内部又は外部のいずれに位置するかを判定する判定手段と、発信機が産道の外部に位置すると判定されたことに基づいて、家畜の出産予兆が検出されたものとして報知を行なう報知手段とを有することを特徴とする出産予兆検出システムによって達成される。

このような構成により、本発明によれば、簡便な構成で家畜の出産予兆を検出することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る出産予兆検出システムの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における子機１００の構成例を示す外観斜視図である。 図２Ａに示す子機１００の長さ方向に直交する方向の断面図である。 本発明の第１の実施形態における発信機３００の配置例を模式的に示す図である。 本発明の第１の実施形態おける発信機３００の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における子機１００の状態（位置）と、検出される電波の関係について説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における子機１００の状態（位置）と、検出される電波の関係について説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における子機１００の状態（位置）と、検出される電波の関係について説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る出産予兆検出システムにおける子機１００の動作について説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る出産予兆検出システムにおける監視装置６００の動作について説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の変形例１における監視装置６００の動作について説明するフローチャートである。 図３Ａの構成を有する子機を用いた場合の、報知条件の例を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の変形例３に係る子機１００の構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例３に係る子機１００の電源の配線例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の変形例４に係る発信機の構成例及び子機の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る子機及び信号生成部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における中継モジュール４１０のＭＰＵ３２０の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２の実施形態における監視装置６００のＣＰＵ６０１の動作を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る出産予兆検出システムの構成例を示す図である。本実施形態の出産予兆検出システムは、出産予定の家畜の産道に挿入される略筒状の子機１００と、子機１００の出力を受信し、予め登録された報知先に報知を行なう監視装置６００とから構成される。図１においては、図面を簡単にするため、子機１００が１つである場合を示しているが、複数の子機１００が１つの監視装置の監視範囲に含まれていても良い。

監視装置６００の具体的な構成について説明する。監視装置６００はパーソナルコンピュータとして市販されているような一般的なコンピュータ装置において、後述する監視、報知処理を行なう管理アプリケーションを実行することにより実現できる。

監視装置６００において、ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３やＨＤＤ６０８等に記憶された管理アプリケーションプログラムを実行することにより、監視装置６００全体、換言すれば出産予兆検出システム全体の動作を制御する。

ＲＡＭ６０２は揮発性メモリであり、ＣＰＵ６０１のワークエリア等に用いられる。ＲＯＭ６０３は、監視装置６００が用いるパラメータや、ＣＰＵ６０１が実行するプログラム等を記憶する不揮発性メモリである。

周辺機器インタフェースの一例としてのＵＳＢＩ／Ｆ６０４には、キーボードやマウスを代表とする入力装置６０５が接続される。また、ディスプレイＩ／Ｆ６０６には、ＬＣＤ等の表示装置６０７が接続される。本システムのユーザは、表示装置６０７に表示されるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を、入力装置６０５を用いて操作することにより、管理装置６００に対して各種の指示や入力を行なう。

大容量記憶装置の一例としてのＨＤＤ６０８は、オペレーティングシステムや管理アプリケーション等のプログラムを格納する他、各種データの登録先として用いられる。有線Ｉ／Ｆは例えばネットワークインタフェースやモデムである。有線Ｉ／Ｆを通じ、管理装置６００は公衆電話網６４０やインターネット６５０を代表とするネットワークと通信する。

無線Ｉ／Ｆ６１０は、アンテナ６１１を介して子機１００からの電波を受信する。そして、受信した電波を復調し、受信データを出力する。本実施形態において、無線Ｉ／Ｆ６１０は、所定の周波数帯域、例えば２．４ＧＨｚ付近の周波数帯域で通信を行なう。なお、図１においてはアンテナ６１１を１つしか記載していないが、実際には複数のアンテナを離間させて配置する。
監視装置６００において、外部に接続される入力装置６０５および表示装置６０７を除く各構成要素は、相互に通信可能に接続される。

本実施形態においては、出産が予定される家畜の産道に、予め子機１００を挿入、留置しておく。子機１００の留置は、養生用の器具を用いるなど、任意の方法によって行なうことができる。

子機１００は、防水素材からなるケースと、ケース内部に設けられた少なくとも１つの発信機を有する。そして、本実施形態においては、発信機が、水分によって減衰する周波数、例えば、デシメートル波（ＵＨＦ）以上の周波数の電波を発信する。その結果、発信機が家畜の体内（産道）に存在する場合には、発信電波の多くは体組織中の水分によって減衰する。しかし、出産時に生じる産道の収縮や胎児の移動などにより子機１００が体外に露出すると、体組織の水分による減衰率が減少し、監視装置６００における電波の受信強度は大きくなる。本実施形態ではこのような原理に基づいて、監視装置６００で検出される、子機１００の発信機からの受信強度の差を用いて子機１００の位置を判定し、この判定に基づいて、出産予兆を検出する。従って、発信機の発振周波数は、発信機が家畜の産道に存在する状態と、少なくとも一部が体外に露出した状態とで受信強度に有意な差を検出可能であれば、特に制限はなく、発信する電波強度や動作環境、監視装置６００と発信機との距離などを勘案して定めればよい。

子機１００の発信機は、発信機を特定可能な固有情報を含むデータを発信する。監視装置６００では、子機１００を家畜の産道に装着、留置する際などに、子機１００が発信する固有情報と、その子機１００を装着する家畜の個体情報（管理番号や出産予定日など）とを対応付け、管理情報として例えばＨＤＤ６０８に予め登録しておく。これにより、監視装置６００は、受信データから固有情報を抽出し、管理情報を参照することにより、どの個体に出産予兆が検出されたのかを特定することができる。そして、やはり予め登録された報知情報（報知方法及び報知先に関する情報）に基づいて、報知処理を行なう。

本実施形態において、報知方法は電子メールを用いた文字メッセージの送信又は、電話による音声メッセージの送信である。報知先に関する情報は、報知方法が電子メールであればメールアドレス、電話であれば電話番号である。なお、文字メッセージや音声メッセージの雛形は例えばＨＤＤ６０８に予め用意しておくことが可能である。報知処理は管理プログラムが周知の電子メールアプリケーションや音声通知アプリケーションと同様にして実現することが可能である。電子メールはインターネット６５０を代表とするコンピュータネットワーク（携帯電話におけるパケット交換網を含む）を通じ、指定されたコンピュータ６９０や携帯電話６８０等に送信される。また、音声メッセージは、公衆電話網６４０を通じて固定電話や携帯電話６８０等に送信される。

なお、報知方法はこれら具体例に限定されず、他の任意の方法を用いることができる。また、ここでは電子メールや電話により、予め指定されたコンピュータ装置６９０や携帯電話６８０等に報知する構成を説明したが、監視装置６００の表示装置６０７や、図示しないスピーカ等を用い、文字メッセージや音声等による報知を行なうことももちろん可能である。

図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態における子機１００の構成例を示す図であり、図２Ａは外観例を示す斜視図、図２Ｂは長さ方向に直交する垂直断面図である。
本実施形態において子機１００は、耐水性、生体安全性及び軽量性を兼ね備えた、例えば樹脂から形成される略筒状のケース１５０を有している。なお、子機１００は、図２Ａにおける左側が産道の奥側に位置するように装着される。そして、ケース１５０の、産道の奥側に位置する方の端部２０１は、産道の収縮、尿膜破水、胎児の移動等の出産に関連する生理現象により、産道から押し出されやすいように、他の部分よりも大径に構成されている。図２Ａにおいて、端部２０１はほぼ平板形状であるが、図の左側に向かって開いた椀状などに形成されても良い。

また、ケース１５０の表面にはスリット状の穴２００が複数設けられている。穴２００は、ケース１５０の内部に配置される発信機３００が発信する電波が効率よくケース外に放射されるように設けられている。穴を設ける位置や数、穴の大きさについては特段の制限はないが、目的に鑑み、少なくとも発信機３００のアンテナ近傍には複数の穴を設けることが好ましい。

発信機３００は、ケース１５０のほぼ中央に配置され、３本の支持体３１０によりケース１５０の内面と距離を持って固定される。また、穴２００からケース１５０に体液等が入り込まないよう、ケース１５０の内周面には防水透湿素材２１０が設けられている。また、装着時に最も体外側となる端面には、シールド２１５が設けられ、端面およびその近傍の外周面からの電波漏れを遮断している。シールド２１５は例えば塗料であっても良い。なお、シールド２１５は、穴２００の部分を除くケース１５０の内面全体に設けても良く、そのような構成とすることにより、発信機３００の発信する電波が穴２００からのみ放出されるように制御することができる。この場合、ケース１５０自体を導電性材料で形成し、シールド２１５を不要とすることも可能である。
ケース１５０の大きさは、対象となる家畜の種類によって異なるが、例えば牛の場合、直径５ｃｍ程度、長さ３０ｃｍ程度とすることができる。

なお、筒状部分の直径は均一である必要はなく、例えば特許文献１に記載されるような、長さ方向に直径が変化する形状であっても良い。基本的には、産道の収縮、尿膜破水、胎児の移動等の出産に関連する生理現象により、産道から押し出される形状であればよい。

図３Ａ及び図３Ｂは、発信機３００の構成とその配置例について模式的に示す図であり、図３Ａが発信機３００の配置例を、図３Ｂが発信機３００の構成例を示す図である。
本実施形態において、子機１００は少なくとも１つの発信機３００を有することが必要であるが、２つ以上の発信機を包含するようにしてもよい。図３Ａは、ケース１５０の長さ方向（すなわち、装着時における産道の長さ方向）に沿って４つの空間を形成し、各空間に１つの発信機を配置した例を模式的に示す図である。各空間は、隣接する空間に配置された他の発信機の発信する電波が入り込まないように、換言すれば、各空間の外壁からは実質的にその空間内に配置された発信機の発信する電波のみが出力されるように構成される。

図３Ａにおいて、各発信機３００、３４０、３５０及び３６０は隔壁１５７、１５８、１５９により分離された４つの空間ａ〜ｄに１つずつ配置されている。隔壁１５７、１５８、１５９及びその近傍にはシールド２１５が設けられる。上述のように、穴２００からのみ電波が出力されるようにする場合には、穴２００を除く内面全体にシールド２１５を設けるか、ケース１５０を導電性材料により形成する。

個々の発信機３００、３４０、３５０及び３６０は同一の周波数帯で通信を行なうが、互いに異なる固有情報を発信する。また、隔壁１５７、１５８、１５９及びシールド２１５により、例えば発信機３００の出力する電波は発信機３４０や発信機３５０の配置される空間には入り込まない。

このように、子機１００の長さ方向にそれぞれ隔離された複数の空間を設け、個々の空間に異なる固有情報を用いて通信する発信機を設けることにより、子機１００の一部が体外に露出した状態にある場合、どの程度の部分が露出しているのかを把握することが可能になる。特に、図３に示すように、個々の空間において長さ方向に直交する方向に延びるスリット状の穴２００各空間の特定位置（例えば中央）に設け、発信機の発信する電波の出口を制限することにより、子機１００がどの程度体外へ押し出されているか、即ち露出の程度を精度良く推定することが可能になる。

この点について、図４Ａ〜図４Ｃを用いて説明する。
図４Ａ〜図４Ｃは、子機１００の状態（位置）と、検出される電波の関係について説明するための図である。
例えば、図４Ａに示すように、子機１００が少しだけ体外に押し出された状態においては、監視装置６００において、発信機３００、３４０及び３５０の出力はほぼ検出されず、発信機３６０の出力だけが支配的に検出される。子機１００がさらに押し出されると、発信機３６０の出力に加え、発信機３４０さらには３００の出力も検出されるようになる（図４Ｂ）。そして、隔壁１５９を超えて子機１００が押し出されると、さらに発信機３５０の出力する電波も検出されるようになる（図４Ｃ）。

従って、監視装置６００において検出される受信電波の発信元である発信機を特定することにより、より詳細な子機１００の状態（露出量）を推定することが可能である。この場合、管理情報として、発信機の固有情報に加え、ケース１５０に対する発信機の位置についても登録しておけばよい。

図３に戻り、図３Ｂは、発信機３００の構成例を示す図である。なお、発信機３４０、３５０も同様の構成を有する。
図３Ｂにおいて、発信機３００は、マイクロプロセッサ３２０と、無線Ｉ／Ｆ３３０及びアンテナ３３５とを有している。マイクロプロセッサ３２０は所謂ワンチップマイコンであり、発信動作に必要な制御プログラム等は内蔵ＲＯＭに記憶されている。無線Ｉ／Ｆ３３０は監視装置６００が有する無線Ｉ／Ｆ６１０と通信可能なインタフェースである。無線Ｉ／Ｆ３３０は、固有情報として製造時に付与されるＭＡＣアドレスや、予め設定されたＩＰアドレスを用いて、通信を行なう。

なお、発信機３００は原則として、発信機３００の固有情報を無線出力可能であり、またケース１５０に収納可能であれば、任意の構成を採用しうる。なお、無線出力の強度は、子機１００を適用する家畜の種類と、家畜と監視装置６００との距離とに応じて予め実験的に求めた値に設定する。

本システムを実施する場合、子機１００を適用する家畜は出産が近い個体であり、通常は牛舎や馬舎に入れられている。そのため、監視装置６００のアンテナ６１１と子機１００との距離が数ｍ以内となるように配置することは容易であり、高い出力とする必要はない。子機１００の電源節約という観点から見ても、必要最低限の出力強度に設定することが好ましい。

次に、子機１００及び監視装置６００の動作について、図５Ａ及び図５Ｂのフローチャートを用いて更に説明する。
図５Ａは子機１００の動作を説明するフローチャートであり、発信機３００のＭＰＵ３２０が動作を司る。

先ず、ステップＳ１１０において、ＭＰＵ３２０は、内部のクロックを用い、予め定められた発信間隔が経過したかどうかを判定する。このように、本実施形態においては、間欠的に発信動作を行なうことにより、電源である電池の消耗を抑制している。発信間隔は任意に定めることができるが、間隔が長すぎると検出精度が低下するおそれがあり、また間隔が短すぎると節電の効果が小さくなるため、両者を勘案して定めることが望ましい。具体的には、１〜１０秒、好ましくは３〜６秒程度に設定することができる。もちろん、間欠的な発信は必須ではなく、連続発信させるようにすることも可能である。

ステップＳ１１０において、発信間隔が経過していなければ待機し、経過していればステップＳ１２０で発信動作を行なう。ステップＳ１２０でＭＰＵ３２０は、無線Ｉ／Ｆ３３０を通じ、問い合わせ情報など、予め定めたデータを発信する。無線通信を行なう場合、実データの他に、送信元情報等の付加情報が付与される。本実施形態においても、送信元を特定可能な固有情報として、発信機３００に設定されたＩＰアドレスや、無線Ｉ／Ｆ３３０に登録されているＭＡＣアドレスなどがデータと共に出力される。

なお、発信機３００が産道に位置し、監視装置６００との通信が確立できない場合には、ステップＳ１２０において発信するデータは問い合わせ情報であってよいが、ケース１５０が押し出され、監視装置６００とのコネクションが確立した状態にあっては、コネクションを維持するための任意のデータを発信しうる。

図５Ａに示す動作は、子機１００内に複数の発信機が設けられる場合、個々の発信機において実行される。
図５Ｂは、監視装置６００の動作を説明するフローチャートであり、ＣＰＵ６０１が各部を制御することにより実行される。

ステップＳ２１０で、ＣＰＵ６０１は、無線Ｉ／Ｆ６１０を通じて、子機１００からの電波が受信されたかどうかを確認する。なお、ここで、「受信がある」とは、単純な受信の有無であってもよいが、所定の閾値以上の強度を持って受信されたか否か、或いは直前の受信強度に対し、所定値以上の割合で強度が増加したか否かによって判断しても良い。要は、子機１００の発信機３００が産道内にある場合に対し、産道外にあることが判断可能な条件を設定する。

「受信がある」と判断されない場合には、ステップＳ２１０の動作を繰り返す。
なお、「受信がある」と判断される場合であっても、予め定めた複数回連続して「受信がある」と判断されるか、予め定めた頻度もしくは確率で「受信がある」と判断されるまでは、ステップＳ２１０の動作を繰り返し行なっても良い。これにより、検出の確実性を向上させることが可能である。

ステップＳ２２０で、ＣＰＵ６０１は、受信データから発信機の固有情報を抽出する。そして、抽出した固有情報を用いてＨＤＤ６０８に登録された管理情報を検索し、該当するレコードに、出力を検知した時刻と内容を、対応付けて記録する。ここで、内容とは、例えばどの発信機の出力を検知したかである。

そして、ステップＳ２３０で、ＣＰＵ６０１は、管理情報から個体情報を読み出す。また、設定されている報知情報（報知方法と報知先の情報）も合わせてＨＤＤ６０８から読み出す。さらに、個体情報及び報知情報に基づき、必要なメッセージ（電子メールで送信するためのテキストメッセージ又は電話で通知するための音声メッセージ）を生成する。生成したメッセージは、報知方法に応じて有線Ｉ／Ｆ６０９から適切な通信網を介して報知先へ通信される。

なお、図３Ａに示したように、１つの子機１００が複数の発信機３００、３４０、３５０、３６０を有する場合、どの発信機からの出力が「受信あり」と判断された時点で報知を行なうかを、事前に設定しておくことが可能である。

例えば、特定の発信機、例えば最も手前に位置する発信機３４０からの出力が「受信有り」と判断された時点で報知するように設定しても良い。また、複数ある発信機のうち、所定数以上（もしくは所定割合以上）の発信機からの出力が「受信有り」と判断された際に報知するように設定することもできる。

出産前には、産道の収縮などの生理現象により、子機１００の先端部分が一時的に露出する程度押し出された後、また産道内に引き戻されることもある。従って、最も手前の発信機３６０からの出力が一旦「受信有り」となった後に、出力が検出されなくなった場合や、「受信有り」と「受信無し」とが繰り返された場合に報知するように設定することも可能である。

図７は、図３Ａの構成を有する子機を用いた場合の、報知条件の例を説明するための図である。
図７において、横軸は時間、縦軸は子機１００の推定露出量を示している。推定露出量は、長さ方向で異なる位置に存在する複数の発信機の各々に対応付けてある。ここでは便宜上、発信機３５０については省略してある。図７において、縦に延びる実線は、その時刻にどの発信機からの受信強度が所定の受信強度を超えて検出されたかを示している。

まず、最も体外よりに位置する発信機３６０からの電波の受信強度が所定の受信強度を超え始める。しかし、「受信有り」と判定される状態には至らない状態がしばらく続く。時刻ｔ１において、発信機３６０からの電波が「受信有り」と判定される。このころから、発信機３４０からの電波も時折検出されるようになるが、「受信有り」との判定には至らない。時刻ｔ２において、今度は発信機３４０についても「受信有り」と判定される。以後、時刻ｔ３において、発信機３００も「受信有り」と判定される。このように、出産前の産道の収縮等により、子機は周期的に押し出されたり戻ったりを繰り返しながら、徐々に押し出される量が増加してくる。

このような、発信電波の検出と、「受信有り」との判断とを行なうなかで、どの時点において出産予兆が検出されたと判定するかを適宜設定することが可能である。例えば、発信機３４０が「受信有り」、すなわち、常時体外に露出しているものと推定される状態（時刻ｔ２）において出産予兆を検出したものとして報知を行なうように設定することが可能である。或いは、各発信機が「受信有り」と判定された個々の時刻（ｔ１、ｔ２及びｔ３）において、推定露出量或いは露出状態を逐次報知するように設定することも可能である。

このように、複数の条件で報知を行なうように設定した場合、満たされた条件に応じて報知するメッセージの内容を変えるようにしてもよい。
なお、「受信有り」と判定された場合、直ちに報知しない条件設定であっても、ステップＳ２２０における記録は実行する。これにより、報知には至らなかったが、それに近い状況になったことなどを、ユーザが監視装置６００を操作することで把握することが可能となる。また、図７に示すようなグラフを常時又は指定された個体について表示装置６０７に表示するように構成することも可能である。

（変形例１）
なお、本実施形態では、子機１００が能動的に発信する発信機を有する構成について説明したが、監視装置６００側から定期的に問い合わせを行い、問い合わせを検出した子機１００の発信機が応答する構成であってもよい。この場合、上述した発信機の出力に関する規定を、監視装置６００の出力に提供すればよい。このような構成でも、同様の効果が得られる。

この場合、子機１００に設ける発信機はより簡単な構成であって良く、例えばＲＦＩＤと呼ばれるＩＣタグであってよい。ＩＣタグはアンテナ、固有ＩＤが記憶されたメモリ及び簡単な回路素子のみから構成され、リーダ（監視装置６００）の与える電波に応答して固有ＩＤを応答する。本実施形態で使用するマイクロ波帯域に対応するＩＣタグは、監視装置６００が与える電波から電源を取り出して動作することが可能であるため、電源を持たない構成とすることも可能である。

この場合、監視装置６００は、例えば図６に示すように、図５Ａと図５Ｂのフローチャートに示した動作を組み合わせた動作を実行すればよい。なお、応答があった場合には、問い合わせ（発信）を行なう間隔を短くするなどの調整を加えても良い。

（変形例２）
本実施形態では、所謂無線ＬＡＮのようなプロトコルで発信機と監視装置とが通信する形態について説明した。しかし、子機１００に設ける発信機に必要な機能は、発信機を特定可能な情報を発信することである。そのため、監視装置とコネクションを設定するような通信を行なう必要はなく、単純に固有情報を出力するビーコンのような発信機であってもよい。
この場合、子機と監視装置との間でやりとりされるデータの型式が変わるだけで、全体の動作は図５Ａと図５Ｂに示したとおりでよい。

（変形例３）
子機１００はその使用環境から、独立した電源、具体的にはバッテリにより駆動される。しかし、本発明はその動作原理上、子機が産道内に留置されている状態では正常動作していても子機からの電波が検出されないことがあり、バッテリ切れが発生した場合との判別ができない。

図８Ａ及び図８Ｂは、第１の実施形態の変形例として、常時体外に露出させる部分を子機１００に設けた例を示す図である。ここでは、図８Ａに示すように、図３Ａに示した構成の子機において、装着時に最も体外よりに位置する空間ｄを構成する部分を空間ａ〜ｃを構成する部分とケーブルで接続する構成とした。これにより、空間ａ〜ｃを構成する部分が産道内に留置されている状態においても、発信機３６０を常時体外に露出させることが可能となる。

図８Ｂに示すように、全ての発信機３００、３４０、３５０及び３６０を共通の電源３０５で駆動し、発信機３６０を常時体外に露出させる構成とすることで、発信機３６０の発信する電波を用いて、子機の動作状態を検出することが可能である。なお、空間ｄを構成する部分は、例えば家畜の尻尾などを利用して体外に装着することが可能である。また、電源３０５は発信機３６０の内部や、家畜の体表面等、体外に配置することで、電源３０５の交換を容易にすることができる。

すなわち、発信機３６０からの電波が受信されなくなったり、受信強度が予め定めた正常範囲を下回った場合には、電源３０５が消耗したり、或いは他の要因により、子機が正常に動作していないものと判定することができる。
なお、本変形例において、発信機３６０はその使用目的から、他の発信機３００、３４０及び３５０と比較して発信間隔を長くすることが可能である。

（変形例４）
本実施形態では、発信機全体を子機１００に収容する構成を例示したが、本発明においては電波が子機から出力されさえすれば、発信機全体を子機に収容する必要はないことは容易に理解されるであろう。つまり、発信機のうち、実際に電波を出力するための構成以外、具体的にはアンテナ３３５以外の構成要素（ＭＰＵ３２０、無線Ｉ／Ｆ３３０及び電源）については、子機１００に収容しなくても良い。

図９は、第１の実施形態の変形例として、発信機のアンテナ部分だけを子機１００に収納し、他の部分を体外に設ける構成の例を示す図である。
図９に示す例では、個々の発信機３００，３４０及び３５０におけるＭＰＵ３２０と無線Ｉ／Ｆ３３０を、家畜の体外（例えば体表面）に装着する信号生成部３０００に集中配置し、共通の電源３５０で駆動している。そして、子機１００'に設けた３つの空間ａ〜ｃには、個々の発信機３５０，３００及び３４０のアンテナ３３５₃₅₀，３３５₃₀₀，３３５₃₄₀がそれぞれ収容されている。個々の無線Ｉ／Ｆ３３０が出力する信号は、ケーブル４００を通じて対応するアンテナ３３５₃₅₀，３３５₃₀₀，３３５₃₄₀に供給される。

信号生成部３０００は体外に装着されることから、防水ケースで形成されることが好ましい。また、電磁シールドを設けることが好ましい。また、本変形例において、信号生成部３０００には中継モジュール４１０が設けられている。中継モジュール４１０は、子機１００'のアンテナ３３５₃₅₀，３３５₃₀₀，３３５₃₄₀から出力される電波を受信し、アンテナ４１１を介して監視装置６００へ出力（中継）する。

中継モジュール４１０を例えば家畜の背中など、子機１００’のアンテナ３３５₃₅₀，３３５₃₀₀，３３５₃₄₀よりも見通しのよい場所に取り付けることにより、例えば尻尾や家畜の身体などが障害物となり、３３５₃₅₀，３３５₃₀₀，３３５₃₄₀からの電波が届きにくい場合であっても、監視装置６００へより確実に電波を伝えることが可能になる。

また、中継モジュール４１０に増幅機能を設けることにより、子機１００' のアンテナ３３５₃₅₀，３３５₃₀₀，３３５₃₄₀から出力する電波の強度を十分小さくすることが可能になり、アンテナが体内にある場合に体外へ電波が漏洩することを一層抑制できる。なお、図９においては、中継モジュール４１０が信号生成部３０００の外部にあるように記載しているが、内部に配置しても良い。なお、信号生成部３０００が電磁シールドケースで形成される場合には、中継モジュール４１０の少なくともアンテナ４１１は信号生成部３０００の外部に配置する。
本変形例の構成は、他の変形例と組み合わせて用いることも可能である。

なお、図９に示すように、本変形例に係る子機は、アンテナ３３５₃₅₀，３３５₃₀₀，３３５₃₄₀がそれぞれ収容される空間ａ〜ｃを仕切る隔壁１５８，１５９を細い棒状に形成し、空間を離間させて連結している。これは、空間ａ，ｂが体外に露出した際に、隔壁１５８，１５９部分で子機１００が曲がりやすくなるようにするためである。子機１００はその長さ方向に対する応力に対しては剛性であることが好ましいが、体外に露出した場合は、曲がりやすい方が家畜にとっての刺激が少ないものと考えられる。そのため、例えば隔壁１５８，１５９を細くしたり、圧縮力に対しては比較的高い剛性を有するが、曲げ方向の値からに対しては比較的曲がりやすいような素材で構成したり、あるいは圧縮力に対しては比較的高い剛性を有するが、曲げ方向の値からに対しては比較的曲がりやすいような機構を用いることが好ましい。

なお、本実施形態においては、発信機からの電波が特に子機の長さ方向に漏洩しないようにシールドを設ける例を説明したが、シールドを設けなくても十分な遮蔽性能が得られる場合には、シールドを設けなくてもよいことは言うまでもない。

以上説明したように、本実施形態によれば、センサやスイッチを用いない、簡便な構成の子機を用いて家畜の出産予兆を検出することが可能となる。また、長さ方向に複数の発信機を設ける構成によれば、子機がどの程度押し出されたのかを検知することが可能となるので、個体のより詳細な状態を把握することが可能となる。

（第２の実施形態）
子機には、発信機（少なくともアンテナ部分）以外の構成を含めても良い。例えば、子機に体温計（体温を表す信号を出力する任意のデバイス）を設けることができる。例えば牛の場合には、出産の数十時間前に母牛の体温が０．５℃ほど低下することは既に知られているので、例えば体温計で定期的に体温を測定し、測定結果を監視装置に送信することにより、監視装置において体温の変化を表示したり分析したりすることができる。体温計は子機の任意の場所に設けることができるが、例えば端部２０１に設けることができる。

本発明の第２の実施形態では、出産前に体温が低下する現象を利用して、子機の消費電力を抑制することを特徴とする。
図１０は、本実施形態に係る子機及び信号生成部の構成例を示すブロック図である。
ここでは、一例として図９を参照して説明した第１の実施形態の変形例４の構成における子機に体温計を設けた場合を説明する。

中継モジュール４１０は他の発信機と同様、ＭＰＵ３２０及び無線Ｉ／Ｆ３３０を有する。ただし、中継モジュール４１０の無線Ｉ／Ｆ３３０はその目的から、他の発信機よりも電波の出力レベルが高くなるように構成しても良い。

産道に留置される子機１００’には、体温計５０２が設けられており、その測定値は中継モジュール４１０のＭＰＵ３２０へ入力されている。また、共通の電源３０５からは、体温計５０２及び中継モジュール４１０に対しては直接電源が供給されているが、他の発信機３００、３４０及び３５０へは対してはスイッチ５０１を介して電源が供給される。スイッチ５０１は、中継モジュール４１０のＭＰＵ３２０からオンされない限りオフの状態にあり、発信機３００、３４０及び３５０には電源が供給されない。

次に、図１１Ａ及び図１１Ｂのフローチャートを参照して、本実施形態における出産予兆検出システムの動作について説明する。
図１１Ａは、中継モジュール４１０のＭＰＵ３２０の動作を説明するフローチャートである。ＭＰＵ３２０は、Ｓ３１０において、体温の計測タイミングであるか否かを判定する。計測タイミングは例えば予め定められた時刻（例えば、7:00、12:00、18:00）であってもよいし、前回の計測から予め定められた時間経過したタイミングであってもよい。監視装置側で出産前の体温低下を検出可能な体温計測値が得られれば、１日あたりの計測回数を含め、任意の計測タイミングを設定しうる。

計測タイミングになった場合、ＭＰＵ３２０は、Ｓ３２０において、体温計５０２による体温計測値（体温を表す情報）を、無線Ｉ／Ｆ３３０及びアンテナ４１１を通じて監視装置６００に送信する。
一方、Ｓ３１０において、計測タイミングでなければ、ＭＰＵ３２０はＳ３３０において、電源制御コマンドを監視装置６００から受信したか確認する。受信していなければＳ３１０へ処理を戻す。

電源制御コマンドを受信している場合、Ｓ３４０で、ＭＰＵ３２０は、スイッチ５０１をオンし、発信機３００、３４０及び３５０に電源の供給を開始させる。これにより、発信機３００、３４０及び３５０が動作を開始する。

図１１Ｂは、監視装置６００のＣＰＵ６０１の動作を説明するフローチャートである。
ＣＰＵ６０１は、中継モジュール４１０から送信されてくる体温計測値を、アンテナ６１１及び無線Ｉ／Ｆ６１０を通じて受信する（Ｓ４１０）。そして、例えばＨＤＤ６０８に保存してある、過去の同時刻における体温計測値と比較することにより、体温の低下が生じているかどうかを判別する（Ｓ４２０）。この比較は、１つの時刻における体温計測値の比較にのみ基づいて行うより、複数の時刻における体温計測値の比較に基づいて行うことが望ましいが、特に判定方法に制限はない。

体温の低下が認められなければ、Ｓ４１０に戻って引き続き体温計測値の受信を行う。一方、体温の低下が生じていると判断される場合、ＣＰＵ６０１は電源制御コマンドを生成し、無線Ｉ／Ｆ６１０及びアンテナ６１１を通じて中継モジュール４１０へ送信する。
これにより、上述の通り、子機１００’の発信機３００、３４０及び３５０の動作が開始される。

本実施形態によれば、出産の数十時間前に生じる生理現象である体温の低下が判別されるまで、体温計測値の送信に必要な回路にのみ電源を供給するので、消費電力を低減し、子機１００’及び信号生成部３０００’の駆動時間を延ばすことができるという効果がある。
また、体温計測値を監視装置で利用可能であるため、例えば体温計測値をグラフ表示するなど、ユーザにとって有意な情報を提供することも可能である。

Claims (13)

1. 発信機を備え、家畜の産道に留置するための子機と、前記発信機の出力する電波を受信可能な監視装置とを有し、前記家畜の出産予兆を検出する出産予兆検出システムであって、
   前記子機の発信機が、電波を連続的もしくは間欠的に発信し、
   前記監視装置が、
   前記発信機が発信する電波の受信強度の変化に基づいて、前記発信機が前記産道の内部又は外部のいずれに位置するかを判定する判定手段と、
   前記発信機が前記産道の外部に位置すると判定されたことに基づいて、前記家畜の出産予兆が検出されたものとして報知を行なう報知手段とを有することを特徴とする出産予兆検出システム。
2. 前記判定手段が、前記受信強度が予め定めた値を超えたか、直前に検出された受信強度に対して予め定めた割合以上受信強度が増加したことに基づいて前記発信機が前記産道の外部に位置するとの判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の出産予兆検出システム。
3. 前記判定手段が、前記受信強度が予め定めた値を超えた回数又は頻度が予め定めた条件を満たしたことに基づいて、前記発信機が前記産道の外部に位置するとの判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の出産予兆検出システム。
4. 前記子機の前記発信機が、少なくとも前記発信機を特定可能な情報を発信することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の出産予兆検出システム。
5. 前記子機が、前記産道に留置された状態で、前記産道の長さ方向において異なる位置を占める複数の空間を有し、前記複数の空間に個別配置された複数の発信機を有することを特徴とする請求項４記載の出産予兆検出システム。
6. 前記判定手段が、前記複数の発信機の各々について前記受信強度を監視し、
   前記報知手段が、前記複数の発信機のうち、予め定められた発信機が前記産道の外部に位置すると判定された場合に、前記家畜の出産予兆が検出されたものとして報知を行なうことを特徴とする請求項５記載の出産予兆検出システム。
7. 前記複数の空間のうち、前記産道の長さ方向において最も体外側に存在する空間が前記家畜の体外に位置するとともに、前記複数の発信機が、共通のバッテリにより駆動され、
   前記監視装置が、前記体外に位置する空間に配置された発信機が発信する電波の受信強度に基づいて前記バッテリの状態を監視し、前記バッテリの交換が必要であるか否かを判定するバッテリ監視手段をさらに有し、
   前記報知手段が、前記バッテリ監視手段により前記バッテリの交換が必要であると判定された場合に、警報を報知することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の出産予兆検出システム。
8. 前記判定手段が、前記複数の発信機の各々が発信する電波の受信強度と、前記発信機を特定可能な情報に基づいて、前記複数の発信機のうち前記産道の外部に位置すると判定される発信機を特定し、
   前記報知手段が、前記産道の外部に位置すると判定された発信機の情報から、前記子機がどの程度前記産道の外部に露出した状態であるかを推定し、前記子機が予め定めた量露出した状態であると推定されると、前記報知を行なうことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の出産予兆検出システム。
9. 前記発信機が、
   アンテナと、
   前記アンテナに接続され、前記アンテナから前記電波を出力させるための信号を生成する信号生成部と、
   電源とから構成され、
   前記信号生成部及び前記電源は前記家畜の体外に装着され、前記アンテナが前記子機に収容されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の出産予兆検出システム。
10. 前記信号生成部は、前記アンテナから出力される電波を受信し、前記監視装置へ出力する中継手段をさらに有することを特徴とする請求項９記載の出産予兆検出システム。
11. 前記子機が、前記家畜の体温を計測する体温計を備え、
    前記家畜の体外に装着され、前記体温計の計測した体温に関する情報を前記監視装置に送信する送信手段をさらに有することを特徴とすることを特徴とする請求項９記載の出産予兆検出システム。
12. 前記監視装置が、前記送信手段が送信した前記体温に関する情報を受信し、過去の情報との比較により、前記家畜の体温の低下が生じているかどうかを判別するとともに、前記家畜の体温の低下が生じていると判別される場合には、前記送信手段に電源制御コマンドを送信することを特徴とする請求項１１記載の出産予兆検出システム。
13. 前記信号生成部と前記電源との間に設けられたスイッチをさらに有し、
    前記送信手段が、前記監視装置からの前記電源制御コマンドの受信に応答して前記スイッチをオンすることにより、前記信号生成部に前記電源が接続されることを特徴とする請求項１２記載の出産予兆検出システム。

Images