KR102510561B1 - 가축의 체온을 실시간으로 측정하여 상태변화를 감지할 수 있는 상태변화 감지장치 및 그 감지방법 - Google Patents
가축의 체온을 실시간으로 측정하여 상태변화를 감지할 수 있는 상태변화 감지장치 및 그 감지방법 Download PDFInfo
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Abstract
가축의 체온을 실시간으로 측정하여 상태변화를 감지할 수 있는 상태변화 감지장치 및 그 감지방법이 개시된다. 본 발명에 따른 상태변화 감지장치는, 동일 지역에서 사육하는 가축들 중 동일한 축종에 대하여 설정된 시간간격으로 동일한 부위의 체온을 실시간으로 측정하는 체온측정 센서로부터 무선으로 측정값을 수신하는 측정값 수신부; 측정값 수신부를 통해 수신되는 각각의 개체들의 체온 측정값에 대하여 실시간 평균체온을 산출하는 평균체온 산출부; 평균체온 산출부에 의해 산출되는 실시간 평균체온에 대한 각각의 개체들의 실시간 편차를 산출하는 개체편차 산출부; 및 개체편차 산출부에 의해 산출되는 실시간 편차에 기반하여, 각각의 개체들의 상태변화를 감지하는 상태변화 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 상태변화 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신체부위, 활동상태 또는 정지상태 여부, 외부온도 등에 따라 체온범위가 상이한 가축에 대하여 실시간으로 체온을 측정하여 상태변화를 정확하게 예측함으로써 발정, 분만 징후 등의 상태변화를 미리 감지하여 가축의 인공번식 성공률을 높이고, 질병의 초기 증상을 미리 감지하여 가축 폐사로 인한 농가의 손실을 방지할 수 있는, 상태변화 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것이다.
가축의 체온 및 활동량 정보는 가축의 건강상태를 관리하는데 아주 중요한 정보이다. 특히, 체온 정보는 가축의 발정, 분만 징후를 감지하는 데에 활용될 뿐만 아니라 가축의 질병 관리와 인공번식 관리에도 활용된다.
한편, 가축은 대부분 항온동물이지만 몸이 가죽으로 덮인 경우, 사람처럼 땀이나 피부 호흡으로 체온을 조절할 수 없다. 따라서 소, 말, 돼지, 염소와 같은 가축들은 호흡이나 귀의 발열로 체온을 조절한다.
그런데, 이러한 가축들의 체온을 실시간으로 측정하면 활동 중인 상태에서 측정되는 체온의 범위는 정지된 상태에서 측정되는 체온의 범위보다 크다. 또한, 동일한 개체에 대한 체온이라 하더라도 체온이 측정되는 신체 부위에 따라 그 체온의 범위가 달라진다.
예를 들어 소의 경우, 소의 귀에는 2개의 큰 혈관이 있으며, 체온 측정센서를 부착하는 귀의 부위에 따라 측정되는 체온의 범위가 달라진다. 체온 측정센서가 소의 귀 혈관과 가까운 위치에 부착되면 먼 위치에 부착되는 체온 측정센서 대비 약 1℃ 정도 높은 범위의 체온이 측정된다.
또한, 소의 활동량이 증가하면 체온이 상승하므로 축사나 방목지의 이동이나, 축사 청소 등으로 소의 활동량이 평상시보다 증가하면 측정되는 체온 값도 상승한다. 또한, 소의 체온은 외부 온도에도 영향을 받기 쉬우며, 따라서 외부 온도와 일교차에 따라 측정되는 체온의 범위도 달라진다.
이와 같이, 가축의 체온 범위는 측정되는 신체 부위, 활동 상태인지 또는 정지 상태인지의 여부, 외부 온도의 영향 등으로 크게 달라지기 때문에 어느 한 상태에서 측정되는 체온만으로 가축의 발정, 분만 징후, 질병의 초기 증상 등의 상태변화를 정확하게 예측할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 신체부위, 활동상태 또는 정지상태 여부, 외부온도 등에 따라 체온범위가 상이한 가축에 대하여 실시간으로 체온을 측정하여 상태변화를 정확하게 예측함으로써 발정, 분만 징후 등의 상태변화를 미리 감지하여 가축의 인공번식 성공률을 높이고, 질병의 초기 증상을 미리 감지하여 가축 폐사로 인한 농가의 손실을 방지할 수 있는, 상태변화 감지장치 및 그 감지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 상태변화 감지장치는, 동일 지역에서 사육하는 가축들 중 동일한 축종에 대하여 설정된 시간간격으로 동일한 부위의 체온을 실시간으로 측정하는 체온측정 센서로부터 무선으로 측정값을 수신하는 측정값 수신부; 상기 측정값 수신부를 통해 수신되는 각각의 개체들의 체온 측정값에 대하여 실시간 평균체온을 산출하는 평균체온 산출부; 상기 평균체온 산출부에 의해 산출되는 실시간 평균체온에 대한 각각의 상기 개체들의 실시간 편차를 산출하는 개체편차 산출부; 및 상기 개체편차 산출부에 의해 산출되는 실시간 편차에 기반하여, 각각의 상기 개체들의 상태변화를 감지하는 상태변화 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 상태변화 감지장치는, 설정된 기간 동안 상기 개체편차 산출부에 의해 산출되는 실시간 편차에 기반하여 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정하는 허용편차 설정부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 상태변화 감지부는 상기 허용편차 설정부에 의해 설정되는 허용편차에 기반하여, 각각의 상기 개체들의 상태변화를 감지하는 것을 특징으로 한다.
전술한 상태변화 감지장치는, 설정된 기간 동안 상기 개체편차 산출부에 의해 산출되는 각각의 상기 개체들의 실시간 편차에 대하여 오프셋을 결정하는 오프셋 결정부;를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 허용편차 설정부는 상기 오프셋 결정부에 의해 결정되는 오프셋에 따라 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 가축의 상태변화 감지방법은, 상태변화 감지장치에 의해 수행되는 가축의 상태변화 감지방법에 있어서, 동일 지역에서 사육하는 가축들 중 동일한 축종에 대하여, 설정된 시간간격으로 동일한 부위의 체온을 실시간으로 측정하는 단계; 상기 체온이 측정되는 각각의 개체들의 실시간 평균체온을 산출하는 단계; 산출되는 상기 실시간 평균체온에 대한 각각의 상기 개체들의 실시간 편차를 산출하는 단계; 설정된 기간 동안 산출되는 상기 실시간 편차에 기반하여 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정하는 단계; 및 설정되는 상기 허용편차에 기반하여, 각각의 상기 개체들의 체온의 상태변화를 감지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 가축의 상태변화 감지방법은, 설정된 기간 동안 산출되는 각각의 상기 개체들의 실시간 편차에 대하여 오프셋을 결정하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 허용편차 설정단계는 상기 오프셋 결정단계에 의해 결정되는 오프셋에 따라 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정한다.
본 발명에 따르면, 신체부위, 활동상태 또는 정지상태 여부, 외부온도 등에 따라 체온범위가 상이한 가축에 대하여 실시간으로 체온을 측정하여 상태변화를 정확하게 예측함으로써 발정, 분만 징후 등의 상태변화를 미리 감지하여 가축의 인공번식 성공률을 높이고, 질병의 초기 증상을 미리 감지하여 가축 폐사로 인한 농가의 손실을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상태변화 감지장치가 적용되는 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 상태변화 감지장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 동일한 농장에서 일정 기간 동안 다수의 소들의 체온변화를 실시간으로 측정하여 표시한 그래프이다.
도 4는 도 3에 나타낸 그래프 중 개체별 실시간 체온변화의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 다수의 소들의 실시간 평균체온에 대한 각각의 개체의 편차를 표시한 그래프이다.
도 6은 도 5에 나타낸 그래프 중 개체별 편차의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 5에 나타낸 그래프에 대하여 허용편차를 반영하여 표시한 그래프이다.
도 8은 도 7에 나타낸 그래프 중 개체별 허용편차의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 9는 체온이 측정되는 다수의 개체들에 대하여 개체 별로 허용편차 값을 변수로 설정하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 발정을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 분만을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가축의 상태변화 감지방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 상태변화 감지장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 동일한 농장에서 일정 기간 동안 다수의 소들의 체온변화를 실시간으로 측정하여 표시한 그래프이다.
도 4는 도 3에 나타낸 그래프 중 개체별 실시간 체온변화의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 5는 다수의 소들의 실시간 평균체온에 대한 각각의 개체의 편차를 표시한 그래프이다.
도 6은 도 5에 나타낸 그래프 중 개체별 편차의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 5에 나타낸 그래프에 대하여 허용편차를 반영하여 표시한 그래프이다.
도 8은 도 7에 나타낸 그래프 중 개체별 허용편차의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 9는 체온이 측정되는 다수의 개체들에 대하여 개체 별로 허용편차 값을 변수로 설정하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 10은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 발정을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 11은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 분만을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가축의 상태변화 감지방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상태변화 감지장치가 적용되는 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상태변화 감지장치(100)는 복수의 체온측정 센서(10)와 무선으로 통신할 수 있다. 이때, 체온측정 센서(10)는 동일한 지역에서 사육되는 가축들 중 동일한 축종에 부착되며, 해당 가축의 체온을 측정할 수 있다. 여기서는, 상태변화 감지장치(100)가 각각의 체온측정 센서(10)와 직접 무선통신을 하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 각각의 체온측정 센서(10)는 중계기(도시하지 않음)와 무선으로 통신하며, 상태변화 감지장치(100)는 네트워크를 통해 중계기와 연결됨으로써 각각의 체온측정 센서(10)와 데이터를 송수신할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상태변화 감지장치(100)는 IoT/5G(Internet of Things/5Generation) 기술을 이용하여 체온측정 센서(10)를 동일한 지역에서 사육하는 가축들 중 동일한 축종에 부착하며, 체온측정 센서(10)로부터 각각의 개체들에 대해 측정되는 체온정보를 실시간으로 수신한다. 이때, 체온측정 센서(10)는 가축의 귀, 목, 항문 등의 다양한 신체부위 중 각 개체들의 동일한 신체부위에 부착되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 소의 체온을 직장/항문에서 측정하면 38.5℃ ~ 39.0℃의 범위이지만, 귀에서 측정하면 32.0℃ ~ 33.0℃이며, 신체의 표피(가죽)에서 측정하면 27.0℃ ~ 28.0℃ 범위에서 체온이 측정된다. 이와 같이, 측정되는 각각의 부위마다 체온의 범위가 달라질 수 있으므로, 측정의 오류를 방지하기 위하여 체온측정 센서(10)는 각각의 개체들의 동일한 신체부위에 부착되어 체온을 측정하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따른 상태변화 감지장치(100)는 체온측정 센서(10)를 동일한 지역에서 사육되는 소들의 귀의 동일한 위치에 부착하고, 각각의 소들의 체온 값을 기반으로 상태변화를 감지하는 것으로 설명한다.
도 2는 도 1에 나타낸 상태변화 감지장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상태변화 감지장치(100)는 측정값 수신부(102), 평균체온 산출부(104), 개체편차 산출부(106), 상태변화 감지부(108), 허용편차 설정부(110), 및 오프셋 결정부(112)를 포함할 수 있다.
측정값 수신부(102)는 동일 지역에서 사육되는 가축들 중 동일한 축종 즉, 소들의 귀의 동일한 부위에 부착된 체온측정 센서(10)로부터 무선으로 체온 측정 값을 수신한다. 이때, 측정값 수신부(102)는 설정된 시간간격으로 각각의 소들에 대한 체온 측정 값을 수신할 수 있다. 이 경우, 측정값 수신부(102)는 수신되는 각각의 체온 측정값을 시간의 경과에 따라 표시함으로써 각각의 소들의 실시간 체온변화를 그래프로 나타낼 수 있다.
평균체온 산출부(104)는 측정값 수신부(102)를 통해 수신되는 각각의 개체들의 체온 측정값에 대하여 실시간 평균체온을 산출한다. 이때, 평균체온 산출부(104)는 동일한 시간에 수신되는 각각의 개체들에 대한 체온 측정값의 평균을 평균체온으로 산출하고, 시간의 경과에 따라 산출되는 각각의 평균체온을 표시함으로써 각각의 개체들에 대한 실시간 평균체온을 산출할 수 있다.
도 3은 동일한 농장에서 일정 기간 동안 다수의 소들의 체온변화를 실시간으로 측정하여 표시한 그래프로서, 7 마리의 소들의 체온변화를 나타낸다. 이때, 측정값 수신부(102)는 각각의 소들의 귀의 동일한 부위에 부착된 체온측정 센서(10)로부터 10분 주기로 체온 측정값을 수신하였다. 가로축은 10분 간격으로 체온 측정값을 수신한 차수를 나타내며, 세로축은 온도값을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 일반적으로 소들은 귀에서 체온을 조절하기 때문에, 각각의 소들은 개체마다 정상체온을 유지하기 위하여 일정 범위에서 상승과 하락을 반복함을 알 수 있다. 이때, 소의 체온은 외부 온도에 영향을 받기 쉬우므로 동일한 위치에 있는 소들은 일교차에 따라 체온이 유사한 유형으로 변화하며, 실시간 평균체온을 기준으로 등락하면서 변화하고 있음을 알 수 있다.
도 4는 도 3에 나타낸 그래프 중 개체별 실시간 체온변화의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 4를 참조하면, Cow1은 체온이 실시간 평균체온과 유사한 값으로 변화하고 있으며, Cow3은 체온이 실시간 평균체온보다 높은 값으로 변화하고 있고, Cow7은 체온이 실시간 평균체온보다 낮은 값으로 변화하고 있음을 알 수 있다.
도 4에는 개체별 실시간 체온변화의 유형이 실시간 평균체온과 유사한 유형, 실시간 평균체온보다 높은 값으로 변화하는 유형, 및 실시간 평균체온보다 낮은 값으로 변화하는 유형의 세가지로 도시하고 설명하였지만, 실시간 평균체온보다 높은 값으로 변화하는 유형 및 실시간 평균체온보다 낮은 값으로 변화하는 유형은 그 높거나 낮은 정도에 따라 각각이 복수의 단계로 분류될 수도 있다.
개체편차 산출부(106)는 평균체온 산출부(104)에 의해 산출되는 실시간 평균체온에 대한 각각의 개체들의 실시간 편차를 산출한다. 즉, 개체편차 산출부(106)는 측정값 수신부(102)를 통해 동일한 시간에 수신되는 각각의 개체들의 체온 측정값에 대하여, 평균체온 산출부(104)에 의해 산출되는 실시간 평균체온에 대한 편차를 산출한다. 이때, 개체편차 산출부(106)는 도 5에 도시한 바와 같이, 평균체온 산출부(104)에 의해 산출되는 실시간 평균체온을 기준으로 각각의 개체들의 체온 측정값의 편차를 그래프로 표시할 수 있다.
이때, 각각의 개체들의 체온변화의 유형은 도 6에 도시한 바와 같이, 실시간 체온변화를 기준으로 편차 그래프로 표시될 수 있다. 도 6에는 도 5에 나타낸 Cow1, Cow3 및 Cow7의 개체별 편차를 그래프로 표시하였다.
여기서, Cow1은 체온변화가 실시간 평균체온과 유사한 유형으로 측정되는 소이며, 편차의 평균값은 +0.05℃이다. 따라서, 도 6의 편차 그래프를 보면 0℃를 기준으로 ±0.5℃ 범위에서 체온이 등락하고 있음을 알 수 있다.
또한, Cow3은 체온변화가 실시간 평균체온보다 높은 유형으로 측정되는 소이며, 편차의 평균값은 +0.38℃이다. 따라서, 도 6의 편차 그래프를 보면 대체로 0℃에서 1℃ 범위에서 체온이 등락하고 있음을 알 수 있다.
또한, Cow7은 체온변화가 실시간 평균체온보다 낮은 유형으로 측정되는 소이며, 편차의 평균값은 -0.42℃이다. 따라서, 도 6의 편차 그래프를 보면 대체로 0℃에서 -1℃ 범위에서 체온이 등락하고 있음을 알 수 있다.
상태변화 감지부(108)는 개체편차 산출부(106)에 의해 산출되는 실시간 편차에 기반하여, 각각의 개체들의 상태변화를 감지한다. 이때, 상태변화 감지부(106)는 체온이 일정한 시간간격 동안 설정된 값 이상으로 지속되거나 설정된 값 이하로 지속되는 개체들에 대하여 발정, 분만징후, 질병의 초기 증상 등의 상태변화가 있는 것으로 감지할 수 있다.
한편, 동일한 지역에서 사육되는 동일한 축종이라고 하더라도 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 개체들의 실시간 평균체온보다 높은 체온변화를 나타내거나 낮은 체온변화를 나타내는 개체들이 있을 수 있다. 이와 같은 개체들은 정상적으로 체온변화를 하고 있음에도 불구하고 발정, 분만징후, 질병의 초기 증상 등의 상태변화가 있는 것으로 감지될 수 있다.
이와 같은 문제를 방지하기 위하여, 허용편차 설정부(110)는 설정된 기간 동안에 개체편차 산출부(106)에 의해 산출되는 실시간 편차에 기반하여 각각의 개체들의 허용편차를 설정한다.
이때, 오프셋 결정부(112)는 설정된 기간 동안 개체편차 산출부(106)에 의해 산출되는 각각의 개체들의 실시간 편차에 대하여 오프셋을 결정하며, 허용편차 설정부(110)는 오프셋 결정부(112)에 의해 결정되는 오프셋에 따라 각각의 개체들의 허용편차를 설정할 수 있다.
여기서, 오프셋 결정부(112)는 설정된 기간 동안의 각각의 개체들의 편차 평균값에 기반하여 오프셋을 결정할 수 있다. 이때, 오프셋 결정부(112)는 각각의 개체들의 편차 평균값을 0으로 만드는 방향으로 오프셋을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 Cow3은 편차의 평균값이 +0.38℃이므로 -0.38℃만큼 오프셋을 결정할 수 있으며, Cow7은 편차의 평균값이 -0.42℃이므로 +0.42℃만큼 오프셋을 결정할 수 있다. 그러나, 오프셋 결정부(112)는 기재된 방법에 한정하여 오프셋을 결정하는 것이 아니며, 다양하게 변형된 방법으로 오프셋을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 오프셋 결정부(112)는 설정된 기간 동안에 측정되는 체온 값의 최대값과 최소값을 이등분하여 오프셋을 결정할 수도 있다.
도 7은 도 5에 나타낸 그래프에 대하여 허용편차를 반영하여 표시한 그래프로서, 오프셋 결정부(112)에 의해 결정된 오프셋에 따라 각각의 개체들의 편차를 오프셋 한 그래프를 나타낸다. 또한, 도 8은 도 7에 나타낸 그래프 중 개체별 허용편차의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, Cow1, Cow3 및 Cow7은 각각 체온변화의 범위가 서로 다른 개체의 소이지만, 설정된 허용편차를 적용함으로써 각각의 개체들의 체온변화가 0℃를 기준으로 대체적으로 ±0.5℃의 범위에서 등락하고 있음을 알 수 있다.
한편, 허용편차 설정부(110)는 동일한 지역에서 사육되는 동일한 축종의 가축들에 대하여, 도 9에 도시한 바와 같이, 개체 별로 허용편차 값을 설정할 수 있다. 즉, 허용편차 설정부(110)는 동일한 지역에서 사육되는 동일한 축종의 가축들에 대하여, 관리자가 특정 개체를 선택하여 편차를 입력하거나, 전술한 바와 같이 자동으로 연산하여 허용편차를 설정할 수 있다.
이 경우, 상태변화 감지부(108)는 허용편차 설정부(110)에 의해 설정된 허용편차에 기반하여, 동일한 지역에서 사육되는 동일한 축종에 대하여 상태변화를 감지할 수 있다.
도 10은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 발정을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
발정기의 가축은 평소보다 체온이 약간 상승하게 되며, 발정기, 배란기, 수정란의 착상기가 진행되는 1 ~ 2일 동안 체온상승이 유지된다. 그러므로, 상태변화 감지부(108)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 체온이 평소보다 꾸준하게 상승된 상태를 유지하게 되면 가축의 발정이 진행되는 징후로 감지할 수 있다.
도 11은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 분만을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
분만 시기의 가축은 평소보다 체온이 약간 하락하게 되며, 자궁이 열리고 분만이 완료되고, 태반이 배출되는 3 ~ 4일 동안 체온하락이 유지된다. 따라서, 상태변화 감지부(108)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 체온이 평소보다 꾸준하게 하락하는 상태를 유지하게 되면 분만이 진행되는 징후로 감지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 가축의 상태변화 감지방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 가축의 상태변화 감지방법은 도 2에 나타낸 상태변화 감지장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 상태변화 감지장치(100)는 동일 지역에서 사육되는 가축들 중 동일한 축종 즉, 소들의 귀의 동일한 부위에 부착된 체온측정 센서(10)로부터 무선으로 체온 측정 값을 수신한다(S101). 이때, 상태변화 감지장치(100)는 설정된 시간간격으로 각각의 소들에 대한 체온 측정 값을 수신할 수 있다. 이 경우, 상태변화 감지장치(100)는 수신되는 각각의 체온 측정값을 시간의 경과에 따라 표시함으로써 각각의 소들의 실시간 체온변화를 그래프로 나타낼 수 있다.
상태변화 감지장치(100)는 수신되는 각각의 개체들의 체온 측정값에 대하여 실시간 평균체온을 산출한다(S103). 이때, 상태변화 감지장치(100)는 동일한 시간에 수신되는 각각의 개체들에 대한 체온 측정값의 평균을 평균체온으로 산출하고, 시간의 경과에 따라 산출되는 각각의 평균체온을 표시함으로써 각각의 개체들에 대한 실시간 평균체온을 산출할 수 있다.
도 3은 동일한 농장에서 일정 기간 동안 다수의 소들의 체온변화를 실시간으로 측정하여 표시한 그래프로서, 7 마리의 소들의 체온변화를 나타낸다. 이때, 상태변화 감지장치(100)는 각각의 소들의 귀의 동일한 부위에 부착된 체온측정 센서(10)로부터 10분 주기로 체온 측정값을 수신하였다.
도 3을 참조하면, 일반적으로 소들은 귀에서 체온을 조절하기 때문에, 각각의 소들은 개체마다 정상체온을 유지하기 위하여 일정 범위에서 상승과 하락을 반복함을 알 수 있다. 이때, 소의 체온은 외부 온도에 영향을 받기 쉬우므로 동일한 위치에 있는 소들은 일교차에 따라 체온이 유사한 유형으로 변화하며, 실시간 평균체온을 기준으로 등락하면서 변화하고 있음을 알 수 있다.
도 4는 도 3에 나타낸 그래프 중 개체별 실시간 체온변화의 유형의 예를 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, Cow1은 체온이 실시간 평균체온과 유사한 값으로 변화하고 있으며, Cow3은 체온이 실시간 평균체온보다 높은 값으로 변화하고 있고, Cow7은 체온이 실시간 평균체온보다 낮은 값으로 변화하고 있음을 알 수 있다.
도 4에는 개체별 실시간 체온변화의 유형이 실시간 평균체온과 유사한 유형, 실시간 평균체온보다 높은 값으로 변화하는 유형, 및 실시간 평균체온보다 낮은 값으로 변화하는 유형의 세가지로 도시하고 설명하였지만, 실시간 평균체온보다 높은 값으로 변화하는 유형 및 실시간 평균체온보다 낮은 값으로 변화하는 유형은 그 높거나 낮은 정도에 따라 각각이 복수의 단계로 분류될 수도 있다.
상태변화 감지장치(100)는 실시간 평균체온에 대한 각각의 개체들의 실시간 편차를 산출한다(S105). 즉, 상태변화 감지장치(100)는 동일한 시간에 수신되는 각각의 개체들의 체온 측정값에 대하여, 실시간 평균체온에 대한 편차를 산출한다. 이때, 상태변화 감지장치(100)는 도 5에 도시한 바와 같이, 실시간 평균체온을 기준으로 각각의 개체들의 체온 측정값의 편차를 그래프로 표시할 수 있다.
이때, 각각의 개체들의 체온변화의 유형은 도 6에 도시한 바와 같이, 실시간 체온변화를 기준으로 편차 그래프로 표시될 수 있다. 도 6에는 도 5에 나타낸 Cow1, Cow3 및 Cow7의 개체별 편차를 그래프로 표시하였다.
여기서, Cow1은 체온변화가 실시간 평균체온과 유사한 유형으로 측정되는 소이며, 편차의 평균값은 +0.05℃이다. 따라서, 도 6의 편차 그래프를 보면 0℃를 기준으로 ±0.5℃ 범위에서 체온이 등락하고 있음을 알 수 있다.
또한, Cow3은 체온변화가 실시간 평균체온보다 높은 유형으로 측정되는 소이며, 편차의 평균값은 +0.38℃이다. 따라서, 도 6의 편차 그래프를 보면 대체로 0℃에서 1℃ 범위에서 체온이 등락하고 있음을 알 수 있다.
또한, Cow7은 체온변화가 실시간 평균체온보다 낮은 유형으로 측정되는 소이며, 편차의 평균값은 -0.42℃이다. 따라서, 도 6의 편차 그래프를 보면 대체로 0℃에서 -1℃ 범위에서 체온이 등락하고 있음을 알 수 있다.
한편, 동일한 지역에서 사육되는 동일한 축종이라고 하더라도 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 개체들의 실시간 평균체온보다 높은 체온변화를 나타내거나 낮은 체온변화를 나타내는 개체들이 있을 수 있다. 이와 같은 개체들은 정상적으로 체온변화를 하고 있음에도 불구하고 발정, 분만징후, 질병의 초기 증상 등의 상태변화가 있는 것으로 감지될 수 있다.
이와 같은 문제를 방지하기 위하여, 상태변화 감지장치(100)는 설정된 기간 동안에 산출되는 실시간 편차에 기반하여 각각의 개체들의 허용편차를 설정한다. 이때, 상태변화 감지장치(100)는 설정된 기간 동안 개체편차 산출부(106)에 의해 산출되는 각각의 개체들의 실시간 편차에 대하여 오프셋을 결정하며(S107), 결정되는 오프셋에 따라 각각의 개체들의 허용편차를 설정할 수 있다(S109).
여기서, 상태변화 감지장치(100)는 설정된 기간 동안의 각각의 개체들의 편차 평균값에 기반하여 오프셋을 결정할 수 있다. 이때, 상태변화 감지장치(100)는 각각의 개체들의 편차 평균값을 0으로 만드는 방향으로 오프셋을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서 Cow3은 편차의 평균값이 +0.38℃이므로 -0.38℃만큼 오프셋을 결정할 수 있으며, Cow7은 편차의 평균값이 -0.42℃이므로 +0.42℃만큼 오프셋을 결정할 수 있다. 그러나, 상태변화 감지장치(100)는 기재된 방법에 한정하여 오프셋을 결정하는 것이 아니며, 다양하게 변형된 방법으로 오프셋을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 상태변화 감지장치(100)는 설정된 기간 동안에 측정되는 체온 값의 최대값과 최소값을 이등분하여 오프셋을 결정할 수도 있다.
도 7은 도 5에 나타낸 그래프에 대하여 허용편차를 반영하여 표시한 그래프로서, 결정된 오프셋에 따라 각각의 개체들의 편차를 오프셋 한 그래프를 나타낸다. 또한, 도 8은 도 7에 나타낸 그래프 중 개체별 허용편차의 유형의 예를 나타낸 그래프이다.
도 8을 참조하면, Cow1, Cow3 및 Cow7은 각각 체온변화의 범위가 서로 다른 개체의 소이지만, 설정된 허용편차를 적용함으로써 각각의 개체들의 체온변화가 0℃를 기준으로 대체적으로 ±0.5℃의 범위에서 등락하고 있음을 알 수 있다.
한편, 상태변화 감지장치(100)는 동일한 지역에서 사육되는 동일한 축종의 가축들에 대하여, 도 9에 도시한 바와 같이, 개체 별로 허용편차 값을 설정할 수 있다. 즉, 상태변화 감지장치(100)는 동일한 지역에서 사육되는 동일한 축종의 가축들에 대하여, 관리자가 특정 개체를 선택하여 편차를 입력하거나, 전술한 바와 같이 자동으로 연산하여 허용편차를 설정할 수 있다.
상태변화 감지장치(100)는 설정된 허용편차에 기반하여, 각각의 개체들의 상태변화를 감지한다(S111). 이때, 상태변화 감지장치(100)는 체온이 일정한 시간간격 동안 설정된 값 이상으로 지속되거나 설정된 값 이하로 지속되는 개체들에 대하여 발정, 분만징후, 질병의 초기 증상 등의 상태변화가 있는 것으로 감지할 수 있다.
도 10은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 발정을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
발정기의 가축은 평소보다 체온이 약간 상승하게 되며, 발정기, 배란기, 수정란의 착상기가 진행되는 1 ~ 2일 동안 체온상승이 유지된다. 그러므로, 상태변화 감지장치(100)는 도 10에 나타낸 바와 같이, 체온이 평소보다 꾸준하게 상승된 상태를 유지하게 되면 가축의 발정이 진행되는 징후로 감지할 수 있다.
도 11은 가축의 실시간 체온변화에 기반하여 가축의 분만을 감지하는 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
분만 시기의 가축은 평소보다 체온이 약간 하락하게 되며, 자궁이 열리고 분만이 완료되고, 태반이 배출되는 3 ~ 4일 동안 체온하락이 유지된다. 따라서, 상태변화 감지장치(100)는 도 11에 나타낸 바와 같이, 체온이 평소보다 꾸준하게 하락하는 상태를 유지하게 되면 분만이 진행되는 징후로 감지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (5)
- 동일 지역에서 사육하는 가축들 중 동일한 축종에 대하여 설정된 시간간격으로 동일한 부위의 체온을 실시간으로 측정하는 체온측정 센서로부터 무선으로 측정값을 수신하는 측정값 수신부;
상기 측정값 수신부를 통해 수신되는 각각의 개체들의 체온 측정값에 대하여 실시간 평균체온을 산출하는 평균체온 산출부;
상기 평균체온 산출부에 의해 산출되는 실시간 평균체온에 대한 각각의 상기 개체들의 실시간 편차를 산출하는 개체편차 산출부; 및
상기 개체편차 산출부에 의해 산출되는 실시간 편차에 기반하여, 각각의 상기 개체들의 상태변화를 감지하는 상태변화 감지부;
를 포함하며,
상기 개체편차 산출부는 상기 평균체온 산출부에 의해 산출되는 실시간 평균체온과 각각의 상기 개체들의 체온변화를 실시간으로 비교하여 실시간 편차를 산출하며,
상기 상태변화 감지부는 상기 개체편차 산출부에 의해 산출되는 실시간 편차가 설정된 시간간격 동안 제1설정값 이상으로 지속되거나 상기 제1설정값보다 낮은 값으로 설정된 제2설정값 이하로 지속되는 개체에 대하여 이상상태로 감지하는 것을 특징으로 하는, 가축의 체온을 실시간으로 측정하여 상태변화를 감지하는 상태변화 감지장치. - 제1항에 있어서,
설정된 기간 동안 상기 개체편차 산출부에 의해 산출되는 실시간 편차에 기반하여 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정하는 허용편차 설정부;
를 더 포함하며,
상기 상태변화 감지부는 상기 허용편차 설정부에 의해 설정되는 허용편차에 기반하여, 각각의 상기 개체들의 상태변화를 감지하는 것을 특징으로 하는, 가축의 체온을 실시간으로 측정하여 상태변화를 감지하는 상태변화 감지장치. - 제2항에 있어서,
설정된 기간 동안 상기 개체편차 산출부에 의해 산출되는 각각의 상기 개체들의 실시간 편차에 대하여 오프셋을 결정하는 오프셋 결정부;
를 더 포함하며,
상기 허용편차 설정부는 상기 오프셋 결정부에 의해 결정되는 오프셋에 따라 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정하는 것을 특징으로 하는, 가축의 체온을 실시간으로 측정하여 상태변화를 감지하는 상태변화 감지장치. - 상태변화 감지장치에 의해 수행되는 가축의 상태변화 감지방법에 있어서,
동일 지역에서 사육하는 가축들 중 동일한 축종에 대하여, 설정된 시간간격으로 동일한 부위의 체온을 실시간으로 측정하는 단계;
상기 체온이 측정되는 각각의 개체들의 실시간 평균체온을 산출하는 단계;
산출되는 상기 실시간 평균체온에 대한 각각의 상기 개체들의 실시간 편차를 산출하는 단계;
설정된 기간 동안 산출되는 상기 실시간 편차에 기반하여 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정하는 단계; 및
설정되는 상기 허용편차에 기반하여, 각각의 상기 개체들의 체온의 상태변화를 감지하는 단계;
를 포함하며,
각각의 상기 개체들의 실시간 편차를 산출하는 단계는 상기 실시간 평균체온과 각각의 상기 개체들의 체온변화를 실시간으로 비교하여 실시간 편차를 산출하며,
각각의 상기 개체들의 체온의 상태변화를 감지하는 단계는 산출되는 상기 실시간 편차가 설정된 시간간격 동안 제1설정값 이상으로 지속되거나 상기 제1설정값보다 낮은 값으로 설정된 제2설정값 이하로 지속되는 개체에 대하여 이상상태로 감지하는 것을 특징으로 하는, 가축의 상태변화 감지방법. - 제4항에 있어서,
설정된 기간 동안 산출되는 각각의 상기 개체들의 실시간 편차에 대하여 오프셋을 결정하는 단계;
를 더 포함하며,
상기 허용편차 설정단계는 상기 오프셋 결정단계에 의해 결정되는 오프셋에 따라 각각의 상기 개체들의 허용편차를 설정하는 것을 특징으로 하는, 가축의 상태변화 감지방법.
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