PT103877A

PT103877A - MONITORING SYSTEM OF CONFINED EQUIDAE

Info

Publication number: PT103877A
Application number: PT10387707A
Authority: PT
Inventors: Jorge Miguel Sa Silva; Tiago Andre Dias Do Nascimento Pereira Camilo; Andre Miguel De Almeida Marrao Rodrigues
Original assignee: Jorge Miguel Sa Silva; Tiago Andre Dias Do Nascimento Pereira Camilo; Andre Miguel De Almeida Marrao Rodrigues
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2009-05-07

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO, EM TEMPO REAL OU DESFASADO, DE EQUÍDEOS CONFINADOS NUM ESPAÇO, COMO POR EXEMPLO NUM ESTÁBULO, E INCLUI, PELO MENOS, UM MEIO DE MONITORIZAÇÃO COLOCADO NO ANIMAL (10, 21 E 24), UM MEIO DE MONITORIZAÇÃO COLOCADO NO SEU AMBIENTE PRÓXIMO (22), SENSORES SEM FIOS ORGANIZADOS EM REDE (10, 21 E 24), UM INTERFACE (18, 19), UM MÉTODO DE OPERAÇÃO DE UM SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE DADOS, UM SISTEMA DE PROCESSAMENTO DE DADOS (30), E UM PROGRAMA DE COMPUTADOR, ESTANDO ESSE PROGRAMA DE COMPUTADOR INSERIDO NUM MEIO PASSÍVEL DE LEITURA (30, 40) POR DISPOSITIVOS EXTERNOS (60). O SISTEMA AVALIA, DE FORMA MODULAR INTEGRADA E EM TEMPO REAL, PARÂMETROS AMBIENTAIS, VITAIS E COMPORTAMENTAIS, E ASSEGURA A VIGILÂNCIA CONTRA INTRUSÃO OU ROUBOS PERMITINDOO REGISTO E O ACESSO ATRAVÉS DA INTERNET, BEM COMO A CONSULTA POSTERIOR DESSA INFORMAÇÃO ARMAZENADA.The present invention relates to a system of real-time or defunctioned monitoring of confined spaces in a space, such as for example in a stable and includes at least one monitoring means placed on the animal (10, 21 and 24), A NETWORK SENSORS ORGANIZED IN A NETWORK (10, 21 AND 24), AN INTERFACE (18, 19), A METHOD OF OPERATING A DATA PROCESSING SYSTEM, A SYSTEM OF (30), and a computer program, said computer program being inserted in a passable means of reading (30, 40) by external devices (60). THE SYSTEM EVALUATES, IN AN INTEGRATED AND REAL-TIME MODULAR MODEL, ENVIRONMENTAL, VITAL AND BEHAVIORAL PARAMETERS, AND ENSURES SURVEILLANCE AGAINST INTRUSION OR THEFT, ALLOWING REGISTRATION AND ACCESS THROUGH THE INTERNET, AS WELL AS THE AFTER CONSULTATION OF THE INFORMATION STORED.

Description

11

DESCRIÇÃO "SISTEMA. DE MONITORIZAÇÃO DE EQUÍDEOS CONFINADOS"DESCRIPTION " SYSTEM. OF CONFINED EQUIDAE MONITORING "

Dominio técnico da invenção A presente invenção relaciona-se com um sistema de monitorização de equídeos em confinamento, composto por vários elementos, tais como uma rede de sensores sem fios, um interface, um método de operação de um sistema de processamento de dados, um sistema de processamento de dados, um programa de computador, etc., inserindo-se portanto na área da instrumentação e electrónica.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a confined equine monitoring system composed of a number of elements, such as a wireless sensor network, an interface, a method of operating a data processing system, a data processing system, a computer program, etc., thus entering the area of instrumentation and electronics.

Antecedentes da invençãoBackground of the invention

Certos animais (como os cavalos) chegam a custar muitos milhares de euros, e não raras vezes são acometidos de doenças súbitas que podem levar à sua morte, portanto toda a informação sobre o seu estado de saúde, ansiedade ou conforto, é de inestimável importância para cavaleiros/ criadores, poupando-lhes muito tempo e dinheiro. A monitorização automática do cavalo (e.g. batimento cardíaco, respiração, temperatura e agitação/actividade, consumo de água e alimento) reveste-se de grande importância como forma de permitir detectar ou antecipar problemas de saúde (cólicas, claudicação, entre outros) ou comportamentais (stress, ansiedade, entre outros).Certain animals (such as horses) cost many thousands of euros, and not infrequently suffer from sudden illnesses that can lead to their death, so all information about their state of health, anxiety or comfort is of inestimable importance for knights / breeders, saving them a lot of time and money. Automatic monitoring of the horse (eg heart rate, breathing, temperature and agitation / activity, water consumption and food) is of great importance as a means of detecting or anticipating health problems (colic, claudication, etc.) or behavioral (stress, anxiety, among others).

Tendo em consideração o impacto que podem ter na saúde do animal, a monitorização de vários parâmetros ambientais, i.e., do local onde o cavalo se encontra (e.g. temperatura, humidade e níveis gasosos e de limpeza), é também necessária. Em caso de necessidade de observar o animal, o 2 recurso a um terminal remoto com a imagem do cavalo para aferir do seu conforto e bem-estar também representa uma mais-valia.In view of the impact they may have on animal health, monitoring of various environmental parameters, i.e., where the horse is located (e.g., temperature, humidity and gaseous and cleaning levels), is also necessary. In case of need to observe the animal, the use of a remote terminal with the image of the horse to gauge his comfort and well-being also represents an added value.

Para além de todos estes parâmetros, e devido ao perigo de furto ou dopagem não autorizada, reveste-se de todo o interesse a existência de um processo que permita avisar, em tempo real, o cavaleiro/criador de uma eventual intrusão no espaço reservado aos cavalos.In addition to all these parameters, and due to the danger of unauthorized theft or doping, it is in all cases of interest to be able to warn the horseman / creator of a possible intrusion into the horses.

Embora existam alguns sistemas de monitorização de cavalos, a sua maioria requer sensores de elevada complexidade e custo, recorrendo a sistemas cablados. Não existe ainda qualquer tipo de solução global para a monitorização de cavalos, não só em cabines de cavalos, mas principalmente durante o seu transporte. Ainda, as soluções actualmente no mercado não permitem a monitorização em tempo real.Although there are some horse monitoring systems, most of them require highly complex and costly sensors, using cable systems. There is still no global solution for horse monitoring, not only in horse booths but especially during transport. Still, solutions currently on the market do not allow for real-time monitoring.

Os documentos US2007000216 e US6038935 apresentam um mecanismo para averiguar problemas de claudicação em animais, nomeadamente em equídeos. Estes sistemas permitem, através do uso de sensores, interligados por fios, a monitorização da força exercida em cada pata do animal de forma a aferir diferenças relativas entre si, e assim ajudar no diagnóstico de problemas de claudicação. Contudo este sistema apenas apresenta soluções para um único problema - a claudicação. Para além disso, utiliza um sistema que compreende diferentes componentes, tais como sensores com fios colocados na ferradura do equídeo que comunicam com um sistema de visualização e armazenamento de dados. 3 A presente invenção, pelo contrário, é um sistema integrado e que comporta um diferenciado leque de monitorizações usadas no auxiliar de diversos diagnósticos. Paralelamente, a invenção proposta permite uma solução simples, de baixo custo, passível de ser usada de forma massificada, utilizando ligações sem fios. Para além disso, os documentos anteriores referem-se a utilizações locais, isto é, não apresentam soluções para a sua integração em sistemas de redes como a Internet, ao contrário do que acontece com a solução apresentada neste documento.US2007000216 and US6038935 provide a mechanism for claudication problems in animals, particularly equidae. These systems allow, through the use of sensors, interconnected by wires, the monitoring of the force exerted on each paw of the animal in order to gauge relative differences between them, and thus help in the diagnosis of claudication problems. However, this system only presents solutions to a single problem - claudication. In addition, it uses a system comprising different components, such as sensors with wires placed in the horseshoe of the equine that communicate with a system of visualization and storage of data. The present invention, on the other hand, is an integrated system and comprises a different range of monitoring used to aid in various diagnostics. In parallel, the proposed invention allows for a simple, low-cost, mass-usable solution using wireless connections. In addition, the previous documents refer to local uses, that is, they do not present solutions for their integration into network systems such as the Internet, contrary to the solution presented in this document.

Existem ainda outros documentos que apresentam soluções distintas para alguns dos problemas que a presente invenção soluciona, mas não para todos, na sua globalidade, nem usando dos meios técnicos ou estrutura do sistema descrito na presente invenção: 0 documento DE20214340U propõe um sistema de monitorização equídea com a possibilidade de transmitir a informação em tempo real para um receptor remoto. O sistema propõe-se avaliar parâmetros, como a pulsação, à distância. 0 que difere substancialmente da presente invenção na medida em que a frequência de monitorização apenas compreende uma monitorização discreta e apenas com interligação e interactividade local, enquanto o proposto pela presente invenção compreende uma monitorização contínua com a possibilidade de o utilizador interagir com o sistema através da Internet. Acresce ainda que, no referido documento não é apresentado suporte para monitorização comportamental do cavalo, ambiental e de segurança da cavalariça. 4 - 0 documento WO9930613 propõe a utilização de uma base de dados para registar informação de ECG e de performance em vários tipos de animais, no que difere substancialmente da presente invenção no que refere aos meios de monitorização. Este documento apenas apresenta uma solução baseada em parâmetros de ECG, utilizando para o efeito sensores com fios. Mais acresce, que não apresenta nenhum mecanismo de alerta, como acontece na presente invenção. - 0 documento W02006015372 propõe um sistema de detecção de cólicas nos equídeos baseado em parâmetros fisiológicos e comportamentais, esse sistema é composto por um conjunto de sensores não especificados agregados ao animal. Na invenção agora proposta são utilizados sensores sem fios agregados ao equídeo, bem como sensores de parâmetros ambientais e de segurança, que em conjunto formam um sistema mais robusto e fiável. Por outro lado, a presente invenção compreende não apenas problemas relacionados com cólicas, mas também outros problemas como por exemplo a claudicação ou stress do equídeo. - 0 documento WO2006023878 propõe um sistema de alertas quando os parâmetros ambientais e fisiológicos do animal ultrapassam valores de intervalos considerados de segurança, contudo não apresenta mecanismos de detecção de anomalias específicas de cavalos como sejam cólicas e/ou stress. Os parâmetros são analisados separadamente e comparados com os respectivos limites. Na presente invenção existem mecanismos de ajuda na detecção de doenças equídeas decorrentes da análise conjunta dos sinais de um grupo de sensores. 5There are still other documents which present distinct solutions to some of the problems that the present invention solves, but not for all, in its entirety, nor using the technical means or structure of the system described in the present invention: DE20214340U proposes an equid monitoring system with the possibility of transmitting the information in real time to a remote receiver. The system proposes to evaluate parameters, such as pulsation, at a distance. Which differs substantially from the present invention in that the monitoring frequency only comprises discrete monitoring and only interconnectivity and local interactivity, whereas the one proposed by the present invention comprises continuous monitoring with the possibility of the user interacting with the system through the Internet. In addition, the document does not provide support for behavioral monitoring of horse, environmental and safety of the stables. WO9930613 proposes the use of a database for recording ECG and performance information on various types of animals, in that it differs substantially from the present invention with respect to the monitoring means. This document only presents a solution based on ECG parameters, using wired sensors for this purpose. Moreover, it does not present any alert mechanism, as it happens in the present invention. The document W02006015372 proposes a system for detecting colic in equidae based on physiological and behavioral parameters, this system is composed of a set of unspecified sensors aggregated to the animal. In the invention now proposed, wireless sensors attached to the equine are used as well as environmental and safety parameter sensors, which together form a more robust and reliable system. On the other hand, the present invention comprises not only problems related to colic, but also other problems such as claudication or stress of the equine. WO2006023878 proposes an alert system when the environmental and physiological parameters of the animal exceed values of safety intervals, however, it does not present mechanisms for detecting specific anomalies of horses such as colic and / or stress. The parameters are analyzed separately and compared to their respective limits. In the present invention there are mechanisms to aid in the detection of equine diseases arising from the joint analysis of signals from a group of sensors. 5

No entanto, nenhum destes documentos apresenta soluções completas como aquelas propostas pela presente invenção. Ao contrário da presente invenção, as invenções descritas propõem soluções de elevado preço e recorrendo a tecnologia complexa, cablada, não distribuída, não integrada, não acessível por Internet, não parametrizável e restritas nas formas de interacção com um utilizador.However, none of these documents provides complete solutions like those proposed by the present invention. In contrast to the present invention, the disclosed inventions propose high-priced and complex technology, wired, non-distributed, non-integrated, non-internet accessible, non-parameterizable and restricted in forms of interaction with a user.

Descrição geral da invenção A presente invenção relaciona-se com um sistema de monitorização de animais em confinamento (1), que é particularmente aplicável na área da monitorização de cavalos, suportando registos de vídeo, variáveis do ambiente, parâmetros de segurança e parâmetros vitais e comportamentais do animal, permitindo deste modo ajudar no despiste de doenças equídeas tais como a claudicação, as cólicas e o stress, que actualmente não encontram uma solução global e integrada.The present invention relates to a confined animal monitoring system (1), which is particularly applicable in the field of horse monitoring, supporting video recordings, environmental variables, safety parameters and vital parameters, and thus enabling the detection of equine diseases such as claudication, colic and stress, which currently do not find a comprehensive and integrated solution.

As soluções propostas no presente sistema recorrem a tecnologias de última geração para responder às necessidades sentidas por muitos profissionais das áreas equestres.The solutions proposed in this system use state-of-the-art technologies to respond to the needs felt by many professionals in equestrian areas.

As vantagens desta invenção compreendem: a combinação de dispositivos distribuídos e relativamente simples a nível individual, a comunicação por variadas e não restritas formas nomeadamente sem fios ou Internet, o seu custo moderado quando comparado com outras soluções, e ser uma solução completa, parametrizável e integrada que não restringe as formas de interacção com o utilizador. 6The advantages of this invention comprise: the combination of relatively simple and distributed devices at the individual level, communication by various and unrestricted forms in particular wireless or Internet, its moderate cost compared to other solutions, and being a complete, parameterizable and that does not restrict the forms of interaction with the user. 6

Assim, o presente invento propõe um sistema de monitorização (1) composto por, pelo menos, um meio de monitorização no cavalo (10) e outro ambiental (22), sensores sem fios organizados em rede (24, 15, 16, 17), um conjunto de interfaces (18, 19), um método de operação de um sistema de processamento de dados, um sistema de processamento de dados (30, 40) , e um programa de computador, estando esse programa de computador inserido num meio passível de leitura por computador local ou externo.Accordingly, the present invention proposes a monitoring system (1) composed of at least one monitoring means in the horse (10) and the other environment (22), wireless networked sensors (24, 15, 16, 17) , a set of interfaces (18, 19), a method of operating a data processing system, a data processing system (30, 40), and a computer program, said computer program being inserted in a passable means read by local or external computer.

Desta forma, os sensores usados, de acordo com a presente invenção, organizam-se em redes de sensores sem fios que, neste caso, suportam a monitorização dos parâmetros fisiológicos do cavalo e a monitorização ambiental. O sistema proposto recorre a sensores de humidade (22), de temperatura (22), de detecção de movimento (22), sensores de controlo dos consumos de alimento e de água, entre outros. De acordo com a presente invenção, existem ainda acelerómetros (16) e um sensor de ritmo cardíaco (15), colocados no cavalo, que permitem aferir do estado físico e emocional do equídeo.In this way, the sensors used in accordance with the present invention are organized into wireless sensor networks which, in this case, support the monitoring of the physiological parameters of the horse and environmental monitoring. The proposed system uses humidity sensors 22, temperature 22, motion detection 22, sensors for controlling food and water consumption, among others. According to the present invention, there are still accelerometers (16) and a heart rate sensor (15), placed on the horse, which allow to gauge the physical and emotional state of the equine.

Assim, para cada equídeo existe um conjunto de sensores colocados no próprio animal, na sua cabine e na cabine de transporte.Thus, for each equine there is a set of sensors placed in the animal itself, in its cabin and in the transport cabin.

Para além dos sensores mencionados, o sistema da presente invenção prevê ainda uma câmara com visão nocturna (23), que transmite a informação em tempo real para um servidor.In addition to the mentioned sensors, the system of the present invention further provides a night vision camera 23, which transmits the information in real time to a server.

Este servidor suporta um número elevado de dados de vários animais a serem monitorizados em simultâneo, 7 disponibilizando a informação pela Internet a qualquer utilizador devidamente autenticado e autorizado, podendo este utilizador aceder a essa informação em tempo real ou desfasado, e em qualquer localização que permita o acesso à Internet. 0 sistema de processamento de dados poderá estar num computador, num dispositivo portátil ou em sistema análogo, e compreende um programa de computador projectado para o efeito, constituindo uma Unidade de Gestão Cliente (30).This server supports a high number of data from several animals to be monitored simultaneously, 7 making the information available over the Internet to any duly authenticated and authorized user, who may access this information in real time or in a deprecated manner, and in any location that allows internet access. The data processing system may be on a computer, a portable device or an analogue system, and comprises a computer program designed for that purpose, constituting a Client Management Unit (30).

Este programa de computador tem as seguintes caracteristicas: possui mecanismos de autenticação do utente e meios de interacção com os módulos de monitorização colocados na cabine e no cavalo; para além disso, apresenta meios para registo e análise dos dados monitorizados, fornecendo informação em tempo real, bem como o armazenamento automático da informação obtida. Esta informação é fornecida em gráficos interactivos e video. Possibilita ao utilizador a gestão e configuração de todo o programa, nomeadamente: alarmes, perfil de monitorização, agendar monitorizações, configurar limites de sensores, e manipular as definições de video da câmara.This computer program has the following characteristics: it has user authentication mechanisms and means of interaction with the monitoring modules placed in the cabin and on the horse; it also provides means for recording and analyzing monitored data, providing real-time information as well as automatic storage of the information obtained. This information is provided in interactive and video graphics. It enables the user to manage and configure the entire program, namely: alarms, monitoring profile, scheduling monitoring, setting sensor limits, and manipulating camera video settings.

Para além da possibilidade de visualização em tempo real dos parâmetros do animal, da envolvente e da própria imagem, o sistema possui ainda um dispositivo de registo de toda esta informação para posterior consulta. Este registo pode ser feito localmente recorrendo à Unidade de Gestão Cliente (30) ou externamente utilizando a Unidade de Gestão Servidor (40). 8 A invenção suporta ainda a definição de alarmes que permitem que os responsáveis sejam alertados de qualquer situação anómala, através da Internet ou por mensagens de telemóvel.Besides the possibility of real-time visualization of the parameters of the animal, the envelope and the image itself, the system also has a device to record all this information for later consultation. This registration can be done locally by using the Client Management Unit (30) or externally using the Server Management Unit (40). The invention further supports the definition of alarms which enable those responsible to be alerted to any anomalous situation, via the Internet or by mobile messages.

De forma a suportar todas as funcionalidades apresentadas, o sistema está dividido em vários módulos (figuras 1 e 2), cada um com as suas funcionalidades e dotados de flexibilidade para a adaptação a diferentes ambientes. 0 sistema proposto possibilita ainda uma boa distribuição de tarefas, controlo de qualidade, detecção e correcção de erros, e paralelismo de desenvolvimento. A ferramenta está dotada de programas de computador com capacidades de fácil adaptação aos mais complexos ambientes (70). A arquitectura é dividida em três módulos distintos: Sistema de Monitorização (1, 10), Sistema de Gestão Cliente (30) e Sistema de Gestão Servidor (40). 0 sistema de monitorização é responsável pelo controlo dos parâmetros do ambiente (incluindo imagem) e do cavalo (figura 4) . É também da responsabilidade deste módulo a transmissão de todos os dados até a um módulo de Unidade de Gestão Cliente (30), que, por sua vez, interliga estes terminais ao resto do sistema. O Sub-sistema de Monitorização do Cavalo (10) é composta por uma Unidade de Energia (11) responsável por alimentar uma Unidade de Processamento, Comunicação e Monitorização (12) . Esta última é subdividida numa Unidade de Processamento e Comunicação responsável pelo processamento de toda a informação recebida e também pela comunicação com 9 uma Unidade de Gestão Cliente. A Unidade de Monitorização é responsável por: obter (15) os dados emitidos pelo leitor de ritmo cardíaco (21), ler os movimentos do cavalo (16) e ler um conjunto de outros sensores como a temperatura, humidade e voltagem (17).In order to support all the functionalities presented, the system is divided into several modules (figures 1 and 2), each with its functionalities and with flexibility to adapt to different environments. The proposed system also allows a good distribution of tasks, quality control, detection and correction of errors, and development parallelism. The tool is equipped with computer programs with capabilities that are easily adapted to the most complex environments (70). The architecture is divided into three distinct modules: Monitoring System (1, 10), Customer Management System (30) and Server Management System (40). The monitoring system is responsible for controlling the parameters of the environment (including image) and the horse (figure 4). It is also the responsibility of this module to transmit all data to a Client Management Unit module (30), which, in turn, interconnects these terminals to the rest of the system. The Horse Monitoring Subsystem 10 is composed of an Energy Unit 11 responsible for powering a Processing, Communication and Monitoring Unit 12. The latter is subdivided into a Processing and Communication Unit responsible for processing all the information received and also for communication with a Customer Management Unit. The Monitoring Unit is responsible for: (15) obtaining the data output by the heart rate reader (21), reading the movements of the horse (16) and reading a set of other sensors such as temperature, humidity and voltage (17).

Breve descrição das figurasBrief description of the figures

Para mais fácil compreensão da invenção juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais do invento que, contudo, não pretendem limitar o objecto da presente invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS For the sake of simplicity of the invention, the following figures are attached, which represent preferred embodiments of the invention which, however, are not intended to limit the object of the present invention.

Figuras 1 e 2 - Representação esquemática da arquitectura do sistema, na qual: (1) representa o Sistema de Monitorização, (10) representa o Sub-sistema de Monitorização do Cavalo (monitorização do estado de agitação do equídeo e rastreio de cólicas), (20) representa o Cinto da Unidade de Monitorização Cavalo, (21) representa o Cinto de Monitorização do Ritmo Cardíaco, (22) representa a Unidade de Monitorização Ambiental, (23) representa uma Câmara de Vídeo, (24) representam Sensores de Pressão, (25) representa o Sub-sistema de monitorização dos consumos de alimento e água, (30) representa a Unidade de Gestão Cliente, (31) representa o Interface de Comunicação com o Sistema de Monitorização, (32) representa o Interface de Comunicação com a Internet, (33) representa o Interface de Comunicação com dispositivos locais, (34) representa o Interface de Comunicação celular (por exemplo, GSM, GPRS, ou UMTS), 10 (40) representa a Unidade de Gestão Servidor, (41) representa o Interface de Comunicação com a Internet, (50) representa o Dispositivo de Acesso Local e (60) representa o Dispositivo de Acesso Externo.Figures 1 and 2 - Schematic representation of the system architecture, in which: (1) represents the Monitoring System, (10) represents the Horse Monitoring Subsystem (equidistance monitoring and colic tracking), (20) represents the Belt of the Horse Monitoring Unit, (21) represents the Heart Rate Monitoring Belt, (22) represents the Environmental Monitoring Unit, (23) represents a Video Camera, (24) represents Pressure Sensors , (25) represents the Sub-system for monitoring food and water consumption, (30) represents the Client Management Unit, (31) represents the Communication Interface with the Monitoring System, (32) represents the Communication Interface with the Internet, (33) represents the Communication Interface with local devices, (34) represents the Cellular Communication Interface (eg GSM, GPRS, or UMTS), 10 (40) represents the Server Management Unit, (41) represents the Internet Communication Interface, (50) represents the Local Access Device, and (60) represents the External Access Device.

Figura 3 - Representação esquemática da composição daFigure 3 - Schematic representation of the composition of

Unidade de Monitorização do Cavalo, na qual: (10) representa o Sub-sistema de monitorização do estado de agitação do equídeo e rastreio de cólicas, (11) representa a Unidade de Energia, (12) representa a Unidade de Processamento, Comunicação e Monitorização, (13) representa a Unidade de Processamento e Comunicação, (14) representa a Unidade de Monitorização, (15) representa o Receptor de Ritmo Cardíaco, (16) representa o Acelerómetro, (17) representa Sensores de Variáveis Ambientais, (18) representa o Interface de Comunicação com a Unidade de Gestão Cliente sem Fios, (19) representa o Interface de Comunicação com o Cinto de Monitorização do Ritmo Cardíaco e (21) representa o Cinto de Monitorização do Ritmo Cardíaco.Horse Monitoring Unit, in which: (10) represents the Equine Ecology and Colic Trace Monitoring Subsystem, (11) represents the Energy Unit, (12) represents the Processing Unit, Communication Unit and Monitoring (13) represents the Processing and Communication Unit, (14) represents the Monitoring Unit, (15) represents the Heart Rate Receiver, (16) represents the Accelerometer, (17) represents Environmental Variable Sensors, ) represents the Communication Interface with the Wireless Client Management Unit, (19) represents the Communication Interface with the Heart Rate Monitoring Belt and (21) represents the Heart Rate Monitoring Belt.

Figura 4 - Representação esquemática do Sistema deFigure 4 - Schematic representation of the

Monitorização embutido no Cavalo, na qual: (10) representa o Sub-sistema de monitorização do estado de agitação do equídeo e rasteio de cólicas, (20) representa o Cinto da Unidade de Monitorização Cavalo, (21) representa o Cinto de Monitorização do Ritmo Cardíaco, (22) representa a Unidade de Monitorização Ambiental, (23) representa uma Câmara de Vídeo e (24) representa Sensores de pressão. 11In-line monitoring in the Horse, in which: (10) represents the Equine Ecology and Cramps tracking Sub-System, (20) represents the Horse Monitoring Unit Belt, (21) represents the Monitoring Belt of the Horse. (22) represents the Environmental Monitoring Unit, (23) represents a Video Camera and (24) represents Pressure Sensors. 11

Figura 5 - Representação esquemática da Arquitectura Geral do Programa de Computador da Unidade de Gestão Cliente na qual: (70) representa o Diagrama Funcional do Programa de Computador a funcionar na Unidade de Gestão Cliente.Figure 5 - Schematic representation of the General Architecture of the Computer Program of the Client Management Unit in which: (70) represents the Functional Diagram of the Computer Program operating in the Client Management Unit.

Figura 6 - Representação esquemática do Diagrama de Estados do Programa de Computador do Sub-sistema de Monitorização do Cavalo, responsável pela gestão dos sensores, processamento dos dados obtidos e comunicação com a Unidade de Gestão Cliente, na qual: (80) representa o Diagrama de Estados do Programa de Computador do Sub-sistema de Monitorização do Cavalo.Figure 6 - Schematic representation of the Computer Program States Diagram of the Horse Monitoring Sub-system, responsible for the management of the sensors, processing of the data obtained and communication with the Client Management Unit, in which: (80) represents the Diagram of the Computer Program States of the Horse Monitoring Subsystem.

Figura 7 - Representação esquemática de uma das arquitecturas propostas, na qual: (71) representa o Módulo Portal Internet, (72) representa o Núcleo de processamento, (73) representa o Módulo de mensagens para telemóvel, (74) representa o Módulo da base de dados e (75) representa o Módulo de vídeo.Figure 7 - Schematic representation of one of the proposed architectures, in which: (71) represents the Internet Portal Module, (72) represents the Processing Core, (73) represents the Mobile Messaging Module, (74) represents the (75) represents the Video Module.

Descrição detalhada da invenção A presente invenção tem como características essenciais o facto de compreender pelo menos 3 módulos distintos: a) um sistema de monitorização (1) ; b) uma unidade de gestão de cliente (30); e c) uma unidade de gestão de servidor (40). O sistema de monitorização pode ser composto, como elementos essenciais, por: - um sub-sistema de monitorização do ritmo cardíaco (21), 12 - um sub-sistema de monitorização do estado de agitação do equídeo e rasteio de cólicas (20, 10, 16) ; - um sub-sistema de monitorização ambiental (22); - uma câmara de vídeo com visão nocturna (23).DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention has as essential features the fact that it comprises at least three distinct modules: a) a monitoring system (1); b) a customer management unit (30); and c) a server management unit (40). The monitoring system may be composed as essential elements by: a heart rate monitoring sub-system (21), a sub-system for monitoring the state of agitation of the horse and colic (20,10 , 16); - an environmental monitoring subsystem (22); - a night vision video camera (23).

Opcionalmente, o sistema de monitorização de equídeos, de acordo com a presente invenção, pode compreender ainda um sub-sistema de monitorização dos consumos de alimento e água (25). 0 sistema de monitorização poderá ainda conter, como opção, um dispositivo de alarme de intrusão (22) e um módulo de detecção de claudicação (24). O sistema de monitorização é responsável pelo controlo dos parâmetros do ambiente (incluindo imagem) e do cavalo (figura 4). É também da responsabilidade deste módulo a transmissão de todos os dados até a um módulo de Unidade de Gestão Cliente (30), que, por sua vez, interliga estes terminais ao resto do sistema. 0 Sub-sistema de Monitorização do Cavalo (10) é composta por uma Unidade de Energia (11) responsável por alimentar uma Unidade de Processamento, Comunicação e Monitorização (12). Esta última é subdividida numa Unidade de Processamento e Comunicação responsável pelo processamento de toda a informação recebida e também pela comunicação com uma Unidade de Gestão Cliente. A Unidade de Monitorização é responsável por: obter (15) os dados emitidos pelo leitor de ritmo cardíaco (21), ler os movimentos do cavalo (16) e ler um conjunto de outros sensores como a temperatura, humidade e voltagem (17). 13 0 Sub-sistema de Monitorização do Cavalo rege-se pelo Diagrama de Estados 80. A ligação dos terminais de monitorização a uma Unidade de Gestão Cliente recorre a diferentes tecnologias de comunicação nomeadamente sem fios (por exemplo como definido em IEEE802.il e IEEE802.15.4 ) (31). Δ monitorização é realizada através de equipamento e sensores especializados em ler parâmetros essenciais ao sistema.Optionally, the equine monitoring system according to the present invention may further comprise a food and water consumption monitoring subsystem (25). The monitoring system may further optionally contain an intrusion alarm device (22) and a claudication detection module (24). The monitoring system is responsible for controlling the parameters of the environment (including image) and the horse (figure 4). It is also the responsibility of this module to transmit all data to a Client Management Unit module (30), which, in turn, interconnects these terminals to the rest of the system. The Horse Monitoring Subsystem 10 is composed of an Energy Unit 11 responsible for powering a Processing, Communication and Monitoring Unit 12. The latter is subdivided into a Processing and Communication Unit responsible for processing all the information received and also for communication with a Customer Management Unit. The Monitoring Unit is responsible for: (15) obtaining the data output by the heart rate reader (21), reading the movements of the horse (16) and reading a set of other sensors such as temperature, humidity and voltage (17). 13 0 The Horse Monitoring Sub-system is governed by States Diagram 80. The connection of the monitoring terminals to a Client Management Unit makes use of different communication technologies namely wireless (for example as defined in IEEE802.il and IEEE802 .15.4) (31). Δ Monitoring is performed through equipment and sensors that specialize in reading essential system parameters.

De entre os sensores responsáveis pela monitorização tem-se: câmara de vídeo e som (23), leitor de ritmo cardíaco (21), acelerómetro (16), sensor de pressão (24), sensores de temperatura, humidade e voltagem (17). Toda a informação monitorizada pelos sensores é guardada internamente numa Unidade de Processamento e Comunicação (13) durante um período de tempo predefinido. Este período tem em consideração a quantidade de informação gerada e a capacidade de memória do nó sensor.Among the sensors responsible for monitoring are: video and sound camera (23), heart rate reader (21), accelerometer (16), pressure sensor (24), temperature, humidity and voltage sensors . All the information monitored by the sensors is stored internally in a Processing and Communication Unit (13) for a predefined period of time. This period takes into account the amount of information generated and the memory capacity of the sensor node.

Desta forma, se por algum motivo o nó sensor não conseguir comunicar com a Unidade de Gestão Cliente (30), a informação não é perdida. Na próxima comunicação a Unidade de Gestão Cliente (30) irá detectar a falta de dados pedindo então ao sensor o reenvio destes dados. O dispositivo de monitorização referido (10) permite aferir um conjunto de parâmetros, como por exemplo uma medida da agitação. Esta indicação da agitação é baseada na filtragem dos movimentos do animal que são lidos pelo acelerómetro (16) em conjunto com os dados do sensor de ritmo cardíaco 14 (15) . Com a ajuda de dispositivos do tipo sensores de pressão (24), um em cada pata, é possível auxiliar no processo de detecção de problemas de claudicação. A visualização e a gravação de vídeo é realizada através de câmaras colocadas na cavalariça, ou na cabine, que permitem ao criador/cavaleiro observar, sempre que pretenda, o seu cavalo. 0 criador/cavaleiro poderá ainda recorrer a estas câmaras sempre que receba um alerta, via mensagem de telemóvel, que indique que algum parâmetro sob vigilância ultrapassou o intervalo de segurança definido. O Sistema de Monitorização é colocado no equídeo tal como é ilustrado na figura 4, onde os dispositivos de monitorização ambiental (22) e câmara de vídeo (23) são colocados na cabine do cavalo, enquanto os dispositivos como o sub-sistema de monitorização do cavalo (10), o seu cinto (20), o cinto de monitorização do ritmo cardíaco (21) ou os sensores de pressão (24) são posicionados no cavalo como a figura 4 ilustra.Thus, if for some reason the sensor node is unable to communicate with the Client Management Unit (30), the information is not lost. In the next communication, the Client Management Unit (30) will detect the lack of data and then ask the sensor to resend this data. The aforesaid monitoring device 10 enables a set of parameters, such as a measure of agitation, to be measured. This indication of agitation is based on filtering the movements of the animal which are read by the accelerometer 16 together with the data of the heart rate sensor 14 15. With the aid of pressure sensor type devices 24, one on each leg, it is possible to aid in the process of detecting claudication problems. Visualization and video recording is performed through chambers placed in the stable or cabin, which allow the creator / rider to observe, whenever he wishes, his horse. The creator / rider may also resort to these cameras whenever he receives an alert, via a mobile message, indicating that some parameter under surveillance has exceeded the set safety interval. The monitoring system is placed on the equine as shown in figure 4, wherein the environmental monitoring devices (22) and video camera (23) are placed in the horse's cabin, while the devices as the monitoring sub-system (10), its belt (20), the heart rate monitoring belt (21) or the pressure sensors (24) are positioned on the horse as figure 4 illustrates.

Os nós sensores organizados em topologia distribuída e modular são parametrizáveis por via remota. A unidade de gestão de cliente (30) é composta por um computador que compreende os seguintes elementos: - Um sistema de recepção dos dados dos vários sensores que fazem parte do sistema de monitorização. - Um programa de recepção e gestão da imagem recebida pela câmara de vídeo presente no sistema de monitorização. - Uma ou mais placas de ligação do computador à Internet, podendo utilizar diferentes tecnologias de comunicação (por exemplo: Wifi, GSM, 3G, ...) 15 - Um programa de computador com os correspondentes sub-módulos conforme serão apresentados nesta secção.Sensor nodes organized in distributed and modular topology are remotely parameterizable. The customer management unit (30) is composed of a computer comprising the following elements: - A system for receiving data from the various sensors that are part of the monitoring system. - A program for receiving and managing the image received by the camcorder present in the monitoring system. - One or more computer interface cards to the Internet, and may use different communication technologies (eg Wifi, GSM, 3G, ...) 15 - A computer program with the corresponding sub-modules as presented in this section.

Esta unidade (30) é responsável pelo controlo de toda a informação trocada entre o Sistema de Monitorização (1) (os nós sensores/câmaras) e as redes externas (32). A Unidade de Gestão Cliente (30) está preparada para funcionar num ambiente estático com acesso ilimitado a recursos energéticos (rede eléctrica) e de comunicação com o exterior, e também em ambientes móveis com sérias restrições energéticas e de comunicações. A Unidade de Gestão Cliente (30) recorre a um conjunto de interfaces de rede: - para acesso à rede de sensores (ex. IEEE 802.15.4) (31); - para acesso às câmaras (ex. IEEE 802.11)(31) - para acesso à Internet (ex. IEEE 802.3, IEEE 802.11, USB) (32) ; - para acessos locais (ex. Bluetooth, IEEE 802.11) (33); - para acesso a operadores móveis (ex. GSM, GPRS, UMTS) (34) .This unit (30) is responsible for controlling all information exchanged between the Monitoring System (1) (the sensor nodes / chambers) and the external networks (32). The Customer Management Unit (30) is prepared to operate in a static environment with unlimited access to energy resources (network) and communication with the outside, and also in mobile environments with serious energy and communications restrictions. The Client Management Unit (30) uses a set of network interfaces: - for access to the sensor network (eg IEEE 802.15.4) (31); - for access to the cameras (eg IEEE 802.11) (31) - for Internet access (eg IEEE 802.3, IEEE 802.11, USB) (32); - for local access (eg Bluetooth, IEEE 802.11) (33); - for access to mobile operators (eg GSM, GPRS, UMTS) (34).

Os acessos locais à informação ambiental e dos cavalos são efectuados via Internet (protocolo HTTP) através de um servidor a executar na Unidade de Gestão Cliente (30) . Os acessos externos são efectuados através do servidor Internet (protocolo HTTP) do Unidade de Gestão Servidor (40). Estas interfaces são auto-ajustáveis ao equipamento onde está a ser efectuada a consulta.Local access to environmental information and horses is carried out via the Internet (HTTP protocol) through a server running in the Client Management Unit (30). The external accesses are made through the Internet server (HTTP protocol) of the Server Management Unit (40). These interfaces are self-tuning to the equipment where the query is being performed.

Toda a informação monitorizada, com a excepção das imagens, é armazenada na Unidade de Gestão Cliente (30) por um período de tempo pré-eonfigurado (em caso de omissão será 16 uma semana). Caso o cliente pretenda ter acesso a um histórico total da informação ou a um histórico mais alargado terá que o fazer utilizando o serviço do Unidade de Gestão Servidor. Assim, toda a informação monitorizada é enviada à Unidade de Gestão Cliente (30), e depois enviada para o Unidade de Gestão Servidor (40).All monitored information, with the exception of the images, is stored in the Client Management Unit (30) for a pre-set time period (in case of omission, it will be 16 a week). If you want to have access to a full history of information or a longer history, you will have to do so using the Server Management Unit service. Thus, all monitored information is sent to the Client Management Unit (30), and then sent to the Server Management Unit (40).

Para que o utilizador possa visualizar, via Unidade de Gestão Servidor, os parâmetros do cavalo em tempo real, a Unidade de Gestão Servidor terá de estabelecer uma ligação à Unidade de Gestão Cliente para ir obtendo os dados mais actuais. Toda a informação é guardada na Unidade de Gestão Servidor por um determinado período de tempo (e.g. 5 anos), exceptuando o vídeo que apenas é disponibilizado em tempo real no portal (71). Contudo, caso o cliente assim o entenda, é possível disponibilizar um serviço extra de cópia de reserva de imagens, fazendo uso de um disco externo à Unidade de Gestão Cliente (30). O programa de computador comporta os seguintes sub-módulos: b.l) Módulo de ConfiguraçãoIn order for the user to be able to view the Horse parameters in real time via the Server Management Unit, the Server Management Unit must establish a connection with the Client Management Unit in order to obtain the most current data. All information is stored in the Server Management Unit for a certain period of time (e.g. 5 years), except for the video that is only available in real time on the portal (71). However, if the client so wishes, it is possible to provide an extra backup image backup service, using a disk external to the Client Management Unit (30). The computer program includes the following sub-modules: b.l) Configuration Module

Este módulo é suportado por uma Base de Dados que contém informação relevante para o funcionamento da aplicação. Contém informação pormenorizada de cada um dos sensores, incluindo as suas capacidades, localização, permissões de acesso e tipo de nó pertencentes aos sub-sistemas de monitorização. As permissões de acesso permitirão ao módulo de autenticação decidir se determinado utilizador pode aceder ao que solicita. 17 b.2) Módulo de RegistoThis module is supported by a Database containing information relevant to the operation of the application. It contains detailed information on each of the sensors, including their capabilities, location, access permissions and node type belonging to the monitoring sub-systems. Access permissions will allow the authentication module to decide whether a user can access the request. 17 b.2) Registration Module

Este módulo carrega em memória a informação contida no módulo de configuração assim que a aplicação se iniciar. É ainda o responsável pela actualização do módulo de configuração. Disponibiliza uma interface para a sua programação automática por parte da aos sub-sistemas de monitorização, permitindo que um novo nó se possa auto-registar. Esse processo de auto-registo serve para informar o sistema de todas as capacidades que o nó possui (i.e. como a monitorização da temperatura, do movimento ou da humidade). b.3) Módulo de ConhecimentoThis module loads the information contained in the configuration module into memory as soon as the application starts. It is also responsible for updating the configuration module. It provides an interface for its automatic programming by the monitoring sub-systems, allowing a new node to self-register. This self-registration process serves to inform the system of all the capabilities that the node has (i.e. as monitoring of temperature, movement, or humidity). b.3) Knowledge Module

Este módulo tem o objectivo de permitir pesquisas no Módulo de Registo e, desta forma, recolher a informação necessária para a realização da operação pretendida sobre a rede de sensores. Um exemplo prático disponibilizado por este módulo é a identificação de todas as Unidades deThis module has the objective of allowing searches in the Registration Module and, in this way, collecting the necessary information to carry out the desired operation on the sensor network. A practical example provided by this module is the identification of all

Monitorização que disponibilizem um serviço de temperatura dentro da rede de sensores sem fios. b.4) Módulo de Comunicação Unidade de Gestão Cliente -Unidade de MonitorizaçãoMonitoring that provide a temperature service within the wireless sensor network. b.4) Communication Module Client Management Unit - Monitoring Unit

Este módulo é o responsável pela realização de todas as comunicações com os sub-sistemas de monitorização e suas Unidades de Monitorização, utilizando um protocolo desenvolvido para comunicação destas com a Unidade de Gestão Cliente (30) . Isto é, recebe os dados monitorizados de forma periódica, e todos os "eventos" que o sistema gera quando os valores monitorizados saem fora dos limites 18 definidos. Em cada uma destas situações, este módulo tem a responsabilidade de processamento dos dados recebidos. Em caso de evento, informa o utilizador pela via pré-definida; quando são dados de uma monitorização periódica, envia-os ao Módulo de Salvaguarda Temporária. É também da sua responsabilidade o envio de comandos para os nós sensores. b.5) Módulo de Comunicação ExternaThis module is responsible for performing all communications with the monitoring sub-systems and their Monitoring Units, using a protocol developed for communication with the Client Management Unit (30). That is, receive the data monitored periodically, and all " events " which the system generates when the monitored values are outside the defined limits. In each of these situations, this module has the responsibility of processing the received data. In case of an event, inform the user via the predefined route; when they are data from a periodic monitoring, it sends them to the Temporary Safeguard Module. It is also your responsibility to send commands to the sensor nodes. b.5) External Communication Module

Este módulo implementa todos os mecanismos e serviços para disponibilizar os conteúdos monitorizados a sistemas externos. Dado que todos os acessos são feitos sobre HTTP/HTTPS, este módulo contém a configuração do Servidor de Internet utilizado pela Unidade de Gestão Cliente. b.6) Módulo de ApresentaçãoThis module implements all mechanisms and services to make the content monitored available to external systems. Since all accesses are made over HTTP / HTTPS, this module contains the configuration of the Internet Server used by the Client Management Unit. b.6) Presentation Module

Este módulo implementa o portal (que pode ser acedido localmente, utilizando um navegador de Internet num computador ou num dispositivo portátil) para se ter acesso aos dados monitorizados pelos nós sensores e pelas câmaras, e que se encontram no Módulo de Salvaguarda Temporária. Este módulo descreve todo o portal (71), que se encontra implementado numa linguagem que é executada no servidor (por ex. PHP) , e a forma de se ajustar a dispositivos móveis (por ex. telemóvel). b.7) Módulo de AutenticaçãoThis module implements the portal (which can be accessed locally, using an Internet browser on a computer or on a handheld device) to access the data monitored by the sensor nodes and the cameras, which are in the Temporary Safeguard Module. This module describes the entire portal (71), which is implemented in a language that runs on the server (eg PHP), and how to adjust to mobile devices (eg mobile phone). b.7) Authentication Module

Este módulo implementa o serviço de autenticação dos utilizadores. Uma Unidade de Gestão Cliente suporta vários utilizadores, sendo que cada um deles pode ter acesso a uma ou mais cabines de cavalos, desde que autorizado. Assim, para aceder a qualquer serviço, o utilizador terá que 19 introduzir o seu identificador e a sua palavra-chave. Esta informação é verificada pelo sistema de autenticação e, caso o registo seja válido, o utilizador terá acesso ao sistema, sendo redireccionado para os seus conteúdos. Paralelamente, a informação dos utilizadores (permissões) é sincronizada entre a Unidade de Gestão Servidor (40) e a Unidade de Gestão Cliente (30). b.8) Módulo de Salvaguarda TemporáriaThis module implements the user authentication service. A Client Management Unit supports multiple users, each of which may have access to one or more horse booths, provided that it is authorized. Thus, in order to access any service, the user must enter his / her identifier and password. This information is verified by the authentication system and, if the registration is valid, the user will have access to the system, being redirected to its contents. In parallel, the user information (permissions) is synchronized between the Server Management Unit (40) and the Client Management Unit (30). b.8) Temporary Safeguard Module

Este módulo é o responsável pelo armazenamento local da informação durante um período de tempo pré-configurado. A sua implementação recorre a uma Base de Dados para facilitar a gestão da informação e automatizar a sincronização da informação entre a Unidade de Gestão Cliente (30) e a Unidade de Gestão Servidor (40). b.9) Módulo de ExportaçãoThis module is responsible for the local storage of the information during a preconfigured period of time. Its implementation uses a Database to facilitate information management and automate the synchronization of information between the Client Management Unit (30) and the Server Management Unit (40). b.9) Export Module

Este módulo é o responsável pelo envio da informação capturada pelos sensores, e que se encontra no Módulo de Salvaguarda Temporária, para a Unidade de Gestão Servidor (40). Desta forma os dados poderão ser devidamente armazenados e trabalhados para que, posteriormente, possam ser consultados. É da responsabilidade deste módulo implementar os mecanismos necessários para que não ocorram perdas de dados, tais como retransmissões e comunicações baseadas em confirmação da entrega.This module is responsible for sending the information captured by the sensors, which is in the Temporary Safeguard Module, to the Server Management Unit (40). In this way the data can be properly stored and worked so that they can later be consulted. It is the responsibility of this module to implement the necessary mechanisms so that no data losses occur, such as retransmissions and communications based on confirmation of delivery.

Por fim, a Unidade de Gestão de Servidor (40) compreende um computador com ligação à Internet e um programa. Esta unidade representa o servidor localizado fora da rede da Unidade de Gestão Cliente (30) onde toda a informação, de 20 todas as Unidades de Gestão Cliente (30), é recebida e armazenada. Assim, disponibiliza um serviço, para todos os clientes, semelhante ao disponibilizado aos clientes internos da Unidade de Gestão Cliente, mas com acesso a maior quantidade de informação. A Unidade de Gestão Servidor suporta ainda um serviço de cópia de reserva.Finally, the Server Management Unit (40) comprises a computer with an Internet connection and a program. This unit represents the server located outside the network of the Client Management Unit (30) where all the information of all the Client Management Units (30) is received and stored. Thus, it provides a service for all customers, similar to that available to the internal clients of the Client Management Unit, but with access to a greater amount of information. The Server Management Unit also supports a backup copy service.

De forma a possibilitar a gestão de utilizadores, com as respectivas permissões, é necessário criar um módulo adicional de gestão. Esta ferramenta, baseada numa linguagem que executa no servidor, tem uma interface com a Base de Dados (74) e permite acrescentar utilizadores e definir as suas permissões de acesso à informação proveniente das cabines dos cavalos, bem como ao estabelecimento de monitorizações ou alarmes.In order to enable the management of users, with the respective permissions, it is necessary to create an additional management module. This tool, based on a language that runs on the server, has an interface with the Database (74) and allows users to be added and set their permissions to access information from horse booths, as well as to establish monitoring or alarms.

Exemplo A invenção poderá ser realizada na sua forma mais simples, recorrendo apenas aos elementos essenciais do sistema, como é apresentado, de seguida, neste exemplo.The invention may be carried out in its simplest form, using only the essential elements of the system, as is shown in the following example.

No entanto, de forma a tornar o sistema mais completo, poderá acrescentar-se, opcionalmente, o módulo de monitorização de consumo de água e alimento, o módulo de detecção de claudicação e/ou o módulo de detecção de intrusão.However, in order to make the system more complete, the water and food consumption monitoring module, the claudication detection module and / or the intrusion detection module may optionally be added.

Na presente forma de realização da invenção, recorreu-se à utilização de nós sensores organizados em rede comerciais, ao desenho e ao fabrico de placas de circuito impresso, e ao desenvolvimento de módulos de programa de computador e de programação de redes de sensores sem fios. Neste exemplo apresentado não foi incluído o módulo de monitorização da 21 pressão do cavalo (24) para a detecção de problemas de claudicação. No entanto, este primeiro exemplo já apresenta um sistema de apoio à detecção de cólicas, recorrendo ao acelerómetro colocado na caixa de monitorização (10).In the present embodiment of the invention, use has been made of commercially organized sensor nodes, the design and manufacture of printed circuit boards, and the development of computer program modules and wireless sensor network programming . In this example, the horse pressure monitoring module 24 has not been included for the detection of claudication problems. However, this first example already features a colic detection support system, using the accelerometer placed in the monitoring box (10).

Neste exemplo, os nós sensores apresentam um processador simples, sensores de temperatura e humidade, e um mecanismo básico de transmissão recepção via rádio a 2.4 GHz através de um emissor/receptor Texaslnstruments© CC2420, com taxas de transferência de 250 Kbps. A camada de Controlo de Acesso ao Meio (MAC) foi projectada para permitir várias topologias com baixa complexidade, onde a gestão de energia, por exemplo, não requer modos de operação complexos. A camada de rede foi projectada para possibilitar o crescimento da rede sem a necessidade de equipamentos de transmissão de potência ma is elevada. A ideia base é aproveitar dispositivos vizinhos para retransmitir os pacotes até ao seu destino. A camada de rede inclui os mecanismos utilizados pelos dispositivos para a associação, abandono da rede e encaminhamento de pacotes até ao seu destino.In this example, the sensor nodes feature a simple processor, temperature and humidity sensors, and a basic 2.4 GHz radio reception transmission mechanism through a Texas Instruments CC2420 transmitter / receiver, with transfer rates of 250 Kbps. The Medium Access Control (MAC) layer is designed to allow multiple topologies with low complexity, where power management, for example, does not require complex modes of operation. The network layer was designed to enable network growth without the need for higher power transmission equipment. The basic idea is to harness neighboring devices to retransmit packets to their destination. The network layer includes the mechanisms used by the devices for joining, abandoning the network and forwarding packets to their destination.

No protocolo ZigBee® a segurança é contemplada ao nível de várias camadas, tira proveito dos elementos de segurança definidos no padrão IEEE 802.15.4 para a camada MAC, e tem os seus mecanismos definidos para as camadas de rede e subcamada de suporte às aplicações.In the ZigBee® protocol security is contemplated at the level of several layers, it takes advantage of the security elements defined in the IEEE 802.15.4 standard for the MAC layer, and has its mechanisms defined for the application layer and sublayer layers.

Os níveis de segurança estão baseados no algoritmo de encriptação autenticado de contador melhorado (Enhanced Counter) com modo de operação CBC-MAC (código de autenticação de mensagens por encadeamento de blocos de 22 cifra - Cipher Block Chaining Message Authentication Code) que é destinado a garantir a autenticidade e a confidencialidade dos dados. A cifra utilizada é a norma de encriptação avançada (Advanced Encryption Standard AES-128 AES-128) .The security levels are based on the Enhanced Counter encryption algorithm with CBC-MAC (Cipher Block Chaining Message Authentication Code) ensure the authenticity and confidentiality of the data. The encryption used is the Advanced Encryption Standard AES-128 AES-128.

Os nós são alimentados a 3V e apresentam um processador RISC de 16 bits, 55 Kbytes de memória não-volátil e 10 Kbytes de memória volátil.The nodes are powered at 3V and feature a 16-bit RISC processor, 55 Kbytes of non-volatile memory and 10 Kbytes of volatile memory.

Assim, neste exemplo, desenvolveu-se um sistema para monitorizar um único cavalo em estábulo. Para a concretização deste sistema utilizaram-se diversos componentes: - para o sub-sistema de monitorização do ritmo cardíaco (21) utilizou-se um cinto de monitorização cardíaca; - para o sub-sistema de monitorização do estado de agitação do equideo e rasteio de cólicas (20, 10, 16) recorreu-se ao desenvolvimento de uma nova placa com a inclusão de um acelerómetro e de um nó sensor com capacidade de transmissão sem fios; para o sub-sistema de monitorização ambiental (22) recorreu-se a um nó sensor com capacidade de avaliação da temperatura e humidade, e com funcionalidades de processamento e de transmissão/recepção sem fios; e - recorreu-se ainda a um câmara de vídeo com visão nocturna (23) . 0 sub-sistema de monitorização do estado de agitação do equídeo e rasteio de cólicas (20, 10, 16), o sub-sistema de monitorização do ritmo cardíaco e o sub-sistema de monitorização ambiental funcionam a baterias. A câmara recorre a energia eléctrica. 23Thus, in this example, a system was developed to monitor a single horse in a stable. For the implementation of this system, several components were used: - a cardiac monitoring belt was used for the heart rate monitoring sub-system (21); - for the sub-system of monitoring the agitation state of the equid and colic tract (20, 10, 16) the development of a new plate with the inclusion of an accelerometer and a sensor node with transmission capacity without wires; for the environmental monitoring sub-system (22) a sensor node with temperature and humidity evaluation capability and processing and wireless transmission / reception functionality was used; and - a video camera with night vision (23) was also used. The eccentric and colic tracking system (20, 10, 16), the heart rate monitoring sub-system and the environmental monitoring sub-system are battery operated. The camera uses power. 23

Foi desenvolvido um cinto de couro (20) para acomodar os sub-sistemas de monitorização do estado de agitação do equídeo e rasteio de cólicas e o sub-sistema de monitorização do ritmo cardíaco (21). Assim, foi possível agrupar num único elemento estes sub-sistemas.A leather belt (20) has been developed to accommodate the ecchymosis and colic trawl state monitoring subsystems and the heart rate monitoring sub-system (21). Thus, it was possible to group these sub-systems into a single element.

Com este sistema toda a informação sensoriada, depois de recolhida, é transmitida pelos nós e, depois de processada, fica disponível na Internet e no terminal móvel do gestor do estábulo.With this system all sensed information, after being collected, is transmitted by the nodes and, after being processed, is available on the Internet and in the mobile terminal of the stable manager.

Os sistemas de alarme por mensagens de telemóvel foram ainda implementados. Sempre que um parâmetro vital ou ambiental ultrapassa os valores configurados como normais, o proprietário do cavalo e o responsável do estábulo são alertados.Alarm systems for mobile phone messages were also implemented. Whenever a vital or environmental parameter exceeds the values set as normal, the horse owner and stable owner are alerted.

Na figura 7, pode observar-se que compete ao Núcleo de processamento (72) a interligação entre as diferentes componentes, o mesmo é dizer que é aí que serão implementados a maioria dos módulos descritos na Figura 5. De facto, pode verificar-se que os módulos de comunicação (rede de sensores e externa), de apresentação e de base de dados (74) estão implementados nesta componente. 0 módulo de autenticação é implementado pelo Portal (71) e os outros módulos não estão incluídos neste exemplo de realização. Para a arquitectura desta realização utilizaram-se 4 dispositivos: - para primeiro dispositivo utilizou-se um Computador com os módulos correspondentes à Unidade de Gestão de Cliente (30) . 24 - Para segundo dispositivo recorreu-se a um Computador com os módulos correspondentes à Unidade de Gestão Servidor (40) . - Utilizou-se uma câmara com capacidades de ligação à Internet (com protocolos TCP/IP e http) como terceiro dispositivo (23). - Para o quarto dispositivo recorreu-se a um grupo de nós sensores sem fios organizados em rede, para os quais foram desenvolvidos um conjunto de vários sensores para medir as variáveis ambientais e de monitorização do animal. 0 sub-sistema de monitorização do estado de agitação do equídeo e rasteio de cólicas é constituído por um nó sensor sem fios interligado com uma placa especificamente desenvolvida para monitorização do ritmo cardíaco e da agitação. 0 módulo de monitorização contém como componentes principais um acelerómetro e um receptor de ritmo cardíaco. Esses componentes encontram-se implantados numa placa de circuito impresso especialmente desenvolvida.In Figure 7, it can be seen that it is the responsibility of the Processing Core (72) to interconnect the different components, which is to say that it is there that most of the modules described in Figure 5 will be implemented. In fact, that the communication (sensor and external network), presentation and database modules (74) are implemented in this component. The authentication module is implemented by Portal (71) and the other modules are not included in this embodiment. For the architecture of this embodiment 4 devices were used: - for the first device a Computer was used with the modules corresponding to the Client Management Unit (30). 24 - For the second device, a Computer was used with the modules corresponding to the Server Management Unit (40). - A camera with Internet connection capabilities (with TCP / IP and http protocols) was used as the third device (23). - For the fourth device we used a group of wireless networked sensor nodes, for which a set of sensors were developed to measure the environmental and monitoring variables of the animal. The equine and cramp trawl state monitoring sub-system consists of a wireless sensor node interconnected with a board specifically developed for monitoring heart rate and agitation. The monitoring module contains as its main components an accelerometer and a heart rate receiver. These components are embedded in a specially developed printed circuit board.

No que respeita ao funcionamento desta placa os valores das leituras dos três eixos do acelerómetro bem como o sinal de batimento cardíaco são enviados a portos de um microcontrolador Texas Instruments™ MSP430 que existe no nó sensor a que a placa se encontra ligada através de conectores de 10 e de 6 pinos. Para além dos sinais enviados ao nó é também possível colocar o acelerómetro em modo de poupança de energia e fazer a reinicialização ao módulo de recepção do ritmo cardíaco. 25Regarding the operation of this board, the readings of the three axes of the accelerometer as well as the heart rate signal are sent to ports of a Texas Instruments ™ MSP430 microcontroller that exists in the sensor node to which the board is connected through connectors 10 and 6 pins. In addition to the signals sent to the node, it is also possible to place the accelerometer in energy saving mode and reset the heart rate receiving module. 25

Os valores finais de agitação e do ritmo cardíaco são obtidos do seguinte modo: a) Agitação - os sinais provenientes de um acelerómetro de 3 eixos (— 2 g a 2g por eixo) amostrados a 100Hz (com conversão de 12bits, o que permite uma resolução na ordem do mg) e são filtrados por um filtro passa banda (1Hz - 10Hz) para eliminar ruído e deixar passar movimentos do cavalo. Os valores obtidos são adicionados ao longo de um período de 2s. Desta forma a leitura que o nó fornece é um indicador da agitação do animal durante 2s com um atraso médio de ls. b) Ritmo cardíaco - um receptor gera um sinal por cada batimento cardíaco. Uma média móvel das últimas 8 durações, entre sinais consecutivos, é utilizada para calcular o número de batimentos por minuto. 0 Núcleo de processamento (72) processa os pedidos da interface Internet (protocolo HTTP) (ex. visualizações), eventos da rede de sensores (ex. alarmes) e agendamentos (ex. monitorizações). Devido à forma de funcionamento do protocolo escolhido (HTTP) a comunicação entre o Portal (71) Internet e o Núcleo de processamento (72) é realizada através de programação de soquete, segundo os protocolos TCP/IP. Para permitir atender o máximo de clientes/processos possíveis todos os pedidos entre estes dois elementos são baseados em subdivisões dos processos em tarefas.The final values for shaking and heart rate are obtained as follows: a) Shaking - the signals from a 3-axis accelerometer (- 2 ga 2g per axis) sampled at 100Hz (with a 12-bit conversion, allowing resolution in the order of mg) and are filtered by a band pass filter (1Hz - 10Hz) to eliminate noise and let the horse move. The values obtained are added over a period of 2s. In this way the reading that the node provides is an indicator of the animal's agitation during 2s with an average delay of ls. b) Heart rate - a receiver generates a signal for each heartbeat. A moving average of the last 8 durations, between consecutive signals, is used to calculate the number of beats per minute. The processing core (72) processes requests for the Internet interface (HTTP protocol) (eg views), sensor network events (eg alarms) and scheduling (eg monitoring). Due to the way of operating the chosen protocol (HTTP) communication between the Internet Portal (71) and the Processing Core (72) is performed through socket programming, according to the TCP / IP protocols. To enable the maximum number of clients / processes to be met, all requests between these two elements are based on subdivisions of processes into tasks.

Acções que devem ser tomadas quando um alarme é disparado por um dos sensores: • A rede de sensores detecta o evento e envia a notificação para o Núcleo de processamento (72) 26 (módulo de comunicação interna com a rede de sensores). • A parte de comunicação externa da interface da rede de sensores recebe este pedido e passa-o automaticamente para o módulo de Alarmes, através da interface que o módulo de Alarmes disponibiliza para este efeito. • A notificação que chega ao módulo de Alarmes contém duas referências: uma sobre o código único de identificação do nó e outra contendo o código único de identificação do sensor responsável pela activação do alarme. • Com esta informação o módulo de alarmes executa um pedido à base de dados (74) para identificar a mensagem a enviar ao utilizador bem como o seu número de telefone. • Antes de proceder a qualquer envio ou registo verifica se no intervalo de tempo predefinido de uma hora o mesmo nó e o mesmo sensor já não dispararam o referido evento (mas regista na base de dados (74)) . • Coloca na base de dados (74) o registo deste alarme. • Chama o método para proceder ao envio de mensagens para telemóvel (73) . Este método faz parte da classe com o mesmo nome. A partir dai é da responsabilidade do módulo de mensagens para telemóvel (73) proceder ao envio da mensagem. Caso por algum motivo não seja possível enviar de imediato a mensagem, este módulo é tolerante a falhas. Este módulo é descrito com maior detalhe mais adiante neste documento. módulos a que se 0 módulo Rede de Sensores (Interface Externa) irá suportar o encaminhamento automático dos comandos que lhe chegam via rede de sensores para os módulos a que se destinam. Por 27 exemplo, quando chegarem respostas referentes a pedidos de valores do ritmo cardíaco, que não sejam de monitorização, deverão ir para ao módulo de visualização, os comandos referentes a eventos de alarmes deverão ser encaminhados para o módulo "Alarmes". 0 módulo Mensagens para Telemóvel (73) implementa todas as funcionalidades necessárias para o envio de mensagens para telemóvel (73) . Para isso poderá utilizar um programa específico que funcione como interface de passagem de mensagens para telemóvel (73).Actions that must be taken when an alarm is triggered by one of the sensors: • The sensor network detects the event and sends the notification to the Processing Core (72) 26 (internal communication module with the sensor network). • The external communication part of the sensor network interface receives this request and passes it automatically to the Alarms module, through the interface that the Alarms module provides for this purpose. • The notification that arrives at the Alarms module contains two references: one about the unique identification code of the node and another containing the unique identification code of the sensor responsible for activating the alarm. • With this information the alarm module executes a request to the database (74) to identify the message to be sent to the user as well as his telephone number. • Prior to any sending or logging, it checks whether the same node and the same sensor no longer triggered that event within a predefined time interval of one hour (but logs into the database (74)). • It registers this alarm in the database (74). • Calls the method for sending messages to mobile phone (73). This method is part of the class with the same name. It is then the responsibility of the mobile messaging module (73) to send the message. If for some reason it is not possible to send the message immediately, this module is fault tolerant. This module is described in more detail later in this document. modules to which the Sensor Network (External Interface) module will support the automatic routing of the commands that arrive via the sensor network to the modules for which they are intended. For example, when responses to requests for non-heart rate values arrive, they should go to the visualization module, the commands for alarm events should be forwarded to the " Alarms " module. The Mobile Messaging module (73) implements all the necessary functionality for sending mobile messages (73). To do this you can use a specific program that works as a mobile message passing interface (73).

Sempre que é necessário enviar uma mensagem para telemóvel (73), este módulo cria um programa com comandos. Este ficheiro contém os comandos necessários para o Interface de de mensagens para telemóvel proceder ao envio das mensagens para telemóvel (73) bem como o texto a ser enviado e o número do destinatário. Este ficheiro é criado com permissões de execução, pelo que ao ser executado, a mensagem que se encontra definida é enviada. Ente módulo implementa o envio da mensagem através deste fledeiro para poder ter uma salvaguarda em caso de falha. 0 funcionamento deste mecanismo de segurança é o seguinte: caso a. mensagem não possa ser enviada (ex. devido a problemas de comunicações no operador móvel, falhas de cobertura ou saldo nc cartão do telemóvel) a mensagem (ficheiro criado correspondente à mensagem) é movida para um armazenamento temporário previamente definido onde são colocadas todas as mensagens cujo envio falhou. 0 módulo tem uma tarefa responsável pela gestão deste armazenamento que executa periodicamente para proceder a uma nova tentativa dc orvv.i o da mensagem. Caso o erro persista a mensagem continua no armazenamento. Quando o envio for bem sucedido a mensagem é 28 eliminada do armazenamento. A fim de 2 dias sem conseguir enviar uma mensagem o administrador do sistema é informado.Whenever it is necessary to send a mobile message (73), this module creates a program with commands. This file contains the necessary commands for the Mobile Messaging Interface to send the mobile messages (73) as well as the text to be sent and the number of the recipient. This file is created with execute permissions, so when it is executed, the message that is defined is sent. This module implements the sending of the message through this tag to be able to have a safeguard in case of failure. The operation of this safety mechanism is as follows: a. message can not be sent (eg due to mobile operator communication problems, coverage failure or mobile phone card balance) the message (file created corresponding to the message) is moved to a predefined temporary storage where all the messages are placed whose submission failed. The module has a task in charge of managing this store that it performs periodically to retry the message. If the error persists the message continues in the store. When the send is successful the message is deleted from storage. In order to 2 days without being able to send a message the system administrator is informed.

Lisboa, 18 de Março de 2008.Lisbon, 18 March 2008.

Claims

A real-time monitoring system of confined equines characterized by monitoring different equine variables through distributed, modular and remotely parameterizable sensor nodes, and comprising: a) at least one monitoring means placed on the animal and a monitoring means placed in its proximal environment (1, 10, 21, 22, 23, 24); b) a monitoring module organized in network with the information of each sensor accessible via an Internet protocol; c) an interface between the monitoring means and the means of interaction with a user using communication technologies (31, 32, 33, 35 and 41); d) a data processing system with suitable means (13); f) a computer program containing codes and instructions adapted to carry out the steps of the method of operating a data processing system when said program is executed on a computer; and g) a computer program inserted in a medium readable by computer.

A monitoring system according to claim 1, characterized in that it comprises modular monitoring systems (1) which enable simultaneous monitoring of more than one animal by means of suitable means at the interface (31), and a processing system data. 2

Monitoring system according to claim 1, characterized in that it comprises mechanisms for displaying data, images and sound previously stored by the data processing system from any means of interaction with the user.

Monitoring system according to claim 1, characterized in that it comprises the communication interfaces (18) and (31) together with the processing unit (13) and the monitoring unit (14), and the management unit client (30) for remote configuration through any Internet browsing program.

Monitoring system according to the previous claims, characterized in that it comprises energy management techniques in the sensors, such as the decrease of the radio signal listening time by the interface (18) and (31) in order to increase the intervals between maintenance.

Monitoring system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it comprises an alarm system comprising a data processing system which intelligently manages the data obtained from the monitoring system, and informs The alarm system according to the preceding claim, characterized in that the alarm system (3) communicates with a user , with permission for this purpose, through text messages by mobile phone or through the Internet, when the monitored parameters exceed values defined in intervals of security.

Monitoring system according to claim 1, characterized in that the communication technologies used in the devices are wireless technologies as defined in IEEE802.il and IEEE802.15.4 (31, 32, 33, 35 and 41).

Use of the monitoring system according to the previous claims, characterized in that it is applied in the monitoring of equidae, such as, for example, non-limiting, in the detection of colic and claudication, stress, in the signaling of attempted thefts or malicious intrusion, and be used in monitoring the environment in which the animal is confined.

Use of the monitoring system according to the preceding claims, characterized in that it is placed in a fixed (building) environment.

Use of the monitoring system according to the preceding claims, characterized in that it is placed in a moving environment (transport vehicle). Lisbon, 18 March 2008.