KR101961311B1 - 가축용 질병 예측 및 알림 시스템 - Google Patents

가축용 질병 예측 및 알림 시스템 Download PDF

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Abstract

가축의 목에 장착된 목걸이형의 데이터 수집장치에서 수집된 다양한 정보(체온, 맥박, 활동량, 소리, 영상정보)를 분석하여 가축의 질병(돼지콜레라, 광우병, 구제역, 기타)을 예측하고, 질병 예측 정보를 가축질병관리본부에 전송함과 동시에 사용자(가축 주인)에게 전송함으로써, 실시간으로 가축의 질병 상태를 인지하고 후속 조치를 신속하게 시행하여 전염병으로 인한 피해를 최소화할 수 있도록 한 가축용 질병 예측 및 알림 시스템에 관한 것으로서, 가축의 개체식별번호를 저장하고, 가축의 직접적인 상태정보 및 활동 정보, 소리 및 움직임 영상 정보를 가축 상태정보로 수집하여 전송하는 가축 상태정보 수집수단, 가축 상태정보 수집수단에서 수집된 가축 상태정보에서 활동량 정보, 체온 정보, 심박수 정보, 음향 정보, 움직임 영상 정보를 종합적으로 분석하여 가축의 질병 상태를 예측하고, 이상징후 발견시 예측한 질병 정보를 원격의 사용자 및 질병관리본부 서버에 전송하는 데이터수집 및 질병예측서버 및 데이터수집 및 질병예측서버에서 전송된 가축 질병 예측정보를 기초로 가축의 질병 예측정보를 화면에 표출하여 사용자에게 제공하는 사용자 단말기를 포함하여, 가축용 질병 예측 및 알림 시스템을 구현한다.

Description

가축용 질병 예측 및 알림 시스템{Disease Prediction and Notification System for Livestock}
본 발명은 가축용 질병 예측 및 알림 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가축의 목에 장착된 목걸이형의 데이터 수집장치에서 수집된 다양한 정보(체온, 맥박, 활동량, 소리, 영상정보)를 분석하여 가축의 질병(돼지콜레라, 광우병, 구제역, 기타)을 예측하고, 질병 예측 정보를 가축질병관리본부에 전송함과 동시에 사용자(가축 주인)에게 전송함으로써, 실시간으로 가축의 질병 상태를 인지하고 후속 조치를 신속하게 시행하여 전염병으로 인한 피해를 최소화할 수 있도록 한 가축용 질병 예측 및 알림 시스템에 관한 것이다.
최근 가축의 질병으로 인한 피해가 점점 증가하고 있는 추세다. 질병관리본부에 따르면 현재까지 구제역으로 입은 누적 손해가 5조에 이르며, 돼지콜레라, 광우병, 고병원성 조류인플루엔자와 같이 전염병으로 인하여 국가는 국가대로 농가는 농가대로, 그리고 축산물을 소비하는 소비자입장에서도 많은 피해를 입고 있다.
과거에 개발되었던 가축의 전염병에 대한 감지장치들은 가축에 대한 이력에 대해 문자정보만 있거나, 단지 체온을 측정하는 온도 장치에 표시된 온도의 범위를 넘어설 경우 어떤 변수의 판단 없이 알림을 발송하는 장치만 있어, 그 실효성이나 정확성에 문제가 많다.
예컨대, 실제 축사는 봄, 여름, 가을, 겨울 축사 내부의 온도 변수가 커서, 온도만으로는 질병의 정확한 판단이 어렵다.
가축의 질병을 예측하고 관리하기 위해서 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 3> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 복수의 축사에 사육중인 가축들의 개체별 가축의 건강상태 측정정보를 수집하는 센서 노드, 건강상태 측정정보를 수신 관리하는 게이트웨이, 선서 노드의 건강상태 측정정보를 가공 관리하고 사용자가 정의한 상황모델 정보와 일치도 여부를 분석하는 질병관리서버로 구성된 미들웨어, 미들웨어에 네트워크 연동되어 해당 가축의 질병 발생 유무를 판단하는 응용 서비스를 제공하는 소프트웨어 플랫폼을 포함한다. 이러한 구성을 통해, 건강상태 측정정보와 비교 분석을 통하여 해당 가축의 질병 발생 유무를 판단하도록 해당 가축의 종, 성별, 나이, 체온, 맥박 및 호흡수에 대한 평균적 사전 정보를 입수하여 개체별 건강상태 평균정보를 추출하여 비교 분석하고 이를 토대로 해당 가축의 질병 발생 유무를 판단한다.
또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 가축용 이표의 몸체에 가축의 맥박을 센싱할 수 있는 압력센서를 탑재하고, 상기 센서의 결과를 출력할 수 있는 통신 장치를 탑재하여 기준 이상으로 맥박이 상승하였을 경우 관리자용 휴대용 단말기로 질병 정보를 전송함으로써, 원거리에 떨어진 관리자가 가축의 건강상태를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 가축 내에 주입되는 RFID 태그, 무선 신호 중계 기능을 수행하여, RFID 태그로 관제신호를 송신하거나, 상기 RFID 태그로부터 태그 고유 ID 값과 함께 측정된 온도 값을 수신하는 허브, 허브로 RFID 태그를 관제하기 위한 신호를 송신하거나, 허브로부터 RFID 태그에서 측정된 온도 값을 태그 고유 ID 값과 함께 수신하여 통합 서버로 송신하는 관리용 PC, 관리용 PC로부터 수신한 온도 값을 태그 고유 ID 값과 함께 연동하여 저장 관리하는 통합 서버를 포함한다. 이러한 구성을 통해, 가축 관리자는 스마트 단말기나 PC를 통해 시간과 장소에 구애됨이 없이 실시간으로 가축에 관한 정보를 확인할 수 있으며, 질병 발생시 유관자들과 실시간으로 정보를 교류하여 질병 해결 및 확산을 사전에 차단한다.
대한민국 공개특허 10-2009-0090488호(2009.08.26. 공개)(바이오센서를 이용한 가축의 질병관리시스템 및 그 방법) 대한민국 등록특허 10-0941498(2010.02.02. 등록)(맥박 측정용 압력센서를 이용한 가축 질병관리장치) 대한민국 등록특허 10-1423879호(2014.07.21. 등록)(온도센서를 탑재한 캡슐 형태의 생체주입형 RFID 태그 및 이를 이용한 가축 질병관리 시스템)
그러나 상기와 같은 일반적인 가축 질병 관리 시스템 및 종래기술들은 가축의 상태를 측정하는 기기로서 체온 센서 또는 맥박 센서 또는 바이오센서와 같은 단순 센서만을 이용하여 가축의 정보를 획득하고 이를 분석하여 질병을 판단하는 방식으로서, 정확성이 매우 떨어지는 단점이 있다.
예컨대, 질병은 어느 한가지의 이상징후로도 예측할 수는 있지만, 실제 어느 하나의 이상징후로 전염병과 같은 중대한 질병을 예측하고, 예측한 전염병을 알리는 방식으로는 정확성이 결여되어, 그 실효성이 미약하다는 단점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 가축 질병 관리 시스템 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 가축의 목에 장착된 목걸이형의 데이터 수집장치에서 수집된 다양한 정보(체온, 맥박, 활동량, 소리, 영상정보)를 분석하여 가축의 질병(돼지콜레라, 광우병, 구제역, 기타)을 예측하고, 질병 예측 정보를 가축질병관리본부에 전송함과 동시에 사용자(가축 주인)에게 전송함으로써, 실시간으로 가축의 질병 상태를 인지하고 후속 조치를 신속하게 시행하여 전염병으로 인한 피해를 최소화할 수 있도록 한 가축용 질병 예측 및 알림 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가축용 질병 예측 및 알림 시스템은, 가축의 개체식별번호를 저장하고, 가축의 직접적인 상태정보 및 활동 정보, 소리 및 움직임 영상 정보를 가축 상태정보로 수집하여 전송하는 가축 상태정보 수집수단; 상기 가축 상태정보 수집수단에서 수집된 가축 상태정보에서 활동량 정보, 체온 정보, 심박수 정보, 음향 정보, 움직임 영상 정보를 종합적으로 분석하여 가축의 질병 상태를 예측하고, 이상징후 발견시 예측한 질병 정보를 원격의 사용자 및 질병관리본부 서버에 전송하는 데이터수집 및 질병예측서버; 상기 데이터수집 및 질병예측서버에서 전송된 가축 질병 예측정보를 기초로 가축의 질병 예측정보를 화면에 표출하여 사용자에게 제공하는 사용자 단말기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 가축 상태정보 수집수단은 가축의 활동량을 측정하는 활동량 센서; 가축의 체온을 측정하는 체온센서; 가축의 심박수를 측정하는 심박수 센서; 가축의 움직임에 따라 생성된 움직임 영상을 획득하는 카메라; 가축이 발생하는 소리를 획득하는 마이크; 상기 마이크를 통해 획득한 가축의 음향을 주파수로 변환하여 가축 음향정보를 생성하고, 생성한 가축 음향정보와 움직임 영상 정보와 활동량 정보와 체온 정보 및 심박수 정보를 가축 상태정보로 생성하고, 생성한 가축 생태정보에 개체식별번호를 매핑하여 전송을 제어하는 제어부; 상기 제어부에서 출력되는 디지털 가축 생태 정보를 그에 대응하는 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부; 상기 디지털/아날로그 변환부에서 출력되는 아날로그 가축 상태정보 신호와 주파수 변환기에서 출력되는 주파수를 곱셈하여 중간주파수(IF)를 생성하는 주파수 혼합기; 상기 주파수 혼합기에서 생성된 주파수를 무선 통신 포맷에 맞는 프레임으로 변환하여 전송하는 무선통신모듈; 상기 활동량 센서와 체온센서와 심박수센서와 카메라와 마이크와 제어부와 무선통신모듈을 내장 또는 장착하고, 상기 가축에 착용되는 밴드형 목걸이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 통신모듈은 CDMA 통신모듈, 와이-파이 통신모듈, 블루투스 통신모듈, LTE 통신모듈, LoRa 통신모듈 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서 데이터수집 및 질병예측서버는 상기 사용자 단말기에 개체식별번호를 부여하고, 부여한 개체식별번호를 등록하는 개체식별번호 부여 및 등록부; 상기 가축 상태정보 수집수단에서 전송된 가축 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에서 수집한 가축 상태정보와 가축 질병 예측정보를 저장하는 정보 저장부; 상기 정보 저장부에 저장된 가축 상태정보로부터 활동량 정보와 체온 정보와 심박수 정보를 데이터베이스에 저장된 기준 정보와 비교하여 일차적으로 반려동물의 이상징후를 예측하고, 상기 가축 상태정보로부터 음성 정보와 움직임 영상 정보를 분석한 정보와 상기 일차적인 가축 이상징후 예측정보를 종합적으로 고려하여 최종적으로 가축의 질병을 예측하고, 가축 질병 예측정보를 생성하는 상태 분석부; 상기 상태 분석부에서 생성한 가축 질병 예측정보를 가공하여 상기 정보 저장부에 저장하는 분석결과 가공부; 상기 정보 저장부에 저장된 가축 질병 예측정보를 설정된 통신 프로토콜 포맷으로 변환한 후 질병관리본부 및 사용자 단말기로 전송하는 분석결과 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 상태 분석부는 가축의 음성 정보를 주파수 분석하여 가축의 이상 징후를 진단하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 상태 분석부는 영상으로 획득한 가축의 움직임 영상정보를 데이터베이스에 저장된 해당 가축의 움직임 이상징후를 판단하기 위해 미리 등록된 기준 움직임 영상 정보와 영상 비교를 통해 이상 징후를 분석하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 가축의 목에 장착된 목걸이형의 데이터 수집장치에서 수집된 다양한 정보를 분석하여 가축의 질병 상태를 예측하고, 예측한 가축의 질병 예측정보를 사용자(가축 주인) 및 질병관리본부로 전송함으로써, 원격에서 사용자 및 질병관리본부가 신속하게 가축의 질병 상태를 인지하고, 위급 상황 발생시 신속하게 후속 조치를 취하도록 하여 가축의 전염병과 같은 질병으로부터 피해가 확산되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가축용 질병 예측 및 알림 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 가축 상태정보 수집수단의 예시도,
도 3은 도 2의 가축 상태정보 수집수단의 실시 예 구성도,
도 4는 도 1의 데이터 수집 및 질병예측서버의 실시 예 구성도.
도 5는 본 발명에서 사용자 단말기를 통해 제공해주는 가축 질병 예측정보 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가축용 질병 예측 및 알림 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가축용 질병 예측 및 알림 시스템의 전체 구성도로서, 가축 상태정보 수집수단(100), 데이터 수집 및 질병예측서버(200), 사용자 단말기(300) 및 질병관리본부 서버(400)를 포함한다.
상기 가축 상태정보 수집수단(100)은 가축의 개체식별번호를 저장하고, 가축의 직접적인 상태정보 및 활동 정보, 소리 및 움직임 영상 정보를 가축 상태정보로 수집하여 전송하는 역할을 한다.
이러한 가축 상태정보 수집수단(100)은 목걸이 형태로 제작되어, 질병을 관리하고자 하는 가축의 목에 장착되어 가축 상태정보를 수집하는 것으로서, 가축의 활동량을 측정하는 활동량 센서(103)와 가축의 체온을 측정하는 체온센서(101) 및 가축의 심박수를 측정하는 심박수 센서(102)를 포함하는 센서부(110), 가축의 움직임에 따라 생성된 움직임 영상을 획득하는 카메라(1060, 가축이 발생하는 소리를 획득하는 마이크(105), 상기 센서부(1100에서 획득한 각각의 측정 정보를 디지털 데이터로 변환하여 제어부(107)에 전달하는 신호 변환부(120), 상기 마이크(105)를 통해 획득한 가축의 음향을 주파수로 변환하여 가축 음향정보를 생성하고, 생성한 가축 음향정보와 움직임 영상 정보와 활동량 정보와 체온 정보 및 심박수 정보를 가축 상태정보로 생성하고, 생성한 가축 상태정보에 개체식별번호를 매핑하여 전송을 제어하는 제어부(107), 상기 제어부(107)에서 출력되는 디지털 가축 생태 정보를 그에 대응하는 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부(131), 상기 디지털/아날로그 변환부(131)에서 출력되는 아날로그 가축 생태정보 신호와 주파수 변환기(109)에서 출력되는 주파수를 곱셈하여 중간주파수(IF)를 생성하는 주파수 혼합기(132), 상기 주파수 혼합기(132)에서 생성된 중간주파수를 무선 통신 포맷에 맞는 프레임으로 변환하여 전송하는 무선통신모듈(104), 상기 활동량 센서(103)와 체온센서(101)와 심박수센서(102)와 카메라(106)와 마이크(105)와 제어부(107)와 무선통신모듈(104) 등을 내장 또는 장착하고, 상기 가축에 착용되는 밴드형 목걸이(140), 전원을 공급해주는 전원부(108)를 포함한다.
상기 무선통신모듈(104)은 CDMA 통신모듈, 와이-파이 통신모듈, 블루투스 통신모듈, LTE 통신모듈, LoRa 통신모듈 중 적어도 어느 하나 이상을 이용하여 구성될 수 있다.
상기 데이터수집 및 질병예측서버(200)는 상기 가축 상태정보 수집수단(100)에서 수집된 가축 상태정보에서 활동량 정보, 체온 정보, 심박수 정보, 음향 정보, 움직임 영상 정보를 종합적으로 분석하여 가축의 질병 상태를 예측하고, 이상징후 발견시 예측한 질병 정보를 원격의 사용자 및 질병관리본부 서버에 전송하는 역할을 한다.
이러한 데이터수집 및 분석서버(200)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 사용자 단말기(300)에 개체식별번호를 부여하고, 부여한 개체식별번호를 등록하는 개체식별번호 부여 및 등록부(207), 상기 가축 상태정보 수집수단(100)에서 전송된 가축 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부(201), 상기 데이터 수집부(201)에서 수집한 가축 상태정보와 가축 질병 예측정보를 저장하는 정보 저장부(202), 상기 정보 저장부(202)에 저장된 가축 상태정보로부터 활동량 정보와 체온 정보와 심박수 정보를 데이터베이스(206)에 저장된 기준 정보와 비교하여 일차적으로 반려동물의 이상징후를 예측하고, 상기 가축 상태정보로부터 음성 정보와 움직임 영상 정보를 분석한 정보와 상기 일차적인 가축 이상징후 예측정보를 종합적으로 고려하여 최종적으로 가축의 질병을 예측하고, 가축 질병 예측정보를 생성하는 상태 분석부(203), 상기 상태 분석부(203)에서 생성한 가축 질병 예측정보를 가공하여 상기 정보 저장부(202)에 저장하는 분석결과 가공부(204), 상기 정보 저장부(202)에 저장된 가축 질병 예측정보를 설정된 통신 프로토콜 포맷으로 변환한 후 질병관리본부 서버(400) 및 사용자 단말기(300)로 전송하는 분석결과 전송부(205)를 포함한다.
상기 상태 분석부(203)는 가축의 음성 정보를 주파수 분석하여 가축의 이상 징후를 진단하며, 영상으로 획득한 가축의 움직임 영상정보를 데이터베이스(206)에 저장된 해당 가축의 움직임 이상징후를 판단하기 위해 미리 등록된 기준 움직임 영상 정보와 영상 비교를 통해 이상 징후를 분석하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 사용자 단말기(300)는 상기 데이터수집 및 분석서버(200)에서 전송된 가축 질병 예측정보를 기초로 가축의 질병 예측정보를 화면에 표출하여 사용자에게 제공하는 역할을 한다. 이러한 사용자 단말기(300)는 스마트폰, 개인정보단말기, 노트북, 노트, 패드와 같은 기기로 구현할 수 있으나, 본 발명에서는 실시 예로 스마트폰으로 구현한 것으로 가정한다.
또한, 질병관리본부 서버(400)는 각각의 데이터수집 및 질병예측서버로부터 전송된 질병 예측 정보를 취합하고, 전염병 등과 같은 질병이 예측되면 관리자 등에게 이를 통보하여, 신속하게 후속 조치를 취하도록 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가축용 질병 예측 및 알림 시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 가축의 질병을 이른 시간에 인지하고, 전염병일 경우 신속하게 후속조치를 취하여, 피해를 최소화하기 위한 것이다.
이를 위해, 가축을 사육하는 사용자는 사용자 단말기(300) 등을 이용하여 데이터수집 및 질병예측서버(200)와 접속하여, 필요한 정보를 제공하고 개체식별번호를 부여받는다. 이때, 데이터수집 및 질병예측서버(200)는 개체식별번호를 데이터베이스(206)에 등록해 놓는다.
이후, 사용자는 가축에 착용하기 위한 가축 상태정보 수집수단(100)에 상기 개체식별번호를 저장해 놓는다. 여기서 도 3에는 도시하지 않았지만, 가축 상태정보 수집수단(100)은 근거리 무선 통신이나 유선통신을 통해 개체식별번호를 다운로드받아 제어부(107)에서 내부 메모리에 저장해 놓는다. 여기서 개체식별번호는 가축과 일대일 방식으로 대응한다.
다음으로, 개체식별번호를 저장한 가축 상태정보 수집수단(100)을 질병 관리 대상 가축에게 착용시킨다. 착용 방법은, 가축 상태정보 수집수단(100)을 밴드형 목걸이 형태로 만들고, 각각의 센서와 측정 장치 및 통신 모듈을 내장시켜 가축의 목에 착용시킨다. 가축의 목에 착용시킨 상태에서 전원 스위치를 이용하여 내장된 배터리 전원을 공급하여 가축 상태정보를 수집하도록 한다.
가축은 가축 상태정보 수집수단(100)을 착용한 상태에서, 자유롭게 활동을 하며, 식사를 하고 잠을 자는 등 일반적인 생활을 하게 된다.
가축 상태정보 수집이 시작되면, 활동량 센서(103)는 가축의 움직임을 감지하여 활동량 정보를 생성한다. 이렇게 생성된 활동량 정보는 신호 변환부(120) 내의 제3 아날로그/디지털 컨버터(123)를 통해 디지털 데이터로 변환되어 제어부(107)에 전달된다. 여기서 활동량 센서(103)로는 만보계와 같은 측정 장치, 자이로 센서 등을 이용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 체온센서(101)는 밀착된 가축의 목 체온을 측정하여 체온 정보를 생성한다. 이렇게 생성된 체온 정보는 신호 변환부(120) 내의 제1 아날로그/디지털 컨버터(121)를 통해 디지털 데이터로 변환되어 제어부(107)에 전달된다.
또한, 활동량 센서인 심박동 센서(102)는 밀착된 가축의 맥박을 측정하여 심박동 정보를 생성한다. 이렇게 생성된 심박동 정보는 신호 변환부(120) 내의 제2 아날로그/디지털 컨버터(122)를 통해 디지털 데이터로 변환되어 제어부(107)에 전달된다.
아울러 카메라(106)는 가축의 상태정보 측정과 동시에 구동을 하여 가축의 움직임에 따른 주변 영상 정보를 획득한다. 여기서 가축의 움직임 영상정보를 지속적으로 획득하게 되면, 영상 정보량이 증가하여 이를 저장하는 데 한계가 있을 수 있다. 따라서 제어부(107)에 영상 분석 알고리즘을 내장시켜, 획득한 영상 정보로부터 움직임이 큰 영상 정보만을 취득하고, 나머지를 삭제하는 방식으로 영상 정보량을 최적화하는 것이 바람직하다. 영상 정보로부터 움직임이 큰 영상 정보만을 취득하기 위해서는, 영상 정보를 처리하는 분야에서 이미 잘 알려진 기술이므로, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 마이크(105)는 가축이 내는 음성을 입력받아 제어부(107)에 전달한다. 제어부(107)는 입력된 음성 정보를 주파수 데이터로 변환하여 음향 정보를 생성한다.
여기서 가축 상태정보로, 활동량 정보, 온도정보, 심박수 정보(심박동 정보), 움직임 영상 정보, 음성 정보 등을 언급하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 가축의 상태정보를 획득할 수 있는 이미 알려진 다양한 센서나 장치를 부가적으로 이용할 수도 있다.
제어부(107)는 각각의 센서나 장비로부터 측정 및 획득한 가축의 상태 정보를 취합하여 가축 상태정보를 생성하고, 내부 메모리에 저장한 개체식별번호를 매핑하여 최종적인 가축 상태정보를 생성한다. 이렇게 생성된 디지털 가축 상태정보는 디지털/아날로그 변환부(131)를 통해 아날로그 가축 상태정보 신호로 변환된 후, 주파수 혼합기(132)에 전달된다. 주파수 혼합기(132)는 전달되는 가축 상태정보 신호와 주파수 변환기(109)에서 제공하는 국부 발진 주파수를 혼합하여, 중간주파수(IF)를 생성한다. 이렇게 생성한 중간주파수는 무선통신모듈(104)을 통해 데이터수집 및 질병예측서버(200)로 전송된다.
상기 데이터수집 및 질병예측서버(200)는 데이터 수집부(201)를 통해 가축 생체정보 수집수단(100)에서 전송된 가축 상태정보를 수신하고, 정보 저장부(202)에 누적 저장을 한다. 여기서 가축 상태정보의 누적 저장은 시간 단위, 일 단위, 주 단위, 월 단위, 년 단위와 같은 방식으로 상태 정보를 누적 저장한다. 가축 상태정보의 누적은 개체식별번호를 이용하여 구분하여 누적 저장하는 것이 바람직하다.
여기서 가축 상태정보를 실시간 지속적으로 획득하면, 데이터 전송량이 많아져 과도한 메모리 양이나 과부하 등 여러 측면에서 부작용이 발생할 우려가 있다. 따라서 본 발명에서는 미리 일정 주기(예를 들어, 5분 또는 10분)를 설정하고, 일정 주기로 가축 상태정보를 전송하는 것으로 가정을 한다.
상기 데이터수집 및 질병예측서버(200)의 상태 분석부(203)는 상기 정보 저장부(202)에 저장된 가축 상태정보로부터 활동량 정보와 체온 정보와 심박수 정보를 각각 추출하고, 데이터베이스(206)에 저장된 활동량 기준 정보와 체온 기준 정보와 심박수 기준 정보를 각각 비교하여, 일차적으로 가축의 질병 유무 상태를 예측한다. 여기서 가축 상태정보와 기준 정보의 비교는 개체식별번호를 통해 해당 가축의 종류를 구분하고, 가축 상태정보와 구분한 가축 종류에 대응하는 기준 정보를 비교한다.
예컨대, 수집한 활동량 정보와 활동량 기준 정보를 비교하여, 그 대소 유무로 해당 가축의 질병 상태를 진단한다. 아울러 수집한 체온 정보와 체온 기준 정보를 비교하여, 그 대소 유무로 해당 가축의 상태를 진단한다. 또한, 수집한 심박수 정보와 심박수 기준 정보를 비교하여, 그 대소 유무로 해당 가축의 상태를 진단한다. 이렇게 3가지의 상태 정보를 기반으로 일차적인 가축 질병 유무 상태를 예측한다. 여기서 수집한 정보와 기준 정보를 비교하여 그 차이에 따른 해당 가축의 질병 유무를 판단하는 방법은, 데이터베이스(206)에 동물학계나 관공서(질병관리본부)에서 제공한 표준 해당 가축의 질병 판단 정보를 이용할 수 있다.
이어, 상태 분석부(203)는 상기 가축 상태정보로부터 음성 정보와 움직임 영상 정보를 분석하여, 가축의 질병 상태를 예측한다.
예컨대, 취득한 움직임 영상으로부터 움직임 정보를 추출하고, 추출한 움직임 정보를 분석하여, 움직임이 과도하게 발생하는 상황이 지속적이거나, 움직임이 전혀 없는 상태가 일정시간 이상 지속할 경우(취침 시간은 제외), 데이터베이스(206)에 등록해 놓은 해당 가축의 움직임 정보에 따른 질병 판단 방법으로 질병 유무를 판단한다. 일반적으로 가축이 특정 질병에 걸렸을 경우, 이상 행동을 보이는 것은 학계나 질병관리본부를 통해 이미 알려진 사실이므로, 이러한 정보를 근거로 움직임 영상을 분석하여 해당 가축의 질병 유무를 예측하게 된다.
또한, 상태 분석부(203)는 가축 상태정보로부터 음성 분석을 통해 가축의 상태를 진단한다. 즉, 가축이 지르는 소리를 주파수로 변환한다. 가축의 소리를 주파수로 변환하는 방식은, 가축의 음성을 푸리에 변환을 통해 주파수로 변환함으로써 간단하게 구현할 수 있다. 이어 주파수 분석 기법을 통해 분석하여 가축의 상태를 진단한다. 여기서 주파수 분석은 가축의 음성에 따른 동물 학계의 정보나 다양한 경험을 통해 누적한 빅 데이터를 기반으로 분석하는 것이 바람직하다.
이어, 일차적으로 분석한 가축 상태 예측정보와 움직임 영상 분석 및 음성 분석을 통해 분석한 가축 상태 예측정보를 종합적으로 분석하여, 최종적으로 가축의 질병을 예측한다. 기존의 가축의 질병 예측은 단순히 체온이나 맥박 등과 같은 단순한 방법으로만 판단하므로, 이상 기온이나 주변 환경 온도 등으로 인해 발생하는 단순 체온 변경에도 질병으로 판단하는 오류가 많았다. 반면, 본원발명은 체온, 맥박, 활동량, 움직임 영상 및 음성을 종합적으로 분석하므로, 가축의 질병 예측에 정확성을 도모할 수 있게 된다.
그리고 이렇게 예측한 가축 질병 예측정보를 분석결과 가공부(204)를 통해 가공하여 정보 저장부(202)에 저장한다. 여기서 분석결과 가공부(204)는 이미 지정된 포맷으로 분석결과를 가공하는 것을 의미한다.
아울러 분석결과 전송부(205)는 상기 정보 저장부(202)에 저장한 가축 상태 예측정보를 내장된 통신모듈을 이용하여 사용자 단말기(300) 및 질병관리본부 서버(400)로 전송한다. 여기서 데이터수집 및 질병예측서버(200)는 전염성이 없으며 단순한 가축의 질병 상태로 판단되면, 질병관리본부 서버(400)로는 가축 상태 예측정보를 전송하지 않을 수 있다. 분석결과 발생한 질병이 전염성이 있는 질병(구제역, 돼지콜레라, 광우병, 고병원성 조류인플루엔자, 기타)으로 예측될 경우에는, 즉시 사용자 및 질병관리본부로 가축 질병 예측정보를 전송하여, 이후 전염병 등으로 인해 발생할 수 있는 큰 피해를 미리 예방하는 것이 바람직하다.
질병관리본부 서버(400)는 수신한 가축 상태 예측정보가 전염성이 있는 질병 예측정보일 경우, 이를 관리자에게 실시간으로 통보한다. 관리자는 개체식별정보를 통해 전염병이 예측되는 가축의 위치, 소유자 등을 인지할 수 있으며, 이에 따라 신속하게 후속 조치를 취함으로써, 가축 전염병으로 인해 발생하는 큰 피해를 미리 방지할 수 있다.
아울러 사용자는 사용자 단말기(300)인 스마트폰으로 실시간 또는 일정주기로 가축의 질병 상태 예측정보를 수신하고, 이를 통해 가축의 질병 상태를 인지한다.
도 5는 사용자에게 제공되는 가축 질병 예측 정보의 예시이다.
사용자는 수신한 가축 질병 예측 정보를 보고, 신속하게 후속 조치를 취하여 전염병이나 기타 질병으로 인해 피해가 더 확산하는 것을 방지한다. 가축 질병 예측 정보에는 응급처리라든지 이를 신고하는 신고처 연락 번호라든지 인근 가축병원 등의 정보를 포함하여, 사용자가 후속 조치를 편하게 할 수 있도록 도모해준다.
따라서 사용자는 가축을 실시간 직접적으로 감시하지 않아도, 가축의 질병 상태를 정확하게 인지할 수 있다. 그리고 가축의 질병 상태를 인지함으로써, 그에 적합한 후속 조치를 취함으로써, 가축의 관리에 최적화를 도모할 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100: 가축 상태정보 수집수단
200: 데이터수집 및 질병예측서버
300: 사용자 단말기
400: 질병관리본부 서버

Claims (6)

  1. 가축의 상태를 수집 및 분석하고, 가축의 질병 상태를 예측하여 사용자 및/또는 질병관리본부에 알려주기 위한 시스템으로서,
    가축의 개체식별번호를 저장하고, 가축의 직접적인 상태정보 및 활동 정보, 소리 및 움직임 영상 정보를 가축 상태정보로 수집하여 전송하는 가축 상태정보 수집수단;
    상기 가축 상태정보 수집수단에서 수집된 가축 상태정보에서 활동량 정보, 체온 정보, 심박수 정보, 음향 정보, 움직임 영상 정보를 종합적으로 분석하여 가축의 질병 상태를 예측하고, 이상징후 발견시 예측한 질병 정보를 원격의 사용자 및 질병관리본부 서버에 전송하는 데이터수집 및 질병예측서버; 및
    상기 데이터수집 및 질병예측서버에서 전송된 가축 질병 예측정보를 기초로 가축의 질병 예측정보를 화면에 표출하여 사용자에게 제공하는 사용자 단말기를 포함하고,
    상기 가축 질병 예측 정보는 예측한 질병 정보, 응급처리정보, 질병 신고처 연락 번호, 인근 가축병원 정보를 포함하며,
    상기 가축 상태정보 수집수단은 가축의 활동량을 측정하는 활동량 센서; 가축의 체온을 측정하는 체온센서; 가축의 심박수를 측정하는 심박수 센서; 가축의 움직임에 따라 생성된 움직임 영상을 획득하는 카메라; 가축이 발생하는 소리를 획득하는 마이크; 상기 마이크를 통해 획득한 가축의 음향을 주파수로 변환하여 가축 음향정보를 생성하고, 생성한 가축 음향정보와 움직임 영상 정보와 활동량 정보와 체온 정보 및 심박수 정보를 가축 상태정보로 생성하고, 생성한 가축 생태정보에 개체식별번호를 매핑하여 전송을 제어하는 제어부; 상기 제어부와 연동하여 수집한 가축 상태정보를 무선으로 전송하는 무선통신모듈; 상기 활동량 센서와 체온센서와 심박수센서와 카메라와 마이크와 제어부와 무선통신모듈을 내장 또는 장착하고, 상기 가축에 착용되는 밴드형 목걸이를 포함하고,
    상기 데이터수집 및 질병예측서버는 정보 저장부에 저장된 가축 상태정보로부터 활동량 정보와 체온 정보와 심박수 정보를 데이터베이스에 저장된 기준 정보와 비교하여 일차적으로 반려동물의 이상징후를 예측하고, 상기 가축 상태정보로부터 음성 정보와 움직임 영상 정보를 분석한 정보와 상기 일차적인 가축 이상징후 예측정보를 종합적으로 고려하여 최종적으로 가축의 질병을 예측하고, 가축 질병 예측정보를 생성하는 상태 분석부; 상기 상태 분석부에서 생성한 가축 질병 예측정보를 가공하여 정보 저장부에 저장하는 분석결과 가공부를 포함하고,
    상기 상태 분석부는 가축의 음성 정보를 주파수 분석하여 가축의 이상 징후를 진단하고, 영상으로 획득한 가축의 움직임 영상정보를 데이터베이스에 저장된 해당 가축의 움직임 이상징후를 판단하기 위해 미리 등록된 기준 움직임 영상 정보와 영상 비교를 통해 이상 징후를 분석하는 것을 특징으로 하는 가축용 질병 예측 및 알림 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 통신모듈은 CDMA 통신모듈, 와이-파이 통신모듈, 블루투스 통신모듈, LTE 통신모듈, LoRa 통신모듈 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 가축용 질병 예측 및 알림 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 데이터수집 및 질병예측서버는 상기 사용자 단말기에 개체식별번호를 부여하고, 부여한 개체식별번호를 등록하는 개체식별번호 부여 및 등록부; 상기 가축 상태정보 수집수단에서 전송된 가축 상태 정보를 수집하는 데이터 수집부; 상기 데이터 수집부에서 수집한 가축 상태정보와 가축 질병 예측정보를 저장하는 정보 저장부; 상기 정보 저장부에 저장된 가축 질병 예측정보를 설정된 통신 프로토콜 포맷으로 변환한 후 질병관리본부 및 사용자 단말기로 전송하는 분석결과 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축용 질병 예측 및 알림 시스템.


  5. 삭제
  6. 삭제
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