KR20160024705A - 가축 생체정보 수집 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가축 생체정보 수집 센서에 관한 것으로서, 저전력 환경에서 가축의 생체정보를 수집하는 센서에 있어서, 가축의 움직임을 파악하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서의 측정 값을 기반으로 하여 상기 가속도 센서의 동작을 제어하는 센서 제어부를 포함하는 가축 생체정보 수집 센서를 제공한다.

Description

가축 생체정보 수집 센서{A SENSOR GATHERING BIOMETICS OF LIVESTOCK}

본 발명은 가축 생체정보 수집 센서에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 Zigbee 통신 모듈을 이용하여 저전력 환경에서도 가축의 생체정보를 전송할 수 있는 센서 및 통신 모듈에 관한 것이다.

최근 정부는 미국 광우병 발생 등으로 인한 소비자의 축산 식품에 대한 불안감 해소를 위해 축산물 이력 제도및 원산지 표시 제도를 대폭 강화하기로 했다. 이에 따라 IT가 접목되어 축산물 이력 관리를 위한 생체 데이터 수집, 생체 데이터 분석 및 감시, 정보 모니터링을 위한 네트워크 기술들이 개발되고 있다. 이로써 가축 개체별로 식별번호를 부여하고, 귀표를 장착하여 사육에서부터, 도축, 가공, 출하에 이르는 전 과정을 DB화하여 모니터링하고 소비자들이 쉽게 알 수 있도록 표시하는 시스템을 운영 중에 있다. RFID/USN 기술을 이용해서 개체 이력을 체크해서 각 개체에 따라 질병, 체중, 사료 섭취 등을 관리하는 시스템이 있고, 가축 체외에 센서를 장착하여 발정 징후를 효율적으로 파악하고 관리할 수 있는 시스템이 구현되어 서비스되고 있다. 또한 생체 센싱 기술을 이용해서 체온, 맥박, pH(수소 이온 농도), 운동량을 실시간 측정하여 모니터링하는 기술이 개발되어 가축질병 발생에 빠른 처방이 가능하게 하고 있다. 하지만 현재 개발된 이 시스템들은 전부 체외에 설치하여 정확한생체 정보를 얻기 힘들고, 가축들의 움직임에 의해서 설치물들이 파손될 염려도 있고, 축산업자들이 부가적인업무를 부담해야 하는 반수동 시스템이기 때문에, 더욱 정확한 실시간 생체 데이터 수집을 위해 새로운 가축 이력 관리 시스템이 필요한 상황이다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0072232호 "생체 삽입형 센서 태그 기반 가축 이력 관리 시스템"에서는 무전지 생체 삽입형 센서 태그를 개시하여 가축관리를 수행하나, 신호 전송 범위의 제약으로 인하여 가축 사용환경에 대한 데이터는 전송하기 어려운 한계가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 제시된 것으로서, Zigbee 통신 모듈을 이용하여 저전력 환경에서도 가축의 생체정보를 전송할 수 있는 센서 및 통신 모듈을 제공하고자 한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 개시된 기술의 제1 특징은 저전력 환경에서 가축의 생체정보를 수집하는 센서에 있어서, 가축의 움직임을 파악하는 가속도 센서; 및 상기 가속도 센서의 측정 값을 기반으로 하여 상기 가속도 센서의 동작을 제어하는 센서 제어부를 포함하는 가축 생체정보 수집 센서를 제공한다.

이때, 상기 가속도 센서는 x축 가속도 센서, y축 가속도 센서 및 z축 가속도 센서를 포함한다.

이때, 상기 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제1 기준 값보다 낮은 경우 상기 가속도 센서의 동작 간격을 제1 간격으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제1 기준 값보다 높은 경우 상기 가속도 센서의 동작 간격을 제2 간격으로 설정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제2 기준 값보다 낮은 경우 상기 가속도 센서를 슬립모드로 설정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 가속도 센서로부터 측정된 값을 송출하는 Zigbee 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 센서 제어부는 이웃한 가축에 부착된 가축 생체정보 수집 센서로부터 가축 움직임을 수신하는 경우 상기 가속도 센서를 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에 의한 가축 생체정보 수집 센서는 Zigbee 통신 모듈을 이용하여 저전력 환경에서도 가축의 생체정보를 전송할 수 있다. 따라서 가축의 통합 원격 관리를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 센서의 동작 메커니즘을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따라 모션 센서를 구현한 회로 기판이다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모션 센서의 동작 메커니즘을 도시한다.

저전력 소모를 위한 센싱 주기 조절 알고리즘은 다음과 같다.

- 일정주기(1초내외)마다 가속도 센서를 동작시켜 가축의 움직임 검출

- 동작이 인식되면 지그비 칩을 통해 모션 데이터 전송

- 동작이 인식되지 않으면 지그비 칩과 센서 칩 모두 sleep 상태로 천이

일 실시예이 따른 모션 센서는 가속도 센서 및 센서 제어부를 포함한다.

가속도 센서는 가축의 움직임을 파악한다. 구체적으로 가속도 센서는 센서는 x축 가속도 센서, y축 가속도 센서 및 z축 가속도 센서를 포함하여 가축의 움직임을 파악할 수 있다.

센서 제어부는 가속도 센서의 측정 값을 기반으로 하여 가속도 센서의 동작을 제어한다.

예를 들어, 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제1 기준 값보다 낮은 경우 상기 가속도 센서의 동작 간격을 제1 간격으로 설정할 수 있다.

또는, 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제1 기준 값보다 높은 경우 상기 가속도 센서의 동작 간격을 제2 간격으로 설정할 수 있다.

또는, 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제2 기준 값보다 낮은 경우 상기 가속도 센서를 슬립모드로 설정할 수 있다.

즉, 가축의 움직임 간격을 기준값과 비교하여 가축의 움직임이 느린 경우 가속도 센서의 동작 간격을 늦춰 베터리 소모를 최소화 할 수 있다.

한편, 다양한 실시예에 의하면 모션 센서는 가속도 센서로부터 측정된 값을 송출하는 Zigbee 모듈을 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 센서 제어부는 이웃한 가축에 부착된 가축 생체정보 수집 센서로부터 가축 움직임을 수신하는 경우 상기 가속도 센서를 동작하도록 제어할 수 있다.

즉, 가속도 센서가 슬립모드로 설정되더라도 이웃한 가축의 움직임을 수신하여 가속도 센서를 동작시킬 수 있다. 따라서 보다 정확한 가축 움직임 파악이 가능하다.

센서 제어의 구체적인 알고리즘은 다음과 같이 정리할 수 있다.

즉, 주기적인 슬립 및 웨이크업 설정을 통해 베터리 소모를 최소화 할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따라 모션 센서를 구현한 회로 기판이다.

일 실시예에 따르면, 모션 센서는 TPS60211 코인 베터리를 사용하여 그 크기를 최소화 할 수 있으며, LED를 통하여 지그비 상태를 모니터링 할 수 있다.

예를 들어 공급 전원이 1.5V 이하로 떨어지는 경우 LED를 점등하여 배터리 교체 신호를 발생시킬수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 가축 생체정보 수집 센서는 Zigbee 통신 모듈을 이용하여 저전력 환경에서도 가축의 생체정보를 전송할 수 있다. 따라서 가축의 통합 원격 관리를 가능하게 한다.

이러한 개시된 기술인 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 개시된 기술의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 저전력 환경에서 가축의 생체정보를 수집하는 센서에 있어서,
   가축의 움직임을 파악하는 가속도 센서; 및
   상기 가속도 센서의 측정 값을 기반으로 하여 상기 가속도 센서의 동작을 제어하는 센서 제어부를 포함하는 가축 생체정보 수집 센서.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가속도 센서는 x축 가속도 센서, y축 가속도 센서 및 z축 가속도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 생체정보 수집 센서.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제1 기준 값보다 낮은 경우 상기 가속도 센서의 동작 간격을 제1 간격으로 설정하는 것을 특징으로 하는 가축 생체정보 수집 센서.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제1 기준 값보다 높은 경우 상기 가속도 센서의 동작 간격을 제2 간격으로 설정하는 것을 특징으로 하는 가축 생체정보 수집 센서.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 센서 제어부는 상기 가속도 센서로부터 출력되는 운동량 값이 미리 정해진 제2 기준 값보다 낮은 경우 상기 가속도 센서를 슬립모드로 설정하는 것을 특징으로 하는 가축 생체정보 수집 센서.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 가속도 센서로부터 측정된 값을 송출하는 Zigbee 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가축 생체정보 수집 센서.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 센서 제어부는 이웃한 가축에 부착된 가축 생체정보 수집 센서로부터 가축 움직임을 수신하는 경우 상기 가속도 센서를 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가축 생체정보 수집 센서.

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