KR20100064152A - 가축 식별장치 및 가축 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

가축의 피부를 관통하여 부착되는 가축 식별장치에 있어서, 가축의 관통된 부위에 접촉되어 체온, 맥박, 혈압, 심전도 중 적어도 하나를 측정하는 생체신호 측정센서, 생체신호 측정센서가 측정한 아날로그 생체신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터, 가축의 식별정보 및 디지털 신호로 변환된 생체신호가 저장되는 메모리, 디지털 신호로 변환된 생체신호를 식별정보와 결합하여 모니터 신호를 생성하는 메인 제어부 및 모니터 신호를 근거리 통신방식으로 가축 모니터링 장치에 무선으로 전송하는 근거리 무선통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치가 제공된다. 본 발명에 따르면, 가축의 체온, 혈압, 심전도 등의 생체신호를 원격으로 측정하여 그 결과를 수신하고 이를 이용하여 가축 질병을 조기에 탐지하고, 진단할 수 있으며, 방역조치나 사후관리의 자동화가 가능하다.

가축 식별장치, 가축 모니터링 장치, 센서, 근거리 무선통신, 환경제어

Description

가축 식별장치 및 가축 모니터링 장치{Domestic animal identification apparatus and monitoring apparatus}

본 발명은 가축 식별장치 및 가축 모니터링 장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 가축의 피부를 관통하여 가축에 부착되어 가축의 생체신호를 정확히 측정할 수 있는 가축 식별장치와 이로부터 생체신호를 수신하여 가축 및 가축의 축사환경을 원격으로 제어할 수 있는 가축 모니터링 장치에 관한 것이다.

최근 국제 교역이 증대됨에 따라 가축 전염병의 국내 유입 가능성에 대한 조기 예찰 및 초동 방역의 필요성이 증대되고 있다. 세계적으로는 광우병, 소 부루세라, 조류 인플루엔자 등 가축 전염병이 빈번이 발생하고 있으며, 국내의 축산 농가에서도 이러한 가축 전염병으로 매년 큰 손실을 입고 있는 상황이다.

또한, 광우병, O-157, 다이옥신, 살모넬라 등의 경우에는 최종 소비자에게 까지 영향을 미칠 수 있기 때문에 축산물의 위생, 안전성에 대한 소비자의 우려와 규제강화의 목소리가 더욱 커지고 있다.

그러나 실제로 점점 가축 사육이 대규모로 이루어져 규모화, 집단화 되고 있으며, 생명체라는 특성 때문에 방역 및 관리가 전통적인 방법에 의하여 이루어 지고 있으며, 효율적인 대처가 어려운 상황이다.

또한, 가축의 정확한 상태를 진단하기 위해서는 축사 관리자가 직접 수백 마리의 체온, 혈압 등을 측정하여야 하기 때문에 매우 많은 비용과 인력이 소모될 뿐만 아니라 수백 마리의 가축을 증상에 따라 분류하여 관리하는 것이 거의 불가능하다.

이러한 문제 때문에 최근 여러 가지 측정장비가 도입되고 있으나, 가축의 피부와 피부모발 때문에 관리자가 직접 측정하지 않는 이상 정확한 진단이 어려운 실정이다.

또한 사육사나 수의사가 이를 직접 확인하고 진단하여, 축사의 환경을 일일이 조정하는 것으로는 빠른 전염병 등의 전파속도에 비하여 대체가 매우 미흡한 것일 수 밖에 없다.

이러한 문제는 가축을 실험대상으로 하는 경우나 환경에 민감한 동물원의 개체의 경우에도 마찬가지로 발생한다. 즉, 고가의 실험용 가축을 일정한 환경에서 실험하는 경우 가축의 체온, 맥박, 혈압 등을 주기적으로 기록할 필요가 있으나 이를 위해 일일이 인력이 투입되어야 하며, 동물원에서도 수십 명의 인원이 각각의 개체의 상태를 주기적으로 확인하여야 했다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 가축의 피부를 관통하여 부착되는 가축 식별장치에 생체측정 신호를 측정하여 근거리 무선통신방식으로 모니터링 장치에 전송하고, 전송된 신호를 기초로 연산된 결과에 따라 가축 및 축사의 관리가 가능한 가축 식별장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가축 식별장치를 통하여 전송되는 생체신호의 이상유무에 따라 가축을 식별할 수 있게 하는 LED 등의 조명장치를 포함하여, 관리자가 쉽게 이상 있는 가축을 구분할 수 있도록 하는 가축 식별장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 가축 식별장치를 통하여 전송되는 생체신호의 이상유무에 따라 가축이 사육되는 장소의 환경조정 장치를 자동으로 제어할 수 있는 가축 모니터링 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이외의 본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 가축 식별장치가 제공된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 가축의 피부를 관통하여 부착되는 가축 식별장 치에 있어서, 상기 가축의 관통된 부위에 접촉되어 체온, 맥박, 혈압, 심전도 중 적어도 하나를 측정하는 생체신호 측정센서; 상기 생체신호 측정센서가 측정한 아날로그 생체신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터; 상기 가축의 식별정보 및 상기 디지털 신호로 변환된 생체신호가 저장되는 메모리; 상기 디지털 신호로 변환된 생체신호를 상기 식별정보와 결합하여 모니터 신호를 생성하는 메인 제어부; 및 상기 모니터 신호를 근거리 통신방식으로 가축 모니터링 장치에 무선으로 전송하는 근거리 무선통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치가 제공된다.

상기 가축 식별장치는 액추에이터를 더 포함하되, 상기 가축 모니터링 장치의 연산결과에 따라, 상기 근거리 통신부가 상기 가축 모니터링 장치로부터 상기 액추에이터 동작명령을 수신하여 상기 메인 제어부에 전달하고, 상기 액추에이터는 상기 메인 제어부의 제어에 따라 동작할 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 가축의 피부를 관통하여 부착되는 가축 식별장치에 있어서, 상기 가축의 관통된 부위에 접촉되어 체온, 맥박, 혈압, 심전도 중 적어도 하나를 측정하는 생체신호 측정센서; 상기 생체신호 측정센서가 측정한 아날로그 생체신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터; 상기 디지털 신호로 변환된 생체신호와 미리 설정된 상기 가축의 이상생체신호 기준값이 저장되는 메모리; 상기 디지털 신호로 변환된 생체신호를 상기 이상생체신호 기준값과 비교하는 메인 제어부; 상기 메인 제어부의 비교결과 상기 생체신호가 정상이 아닌 경우 상기 메인 제어부의 제어신호에 따라 발광하는 발광소자; 및 상기 메인 제어부의 비교결과 상기 생체신호가 정상이 아닌 경우 상기 생체신호를 근거리 통신방식으로 가축 모니터링 장치에 무선으로 전송하는 근거리 무선통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치가 제공된다.

상기 발광소자는 적색, 녹색 및 청색 다이오드를 포함하되, 상기 정상이 아닌 생체신호가 체온, 맥박, 혈압 또는 심전도 각각에 해당하는 단색 또는 혼색을 발광할 수 있다.

상기 가축 식별장치는 상기 가축 식별장치의 외부노출면에 상기 가축이 사육되는 축사의 온도, 습도, 가스, 풍속 또는 풍량 중 어느 하나를 측정할 수 있는 외부환경 센서를 포함하되, 상기 근거리 무선통신부는 상기 외부환경 센서가 측정한 외부환경 신호를 상기 가축 모니터링 장치로 전송할 수 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 가축 식별장치가 제공된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 가축이 사육되는 축사의 환경 조절장치를 무선으로 제어하는 가축 모니터링 장치에 있어서, 가축의 피부를 관통하여 부착된 가축 식별장치로부터 상기 가축의 생체신호를 근거리 무선통신 방식으로 수신하는 근거리 무선통신부; 상기 가축의 생체신호를 미리 설정된 미리 설정된 상기 가축의 이상생체신호 기준값과 비교하는 비교부; 상기 비교부의 결과에 따라 상기 가축이 방사된 축사의 온도를 조정하는 상기 축사의 온도조절기, 환기 팬 또는 습도 제어기 중 어느 하나를 제어하는 환경 조절장치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 모니터링 장치가 제공된다.

상기 축사에는 상기 가축이 하나 이상 존재하고, 상기 근거리 무선통신부는 상기 복수의 가축으로부터 생체신호를 수신하되, 상기 환경 조절장치 제어부는 상기 비교부의 비교결과 상기 정상이 아닌 가축의 생체신호가 미리 설정된 임계 비율을 초과하는 경우에만 상기 축사의 온도조절기, 환기 팬 또는 습도 제어기 중 어느 하나를 제어할 수 있다.

상기 근거리 무선통신부는 상기 가축 식별장치로부터 측정된 상기 축사의 온도, 습도, 가스, 풍속 또는 풍량 중 어느 하나가 측정된 외부환경 신호를 수신하되, 상기 가축 모니터링 장치는 상기 생체신호 및 상기 외부환경 신호에 기초하여 상기 축사의 온도조절기, 환기 팬 또는 습도 제어기 중 어느 하나를 제어할 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가축의 체온, 혈압, 심전도 등의 생체신호를 원격으로 측정하여 그 결과를 수신하고 이를 이용하여 가축 질병을 조기에 탐지하고, 진단할 수 있으며, 방역조치나 사후관리가 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 가축의 피부를 관통하여 부착되는 가축 식별장치에 생체신호 측정센서를 포함시키되, 가축의 피부 내에 직접 접촉하도록 함으로써 가축의 생체신호를 정확히 측정하여 가축 모니터링 장치로 전송할 수 있다.

또한, 가축이 집단으로 사육되는 경우에도 가축 표시장치에 의하여 측정된 신호에 기초하여 가축의 축사환경을 원격으로 자동제어 할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접 속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가축 식별장치의 내부 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 가축 식별장치(100)는 생체신호 측정센서(200), A/D 컨버터(210), 메인 제어부(220), 메모리(230), 무선 통신부(240), 액추에이터(Actuator, 250) 및 LED(Light Emitting Diode) 모듈(260)을 포함할 수 있다. 이 밖에 본 발명의 다른 실시예에 의한 가축 식별장치에는 신호 증폭기(Amplifier), 전원부(Power Supply), 버퍼(Buffer)등의 구성을 더 포함할 수 있으나, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있으므로 그 설명을 생략하도록 한다.

본 발명의 실시예에 의한 가축 식별장치(100)는 한우(韓牛)나 돼지 등의 귀에 플라스틱으로 번호를 인쇄하여 부착시키는 이표(耳表)가 사용될 수 있다. 이표는 이름표와 같은 개념으로 가축의 출생지, 가축의 소유자, 품종 등의 다양한 정보를 식별할 수 있도록 하기 위한 식별장치다.

종래의 이표에는 번호 및 바코드가 부착되어 바코드 리더기를 통하여 바코드에 저장되어 있는 여러 정보를 읽을 수 있도록 하였으며, 여기에 소유주의 성명과 인적사항, 전국에 총 보유량을 확인하기 위해 정보를 저장하였다. 그러나 이는 가축에 대한 정적 정보일 뿐 매시간 마다 변하는 동물의 바이탈 사인(Vital Sign)을 감지하여 전송할 수 없었다.

따라서 본 발명의 가축식별 장치(100)는 생체신호 측정센서(200)을 포함하되, 생체신호 측정센서(200)를, 이표가 가축에 부착되는 경우 가축의 피부를 관통하는 부위인 가축식별 장치(100)의 관통부에서 가축의 채내에서 접촉하도록 포함한 다. 이를 통하여 본 발명의 생체신호 측정센서(200)는 가축의 정확한 생체신호를 측정할 수 있다. 즉, 가축의 피부에 접촉하여 생체신호를 측정하게 되면, 가축의 피부 및 피부의 털로 인하여 정확한 생체신호의 측정이 불가능하지만, 본 발명의 가축 식별장치(100)에 의하면 가축 식별장치(100)를 귀에 부착시키기 위하여 귀의 피부를 관통시키는 점을 이용하여 가축의 생체신호를 정확히 측정할 수 있다.

생체신호 측정센서(200)는 체온, 맥박, 혈압, 심전도 및 기타 가축의 상태를 측정할 수 있는 하나 이상의 측정센서를 포함한다. 체온의 경우 다양한 온도측정 센서가 사용될 수 있다. 예를 들어, 적외선 온도센서, 써미스터(Thermister)를 이용한 온도센서 등이 사용될 수 있다. 맥박센서는 모세혈관의 빛 투과율을 측정하기 위하여 적외선 LED와 포토 다이오드를 쌍으로 가축 식별장치가 가축의 피부를 관통한 부위에 부착하여 모세혈관에 흐르는 혈액의 이동주기를 판단할 수 있다. 즉, 적외선 LED에서 조사되는 광이 반사되어 포토 다이오드에 입사되어 발생되는 신호를 증폭함으로써 맥박을 센싱할 수 있다. 협압센서는 일반적인 압력센서인 피에조 센서(Piezo Sensor)를 이용하여 구성할 수 있다. 심전도 센서(EKG sensor)는 심장벡터의 방향성이 필요하므로 하나 이상의 가축 식별장치가 가축의 피부를 관통하여 부착되는 경우 각각의 부위에 접촉하도록 설치되어 심장벡터를 검출할 수 있다. 이 경우 하나의 가축에 부착된 복수개의 가축 식별장치(100)는 동일한 가축식별정보를 저장하고 있어야 하며, 이는 가축 모니터링 장치(미도시)로 전송되어, 가축 모니터링 장치에서 심전도를 분석할 수 있도록 한다.

상술한 생체신호 측정센서(200)는 미리 설정된 시간단위로 생체신호를 주기 적으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 시간단위는 1시간(hour)일 수 있다. 즉, 생체신호 측정센서(200)는 하루에 24번 생체신호를 측정한다. 다만, 생체신호의 측정주기는 가축의 특징이나 계절 및 전염병 유행시기에 따라 유동적으로 조정할 수 있다.

이러한 주기적인 센싱이 가능한 것은 본 발명의 본 발명의 가축식별장치(100)에 포함되는 생체신호 측정센서(200)은 전원부(205)와 연결되어, 생체신호 측정센서가 능동적으로 가축의 생체신호를 측정할 수 있다. 종래에는 수동형 RF 태그를 이용하여 RF 리더기에서 요청신호를 RF 태그가 받은 경우에만, 요청신호의 전파 에너지를 이용하여 정보를 전송할 수 있었다. 그러나 본 발명의 생체신호 측정센서(200)는 전원부와 연결외어 능동적으로 외부의 이니셔티브 없이도 생체신호를 측정하여 가축 모니터링 장치로 전송할 수 있는 능동형 생체신호 측정센서이다.

생체신호 측정센서(200)에서 측정된 신호는 A/D 컨버터(210)로 전달되어 디지털 신호로 변환된다.

A/D 컨버터(210)에 의하여 변환된 신호는 메인 제어부(220)로 전달되고, 메인 제어부(220)는 메모리(230)에 측정된 생체신호를 저장한다. 메인 제어부(220)는 디지털 신호의 논리 연산처리가 가능한 프로세싱 유닛으로써 하나 이상의 논리회로를 포함하여 내부 프로그램에 따라 비교기능, 명령어 생성기능 등 다양한 기능을 수행하도록 구성된다.

메모리(230)에는 생체 신호가 시간순서로 저장될 뿐만 아니라, 가축의 식별정보(Identification Information)와 이상 생체신호 기준값(Abnormal Bio Reference Value)이 저장되어 있을 수 있다. 가축의 식별정보는 가축의 품종, 가축의 나이 및 가축의 특이사항 등으로써 가축을 식별할 수 있는 정보이다.

이상 생체신호 기준값은 측정된 생체신호를 이용하여 가축이 정상상태인지 여부를 판단할 수 있는 기준값이다. 예를 들어, 체온의 경우 이상 생체신호 기준값은 40℃ 로 설정되어 있을 수 있다. 즉, 돼지가 급성형 돼지 콜레라에 걸린 경우에는 6일 이내에 체온이 42℃ 정도 까지 올라가기 때문에 40℃을 넘는 경우 돼지 콜레라가 발병한 것으로 판단하기 위해서이다.

따라서, 메인 제어부(220)는 생체신호 측정부(200)가 측정한 생체신호를 메모리(230)에 저장되어 있는 이상 생체신호 기준값과 비교한다. 비교결과, 측정된 생체신호가 이상 생체신호 기준값을 초과하는 경우 메인 제어부(220)는 근거리 무선통신부(240)로 생체신호를 전달한다.

생체신호를 전달받은 근거리 무선통신부(240)는 생체신호를 가축 모니터링 장치에 근거리 무선통신 방식으로 전송한다. 따라서 도 3에서 상세히 설명할 가축 모니터링 장치는 원격으로 가축의 생체신호를 모니터링 할 수 있다. 근거리 무선통신 방식으로는 블루투스, 지그비 또는 RFID 등의 기술이 사용될 수 있다.

예를 들어 지그비(Zigbee)의 경우 1 m 에서 최대 100m의 짧은 거리에서 20~250kbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있으며, 듀얼 PHY 형태로 주파수 대역은 2.4GHz, 868/915MHz를 사용하고, 모뎀 방식은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼(DS-SS)이다.

블루투스(Bluetooth)의 경우에는 2.4GHz, 2400 내지 2483.5 MHz의 주파수 대 역을 이용하며 1Mbps의 속도로 데이터를 전송하되, 여러 개의 채널을 분할하여 사용하기 때문에 축사에 대규모의 가축이 사용되는 경우에 사용될 수 있다.

또한 RFID(Radio Frequency Identification) 기술도 가출의 식별정보를 전송하는데 사용될 수 있다. 즉, 가축의 생체신호는 상술한 근거리 통신방식으로 전송되되, 가축의 식별정보는 가축의 식별표시에 부착되는 RF 태그를 통하여 전송될 수 있다. RF 태그는 반도체로 제작된 트랜스폰더 및 안테나를 포함할 수 있다. RF 태그는 능동식으로 외부 장치의 전파신호를 수신하지 않고도 내부에 전지를 포함하거나 전원부(205)와 연결되어 있기 때문에 스스로 트랜스폰더를 활성화시켜 내장된 정보를 외부 장치로 방출할 수 있다. RFID 기술의 경우에는 주파수에 따라 저주파 RF 태그와 고주파 RF 태그로 구분될 수 있다. 저주파(30 kHz ~ 500 kHz RF) RF 태그는 1.8m이하의 거리 이내에서 인식할 수 있는 용도로 사용되며 고주파(850 MHz ~950 MHz 및 2.4 GHz ~ 2.5 GHz) RF 태그는 27m 이상의 거리 이내에서 인식할 수 있는 용도로 사용될 수 있다. 이 경우, 가축 모니터링 장치는 RF 리더기를 포함하고 있어야 하는 것은 자명하다.

다만, 상술한 예시는 본 발명의 일 실시예에 의한 가축 식별장치(100)를 중심으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 다른 실시예에 의한 가축 식별장치(100)에 의하면, 생체신호 측정부(220)가 미리 설정된 시간단위로 측정한 생체신호를 비교부의 비교없이 바로 가축 모니터링 장치에 전송할 수 있다.

다만, 돼지 콜레라의 감염여부는 온도에 의해서만 정확히 판단될 수 있는 것은 아니다. 즉, 사육사나 수의사가 실제 돼지를 관찰하여 눈꼽이 끼고 변비증상이 보이는지, 수양성 설사를 보이고, 오한을 느끼는 등의 증상을 진찰하여야 한다. 그러나 대규모로 돼지가 사육되는 경우에는 어떠한 돼지가 그러한 증상을 보인 것인지 일일이 개체를 구분하기가 어렵다. 또한 대부분의 축사는 낮과 밤이 구분 없이 매우 어둡기 때문에 가축들을 구분하기가 어렵다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 가축 식별장치(100)에 포함되는 메인 제어부(220)는 측정된 생체신호가 이상 생체신호 기준값을 초과하는 경우 근거리 무선통신부(240)로 생체신호를 전달함과 동시에, LED 모듈(260)에 발광신호를 전송한다. 즉, LED 모듈에 전류를 흐르게 함으로써 LED가 발광하도록 할 수 있다.

이에 따라서 수의사나 사육사가 해당 이상증상을 보이는 가축을 수백 마리의 가축 중에서 쉽게 구분해 낼 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 가축 식별장치(100)는 적색, 녹색, 청색, 주황색 등의 다양한 컬러의 LED를 포함하고 있어, 체온, 맥박, 심전도 등 각각의 항목별로 다른 색을 점등시키도록 LED 모듈(260)을 제어할 수 있다. 따라서 수의사나 사육사는 가축 식별표지(100)의 점등상태를 체크함으로써 이상이 있는 가축을 쉽게 찾아낼 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 메모리(230)에 이상 생체신호 기준값을 복수 개 저장하여, 생체신호를 단계별로 비교할 수 있다. 예를 들어 35℃, 40℃, 45℃의 세 가지 이상 생체신호 기준값이 저장되어, 체온이 각각을 넘을 때마다 녹색, 청색, 적색의 LED를 점등시킬 수 있다.

메인 제어부(220)는 LED 모듈(260)의 제어 이외에도 액추에이터(250)를 동작 시킬 수 있다. 액추에이터(250)는 자동주입기일 수 있다. 즉, 액추에이터(250)는 하나 이상의 스테핑 모터(Stepping Motor)를 포함할 수 있으며 메인 제어부(220)의 제어에 따라 항생제 등을 자동으로 투여할 수 있다. 즉, 메인 제어부(220)는 측정된 생체신호가 이상 생체신호 기준값을 초과하는 경우 스테핑 모터를 회전시켜 모터의 회전부에 기구적으로 연결되어 있는 주사를 이동시켜 가축의 피부에 일정 깊이만큼 삽입되도록 할 수 있다. 이후 메인 제어부(220)는 소형 펌핑 머신(Pumping Machine)을 제어하여 항생제가 주사를 통해 가축에 투여될 수 있도록 한다.

LED 모듈(260)과 액추에이터(250)의 동작은 상술한 바와 같이 가축 식별장치(100)의 메인 제어부(220)에 의하여 직접 동작할 수 도 있으며, 후술할 바와 같이 가축 모니터링 장치로부터 제어신호를 받아 동작할 수도 있다.

상술한 본 발명의 가축 식별장치(100)는 생체신호 측정센서(220)가 측정한 생체신호에 따라 동작하는 구성을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 가축 식별장치(100)는 외부환경 측정센서(270)를 더 포함할 수 있다.

외부환경 측정센서(270)는 상술한 생체신호 측정센서(220)와는 달리 가축 식별장치(100)가 가축을 관통하여 부착되도록 하는 관통부에 위치하지 않으며, 가축 식별장치(100)의 외부로 노출되어 있다. 즉, 외부 환경측정센서(270)는 가축의 생체신호를 측정하는 것이 아니라 가축의 외부환경을 측정할 수 있다. 외부환경 측정센서(270)도 상술한 생체신호 측정센서(200)과 마찬가지로 전원부(205)와 연결되어 미리 설정된 시간단위로 능동적으로 외부환경을 측정할 수 있다.

외부환경 측정센서(270)는 온도센서, 풍향센서, 습도센서 중 하나 이상을 포 함할 수 있다. 따라서 외부환경 측정센서(270)가 온도센서인 경우 가축의 체온을 측정하는 것이 아니라 가축 주변공기의 온도가 측정된다. 따라서 전술한 생체신호 측정센서(220)와 외부환경 측정센서(270)가 측정한 각각의 온도는 상이할 수 있다.

가축 식별장치(100)에 외부환경 측정센서(270)가 포함되어 있기 때문에 가축과 가장 가까운 지점에서 정확한 외부환경 정보를 측정할 수 있으며, 특히, 대규모의 가축이 축사 내에 존재하는 경우, 축사의 구역에 따른 개별적인 환경정보를 측정할 수 있다.

외부환경 측정센서(270)에 의하여 측정된 외부환경 신호는 상술한 A/D 컨버터 및 근거리 무선통신부(240)를 통하여 가축 모니터링 장치로 전송될 수 있다.

도 2는 본 발명의 가축 식별장치가 부착된 가축에서 생체신호를 근거리 통신방식으로 전송하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 돼지의 귀 부분에 가축 식별장치(100)가 부착되어 있다. 즉, 도 2에서 가축 식별장치(100)는 이표(耳表)로서 부착되어 있다. 가축 식별장치(100)는 돼지의 귀의 피부를 관통하여 부착하도록 구성되어 있으며, 가축의 귀를 관통하는 부분에 도 1에서 설명한 생체신호 측정센서(220)이 위치하도록 구성된다.

가축 식별장치(100)에는 사육사 또는 수의사가 돼지를 구분하기 위하여 정해놓은 식별번호가 기재되어 있으며 하단에는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 LED가 노출되어 있다.

가축 식별장치는 미리 설정된 시간단위로 돼지의 체온, 맥박, 혈압, 심전도 및 기타 가축의 상태를 측정하여 가축 모니터링 장치의 일 구성요소인 근거리 무선통신부(300)로 전송한다. 즉, 가축 식별장치(100)와 가축 모니터링 장치간에 근거리 통신을 위해서는 가축 식별장치와 가축 모니터링 장치에 모두 근거리 무선통신부가 포함되어야 한다.

따라서 가축 모니터링 장치 근거리 무선통신부(300)로 전송된 돼지의 생체신호는 가축 모니터링 장치의 비교부로 전달되어 가축의 이상 생체신호 기준값과 비교된다. 즉, 도 1에서 설명한 실시예와 달리 가축 식별장치(100)에서 독립적으로 이상 생체신호 기준값과 비교하는 것이 아니라, 측정과 동시에 생체신호 기준값을 가축 모니터링 장치로 전송할 수도 있다.

이 경우, 본 발명의 일 실시예에 의한 가축 모니터링 장치가 이상 생체신호 기준값과 측정된 생체신호를 비교한다. 가축 모니터링 장치는 연산결과에 따라서 근거리 무선통신부(300)를 통해 가축 식별장치(100)로 데이터를 전송할 수 있으며, 따라서 가축 식별장치(100)의 LED 모듈(260)이 동작할 수 있다. 이는 도 3을 통하여 상세히 설명하도록 한다.

돼지는 히터(410) 등의 환경조정 장치가 설치된 축사 내부에서 사육되며, 히터 이외에도 통풍구, 습도 조절부 등의 다양한 종류의 환경조절 장치가 축사 내벽에 설치될 수 있다. 본 발명의 가축 모니터링 장치는 이러한 다양한 종류의 환경조절 장치와 전기적으로 연결되며, 가축 모니터링 장치의 전기제어에 따라 환경조절 장치의 동작이 제어된다.

예를 들어, 가축 모니터링 장치가 가축 식별장치(100)으로부터 수신한 생체 신호를 이상 생체신호 기준값과 비교한 결과, 가축의 상태가 정상이 아니라고 판단한 경우, 미리 설정된 알고리즘에 의하여 히터(410)를 적정 온도로 가동시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 가축 모니터링 장치에 의하면 가축의 상태에 따라서 축사의 환경을 자동으로 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 가축 모니터링 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 가축 모니터링 장치(390)는 근거리 무선통신부(300), 비교부(310), 메모리(320), 환경조정 장치 제어부(330), 디스플레이부(340), 입력부(350)를 포함할 수 있다.

근거리 무선통신부(300)는 가축 식별장치로부터 전송되는 생체신호를 수신한다. 도 1에서 설명한 가축 식별장치(100)는 미리 설정된 시간 단위로 생체신호를 측정하여 생체신호를 근거리 통신방식으로 전송한다. 수신된 무선신호는 가축 모니터링 장치(390)의 A/D 컨버터(미도시)를 통해 디지털 신호로 변환된다.

전송된 생체신호가 가축의 식별정보와 결합되어 전송되는 경우, 가축 모니터링 장치(390)는 전송된 신호에서 생체신호와 가축의 식별정보를 분리하도록 미리 규약되어 있어야 한다. 즉, 미리 설정된 통신 프로토콜(Protocol)에 의하여 데이터의 시작(Start of Data)로부터 특정 바이트까지는 가축의 식별정보로 인식하며, 데이터의 종료(End of Data)까지는 가축의 생체신호로 인식하도록 설정되어 있어야 한다. 이 경우 가축 식별장치(100)에서도 상술한 프로토콜에 의하여 생체신호와 가 축 식별정보를 결합하여 전송하여야 하는 것은 자명하다. 또한, 가축 식별장치(100)로부터 생체신호 이외에 외부환경 신호가 더 포함되어 전송되는 경우에도 데이터의 전송순서가 미리 규정되어 있어야 한다.

비교부(310)는 가축의 생체신호를 미리 메모리(320)에 저장된 이상 생체신호 기준값과 비교한다. 도 1에서 설명한 바와 같이 가축 식별장치(100)에서도 측정된 생체신호를 이상 생체신호 기준값과 비교할 수 있으나, 도 3에서는 가축 식별장치(100)가 측정과 동시에 생체신호를 가축 모니터링 장치(390)로 전송하는 경우를 중심으로 설명하도록 한다.

비교(310)부는 생체신호와 이상 생체신호 기준값의 비교결과를 환경 조정장치 제어부(330)로 전달한다. 즉, 비교부(310)는 비교결과 생체신호가 이상 생체신호 기준값 이하인 경우에는 디스에이블(Disable) 신호를 환경 조정장치 제어부(330)에 전송하며, 생체신호가 이상 생체신호 기준값 이상인 경우에는 인에이블(Enable) 신호를 환경 조정장치 제어부(330)에 전송한다.

따라서 환경조정 장치 제어부(330)는 미리 설정된 환경조정 장치 제어 프로그램에 따라 제어신호를 생성하여 가축 모니터링 장치(390)와 전기적으로 연결된 하나 이상의 환경조정 장치(410, 420, 430)에 제어신호를 전송한다.

예를 들어, 가축의 체온이 40℃ 이상인 것으로 판단된 경우, 환경 조정장치 제어부(330)는 축사의 온도가 적정수준을 유지하도록 히터(420)와 쿨러(430)에 제어신호를 전송함으로써 히터(420)와 쿨러(430)가 작동하도록 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 가축 모니터링 장치(390)의 비교 부(310)는 근거리 무선통신부(300)로부터 수신한 복수개의 신호를 모두 비교하되, 미리 설정된 비율 이상의 가축이 정상이 아닌 경우에만 환경 조정장치 제어부(330)로 인에이블 신호를 전송하도록 설정될 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 축사(400)에 돼지가 6마리(500, 510, …, 550)가 존재하는 경우 2/3 이상인 4마리의 생체신호가 이상 생체신호 기준값을 초과하는 경우에만, 축사(400)의 히터(420), 쿨러(430), 환풍장치(410) 등의 환경 조정장치를 제어할 수 있다. 이는 축사(400)에서 대량의 가축이 사육되는 경우, 소수의 가축만이 이상현상을 보이는 경우에도 축사 내부의 환경이 변화하여 정상적인 가축의 환경에도 악영향을 줄 수 있는 단점을 보완하기 위한 것이다.

비교부(310)의 비교결과와 환경 조정장치 제어부(330)가 제어하는 축사(400)의 환경 조정장치의 상태는 디스플레이부(340)를 통해 출력될 수 있다. 또한, 가축 식별장치(100)로부터 외부환경 신호가 전송되는 경우에는 외부환경 신호에 따른 축사 내부의 상태도 디스플레이부(340)를 통해 출력될 수 있다.

따라서 사육사 또는 수의사는 디스플레이부(340)를 통하여 축사(400) 내부의 가축(500, 510, …, 550)의 상태와 축사(100)의 환경을 예측할 수 있다. 또한, 사육사 또는 수의사의 인위적인 판단에 의하여 축사(400) 내부의 환경을 조정하고자 하는 경우에는 입력부(350)를 통하여 환경조정 장치의 동작을 제어할 수 있다.

입력부(350)는 키보드, 마우스 기타 포인터의 입력장치일 수 있으며, 환경 조정장치 제어부(330)는 입력부에 입력되는 명령에 따라 환경조정 장치(330)를 제어하도록 명령어 우선순위(Priority)가 설정되어 있을 수 있다.

또한, 가축 모니터링 장치는 비교부(310)의 비교를 통하여 가축이 정상이 아닌 경우에는 근거리 무선통신부를 통하여 가축 식별장치의 LED 모듈이나 액추에이터를 동작시키는 명령어 데이터를 전송할 수 있다. 입력부를 통하여 사육사 또는 수의사가 직접 가축 식별장치의 LED 모듈이나 액추에이터를 동작시키는 명령어 데이터가 전송하도록 할 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 가축 식별장치(100)와 가축 모니터링 장치(390)가 축사(400)에서 사용되는 경우를 중심으로 설명하였으나, 이는 가축이 환경에 민감하게 반응하고 이를 신속히 관리하여야 할 동물원에서의 관리에 사용될 수 있다. 또한, 매우 고가의 실험동물을 관리하고 바이탈 사인을 주기적으로 기록하여야 하는 실험실에서 사용될 수도 있음은 물론이다.

따라서 상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 가축 식별장치의 내부 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 가축 식별장치가 부착된 가축에서 생체신호를 근거리 통신방식으로 전송하는 과정을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 가축 모니터링 장치의 구성을 나타낸 도면.

Claims (8)

1. 가축의 피부를 관통하여 부착되는 가축 식별장치에 있어서,

   내부 전원부;

   상기 가축의 관통된 부위에 접촉되어 상기 가축의 체온, 맥박, 혈압, 심전도 중 적어도 하나의 생체신호를 측정하되, 상기 내부 전원부로부터 전원을 공급받아 상기 생체신호를 측정하는 능동형 생체신호 측정센서;

   상기 생체신호 측정센서가 측정한 아날로그 생체신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터;

   상기 가축의 식별정보 및 상기 디지털 신호로 변환된 생체신호가 저장되는 메모리;

   상기 디지털 신호로 변환된 생체신호를 상기 식별정보와 결합하여 모니터 신호를 생성하는 메인 제어부; 및

   상기 모니터 신호를 근거리 통신방식으로 가축 모니터링 장치에 무선으로 전송하는 근거리 무선통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가축 식별장치는 액추에이터를 더 포함하되,

   상기 가축 모니터링 장치의 연산결과에 따라, 상기 근거리 통신부가 상기 가 축 모니터링 장치로부터 상기 액추에이터 동작명령을 수신하여 상기 메인 제어부에 전달하고, 상기 액추에이터는 상기 메인 제어부의 제어에 따라 동작하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치.
3. 가축의 피부를 관통하여 부착되는 가축 식별장치에 있어서,

   상기 가축의 관통된 부위에 접촉되어 상기 가축의 체온, 맥박, 혈압, 심전도 중 적어도 하나의 생체신호를 측정하되, 상기 내부 전원부로부터 전원을 공급받아 상기 생체신호를 측정하는 능동형 생체신호 측정센서;

   상기 생체신호 측정센서가 측정한 아날로그 생체신호를 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터;

   상기 디지털 신호로 변환된 생체신호와 미리 설정된 상기 가축의 이상생체신호 기준값이 저장되는 메모리;

   상기 디지털 신호로 변환된 생체신호를 상기 이상생체신호 기준값과 비교하는 메인 제어부;

   상기 메인 제어부의 비교결과 상기 생체신호가 정상이 아닌 경우 상기 메인 제어부의 제어신호에 따라 발광하는 발광소자; 및

   상기 메인 제어부의 비교결과 상기 생체신호가 정상이 아닌 경우 상기 생체신호를 근거리 통신방식으로 가축 모니터링 장치에 무선으로 전송하는 근거리 무선통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 발광소자는 적색, 녹색 및 청색 다이오드를 포함하되, 상기 정상이 아닌 생체신호가 체온, 맥박, 혈압 또는 심전도 각각에 해당하는 단색 또는 혼색을 발광하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 가축 식별장치는

   상기 가축 식별장치의 외부노출면에 상기 가축이 사육되는 축사의 온도, 습도, 가스, 풍속 또는 풍량 중 어느 하나를 측정할 수 있는 외부환경 센서를 포함하되,

   상기 근거리 무선통신부는 상기 외부환경 센서가 측정한 외부환경 신호를 상기 가축 모니터링 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 가축 식별장치
6. 가축이 사육되는 축사의 환경 조절장치를 무선으로 제어하는 가축 모니터링 장치에 있어서,

   가축의 피부를 관통하여 부착된 가축 식별장치로부터 상기 가축의 생체신호 를 근거리 무선통신 방식으로 수신하는 근거리 무선통신부;

   상기 가축의 생체신호를 미리 설정된 미리 설정된 상기 가축의 이상생체신호 기준값과 비교하는 비교부;

   상기 비교부의 결과에 따라 상기 가축이 방사된 축사의 온도를 조정하는 상기 축사의 온도조절기, 환기 팬 또는 습도 제어기 중 어느 하나를 제어하는 환경 조절장치 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 모니터링 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 축사에는 상기 가축이 하나 이상 존재하고,

   상기 근거리 무선통신부는 상기 복수의 가축으로부터 생체신호를 수신하되,

   상기 환경 조절장치 제어부는 상기 비교부의 비교결과 상기 정상이 아닌 가축의 생체신호가 미리 설정된 임계 비율을 초과하는 경우에만 상기 축사의 온도조절기, 환기 팬 또는 습도 제어기 중 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 가축 모니터링 장치.
8. 제6항에 있어서,

   근거리 무선통신부는 상기 가축 식별장치로부터 측정된 상기 축사의 온도, 습도, 가스, 풍속 또는 풍량 중 어느 하나가 측정된 외부환경 신호를 수신하되,

   상기 가축 모니터링 장치는 상기 생체신호 및 상기 외부환경 신호에 기초하여 상기 축사의 온도조절기, 환기 팬 또는 습도 제어기 중 어느 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 가축 모니터링 장치.

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