WO2022220317A1 - Ingestible health sensor for animal - Google Patents

Ingestible health sensor for animal Download PDF

Info

Publication number
WO2022220317A1
WO2022220317A1 PCT/KR2021/004681 KR2021004681W WO2022220317A1 WO 2022220317 A1 WO2022220317 A1 WO 2022220317A1 KR 2021004681 W KR2021004681 W KR 2021004681W WO 2022220317 A1 WO2022220317 A1 WO 2022220317A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor device
animal
health sensor
transmitter
health
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/004681
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김희진
Original Assignee
주식회사 유라이크코리아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 유라이크코리아 filed Critical 주식회사 유라이크코리아
Priority to PCT/KR2021/004681 priority Critical patent/WO2022220317A1/en
Publication of WO2022220317A1 publication Critical patent/WO2022220317A1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; CARE OF BIRDS, FISHES, INSECTS; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00Other apparatus for animal husbandry
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/07Endoradiosondes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for measuring digestibility in the rumen of a ruminant, and more particularly, to a method and system for measuring digestibility in the rumen by withdrawing gastric juice from various locations in the rumen. .
  • the present invention relates to a health sensor device for monitoring the characteristics of a plurality of animals and a method for controlling the device.
  • the health sensor device can in particular be installed in the stomach of a ruminant animal, for example in the rumen. More particularly, it relates to a device for detecting the health condition of an animal, and to a system and method for monitoring a plurality of animal characteristics.
  • a health sensor device is attached to the body of each animal, and the biometric data of the animal obtained from the health sensor device is analyzed and provided to the user.
  • Technology is advancing.
  • a health sensor device capable of sensing and transmitting biometric information to determine the health state of a ruminant, for example, a health sensor device in the form of a biocapsule may be provided.
  • the biocapsule according to the embodiments may be easily orally administered to cattle, and may be seated in the rumen of the cattle, thereby providing a technology for monitoring the health of the cattle.
  • the biocapsule may provide a technology for managing diseases of cattle, fertilization time of cattle, delivery time, and the like.
  • An ingestible health sensor device is an ingestible health sensor device (bolus) that is disposable in the stomach of an animal to measure a plurality of characteristics of an animal, comprising: a sensor for measuring animal characteristics; a transmitter communicatively coupled to the sensor for transmitting the measured animal characteristic to a receiver and a power source in electrical communication with the sensor and the transmitter to power the sensor and the transmitter; includes a ballast weight to be seated on the lower part of the stomach.
  • the ballast weight may be magnetized.
  • the ballast weight may be configured such that the health sensor device is seated in contact with a portion of the wall of the stomach of the animal and is coupled to move along with the movement of the wall of the stomach.
  • the sensor may be an acceleration sensor.
  • the acceleration sensor may be a three-axis acceleration sensor configured to detect the contraction of the stomach.
  • the health sensor device may further include a memory unit storing data and an animal identifier, and the transmitter may be configured to transmit the animal identifier including the measured animal characteristic.
  • the transmitter may include a transceiver capable of receiving data of the health sensor device for storage on the memory unit.
  • it may further include a housing shell having a cylindrical shape including the sensor, the transmitter, the power source, and the ballast weight.
  • the housing shell is substantially transparent, the label may be to provide a return address for the health sensor device.
  • a first circuit board that is substantially disk-shaped, wherein a diameter of the first circuit board consists of a diameter sized to accommodate the first circuit board in the housing shell, the sensor and the transmitter may be disposed on the first circuit board.
  • it may further include an antenna substrate having a diameter accommodated in the housing shell and having a substantially disk shape, and an antenna formed on the antenna substrate and communicatively coupled to the transmitter.
  • the antenna substrate may further include an insulating spacer separating the sensor, the transmitter, and the processor.
  • the power supply may be a generator.
  • An ingestible health sensor device is an ingestible health sensor device that is disposable in the stomach of an animal to measure a plurality of characteristics of the animal, and includes a 3-axis accelerometer and the 3-axis accelerometer.
  • a transmitter communicatively coupled and configured to transmit measurements derived from the three-axis accelerometer to a receiver; electrically coupled to the three-axis accelerometer and the transmitter to power the three-axis accelerometer and the transmitter; a power supply; and a housing shell, wherein the three-axis accelerometer, the transmitter, and the power supply are disposed within the housing shell.
  • ballast weight disposed within the housing shell, wherein the ballast weight is configured to allow the health sensor device to remain movably connected with a portion of the wall of the animal's stomach.
  • the portion of the housing shell is substantially cylindrical and the ingestible health sensor device comprises: a processor communicatively coupled to the three-axis accelerometer and the transmitter; and a memory communicatively coupled to the processor. further comprising a unit, wherein the memory unit includes instructions for causing the processor to control the three-axis accelerometer and the transmitter, wherein the accelerometer, the transmitter, the processor and the memory unit are substantially disposed within the housing shell. As a result, it may be disposed on a disk-shaped circuit board.
  • it may further include an antenna communicatively connected to a substantially disk-shaped antenna substrate disposed in the housing shell, and a transmitter formed as a trace on the antenna substrate.
  • an insulating spacer for separating the antenna from the accelerometer, the transmitter, the processor, and the memory unit may be further included.
  • it may further include a temperature sensor communicatively coupled to the transmitter disposed within the housing shell, wherein the transmitter is configured to transmit a measurement derived from the temperature sensor to a receiver.
  • a method for monitoring animal characteristics is a method for monitoring animal characteristics, comprising the steps of placing an ingestible large pill in the stomach of a ruminant, wherein the ingestible health sensor device is the health sensor placing an ingestible health sensor device in the stomach of a ruminant, the ingestible health sensor device comprising a ballast weight configured to cause the device to remain movably connected with a portion of the wall of the stomach of the animal; It may include measuring the acceleration characteristic of the animal using an accelerometer, and transmitting the measured acceleration characteristic using a radio frequency transmitter disposed in the health sensor device.
  • the acceleration characteristic may be a vector magnitude of a 3-axis acceleration measured by the accelerometer.
  • the acceleration characteristic may be a time derivative of a vector magnitude of a 3-axis acceleration measured by the accelerometer.
  • the acceleration characteristic may correspond to an animal gastrointestinal contractile activity.
  • the measured acceleration characteristic may correspond to an animal movement activity.
  • the measured acceleration characteristic may correspond to an animal gastrointestinal contractile activity and an animal movement activity.
  • the health sensor device may stably secure the bioactivity data of livestock.
  • the health sensor device can provide a user with an analysis result that can efficiently utilize the secured data, the user can efficiently manage livestock.
  • FIG 1 shows an AI device 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 shows an AI server 2000 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 shows an AI system 3000 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a health sensor system 1600 including a learning processor.
  • FIG. 5 is a block diagram of a system for monitoring an animal according to embodiments.
  • FIG. 6 is a block diagram of an ingestible health sensor device according to embodiments.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an ingestible health sensor device according to embodiments.
  • FIG 8 shows one embodiment of a first PCB 425 and a second PCB 427 .
  • FIG 9 shows one embodiment of an antenna PCB 534 .
  • AI artificial intelligence
  • Artificial intelligence refers to a field that studies artificial intelligence or methodologies that can make it
  • machine learning refers to a field that defines various problems dealt with in the field of artificial intelligence and studies methodologies to solve them. do.
  • Machine learning is also defined as an algorithm that improves the performance of a certain task through continuous experience.
  • An artificial neural network is a model used in machine learning, and may refer to an overall model having problem-solving ability, which is composed of artificial neurons (nodes) that form a network by combining synapses.
  • An artificial neural network may be defined by a connection pattern between neurons of different layers, a learning process that updates model parameters, and an activation function that generates an output value.
  • the artificial neural network may include an input layer, an output layer, and optionally a plurality of hidden layers. Each layer may include a plurality of neurons, and the artificial neural network may include neurons and synapses connecting the neurons. In the artificial neural network, each neuron may output a function value of an activation function with respect to input signals inputted through a synapse, a weight, and a bias.
  • Model parameters refer to parameters determined through learning, and include the weight of synaptic connections and the bias of neurons.
  • the hyperparameter refers to a parameter to be set before learning in a machine learning algorithm, and includes a learning rate, the number of iterations, a mini-batch size, an initialization function, and the like.
  • the purpose of learning the artificial neural network can be seen as determining the model parameters that minimize the loss function.
  • the loss function may be used as an index for determining optimal model parameters in the learning process of the artificial neural network.
  • Machine learning can be classified into supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning according to a learning method.
  • Supervised learning refers to a method of training an artificial neural network in a state in which a label for training data is given. can mean Unsupervised learning may refer to a method of training an artificial neural network in a state where no labels are given for training data. Reinforcement learning can refer to a learning method in which an agent defined in an environment learns to select an action or sequence of actions that maximizes the cumulative reward in each state.
  • machine learning implemented as a deep neural network (DNN) including a plurality of hidden layers is also called deep learning (deep learning), and deep learning is a part of machine learning.
  • DNN deep neural network
  • deep learning deep learning
  • machine learning is used in a sense including deep learning.
  • FIG 1 shows an AI device 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • the AI device 1000 shown in FIG. 1 is a TV, a projector, a mobile phone, a smartphone, a desktop computer, a notebook computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a tablet PC, and a wearable device.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • STB set-top box
  • DMB receiver DMB receiver
  • the AI device 1000 includes a communication unit 1010 , an input unit 1020 , a learning processor 1030 , a sensing unit 1040 , an output unit 1050 , a memory 1070 and a processor 1080 , etc. may include
  • the communication unit 1010 may transmit/receive data to and from external devices such as another AI device or an AI server using wired/wireless communication technology.
  • the communication unit 1010 may transmit/receive sensor information, a user input, a learning model, a control signal, and the like with external devices.
  • the communication technology used by the communication unit 1010 includes GSM (Global System for Mobile communication), CDMA (Code Division Multi Access), LTE (Long Term Evolution), WLAN (Wireless LAN), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC (Near Field Communication), and the like.
  • GSM Global System for Mobile communication
  • CDMA Code Division Multi Access
  • LTE Long Term Evolution
  • WLAN Wireless LAN
  • Wi-Fi Wireless-Fidelity
  • Bluetooth Bluetooth
  • RFID Radio Frequency Identification
  • infrared communication Infrared Data Association
  • IrDA Infrared Data Association
  • ZigBee ZigBee
  • NFC Near Field Communication
  • the input unit 1020 may acquire various types of data.
  • the input unit 1020 may include a camera for inputting an image signal, a microphone for receiving an audio signal, a user input unit for receiving information from a user, and the like.
  • a signal obtained from the camera or the microphone may be referred to as sensing data or sensor information.
  • the input unit 1020 may acquire training data for model training and input data to be used when acquiring an output using the training model.
  • the input unit 1020 may obtain raw input data, and in this case, the processor 1080 or the learning processor 1030 may extract input features as pre-processing for the input data.
  • the learning processor 1030 may train a model composed of an artificial neural network by using the training data.
  • the learned artificial neural network may be referred to as a learning model.
  • the learning model may be used to infer a result value with respect to new input data other than the training data, and the inferred value may be used as a basis for a decision to perform a certain operation.
  • the learning processor 1030 may perform AI processing together with the running processor of the AI server.
  • the learning processor 1030 may include a memory integrated or implemented in the AI device 1000 .
  • the learning processor 1030 may be implemented using the memory 1070 , an external memory directly coupled to the AI device 1000 , or a memory maintained in the external device.
  • the sensing unit 1040 may acquire at least one of internal information of the AI device 1000 , surrounding environment information of the AI device 1000 , and user information by using various sensors.
  • sensors included in the sensing unit 1040 include a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and a lidar. , radar, etc.
  • the output unit 1050 may generate an output related to sight, hearing, or touch.
  • the output unit 1050 may include a display unit that outputs visual information, a speaker that outputs auditory information, and a haptic module that outputs tactile information.
  • the memory 1070 may store data supporting various functions of the AI device 1000 .
  • the memory 1070 may store input data obtained from the input unit 1020 , learning data, a learning model, a learning history, and the like.
  • the processor 1080 may determine at least one executable operation of the AI device 1000 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. In addition, the processor 1080 may control the components of the AI device 1000 to perform the determined operation.
  • the processor 1080 may request, retrieve, receive, or utilize the data of the learning processor 1030 or the memory 1070, and perform a predicted operation or an operation determined to be desirable among the at least one executable operation.
  • the components of the AI device 1000 may be controlled to be executed.
  • the processor 1080 may generate a control signal for controlling the corresponding external device and transmit the generated control signal to the corresponding external device.
  • the processor 1080 may obtain intention information with respect to a user input, and determine a user's requirement based on the obtained intention information.
  • the processor 1080 uses at least one of a speech to text (STT) engine for converting a voice input into a character string or a natural language processing (NLP) engine for obtaining intention information of a natural language. Intention information corresponding to the input may be obtained.
  • STT speech to text
  • NLP natural language processing
  • At least one of the STT engine and the NLP engine may be configured as an artificial neural network, at least a part of which is learned according to a machine learning algorithm.
  • at least one of the STT engine or the NLP engine may be learned by the learning processor 1030, learned by the learning processor of the AI server, or learned by distributed processing thereof.
  • specific components of the AI server are illustrated in detail in FIG. 11 below.
  • the processor 1080 collects history information including the user's feedback on the operation contents or operation of the AI device 1000 and stores it in the memory 1070 or the learning processor 1030, or to an external device such as an AI server. can be transmitted The collected historical information may be used to update the learning model.
  • the processor 1080 may control at least some of the components of the AI device 1000 to drive an application program stored in the memory 1070 . Furthermore, the processor 1080 may operate by combining two or more of the components included in the AI device 1000 with each other in order to drive the application program.
  • FIG 2 shows an AI server 1120 according to an embodiment of the present invention.
  • the AI server 1120 may refer to a device that trains an artificial neural network using a machine learning algorithm or uses a learned artificial neural network.
  • the AI server 1120 may be configured with a plurality of servers to perform distributed processing, and may be defined as a 5G network.
  • the AI server 1120 may be included as a part of the AI device 1100 to perform at least a part of AI processing together.
  • the AI server 1120 may include a communication unit 1121 , a memory 1123 , a learning processor 1124 , and a processor 1126 .
  • the communication unit 1121 may transmit/receive data to and from an external device such as the AI device 1100 .
  • the memory 1123 may include a model storage unit 1124 .
  • the model storage unit 1124 may store a model (or artificial neural network, 1125 ) being trained or learned through the learning processor 1124 .
  • the learning processor 1124 may train the artificial neural network 1125 using the training data.
  • the learning model may be used while being mounted on the AI server 1120 of the artificial neural network, or may be used while being mounted on an external device such as the AI device 1100 .
  • the learning model may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • a part or all of the learning model is implemented in software, a plurality of instructions constituting the learning model may be stored in the memory 1123 .
  • the processor 1126 may infer a result value with respect to new input data using the learning model, and may generate a response or a control command based on the inferred result value.
  • FIG 3 shows an AI system according to an embodiment of the present invention.
  • the AI system includes at least one of an AI server 1260 , a robot 1210 , an autonomous vehicle 1220 , a health sensor device 1230 , a smartphone 1240 , or a home appliance 1250 or more in the cloud. It is connected to the network 1210 .
  • the robot 1210 to which the AI technology is applied, the autonomous driving vehicle 1220 , the health sensor device 1230 , the smartphone 1240 , or the home appliance 1250 may be referred to as an AI device.
  • the cloud network 1210 may constitute a part of the cloud computing infrastructure or may refer to a network existing in the cloud computing infrastructure.
  • the cloud network 1210 may be configured using a 3G network, a 4G or Long Term Evolution (LTE) network, or a 5G network.
  • LTE Long Term Evolution
  • each of the devices 1210 to 1260 constituting the AI system may be connected to each other through the cloud network 1210 .
  • the devices 1210 to 1260 may communicate with each other through the base station, but may also directly communicate with each other without passing through the base station.
  • the AI server 1260 may include a server performing AI processing and a server performing an operation on big data.
  • the AI server 1260 includes at least one of the AI devices constituting the AI system, such as a robot 1210, an autonomous vehicle 1220, a health sensor device 1230, a smartphone 1240, or a home appliance 1250, and a cloud network. It is connected through 1210 and may help at least some of the AI processing of the connected AI devices 1210 to 1250 .
  • the AI server 1260 may train the artificial neural network according to a machine learning algorithm on behalf of the AI devices 1210 to 1250 , and directly store the learning model or transmit it to the AI devices 1210 to 1250 .
  • the AI server 1260 receives input data from the AI devices 1210 to 1250, infers a result value with respect to the input data received using the learning model, and provides a response or control command based on the inferred result value. It can be generated and transmitted to the AI devices 1210 to 1250 .
  • the AI devices 1210 to 1250 may infer a result value with respect to input data using a direct learning model, and generate a response or a control command based on the inferred result value.
  • the AI devices 1210 to 1250 shown in FIG. 3 may be viewed as specific examples of the AI device 1000 shown in FIG. 1 .
  • embodiments of the present invention by using the above-described HW/SW-related element technology, etc., communication problems with other devices, efficient memory use problems, problems of lowering data processing speed due to inconvenient UX/UI, image problems , to solve at least one of acoustic problems, motion sickness, or other problems.
  • FIG. 4 shows a health sensor system 1600 including a learning processor.
  • the health sensor system 1600 shown in FIG. 4 may be equipped with a learning model.
  • the learning model may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • a plurality of instructions constituting the learning model may be stored in the memory 1650 .
  • the learning processor 1670 may be communicatively connected to the processor 1640 , and may repeatedly learn a model composed of an artificial neural network using training data.
  • An artificial neural network is an information processing system in which a number of neurons called nodes or processing elements are connected in the form of a layer structure by modeling the operating principle of biological neurons and the connection relationship between neurons.
  • Artificial neural network is a model used in machine learning, and it is a statistical learning algorithm inspired by neural networks in biology (especially the brain in the central nervous system of animals) in machine learning and cognitive science. Machine learning can be used interchangeably with machine learning.
  • Machine learning is a branch of artificial intelligence (AI), a technology that gives computers the ability to learn without an explicit program.
  • AI artificial intelligence
  • the learning processor 1670 may determine the optimized model parameters of the artificial neural network by repeatedly learning the artificial neural network, and infer the result value with respect to new input data. Accordingly, the learning processor 1670 may analyze the user's device use pattern based on the user's device use history information. In addition, the learning processor 1670 may be configured to receive, classify, store, and output information to be used for data mining, data analysis, intelligent decision-making, and machine learning algorithms and techniques.
  • the processor 1640 may determine or predict at least one executable operation of the device based on data analyzed or generated by the learning processor 1670 .
  • the processor 1640 may request, search, receive, or utilize the data of the learning processor 1670, and the health sensor system 1600 to execute a predicted operation or an operation determined to be desirable among at least one executable operation. can control
  • the processor 1640 may perform various functions for implementing intelligent emulation (ie, a knowledge-based system, an inference system, and a knowledge acquisition system). It can be applied to various types of systems (eg, fuzzy logic systems), including adaptive systems, machine learning systems, artificial neural networks, and the like.
  • the processor 1640 predicts the user's device use pattern later based on the data analyzed by the user's device use pattern in the learning processor 1670, so that the health sensor system 1600 provides a more suitable livestock health condition to the user. You can control what you can do.
  • the XR service includes at least one of an AR service, a VR service, and an MR service.
  • the present invention is applicable to the AI technology field, but in the drawings below, the present invention applicable to a health sensor device will be mainly described. However, it is also within the scope of the present invention that those skilled in the art combine the drawings to be described later with reference to FIGS. 1 to 4 and implement other embodiments.
  • the health sensor device to be described in the drawings to be described below is sufficient as long as a device having a function of sensing conditions related to the health state of livestock is sufficient, but it is not limited to a simple health sensor device, and the AI system described in FIGS. 1 to 4 before And it is also possible to additionally perform communication according to LTE, RoLa, 5G, etc. by connecting to the user's UE (User Equipment).
  • UE User Equipment
  • FIG. 5 is a block diagram of a system for monitoring an animal according to embodiments.
  • the ingestible health sensor devices 10 and 20 may be installed inside the body of the animal.
  • the health sensor device may be made in the form of a biocapsule.
  • the health sensor device 10 , 20 may in particular be seated in the first stomach (rumen stomach) or the second stomach (honeycomb stomach) of the ruminant animal 12 , 22 .
  • the health sensor device (10, 20) may be ingested through the esophagus (13, 23) of a ruminant animal (12, 22) such as cattle.
  • the health sensor device 10 , 20 allows it to remain in the stomach of the cow 12 , 22 , such that it is regurgitated from the animal's reticulum 14 , 24 and/or rumen 15 , 25 or , it may be configured to have a size, weight, center of gravity, or density that is not discharged to the outside through the digestive system.
  • FIG. 5 shows an ingestible health sensor device 10 in the honeycomb stomach 14 (second stomach) of a ruminant 12, such as a cow, or ingestible health in the rumen 24 (first stomach) of a ruminant 22.
  • the sensor device 20 is shown.
  • the rumen may include the first or second stomach of a ruminant.
  • the health sensor devices 10 and 20 may be injected through the cow's mouth.
  • the health sensor devices 10 and 20 are seated in the stomach, such as the rumen, and can be easily retained without being discharged during the life of the ruminant.
  • the health sensor device 10 , 20 may remain on the animal's hive 14 , 24 and/or the rumen 15 , 25 throughout the life of the animal 12 , 22 .
  • the health sensor devices 10 and 20 may include wireless communication means that allow the health sensor device 10 to be in a wireless communication state with the base station 40 .
  • the base station 40 may include a computing device 42 communicatively coupled with the base station 40 .
  • Computing device 42 may be a general-purpose and/or special-purpose computing device known in the art.
  • Base station 40 and/or computing device 42 may be monitored by, and/or in communication with, a server manager or livestock manager.
  • livestock manager may refer to any human, machine, and/or process used to manage a plurality of animals.
  • Livestock managers may include multiple automated systems such as feeding, heating, cooling and other systems.
  • Livestock managers may further include human livestock managers and/or veterinarians.
  • the base station 40 and/or computing system 42 may be configured by and/or interact with the livestock manager to monitor and/or respond to changes in the health status of the animals 12 , 22 . can work
  • the wireless communication means of the health sensor device 10, 20 may include a wireless transmitter and/or receiver operating at 900 MHz or some other suitable radio frequency (RF).
  • RF radio frequency
  • the health sensor devices 10 and 20 are inserted into the body of livestock, even if a transceiver for long-distance communication is used, the attenuation of radio waves may occur greatly, and the communication distance may be greatly reduced.
  • transceiver that supports Sub-1-GHz.
  • the specification of the transceiver is about 6.4 km ⁇ 4 miles, but if the transceiver is actually installed in the body of a livestock and used for data communication, the communication distance is from several hundred meters to several meters due to radio wave attenuation due to the skin or moisture of the livestock. can be reduced to
  • a second device may be installed in another part of the animal's body (not shown). The second device receives data from the health sensor devices 10 and 20 installed in the body of the livestock and transmits it to the wireless repeaters 60 and 62 (or a drone (not shown)) or the base station 40 can do. Examples of the second device may include a necklace, an ear-tag (not shown), and the like.
  • the wireless communication may be bidirectional, so that the health sensor device 10 , 20 may transmit and receive data from the base station 40 .
  • the health sensor devices 10 and 20 may only transmit data to the base station 40 .
  • Animals 12 and 22 may roam over relatively large areas, such as a feed lot, a dairy, a range area, an enclosure, and the like. In this way, the distance between the base station 40 and the health sensor device (10. 20) may be greater than the wireless communication range of the health sensor device (10, 20).
  • a plurality of wireless repeaters (60, 62) may be installed to increase the communication range of the health sensor device (10, 20) to the base station (40).
  • the repeaters 60 , 62 may wirelessly receive livestock biodata from the health sensor device 10 , and may retransmit them at a higher power and/or other frequency so that these transmissions are received by the base station 40 . have.
  • the repeater(s) 60, 62 may receive a signal transmitting from the base station 40 to the health sensor device 10, and the repeater(s) 60, 62 may receive the signal Transmits a signal back to the health sensor device 10. 20 at a higher power, so that the health sensor device can receive the signal.
  • a plurality of radio repeaters may be placed in the vicinity of the animals (12, 22).
  • FIG. 5 shows two wireless repeaters 60 , 62 capable of wireless communication with health sensor devices 10 , 20 .
  • the health sensor devices 10 and 20 are the base stations 40 and/or repeaters having the strongest communication signal.
  • each base station 40 and repeaters 60, 62 may be configured to communicate on separate frequencies and/or channels (eg, 900 MHz) within the RF frequency range.
  • the health sensor device 10 , 20 may be configured to receive data for each of the communication channels used by the base station 40 and the repeaters 60 , 62 to receive the strongest signal received on each channel.
  • health sensor device 10, 20 When determining the best (eg, strongest signal and/or least loaded) radio communication channel (eg, repeater 60, 62 and/or base station 40), health sensor device 10, 20 Only channels can be used to transmit and/or receive data.
  • the health sensor device 10 , 20 may allow the health sensor device 10 , 20 to adapt to changes in animal position and/or changes in signal strength and/or configuration of the base station 40 and/or repeaters 60 , 62 . It can be configured to periodically re-evaluate the available channels for When the health sensor device 10 goes out of communication range with any one of the repeaters 60, 62 and the base station 40, the health sensor device 10, 20 stops the transmission, and the repeaters 60, 62 and / or may be configured to transmit a message searching for the base station 40 .
  • Figure 5 shows two health sensor devices (10, 20) and two wireless repeaters (60, 62), the animal monitoring system according to the present embodiment, the above-described wireless repeaters (60, 62), animal 12 , 22) and/or health sensor devices 10 and 20 are not limited, and may include various embodiments in the number or configuration.
  • the health sensor device 10 , 20 may include a plurality of sensors to detect a plurality of characteristics of the animal 12 , 22 .
  • the health sensor device 10. 20 may wirelessly transmit data corresponding to the monitored animal characteristics to the base station 40 .
  • the monitored animal characteristics may include physiological characteristics such as the animal's rumen temperature, gastrointestinal pH, blood pH, heart rate, respiration, gastrointestinal contraction, gastrointestinal activity, and the like.
  • the monitored animal characteristics may also include non-physiological characteristics such as movement of the animal itself and/or the position of the animal via GPS information.
  • the base station 40 uses the wireless communication characteristics of the health sensor device 10 , 20 between the base station 40 and/or the wireless repeater(s) 60 , 62 , to locate the animal 12. 22 . information can be obtained. In embodiments employing a single base station 40 , the base station 40 may obtain the distance of the animals 12 , 22 from the base station 40 .
  • the method for determining the distance may include methods such as determining a distance value based on one radio signal strength or determining a distance from timestamp information in a radio message, and the present invention is not limited thereto. It may include embodiments that determine the distance in a variety of ways.
  • the system may include a plurality of base stations 40 and/or wireless repeater(s) 60 , 62 .
  • the base station 40 may determine position information about the animals 12 , 22 using well-known wireless communication triangulation methods.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an ingestible health sensor device according to embodiments of the present invention.
  • the housing 205 may be formed of any material capable of remaining in the stomach of an animal without degradation and/or decomposition. Further, the housing 205 may be formed of a material that does not cause adverse effects in the animal when installed in the animal (eg, in the rumen or honeycomb of the animal). For example, the housing 205 may be formed of a material such as non-toxic plastic or corn.
  • the health sensor device 210 may include a plurality of sensors 220 configured to measure a plurality of animal characteristics.
  • the plurality of sensors 220 may include distance traveled by the animal; animal movement frequency; the speed of the animal's movement; etc. may be measured, and embodiments are not limited thereto, and movement and/or activity characteristics of the animal may be detected.
  • the accelerometer 221 may be used to detect movement and/or locomotor activity characteristics of the animal's stomach.
  • the accelerometer 221 is a 3-axis or 6-axis accelerometer capable of detecting movement of an animal and/or amount of gastrointestinal activity in each of the Cartesian coordinate "x", "y” and "z" axes. can
  • the health sensor device 210 may change orientation while in the animal (eg, in the animal's rumen and/or in the honeycomb). Thus, detecting animal movement and/or gastrointestinal activity in only one or both axes may yield inaccurate results.
  • the acceleration vector magnitude (VM) value can be calculated from the value measured with the 3-axis accelerometer by calculating the square root of the sum of the squares of each of the "x", "y” and “z” coordinate axes as shown in Equation 1.1 below.
  • Equation 1 The derivative of 1 vector magnitude (VM) can be approximated by calculating the absolute value of the difference between the preceding vector value and the subsequent vector magnitude values, as shown in Equation 1.2.
  • the acceleration differential calculated according to Equation 1.2 can remove the error rate caused by movement caused by shaking of the health sensor device 210 itself in the animal's stomach or other acceleration forces (eg, gravity) acting on the animal. Therefore, it is useful when monitoring animal characteristics.
  • the differentiation of the vector magnitude of the animal's motion and/or gastrointestinal activity may provide an accurate value of the animal's actual motion and/or gastrointestinal activity characteristic.
  • accelerometer 221 may be configured to detect gastrointestinal contractions. Since the health sensor device 210 can be placed in the animal's stomach (eg, in the rumen or honeycomb of a ruminant), the health sensor device 210 can be affected, such as moving by the animal's stomach contractions. have. In this case, the health sensor device 210 may be configured to have sufficient weight and/or density to allow the health sensor device 210 to be retained in the lower portion of the animal's stomach and/or to be moved and positioned against the wall of the animal's stomach. .
  • the health sensor device 210 coupled to move like the stomach of an animal is a health sensor device ( 210) by matching and correcting the movements, the values may be referred to for extracting the movement values of the stomach.
  • a typical ruminant in a normal state of health, can make three stomach contractions every minute during rumen activity, ie for 20 seconds each time.
  • Non-rumination time may indicate an animal health condition in which the animal no longer feeds and/or intermittently.
  • an administrator can detect when an animal becomes “non-ruminant” by observing a change and/or a decrease in the frequency of the animal's gastrointestinal contractions.
  • Animals may also exhibit "non-rumination" before unusual health-state symptoms (eg increased/decreased movement or temperature) appear.
  • the health sensor device 210 may include a plurality of sensors 220 that may determine the location of the health sensor device 210 , such as a location measurement system (GPS) receiver.
  • GPS location measurement system
  • the GPS receiver may be used to detect the position of the animal, and the movement of the animal, and/or the activity characteristics of the animal.
  • the plurality of sensors 220 of the health sensor device 210 may include: body temperature; heart rate; Breath; gastrointestinal contractions; stomach pH; blood pH; etc. may be measured, but the present invention is not limited thereto, and any number of sensors 220 may be configured to detect physiological characteristics of other animals.
  • the temperature sensor 222 may be used to detect the animal temperature.
  • the temperature sensor 222 may include a thermistor, a thermocouple, or a platinum resistance thermometer, or the like.
  • the health sensor device 210 may include a communication module 230 .
  • the communication module 230 may include a transceiver 231 for wireless communication.
  • the transceiver 231 may transmit and receive data via a single antenna (not shown) or a separate transmitter antenna 233 and receiver antenna 235 .
  • the transmitter 231 may include an active data transmitter 232 and a data receiver 234 .
  • the active data transmitter 232 may be communicatively coupled to a transmitter antenna 233 .
  • the transmitter antenna 233 may be disposed on its surface within the housing 205 of the health sensor device 210 , or it may be disposed outside the housing 210 of the health sensor device 10 .
  • the data receiver 234 may be communicatively coupled to a receiver antenna 235 .
  • the receiver antenna 235 may be disposed on its surface within the housing 205 of the health sensor device 210 or may be disposed outside the housing 210 of the health sensor device 10 .
  • Transmitter antenna 233 may transmit data at 900 MHz and receiver antenna 235 may receive data at 900 MHz or some other suitable frequency.
  • the transmitter antenna 233 and the receiver antenna 235 may be configured as a single antenna (not shown) used for both data transmission and reception.
  • the health sensor device 210 may include a processor 240 communicatively coupled to the memory unit 250 .
  • memory unit 250 may include machine readable instructions 252 stored therein.
  • the processor 240 may read and execute the machine readable instructions 252 stored in the memory unit 250 .
  • the machine readable instructions 252 may include: a polling and/or sampling frequency of one or more sensors 220; the transmission frequency of the communication unit 230; correction information for the plurality of sensors 220; may include, but are not limited to.
  • the machine readable instructions 252 may comprise data measured at the health sensor device.
  • the processor 240 may be communicatively coupled to each of the sensors 220 .
  • Machine readable instructions 252 stored in memory unit 250 may specify a sensor sampling frequency for each of sensors 220 .
  • the sensor sampling frequency may determine how often sensor readings are obtained from a particular sensor 220 .
  • the sensor sampling frequency may define how often the temperature sensor 222 obtains a temperature sensor reading or sensor sample from an animal.
  • the processor 240 may configure the plurality of sensors 220 with a sensor sampling frequency specified by the machine readable instructions 252 .
  • the plurality of sensors 220 may be communicatively coupled to the memory unit 250 and configured to read the sensor sampling frequency directly from the machine readable instructions 252 .
  • the machine readable instructions 252 may specify a sensor reading duration for each of the sensors 220 .
  • the sensor reading duration may limit the length of time that a particular sensor 220 may obtain a reading.
  • the reading duration may define how long the accelerometer 221 reads the animal's movement and/or motor activity characteristics.
  • the reading duration may specify that the accelerometer 221 should read animal movement and/or motor activity characteristics for one minute each time a sensor sample is taken.
  • the processor 240 may configure the plurality of sensors 220 with a sensor read duration specified by the machine readable instructions 252 .
  • the plurality of sensors 220 may be communicatively coupled to the memory unit 250 and configured to read their sensor read durations directly from the machine readable instructions 252 .
  • the machine readable instructions 252 may specify calibration information for the plurality of sensors 220 .
  • a plurality of sensors 220 may be tested to determine if correct readings are returned.
  • correction data may be stored in the memory unit 250 to adjust the reading to an accurate value.
  • the sensor 220 may be communicatively coupled to the memory unit 250 to enable the sensor 220 to read calibration data therefrom.
  • the sensor 220 may itself include a memory storage location where such correction information may be stored.
  • the machine readable instructions 252 can instruct the processor 240 to transfer the sensor calibration data stored in the memory unit 250 to a memory storage location of a particular sensor 220 .
  • the senor 220 may not include a memory storage location and may not be able to read the memory unit 250 .
  • the machine readable instructions 252 may configure the processor 240 to apply the calibration data stored in the memory unit 250 to the reading returned by the sensor 220 .
  • the machine readable instructions 252 may specify that the plurality of sensors 220 should be deactivated to reduce power consumed by the health sensor device 210 .
  • the processor 240 may be communicatively coupled to the sensors 220 , and may configure and/or control the plurality of sensors 220 .
  • the machine readable instructions 252 may specify that the plurality of sensors 220 should be re-activated.
  • the processor 240 may be communicatively coupled to the sensor 220 and may control the operation and configuration of the sensor 220 .
  • the processor 240 may poll the plurality of sensors at a polling interval (ie, a polling frequency) specified by the machine readable instructions 252 stored in the memory unit 250 , ie, check whether there is a transmission request.
  • a polling interval ie, a polling frequency
  • Polling may be a centralized multiple access control method.
  • it is a kind of multiple access control method in which the central controller 'sequentially or periodically checks' devices sharing one communication line (usually one output line) to check whether they have data to transmit. .
  • a polling interval may be a period of time in a data collection system that requests data from one particular data source.
  • Polling the sensors may mean obtaining measurement data from the plurality of sensors 220 .
  • the processor 240 transmits a transmission request to the sensor 220 , and in response to the transmission request, the sensor 220 returns the sensor reading value obtained in advance to the processor 240 , that is, in response This may include sending
  • the temperature sensor 222 may respond to the poll by reading and returning the animal's current temperature.
  • polling the sensor 220 may cause the processor 240 to read the current sensor value from the sensor 220 .
  • the plurality of sensors 220 may be configured to store sensor measurements in the memory unit 250 .
  • the plurality of sensors 220 may be configured with a sensor sampling frequency greater than the polling frequency of the processor 240 (the frequency of requesting a measurement data value) (in a structure of measuring more frequently). That is, the sensor 220 may store a plurality of sensor samplings in the memory unit 250 between polling intervals of the processor 240 . Accordingly, polling the sensor 220 may include the processor 240 reading all sensor readings stored in the memory unit 250 for each of the plurality of sensors 220 .
  • the senor 220 may include a memory storage location for storing sensor samples.
  • the polling may be that the processor 240 reads the sensor 220 storage location.
  • the sensor 220 may be a sensor that reads a duration, which may be such that the sensor 220 measures an animal characteristic over time, such as an accelerometer ( 221) may be.
  • the sensor 220 may store such measurements in an internal sensor storage location or in a memory unit 250 (hereinafter, memory).
  • Processor 240 may poll such a sensor by reading an internal storage location of memory 250 or sensor 220 .
  • the processor 240 may be configured to pre-process the measurement data prior to transmission.
  • Such pre-processing may include calculating measurement characteristics such as mean, standard deviation, etc., compressing data, and the like. As such, pre-processing may reduce the amount of data transmitted to a base station (not shown), thereby reducing power and RF transmission requirements.
  • the plurality of health sensor devices 210 may have power available in the power source 260 (eg, monitored by the power monitor 266 ). and the state of the sensor 220 , the processor 240 and/or the memory unit 250 , the state of the health sensor device 210 , and the like.
  • the base station may use this state information to warn the animal manager of a problem that may occur in the health sensor device 210 (eg, when the power source 260 is running out, etc.). have.
  • Health sensor device 210 may include sensors 220 having any number of sampling or measurement storage techniques, and processor 240 is configured to poll sensors 220 having such various sampling or measurement storage techniques. It should be understood that it may be configured by machine readable instructions 252 .
  • Machine readable instructions 252 may specify a polling frequency for each sensor 220 , or may specify a common polling interval for all or a sub-set of sensors 220 .
  • the polling frequency used herein may specify how often the processor 240 polls the plurality of sensors 220 .
  • the machine readable instructions 252 may define conditions under which the polling frequency associated with the plurality of sensors 220 may change.
  • the machine readable instructions 252 can instruct the processor 240 to increase the polling frequency and/or the sensor sampling frequency of the temperature sensor 222 when the animal temperature exceeds a threshold value.
  • the machine readable instructions 252 may instruct the processor 240 to decrease the polling frequency and/or the sensor sampling frequency of the temperature sensor 222 if the animal's temperature remains below a threshold value.
  • Processor 240 applies polling frequency and/or sensor sampling frequency to changing animal health conditions so that potential health risks and/or other changes in animal health conditions can be recognized as quickly as possible while minimizing external sensor measurements and message transmission. can do.
  • the frequency of sensor 220 polling transmissions may be configured to vary with the location of the animal.
  • the processor 240 may increase the polling and/or transmission frequency when the animal is in the vicinity of a carving pen and/or in the vicinity of a hospital pen. Reduce the frequency of polling and/or transmission when the animal leaves the pen.
  • the sensor polling frequency and/or transmission frequency may be configured to vary according to an animal schedule.
  • the health sensor device 210 may be configured to transmit measurements during animal milking time (eg, 3 times a day).
  • Time information for this time-dependent command 252 may be provided by a real-time clock (RTC) 270 .
  • RTC real-time clock
  • the processor 240 may transmit the sensor measurement value obtained by the polling sensor 220 through the data transmitter 232 .
  • the processor 240 may form a message containing the measurements. These messages may be referred to as animal characteristics messages and may consist of sensor readings obtained by polling a plurality of sensors 220 .
  • this mode of operation may be referred to as an “instantaneous” mode.
  • the processor 240 may not immediately transmit the polled sensor readings from the sensor 220 , but instead stores them in the memory unit 250 .
  • the machine readable instructions 252 may specify transmission intervals and the processor 240 may transmit an animal characteristic message including some or all of the measurements stored in the memory unit 250 at each transmission interval.
  • This mode of operation may be referred to as a “burst” mode because the sensor 220 readings are sent as periodic bursts rather than when sensor polling occurs.
  • Operating in “burst” mode may reduce the power consumed by the health sensor device 210 by reducing the number of transmissions sent from the data transmitter 232 .
  • the message sent via the data transmitter 232 of the communication module 230 may include a medium access control (MAC) value.
  • the MAC may be a 6 or 3 byte value used to uniquely identify a message originating from a particular health sensor device 210 .
  • the MAC address may also be used by the data receiver 234 and/or the processor 240 to identify a message intended for the health sensor device 210 . As such, receiver 234 and/or processor 240 may ignore any incoming message with a MAC address other than itself, thereby reducing wireless traffic between health sensor device 210 and a base station or other wireless device. Eliminates the need to time-slice or otherwise manage.
  • MAC addressing for routing and controlling network messages is generally known within networking technology.
  • a programmable unique animal identifier may be stored in the memory unit 250 .
  • the UAID may be used to associate the health sensor device 210 with a particular animal.
  • the UAID value may be transmitted along with some or all of the messages originating from the particular health sensor device 210 such that these messages Allows the receiver of the system to associate the received data with a specific animal.
  • the memory unit 250 of the health sensor device may include read-only storage 254 .
  • Read-only storage 254 includes programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and the like. can do.
  • the unique health sensor device identifier (UBID) may be stored in read-only storage 254 .
  • the UBID value may be transmitted together with some of all messages transmitted from the health sensor device 210 .
  • the UBID may provide a tamper-resistant identifier to uniquely identify a particular health sensor device 210 .
  • “animal identifier” or “health sensor device identifier” may refer to any of the animal and/or health sensor device identifier values described above.
  • the communication module 230 may detect whether the health sensor device 210 is within range of a receiver, such as a base station (not shown) or a transceiver (not shown).
  • a receiver such as a base station (not shown) or a transceiver (not shown).
  • the processor 240 may cause the communication module 230 to transmit a simple message at a set interval.
  • This simple message may be referred to as a “ping” and may include a plurality of unique identifiers (eg, MAC, UAID and/or UBID) associated with a particular health sensor device 10 .
  • the base station or transceiver receiving the ping message may be configured to send a short response message to the processor 240 indicating that the ping message has been received.
  • the processor 240 may know that the health sensor device is within the radio range of the base station or transceiver.
  • the health sensor device 210 may be configured to be in an “online” mode.
  • the health sensor device 210 may additionally transmit a ping message.
  • the health sensor device 210 may be configured to be in “offline” mode.
  • the machine readable instructions 252 may include instructions executed by the processor 240 corresponding to “online” and/or “offline” modes.
  • the communication unit 230 may be configured to receive, rather than send, a ping discovery message.
  • a base station eg, base station 40 of FIG. 5
  • the processor 240 may cause the health sensor device 210 to operate in an “online” mode, and if no ping message is received for a threshold period of time, The health sensor device 210 may be operated in “offline mode”. This may allow the health sensor device 210 to conserve power and reduce RF interference potentially caused by sending periodic ping messages.
  • the health sensor device 210 may transmit animal characteristic messages at the “online” transmission frequency specified by the machine readable command 252 . As described above, these messages may be transmitted when the processor 240 polls the sensor 220 , or may be transmitted at periodic transmission intervals. The recipient of such a message may be configured to respond with an acknowledgment message. The confirmation message may be used instead of a separate ping message to reduce message traffic between the health sensor device 210 and the receiver.
  • health sensor device 210 may reduce the frequency of sending messages according to machine readable instructions 252 . Additionally, while in “offline” mode, machine readable instructions 252 may instruct processor 240 to disable certain sensors 220 to conserve power. In the “offline” mode, the health sensor device 210 may continue to send a “ping” message to discover when the health sensor device 210 returns within range of a base station or transceiver unit. In this sense, the data transmitter ( ( 232) can be considered as an active transmitter. Health sensor device 210 may actively transmit animal characteristics and/or detect wireless communication without requiring a query by an external source.
  • the health sensor device 210 may receive the new and/or modified machine readable instructions 252 via the data receiver 234 of the wireless communication module 230 .
  • These received commands may include: sensor sampling frequency; sensor reading duration; sensor activation status; sensor calibration data; processor polling frequency; may include changes to the operation of the sensor 220 and/or the processor 240, including the processor mode of operation (ie, “instantaneous” or “burst”; etc.).
  • the embodiment of FIG. 6 includes a communication module 230 , a processor 240 , and a memory unit 250 including a power source 260 , a data transmitter 232 and a data receiver 234 coupled to each sensor 220 . ) and any other power consuming components of the health sensor device 210 .
  • the power source 260 may include a battery energy storage device 262 such as a lithium ion battery, a lead battery, a nickel cadmium battery, or the like.
  • the power source 260 may include a generator 264 .
  • Generator 264 may include a piezoelectric generator or a mass/alternating power source generator that generates power from movement and/or motor activity or vibration of the health sensor device 210 within the host animal.
  • the generator 264 may be a heat-activated generator for generating electrical energy from the body heat of the host animal.
  • Generator 264 may include a microbial fuel cell (MFC) configured to generate electrical energy derived from bacteria that is supplied to organic material in the animal's stomach (ie, rumen or honeycomb).
  • MFC microbial fuel cell
  • the generator 264 may be disposed outside the health sensor device housing 205 .
  • Power source 260 may include both battery power storage 262 and generator 264; In this embodiment, the power generated by the generator 264 may be stored in the battery power storage 262 .
  • Power source 260 may include a power monitor 266 that may be used to monitor power and/or voltage levels of battery power storage 262 and/or generator 264 .
  • Power monitor 266 may provide power status information to processor 240 and/or communication unit 230 .
  • the communication unit 230 may transmit power state information to a base station (not shown), and the processor 240 may invoke a plurality of power-saving operations using the power state information provided by the power monitor 266 . have.
  • power monitor 266 may detect a low power condition in power storage 260 (eg, in battery power storage 262 and/or generator 264 ).
  • the processor 240 may invoke a plurality of power-saving operations defined by the machine readable instructions 252 of the memory unit 250 , which power-saving operations are performed by the health sensor device 210 . reducing the polling and/or transmission frequency of deactivating the plurality of sensors 22 ; etc., but are not limited thereto.
  • the power source 260 may include a voltage regulator 268 .
  • Voltage regulator 268 provides normal input voltage levels for components of health sensor device 210 (eg, sensor 220 , communication unit 230 , processor 240 , memory unit 250 , etc.) can be configured to maintain Voltage regulator 268 may maintain a relatively constant voltage despite fluctuations in voltage levels generated by battery power storage 262 and/or generator 264 .
  • Voltage regulator 268 may include any voltage regulator implementation known in the art, including a shunt regulator, such as a Zener diode, avalanche breakdown diode, or voltage regulator tube; linear regulator; switching regulator; Silicon Controlled Regulator (SRC); hybrid regulator; etc., but are not limited thereto.
  • the health sensor device 210 may further include a real-time clock 270 communicatively coupled to the processor 240 .
  • the real-time clock 270 may be used to provide time information to the processor 240 . This time information may be used to perform a plurality of time-dependent operations defined by machine readable instructions 252 . For example, some monitoring tasks, such as movement monitoring, may be time-dependent (eg, movement may not be monitored while the animal is asleep or at rest). Thus, the animal motion sensor may be deactivated at a specific time.
  • the machine readable instructions 252 may also indicate that the health sensor device 210 should be shut down at a specific time to save power, transmit animal characteristics at a specific time, and the like. Time information from the real-time clock 270 enables the processor 240 to properly execute such time-dependent instructions 252 .
  • a plurality of health sensor devices 10 and 20 may wirelessly communicate with the base station 40 .
  • the health sensor devices 10 and 20 may periodically transmit an animal characteristic message to the base station 40 .
  • the base station 40 may be communicatively coupled to, and/or include, a general purpose and/or special purpose computing device 42 .
  • Such computing device 42 may be configured to generate a plurality of animal profiles associated with a plurality of animals 12 , 22 .
  • Such a device may also be configured to compare any animal characteristic message to a plurality of stored animal profiles.
  • the computing device 42 modifies the configuration of the health sensor device 10 , 20 (eg, modifies the polling frequency, sample time, transmission time, etc. of the health sensor device 10 , 20 ). ) and detect the health status of the animal 12, 22 (eg, the estrous and/or feeding status of the animal 12, 22), the animal 12, 22 or group of animals, etc. Profile and/or baseline characteristics may be established.
  • 7A to 7D are cross-sectional views of ingestible health sensor devices according to embodiments.
  • the health sensor device 310 may include a substantially hollow housing shell 305 .
  • a portion of the housing shell 305 may be substantially cylindrical.
  • the housing shell 305 may be formed of any material capable of withstanding the ruminant's gastrointestinal environment. Further, the material of the housing 305 may be formed of a non-toxic material so as not to significantly adversely affect the host animal during placement in the animal's stomach.
  • the housing shell 305 may be configured to be openable at the shell end 306 .
  • the cap 307 may be configured to engage within the end 306 of the shell 305 .
  • the cap 307 may include a member 309 at the end 306 to securely engage the inner wall of the shell 305 . As such, the cap 307 can be tightly compression-fit over the shell 305 .
  • the cap 307 may include a friction fit mechanism, a screw fit mechanism (eg, a thread disposed on the inner surface of the shell 305 and the insert 309 ), an adhesive, a plastic. It may be secured to the shell 305 using welding or the like. The cap 307 may be removed to allow access to components disposed within the housing 305 .
  • ballast weight 315 may be disposed therein.
  • the ballast weight 315 may be used interchangeably as a weight, and the weight and the ballast weight may refer to the same member.
  • the ballast weight 315 may be composed of a plurality of substantially spherical weights (eg, bearings, BB bullets, etc.).
  • the weight 315 may be made of a material having a solid shape.
  • the weight 315 may be configured such that when the health sensor device 310 is disposed in the stomach of the animal, the health sensor device 310 may be substantially maintained in a seated state on the bottom portion of the stomach.
  • the weight 315 of the health sensor device 310 may be configured only at one end of the health sensor device 310 as shown in (a) or (b) of FIG. 7, (c) of FIG. ) can be configured only in the center.
  • a weight 315 is attached to both ends of the health sensor device 310 as shown in FIG. It can also be configured.
  • the power source 360 shown in the drawing disposed on a line connected thereto may be replaced with a larger power source. That is, the ballast weight 315 may be removed, and a larger power source 360 may be configured instead of the ballast weight 315 and the power source 360 as a component including the space.
  • the health sensor device 310 may maintain a seated state in contact with a portion of the gastrointestinal wall. As such, the health sensor device 310 detects that an acceleration sensor of the health sensor device 310 (eg, component 321 of FIG. The health sensor device 310 may be seated so that it can be detected. That is, the ballast weight 315 of the health sensor device 310 can be configured so that the health sensor device 310 can be seated in a form coupled to the stomach wall so that the acceleration sensor can move with the stomach wall. have.
  • an acceleration sensor of the health sensor device 310 eg, component 321 of FIG.
  • the health sensor device 310 may be seated so that it can be detected. That is, the ballast weight 315 of the health sensor device 310 can be configured so that the health sensor device 310 can be seated in a form coupled to the stomach wall so that the acceleration sensor can move with the stomach wall. have.
  • the weight 315 is configured such that the health sensor device 310 is generally fluid and/or food within the stomach of the host animal. It may be composed of a member having a higher density to have a higher density.
  • the health sensor device 310 may also be applied to the health sensor device 210 of FIG. 6 , and may be coupled to move like the stomach of an animal as described above.
  • the weight 315 may be constructed of a metal material that may be magnetized (eg, iron, steel, etc.).
  • the health sensor device 210 may be configured to attract and receive substances attracted to the magnet (not shown). In this way, the health sensor device 310 can act as a cow magnet to prevent potentially hazardous objects (eg, nails, tacks, etc.) from passing through the digestive system of the host animal.
  • potentially hazardous objects eg, nails, tacks, etc.
  • the health sensor device 310 may be configured by attaching a message label 316, but in general, when the health sensor device 310 is put into cattle, the message label 316 is removed and separated (eg, in FIG. 7 (b) to (d)), the health sensor device 310 may be put into the cow.
  • the message label 316 may include an ID capable of identifying the health sensor device 310 .
  • the message label 316 is attached to a predetermined position of the housing shell 305, so that if the service provider turns on (wake-up) the health sensor device using a member such as a magnet, the magnetic member may be contacted.
  • a message label 316 may be affixed to an indicator position so that an appropriate position can be easily found.
  • the housing shell 305 may be made of a substantially transparent material, and the message label 316 may be placed inside the housing shell 305 . It may be arranged in the part so that the information written therein can be read from the outside. With this configuration, it is possible to prevent the label 316 from being deteriorated by acid and/or abrasion when the health sensor device 310 is placed in the stomach of the animal.
  • the message label 316 may be formed on the inner surface or the outer surface of the housing shell 305 during manufacturing.
  • the information included in the message label 316 may be configured in the form of etching and/or embedding in the surface inside and outside the housing shell 305 .
  • the health sensor device 310 may be regenerated, upgraded, disposed of, and/or relocated according to the information in the message label 316 .
  • the power source 360 may be disposed within the shell 305 of the health sensor device 310 . As described above with respect to FIG. 2 , the health sensor device 310 provides power to electrical components (eg, sensor 320 , communication module 330 , processor 340 , memory unit 350 , etc.). A power source 360 for supplying may be included.
  • the power source 360 includes a lithium ion battery; lithium polymer batteries; lead acid batteries; energy storage means including, but not limited to, nickel-cadmium batteries, alkaline batteries, capacitors, high capacity capacitors, supercapacitors, and the like.
  • Power source 360 may include means for generating power, such as piezoelectric generators, thermal energy generators, MFC generators, motion and/or motion active generators, and the like.
  • the power source 360 may comprise a combination of energy storage means and energy generating means for generating and/or supplying power to the health sensor device 310 .
  • any power source may be used under the teachings of this disclosure. As such, this disclosure should not be construed as limited to any particular power source 360 implementation.
  • the power source 360 may include a substantially cylindrical battery energy storage device 360 having a diameter configured to be rigidly secured within an inner wall of the housing shell 305 .
  • the health sensor device 310 may include an insulator 317 disposed between a power source 360 and first and second printed circuit boards (PCBs) 325 , 327 .
  • PCBs printed circuit boards
  • 3 depicts 325 and 327 as PCBs, those skilled in the art will recognize that any circuit substrate may be used under the teachings of the present disclosure. As such, this disclosure should not be construed as limited to any particular circuit board material.
  • a substrate may refer to any support material from which circuitry is formed or manufactured.
  • the insulator 317 protects the circuitry disposed on the first PCB 325 from the power source 360 and/or prevents unwanted electrical connections between the circuitry of the PCBs 325 and 327 and the energy storage device 360 . can be prevented (eg, to prevent short circuits, etc.).
  • Power source 360 may be electrically coupled to electrical components of health sensor device 310 via voltage regulator 368 and power monitor 366 .
  • the power monitor 366 may be configured to monitor the power and/or voltage level of the power storage device 360 to detect a low-power condition of the power storage device 360 .
  • the power level information obtained by the power monitor 366 may be provided to the processor 340 and/or the communication unit 330 .
  • the voltage regulator 368 provides a constant voltage input to the electrical components of the health sensor device 310 despite fluctuations in the voltage level of the power storage 360 .
  • Electrical components of the health sensor device 310 may be disposed on the first PCB 325 and the second PCB 327 .
  • the health sensor device 310 may include a single PCB.
  • the first and second PCBs 325 , 327 may be substantially flat and substantially disk-shaped.
  • the diameters of the first and second PCBs 325 , 327 disks may be configured such that the first and second PCBs 325 , 327 fit within the inner wall of the housing shell 305 .
  • the first PCB 325 may be coupled to the second PCB 327 using a prong 329 .
  • the hook 329 may be disposed along the outer diameters of the first and second PCBs 325 and 327 to couple the first PCB 325 to the second PCB 327 .
  • the plurality of prongs 329 act as vias to provide electrical communication between circuitry disposed on the first and second PCBs 325 , 327 .
  • Electrical components of the health sensor device 310 may be disposed on first and second PCBs 325 , 327 , with electrical communication therebetween being on PCBs 325 , 327 and/or hooks 329 . It may be provided by a plurality of PCB traces arranged.
  • the electrical component may include a plurality of sensors 320 including an accelerometer 321 and a thermistor 322 .
  • the accelerometer 321 may be a three-axis accelerometer.
  • Thermistor 322 may be configured to detect an internal temperature of the animal (eg, the temperature of the stomach).
  • the electrical component may further include a communication module 330 , a processor 340 , and a memory unit 350 .
  • the communication module 330 may include a transceiver 331 .
  • the transceiver 331 may transmit and receive data wirelessly using the antenna 333 .
  • the health sensor device 310 includes an electrical connection between the power source 360 and the first and/or second PCBs 325 , 327 , including the health sensor device ( Power may be supplied to a circuit (eg, the sensors 320 and 321 , the communication module 330 , the processor 340 , the memory unit 350 , etc.) disposed in the 310 .
  • a power connection (not shown) may pass through a voltage regulator 368 to regulate the input voltage of an electrical component of the health sensor device 310 .
  • the power monitor 366 may monitor the power and/or voltage level of the power supply 360 .
  • a substantially disk-shaped insulator and/or cushion member 331 may be disposed between the first and second PCBs 325 , 327 and the transmitter antenna PCB 334 .
  • the insulating cushion part 331 may provide a cushion between the first and second PCBs 325 and 327 and the antenna 333 .
  • the cushion part 331 may act as a spacer for separating the antenna 333 from circuits disposed on the first and second PCBs 325 and 327 . This spacing may reduce radio frequency (RF) interference and/or capacitive coupling between the antenna 333 and circuitry on the PCBs 325 , 327 .
  • RF radio frequency
  • the antenna 333 may be disposed on the antenna PCB 334 .
  • the antenna 333 may be configured with a plurality of traces on the antenna PCB 334 . This may allow the antenna 333 to be precisely positioned on the antenna PCB 334 . Also, forming the antenna 333 as a trace on the antenna PCB 334 allows the antenna 333 to deform within the housing shell 305 due to movement of the health sensor device 310 within the animal or otherwise change its orientation. It can be guaranteed not to change.
  • Antenna 333 may be used by communication unit 330 and transceiver 331 to transmit and receive data wirelessly (eg, on an RF carrier).
  • the health sensor device 310 may further include padding (not shown) disposed between the antenna PCB 334 and the cap 307 and the cap insert 309 .
  • This padding (not shown) may be used to secure the components 315 , 317 , 325 , 327 , 331 , 334 and 360 within the housing shell 305 of the health sensor device.
  • cap 307 and cap insert 309 may be hollow.
  • the padding (not shown) is a cap (not shown) to secure the components 315, 317, 325, 327, 331, 334 and 360 of the health sensor device 310 within the housing shell 305 of the health sensor device. 307 ) and to fill the hollow area of the cap insert 309 .
  • FIG. 8 shows one embodiment of a first PCB 425 and a second PCB 427 .
  • the first PCB 425 and the second PCB 427 may be substantially disk-shaped.
  • the diameter of the first PCB 425 and the second PC 427 is that of the housing shell 305 of the health sensor device 310 together with the component 305 of FIG. It may be configured to fit within the inner wall.
  • the first PCB 425 may be coupled to the second PCB 427 using a member 429 (hereinafter, referred to as a prong) in the form of prongs.
  • the hook 429 may be disposed on the outer portion of the first and second PCBs 425 , 427 . A portion of the hook 429 provides electrical communication between a component disposed on the first PCB 425 (not shown) and a component disposed on the second PCB 427 (not shown).
  • the antenna PCB 534 may include a notch 537 that allows the conductor 539 to contact the antenna 533 .
  • the notch 537 may be used when the diameter of the antenna PCB 534 is approximately equal to the inner diameter of the shell (not shown) of the health sensor device. In this case, the conductor 539 can only reach the antenna PCB 534 through the notch 537 .
  • the antenna 533 may consist of one or a plurality of traces disposed on the antenna PCB 534 made of one or more layers. 9 shows the antenna 533 as a single trace, but is not limited thereto. A plurality of antennas 533 may be formed on the antenna PCB 534 .
  • the present invention can be used in methods and systems for measuring digestibility in animals.

Abstract

An ingestible health sensor device configured to stay in the stomach of an animal may be formed of a substantially cylindrical housing shell. A ballast weight and a power source may be disposed therein. The ballast weight may be configured to cause the health sensor device to remain in contact with the gastric wall of the animal when the health sensor device is disposed in the animal's stomach. The health sensor device may comprise: a sensor which measures a plurality of animal characteristics; a transmitter which wirelessly communicates with an animal monitoring system; a memory unit for storing the measured characteristics and health sensor device configuration data; and a processor which controls the operation of the components of the health sensor device. The transmitter may communicate with an antenna, and the antenna may be formed as a trace on an antenna circuit board such as a printed circuit board (PCB). The antenna may be separated from the sensor, the processor, and the transmitter to prevent and/or reduce interference and/or coupling therebetween. An accelerometer sensor may be a triaxial accelerometer and may be configured to detect motion characteristics of the animal and gastrointestinal contraction of the animal.

Description

섭취 가능한 동물 건강 센서Ingestible Animal Health Sensor
본 발명은 반추동물의 반추위 내에서의 소화율을 측정하는 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반추위 내에서 다양한 위치의 위액 취출을 통하여 반추위 내에서의 소화율을 측정하는 방법과 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 복수 개 동물의 특성을 모니터링 하기 위한 건강센서 디바이스 및 그 디바이스의 제어방법에 관한 것이다. 건강센서 디바이스는 특히, 반추위 동물의 위장, 예를 들어 반추위에 설치될 수 있다. 보다 구체적으로는 동물의 건상 상태를 검출하기 위한 디바이스로, 복수개의 동물 특성을 모니터링 하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for measuring digestibility in the rumen of a ruminant, and more particularly, to a method and system for measuring digestibility in the rumen by withdrawing gastric juice from various locations in the rumen. . The present invention relates to a health sensor device for monitoring the characteristics of a plurality of animals and a method for controlling the device. The health sensor device can in particular be installed in the stomach of a ruminant animal, for example in the rumen. More particularly, it relates to a device for detecting the health condition of an animal, and to a system and method for monitoring a plurality of animal characteristics.
전세계 인구의 증가에 따라, 가축의 생산량의 증대를 위해, 그리고 좀 더 건강한 가축의 제공을 위해, 일반적으로 가축의 건강 상태를 모니터링하기 위한 건강센서 시스템 및 방법에 관한 기술의 필요성이 커지고 있다. As the global population increases, the need for a technology related to a health sensor system and method for monitoring the health status of livestock in general is increasing in order to increase the production of livestock and to provide healthier livestock.
특히 복수의 가축의 특성을 모니터링하고, 가축의 건강상태를 실시간으로 검출하기 위해, 건강센서 디바이스를 각 동물의 신체에 부착하고, 그 건강센서 디바이스로부터 얻은 동물의 생체 데이터를 분석하고 사용자에게 제공하는 기술이 발전하고 있다.In particular, in order to monitor the characteristics of a plurality of livestock and detect the health status of livestock in real time, a health sensor device is attached to the body of each animal, and the biometric data of the animal obtained from the health sensor device is analyzed and provided to the user. Technology is advancing.
본 발명의 실시예들에 따라, 반추동물의 건강 상태를 판단하기 위해 생체 정보를 센싱하여 전송할 수 있는 건강센서 디바이스, 예를 들어, 바이오캡슐 형태의 건강센서 디바이스가 제공될 수 있다. According to embodiments of the present invention, a health sensor device capable of sensing and transmitting biometric information to determine the health state of a ruminant, for example, a health sensor device in the form of a biocapsule may be provided.
실시예들에 따른 바이오캡슐은 소에 용이하게 경구 투여될 수 있고, 소의 반추위에 안착되어, 소의 건강상태를 모니터링하는 기술을 제공할 수 있다. 실시예들에 따른, 바이오캡슐은 소의 질병, 소의 수정시기, 분만시기 등을 관리하는 기술을 제공할 수 있다. The biocapsule according to the embodiments may be easily orally administered to cattle, and may be seated in the rumen of the cattle, thereby providing a technology for monitoring the health of the cattle. According to embodiments, the biocapsule may provide a technology for managing diseases of cattle, fertilization time of cattle, delivery time, and the like.
다만, 전술한 목적만으로 제한되는 것은 아니며, 본 명세서 전체 내용에 기초하여 당업자가 유추할 수 있는 다른 목적으로 본 발명의 권리범위가 확장될 수 있다.However, it is not limited only to the above-mentioned purposes, and the scope of the present invention may be extended for other purposes that can be inferred by those skilled in the art based on the entire contents of the present specification.
본 결과물은 농림축산식품부의 재원으로 농림식품기술기획평가원의 첨단생산기술개발사업의 지원을 받아 연구되었다(318103-02).This result was researched with support from the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, with the support of the Advanced Production Technology Development Project of the Institute for Planning and Evaluation of Food, Agriculture, Forestry and Food (318103-02).
본 발명의 일 실시예에 관한 섭취 가능한 건강센서 디바이스는, 동물의 복수의 특성을 측정하기 위해 동물의 위장 내에서 일회용인 섭취 가능한 건강센서 디바이스(bolus)로서, 동물 특성을 측정하기 위한 센서와, 상기 측정된 동물 특성을 수신기로 전송하기 위해 상기 센서에 통신 가능하게 결합된 전송기와, 상기 센서 및 상기 전송기에 전력을 공급하기 위해 상기 센서 및 상기 전송기와 전기 통신하는 전력 소스와, 상기 건강센서 디바이스가 상기 위장의 하부에 안착되도록 밸러스트 웨이트(ballast weight)를 포함한다.An ingestible health sensor device according to an embodiment of the present invention is an ingestible health sensor device (bolus) that is disposable in the stomach of an animal to measure a plurality of characteristics of an animal, comprising: a sensor for measuring animal characteristics; a transmitter communicatively coupled to the sensor for transmitting the measured animal characteristic to a receiver and a power source in electrical communication with the sensor and the transmitter to power the sensor and the transmitter; includes a ballast weight to be seated on the lower part of the stomach.
본 실시예에 있어서, 상기 밸러스트 웨이트는 자화되는 것일 수 있다.In this embodiment, the ballast weight may be magnetized.
본 실시예에 있어서, 상기 밸러스트 웨이트는 상기 건강센서 디바이스가 상기 동물의 위장의 벽의 일부분에 접촉되게 안착하여, 상기 위장의 벽의 움직임에 따라 같이 움직일 수 있도록 결합되어 구성되는 것일 수 있다.In this embodiment, the ballast weight may be configured such that the health sensor device is seated in contact with a portion of the wall of the stomach of the animal and is coupled to move along with the movement of the wall of the stomach.
본 실시예에 있어서, 상기 센서는 가속도센서일 수 있다.In this embodiment, the sensor may be an acceleration sensor.
본 실시예에 있어서, 상기 가속도센서는 상기 위장의 수축을 검출하도록 구성된 3축 가속도센서일 수 있다.In this embodiment, the acceleration sensor may be a three-axis acceleration sensor configured to detect the contraction of the stomach.
본 실시예에 있어서, 건강센서 디바이스는 데이터 및 동물 식별자를 저장한 메모리 유닛을 더 포함하고, 상기 전송기는 상기 측정된 동물 특성을 포함하는 상기 동물 식별자를 전송하도록 구성되는 것일 수 있다.In this embodiment, the health sensor device may further include a memory unit storing data and an animal identifier, and the transmitter may be configured to transmit the animal identifier including the measured animal characteristic.
본 실시예에 있어서, 상기 전송기는 상기 메모리 유닛 상에 저장하기 위한 건강센서 디바이스의 데이터를 수신할 수 있는 송수신기를 포함하는 것일 수 있다.In this embodiment, the transmitter may include a transceiver capable of receiving data of the health sensor device for storage on the memory unit.
본 실시예에 있어서, 상기 센서, 상기 전송기, 상기 전력 소스 및 상기 밸러스트 웨이트를 포함하는 원통형 형상인 하우징 쉘을 더 포함하는 것일 수 있다.In this embodiment, it may further include a housing shell having a cylindrical shape including the sensor, the transmitter, the power source, and the ballast weight.
본 실시예에 있어서, 상기 하우징 쉘의 내벽 상에 배치된 메시지 라벨을 더 포함하고, 상기 하우징 쉘은 실질적으로 투명하고, 상기 라벨은 상기 건강센서 디바이스를 위한 리턴 주소를 제공하는 것일 수 있다.In this embodiment, further comprising a message label disposed on the inner wall of the housing shell, the housing shell is substantially transparent, the label may be to provide a return address for the health sensor device.
본 실시예에 있어서, 실질적으로 디스크-형상인 제 1 회로 기판을 더 포함하고, 상기 제 1 회로 기판의 직경은 상기 제 1 회로 기판이 상기 하우징 쉘 내에 수용되는 크기의 직경으로 구성되고, 상기 센서 및 상기 전송기는 상기 제 1 회로 기판상에 배치되는 것일 수 있다.In this embodiment, there is further provided a first circuit board that is substantially disk-shaped, wherein a diameter of the first circuit board consists of a diameter sized to accommodate the first circuit board in the housing shell, the sensor and the transmitter may be disposed on the first circuit board.
본 실시예에 있어서, 상기 하우징 쉘 내에 수용되는 직경을 갖고, 실질적으로 디스크 형상인 안테나 기판과, 상기 안테나 기판상에 형성되고, 상기 전송기에 통신 가능하게 결합되는 안테나를 더 포함하는 것일 수 있다.In this embodiment, it may further include an antenna substrate having a diameter accommodated in the housing shell and having a substantially disk shape, and an antenna formed on the antenna substrate and communicatively coupled to the transmitter.
본 실시예에 있어서, 상기 안테나 기판을 상기 센서, 상기 전송기 및 상기 프로세서로부터 분리하는 절연 스페이서를 더 포함하는 것일 수 있다.In this embodiment, the antenna substrate may further include an insulating spacer separating the sensor, the transmitter, and the processor.
본 실시예에 있어서, 상기 전력 공급부는 발전기일 수 있다.In this embodiment, the power supply may be a generator.
본 발명의 다른 실시예에 관한 섭취 가능한 건강센서 디바이스는, 동물의 복수의 특성을 측정하기 위해 동물의 위장 내에서 일회용인 섭취 가능한 건강센서 디바이스로서, 3-축 가속도계와, 상기 3-축 가속도계에 통신 가능하게 결합되고, 상기 3-축 가속도계로부터 유도된 측정치를 수신기에 전송하도록 구성된 전송기와, 상기 3 축 가속도계 및 상기 전송기에 전기적으로 결합되어, 상기 3-축 가속도계 및 상기 전송기에 전력을 공급하는 전력 공급부와, 하우징 쉘을 포함하고, 상기 3-축 가속도계, 상기 전송기 및 상기 전력 공급부는 상기 하우징 쉘 내에 배치되는 것이다.An ingestible health sensor device according to another embodiment of the present invention is an ingestible health sensor device that is disposable in the stomach of an animal to measure a plurality of characteristics of the animal, and includes a 3-axis accelerometer and the 3-axis accelerometer. a transmitter communicatively coupled and configured to transmit measurements derived from the three-axis accelerometer to a receiver; electrically coupled to the three-axis accelerometer and the transmitter to power the three-axis accelerometer and the transmitter; a power supply; and a housing shell, wherein the three-axis accelerometer, the transmitter, and the power supply are disposed within the housing shell.
본 실시예에 있어서, 상기 하우징 쉘 내에 배치된 밸러스트 웨이트를 더 포함하고, 상기 밸러스트 웨이트는 상기 건강센서 디바이스가 상기 동물의 위장의 벽의 일부분과 이동 가능하게 연결된 상태로 유지되게 하도록 구성되는 것일 수 있다.In this embodiment, further comprising a ballast weight disposed within the housing shell, wherein the ballast weight is configured to allow the health sensor device to remain movably connected with a portion of the wall of the animal's stomach. have.
본 실시예에 있어서, 상기 하우징 쉘의 일부분은 실질적으로 원통형이고 상기 섭취 가능한 건강센서 디바이스는, 상기 3-축 가속도계 및 상기 전송기에 통신 가능하게 결합된 프로세서와, 상기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 메모리 유닛을 더 포함하고, 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서가 상기 3-축 가속도계 및 상기 전송기를 제어하게 하는 명령을 포함하고, 상기 가속도계, 상기 전송기, 상기 프로세서 및 상기 메모리 유닛은 상기 하우징 쉘 내에 배치된 실질적으로 디스크-형상의 회로 기판상에 배치되는 것일 수 있다.In this embodiment, the portion of the housing shell is substantially cylindrical and the ingestible health sensor device comprises: a processor communicatively coupled to the three-axis accelerometer and the transmitter; and a memory communicatively coupled to the processor. further comprising a unit, wherein the memory unit includes instructions for causing the processor to control the three-axis accelerometer and the transmitter, wherein the accelerometer, the transmitter, the processor and the memory unit are substantially disposed within the housing shell. As a result, it may be disposed on a disk-shaped circuit board.
본 실시예에 있어서, 상기 하우징 쉘 내에 배치된 실질적으로 디스크 형상의 안테나 기판과, 상기 안테나 기판상에 트레이스로서 형성된 전송기에 통신 가능하게 연결된 안테나를 더 포함하는 것일 수 있다.In this embodiment, it may further include an antenna communicatively connected to a substantially disk-shaped antenna substrate disposed in the housing shell, and a transmitter formed as a trace on the antenna substrate.
본 실시예에 있어서, 상기 가속도계, 상기 전송기, 상기 프로세서 및 상기 메모리 유닛으로부터 상기 안테나를 분리하기 위한 절연 스페이서를 더 포함하는 것일 수 있다.In this embodiment, an insulating spacer for separating the antenna from the accelerometer, the transmitter, the processor, and the memory unit may be further included.
본 실시예에 있어서, 상기 하우징 쉘 내에 배치된 상기 전송기에 통신 가능하게 결합된 온도센서를 더 포함하고, 상기 전송기는 상기 온도센서로부터 유도된 측정치를 수신기에 전송하도록 구성되는 것일 수 있다.In this embodiment, it may further include a temperature sensor communicatively coupled to the transmitter disposed within the housing shell, wherein the transmitter is configured to transmit a measurement derived from the temperature sensor to a receiver.
본 발명의 또 다른 실시예에 관한 동물 특성을 모니터링하는 방법은, 동물 특성을 모니터링하는 방법으로서, 섭취 가능한 큰 알약을 반추동물의 위장 내에 배치하는 단계로서, 상기 섭취 가능한 건상센서 디바이스는 상기 건강센서 디바이스가 상기 동물의 위장의 벽의 일부와 이동 가능하게 연결된 상태로 유지되게 하도록 구성된 밸러스트 웨이트를 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스를 반추동물의 위장 내에 배치하는 단계와, 상기 건강센서 디바이스 내에 배치된 가속도계를 사용하여 상기 동물의 가속 특성을 측정하는 단계와, 상기 건강센서 디바이스 내에 배치된 무선 주파수 전송기를 사용하여 상기 측정된 가속특성을 전송하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.A method for monitoring animal characteristics according to another embodiment of the present invention is a method for monitoring animal characteristics, comprising the steps of placing an ingestible large pill in the stomach of a ruminant, wherein the ingestible health sensor device is the health sensor placing an ingestible health sensor device in the stomach of a ruminant, the ingestible health sensor device comprising a ballast weight configured to cause the device to remain movably connected with a portion of the wall of the stomach of the animal; It may include measuring the acceleration characteristic of the animal using an accelerometer, and transmitting the measured acceleration characteristic using a radio frequency transmitter disposed in the health sensor device.
본 실시예에 있어서, 상기 가속 특성은 상기 가속도계에 의해 측정된 3-축 가속도의 벡터 크기일 수 있다.In this embodiment, the acceleration characteristic may be a vector magnitude of a 3-axis acceleration measured by the accelerometer.
본 실시예에 있어서, 상기 가속 특성은 상기 가속도계에 의해 측정된 3-축 가속도의 벡터 크기의 시간 미분일 수 있다.In the present embodiment, the acceleration characteristic may be a time derivative of a vector magnitude of a 3-axis acceleration measured by the accelerometer.
본 실시예에 있어서, 상기 가속 특성은 동물 위장 수축 활동에 대응하는 것일 수 있다.In this embodiment, the acceleration characteristic may correspond to an animal gastrointestinal contractile activity.
본 실시예에 있어서, 상기 측정된 가속 특성은 동물 움직임 활동에 대응하는 것일 수 있다.In this embodiment, the measured acceleration characteristic may correspond to an animal movement activity.
본 실시예에 있어서, 상기 측정된 가속 특성은 동물 위장 수축 활동 및 동물 움직임 활동에 대응하는 것일 수 있다.In this embodiment, the measured acceleration characteristic may correspond to an animal gastrointestinal contractile activity and an animal movement activity.
본 발명의 실시예들에 따른 건강센서 디바이스는 가축의 생체활동 데이터를 안정적으로 확보할 수 있다. The health sensor device according to the embodiments of the present invention may stably secure the bioactivity data of livestock.
본 발명의 실시예들에 따른 건강센서 디바이스는 확보한 데이터를 효율적으로 활용할 수 있는 분석결과를 사용자에게 제공할 수 있으므로, 사용자는 효율적으로 가축을 관리할 수 있다. Since the health sensor device according to embodiments of the present invention can provide a user with an analysis result that can efficiently utilize the secured data, the user can efficiently manage livestock.
다만, 전술한 기술적 효과만으로 제한되는 것은 아니며, 본 명세서 전체 내용에 기초하여 당업자가 유추할 수 있는 다른 기술적 효과로 본 발명의 권리범위가 확장될 수 있다.However, it is not limited only to the technical effects described above, and the scope of the present invention may be extended to other technical effects that can be inferred by those skilled in the art based on the entire contents of the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(1000)를 나타낸다.1 shows an AI device 1000 according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(2000)를 나타낸다.2 shows an AI server 2000 according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템(3000)을 나타낸다.3 shows an AI system 3000 according to an embodiment of the present invention.
도 4는 러닝 프로세서(Learning processor)를 포함하는 건강센서 시스템(1600)을 나타낸다.4 shows a health sensor system 1600 including a learning processor.
도 5는 실시예들에 따른 동물을 모니터링하기 위한 시스템의 블록도이다.5 is a block diagram of a system for monitoring an animal according to embodiments.
도 6은 실시예들에 따른 섭취가능한 건강센서 디바이스의 구성도이다.6 is a block diagram of an ingestible health sensor device according to embodiments.
도 7은 실시예들에 따른 섭취가능한 건강센서 디바이스의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an ingestible health sensor device according to embodiments.
도 8은 제 1 PCB(425) 및 제 2 PCB(427)의 일 실시예를 도시한다.8 shows one embodiment of a first PCB 425 and a second PCB 427 .
도 9는 안테나 PCB(534)의 일 실시예를 도시한다.9 shows one embodiment of an antenna PCB 534 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical spirit disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
본 발명의 하기의 실시예들은 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.Of course, the following examples of the present invention are not intended to limit or limit the scope of the present invention only to embody the present invention. What can be easily inferred by an expert in the technical field to which the present invention pertains from the detailed description and embodiments of the present invention is construed as belonging to the scope of the present invention.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되며, 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects, but rather as illustrative. The scope of the present invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all modifications within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.
본 발명의 실시예들에 있어서 인공 지능(AI: Artificial Intelligence)에 관해 설명한다. 인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.In embodiments of the present invention, artificial intelligence (AI) will be described. Artificial intelligence refers to a field that studies artificial intelligence or methodologies that can make it, and machine learning refers to a field that defines various problems dealt with in the field of artificial intelligence and studies methodologies to solve them. do. Machine learning is also defined as an algorithm that improves the performance of a certain task through continuous experience.
인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.An artificial neural network (ANN) is a model used in machine learning, and may refer to an overall model having problem-solving ability, which is composed of artificial neurons (nodes) that form a network by combining synapses. An artificial neural network may be defined by a connection pattern between neurons of different layers, a learning process that updates model parameters, and an activation function that generates an output value.
인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 복수의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 복수의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함수값을 출력할 수 있다. The artificial neural network may include an input layer, an output layer, and optionally a plurality of hidden layers. Each layer may include a plurality of neurons, and the artificial neural network may include neurons and synapses connecting the neurons. In the artificial neural network, each neuron may output a function value of an activation function with respect to input signals inputted through a synapse, a weight, and a bias.
모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.Model parameters refer to parameters determined through learning, and include the weight of synaptic connections and the bias of neurons. In addition, the hyperparameter refers to a parameter to be set before learning in a machine learning algorithm, and includes a learning rate, the number of iterations, a mini-batch size, an initialization function, and the like.
인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.The purpose of learning the artificial neural network can be seen as determining the model parameters that minimize the loss function. The loss function may be used as an index for determining optimal model parameters in the learning process of the artificial neural network.
머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.Machine learning can be classified into supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning according to a learning method.
지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.Supervised learning refers to a method of training an artificial neural network in a state in which a label for training data is given. can mean Unsupervised learning may refer to a method of training an artificial neural network in a state where no labels are given for training data. Reinforcement learning can refer to a learning method in which an agent defined in an environment learns to select an action or sequence of actions that maximizes the cumulative reward in each state.
인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.Among artificial neural networks, machine learning implemented as a deep neural network (DNN) including a plurality of hidden layers is also called deep learning (deep learning), and deep learning is a part of machine learning. Hereinafter, machine learning is used in a sense including deep learning.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 장치(1000)를 나타낸다.1 shows an AI device 1000 according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 AI 장치(1000)는 TV, 프로젝터, 휴대폰, 스마트폰, 데스크탑 컴퓨터, 노트북, 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), DMB 수신기, 라디오, 세탁기, 냉장고, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다. The AI device 1000 shown in FIG. 1 is a TV, a projector, a mobile phone, a smartphone, a desktop computer, a notebook computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a tablet PC, and a wearable device. , a set-top box (STB), a DMB receiver, a radio, a washing machine, a refrigerator, a desktop computer, a digital signage, a robot, a vehicle, etc., may be implemented as a fixed device or a movable device.
도 1을 참조하면, AI 장치(1000)는 통신부(1010), 입력부(1020), 러닝 프로세서(1030), 센싱부(1040), 출력부(1050), 메모리(1070) 및 프로세서(1080) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the AI device 1000 includes a communication unit 1010 , an input unit 1020 , a learning processor 1030 , a sensing unit 1040 , an output unit 1050 , a memory 1070 and a processor 1080 , etc. may include
통신부(1010)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 장치나 AI 서버 등의 외부 장치들과 데이터를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(1010)는 외부 장치들과 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등을 송수신할 수 있다.The communication unit 1010 may transmit/receive data to and from external devices such as another AI device or an AI server using wired/wireless communication technology. For example, the communication unit 1010 may transmit/receive sensor information, a user input, a learning model, a control signal, and the like with external devices.
이때, 통신부(1010)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth쪠), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다. 특히, 이전 도 1 내지 도 9에서 전술한 5G 기술이 적용될 수도 있다.At this time, the communication technology used by the communication unit 1010 includes GSM (Global System for Mobile communication), CDMA (Code Division Multi Access), LTE (Long Term Evolution), WLAN (Wireless LAN), Wi-Fi (Wireless-Fidelity), Bluetooth (Bluetooth), RFID (Radio Frequency Identification), infrared communication (Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC (Near Field Communication), and the like. In particular, the 5G technology described above with reference to FIGS. 1 to 9 may be applied.
입력부(1020)는 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 이때, 입력부(1020)는 영상 신호 입력을 위한 카메라, 오디오 신호를 수신하기 위한 마이크로폰, 사용자로부터 정보를 입력 받기 위한 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 여기서, 카메라나 마이크로폰을 센서로 취급하여, 카메라나 마이크로폰으로부터 획득한 신호를 센싱 데이터 또는 센서 정보라고 할 수도 있다.The input unit 1020 may acquire various types of data. In this case, the input unit 1020 may include a camera for inputting an image signal, a microphone for receiving an audio signal, a user input unit for receiving information from a user, and the like. Here, by treating the camera or the microphone as a sensor, a signal obtained from the camera or the microphone may be referred to as sensing data or sensor information.
입력부(1020)는 모델 학습을 위한 학습 데이터 및 학습 모델을 이용하여 출력을 획득할 때 사용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(1020)는 가공되지 않은 입력 데이터를 획득할 수도 있으며, 이 경우 프로세서(1080) 또는 러닝 프로세서(1030)는 입력 데이터에 대하여 전처리로써 입력 특징점(input feature)을 추출할 수 있다.The input unit 1020 may acquire training data for model training and input data to be used when acquiring an output using the training model. The input unit 1020 may obtain raw input data, and in this case, the processor 1080 or the learning processor 1030 may extract input features as pre-processing for the input data.
러닝 프로세서(1030)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 여기서, 학습된 인공 신경망을 학습 모델이라 칭할 수 있다. 학습 모델은 학습 데이터가 아닌 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론해 내는데 사용될 수 있고, 추론된 값은 어떠한 동작을 수행하기 위한 판단의 기초로 이용될 수 있다.The learning processor 1030 may train a model composed of an artificial neural network by using the training data. Here, the learned artificial neural network may be referred to as a learning model. The learning model may be used to infer a result value with respect to new input data other than the training data, and the inferred value may be used as a basis for a decision to perform a certain operation.
이때, 러닝 프로세서(1030)는 AI 서버의 러닝 프로세서와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다.In this case, the learning processor 1030 may perform AI processing together with the running processor of the AI server.
이때, 러닝 프로세서(1030)는 AI 장치(1000)에 통합되거나 구현된 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 러닝 프로세서(1030)는 메모리(1070), AI 장치(1000)에 직접 결합된 외부 메모리 또는 외부 장치에서 유지되는 메모리를 사용하여 구현될 수도 있다.In this case, the learning processor 1030 may include a memory integrated or implemented in the AI device 1000 . Alternatively, the learning processor 1030 may be implemented using the memory 1070 , an external memory directly coupled to the AI device 1000 , or a memory maintained in the external device.
센싱부(1040)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 장치(1000) 내부 정보, AI 장치(1000)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.The sensing unit 1040 may acquire at least one of internal information of the AI device 1000 , surrounding environment information of the AI device 1000 , and user information by using various sensors.
이때, 센싱부(1040)에 포함되는 센서에는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 라이다, 레이더 등이 있다.At this time, sensors included in the sensing unit 1040 include a proximity sensor, an illuminance sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, a gyro sensor, an inertial sensor, an RGB sensor, an IR sensor, a fingerprint recognition sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, a microphone, and a lidar. , radar, etc.
출력부(1050)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. The output unit 1050 may generate an output related to sight, hearing, or touch.
이때, 출력부(1050)에는 시각 정보를 출력하는 디스플레이부, 청각 정보를 출력하는 스피커, 촉각 정보를 출력하는 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.In this case, the output unit 1050 may include a display unit that outputs visual information, a speaker that outputs auditory information, and a haptic module that outputs tactile information.
메모리(1070)는 AI 장치(1000)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 메모리(1070)는 입력부(1020)에서 획득한 입력 데이터, 학습 데이터, 학습 모델, 학습 히스토리 등을 저장할 수 있다.The memory 1070 may store data supporting various functions of the AI device 1000 . For example, the memory 1070 may store input data obtained from the input unit 1020 , learning data, a learning model, a learning history, and the like.
프로세서(1080)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 장치(1000)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 프로세서(1080)는 AI 장치(1000)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다.The processor 1080 may determine at least one executable operation of the AI device 1000 based on information determined or generated using a data analysis algorithm or a machine learning algorithm. In addition, the processor 1080 may control the components of the AI device 1000 to perform the determined operation.
이를 위해, 프로세서(1080)는 러닝 프로세서(1030) 또는 메모리(1070)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 상기 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 장치(1000)의 구성 요소들을 제어할 수 있다.To this end, the processor 1080 may request, retrieve, receive, or utilize the data of the learning processor 1030 or the memory 1070, and perform a predicted operation or an operation determined to be desirable among the at least one executable operation. The components of the AI device 1000 may be controlled to be executed.
이때, 프로세서(1080)는 결정된 동작을 수행하기 위하여 외부 장치의 연계가 필요한 경우, 해당 외부 장치를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 해당 외부 장치에 전송할 수 있다.In this case, when the connection of the external device is required to perform the determined operation, the processor 1080 may generate a control signal for controlling the corresponding external device and transmit the generated control signal to the corresponding external device.
프로세서(1080)는 사용자 입력에 대하여 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 사용자의 요구 사항을 결정할 수 있다.The processor 1080 may obtain intention information with respect to a user input, and determine a user's requirement based on the obtained intention information.
이때, 프로세서(1080)는 음성 입력을 문자열로 변환하기 위한 STT(Speech To Text) 엔진 또는 자연어의 의도 정보를 획득하기 위한 자연어 처리(NLP: Natural Language Processing) 엔진 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여, 사용자 입력에 상응하는 의도 정보를 획득할 수 있다. In this case, the processor 1080 uses at least one of a speech to text (STT) engine for converting a voice input into a character string or a natural language processing (NLP) engine for obtaining intention information of a natural language. Intention information corresponding to the input may be obtained.
이때, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 적어도 일부가 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습된 인공 신경망으로 구성될 수 있다. 그리고, STT 엔진 또는 NLP 엔진 중에서 적어도 하나 이상은 러닝 프로세서(1030)에 의해 학습된 것이나, AI 서버의 러닝 프로세서에 의해 학습된 것이거나, 또는 이들의 분산 처리에 의해 학습된 것일 수 있다. 참고로, AI 서버의 구체적인 구성요소들은 이하 도 11에 상세히 도시되어 있다.In this case, at least one of the STT engine and the NLP engine may be configured as an artificial neural network, at least a part of which is learned according to a machine learning algorithm. And, at least one of the STT engine or the NLP engine may be learned by the learning processor 1030, learned by the learning processor of the AI server, or learned by distributed processing thereof. For reference, specific components of the AI server are illustrated in detail in FIG. 11 below.
프로세서(1080)는 AI 장치(1000)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리(1070) 또는 러닝 프로세서(1030)에 저장하거나, AI 서버 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.The processor 1080 collects history information including the user's feedback on the operation contents or operation of the AI device 1000 and stores it in the memory 1070 or the learning processor 1030, or to an external device such as an AI server. can be transmitted The collected historical information may be used to update the learning model.
프로세서(1080)는 메모리(1070)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, AI 장치(1000)의 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 프로세서(1080)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, AI 장치(1000)에 포함된 구성 요소들 중 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.The processor 1080 may control at least some of the components of the AI device 1000 to drive an application program stored in the memory 1070 . Furthermore, the processor 1080 may operate by combining two or more of the components included in the AI device 1000 with each other in order to drive the application program.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 서버(1120)를 나타낸다.2 shows an AI server 1120 according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, AI 서버(1120)는 머신 러닝 알고리즘을 이용하여 인공 신경망을 학습시키거나 학습된 인공 신경망을 이용하는 장치를 의미할 수 있다. 여기서, AI 서버(1120)는 복수의 서버들로 구성되어 분산 처리를 수행할 수도 있고, 5G 네트워크로 정의될 수 있다. 이때, AI 서버(1120)는 AI 장치(1100)의 일부의 구성으로 포함되어, AI 프로세싱 중 적어도 일부를 함께 수행할 수도 있다.Referring to FIG. 2 , the AI server 1120 may refer to a device that trains an artificial neural network using a machine learning algorithm or uses a learned artificial neural network. Here, the AI server 1120 may be configured with a plurality of servers to perform distributed processing, and may be defined as a 5G network. In this case, the AI server 1120 may be included as a part of the AI device 1100 to perform at least a part of AI processing together.
AI 서버(1120)는 통신부(1121), 메모리(1123), 러닝 프로세서(1124) 및 프로세서(1126) 등을 포함할 수 있다.The AI server 1120 may include a communication unit 1121 , a memory 1123 , a learning processor 1124 , and a processor 1126 .
통신부(1121)는 AI 장치(1100) 등의 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다.The communication unit 1121 may transmit/receive data to and from an external device such as the AI device 1100 .
메모리(1123)는 모델 저장부(1124)를 포함할 수 있다. 모델 저장부(1124)는 러닝 프로세서(1124)을 통하여 학습 중인 또는 학습된 모델(또는 인공 신경망, 1125)을 저장할 수 있다.The memory 1123 may include a model storage unit 1124 . The model storage unit 1124 may store a model (or artificial neural network, 1125 ) being trained or learned through the learning processor 1124 .
러닝 프로세서(1124)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망(1125)을 학습시킬 수 있다. 학습 모델은 인공 신경망의 AI 서버(1120)에 탑재된 상태에서 이용되거나, AI 장치(1100) 등의 외부 장치에 탑재되어 이용될 수도 있다.The learning processor 1124 may train the artificial neural network 1125 using the training data. The learning model may be used while being mounted on the AI server 1120 of the artificial neural network, or may be used while being mounted on an external device such as the AI device 1100 .
학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 복수의 명령어(instruction)는 메모리(1123)에 저장될 수 있다.The learning model may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. When a part or all of the learning model is implemented in software, a plurality of instructions constituting the learning model may be stored in the memory 1123 .
프로세서(1126)는 학습 모델을 이용하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수 있다.The processor 1126 may infer a result value with respect to new input data using the learning model, and may generate a response or a control command based on the inferred result value.
도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AI 시스템을 나타낸다.3 shows an AI system according to an embodiment of the present invention.
도 3를 참조하면, AI 시스템은 AI 서버(1260), 로봇(1210), 자율 주행 차량(1220), 건강센서 디바이스(1230), 스마트폰(1240) 또는 가전(1250) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(1210)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(1210), 자율 주행 차량(1220), 건강센서 디바이스 (1230), 스마트폰(1240) 또는 가전(1250) 등을 AI 장치라 칭할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the AI system includes at least one of an AI server 1260 , a robot 1210 , an autonomous vehicle 1220 , a health sensor device 1230 , a smartphone 1240 , or a home appliance 1250 or more in the cloud. It is connected to the network 1210 . Here, the robot 1210 to which the AI technology is applied, the autonomous driving vehicle 1220 , the health sensor device 1230 , the smartphone 1240 , or the home appliance 1250 may be referred to as an AI device.
클라우드 네트워크(1210)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(1210)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.The cloud network 1210 may constitute a part of the cloud computing infrastructure or may refer to a network existing in the cloud computing infrastructure. Here, the cloud network 1210 may be configured using a 3G network, a 4G or Long Term Evolution (LTE) network, or a 5G network.
즉, AI 시스템을 구성하는 각 장치들(1210 내지 1260)은 클라우드 네트워크(1210)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(1210 내지 1260)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.That is, each of the devices 1210 to 1260 constituting the AI system may be connected to each other through the cloud network 1210 . In particular, the devices 1210 to 1260 may communicate with each other through the base station, but may also directly communicate with each other without passing through the base station.
AI 서버(1260)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.The AI server 1260 may include a server performing AI processing and a server performing an operation on big data.
AI 서버(1260)는 AI 시스템을 구성하는 AI 장치들인 로봇(1210), 자율 주행 차량(1220), 건강센서 디바이스(1230), 스마트폰(1240) 또는 가전(1250) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(1210)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(1210 내지 1250)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.The AI server 1260 includes at least one of the AI devices constituting the AI system, such as a robot 1210, an autonomous vehicle 1220, a health sensor device 1230, a smartphone 1240, or a home appliance 1250, and a cloud network. It is connected through 1210 and may help at least some of the AI processing of the connected AI devices 1210 to 1250 .
이때, AI 서버(1260)는 AI 장치(1210 내지 1250)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(1210 내지 1250)에 전송할 수 있다. In this case, the AI server 1260 may train the artificial neural network according to a machine learning algorithm on behalf of the AI devices 1210 to 1250 , and directly store the learning model or transmit it to the AI devices 1210 to 1250 .
이때, AI 서버(1260)는 AI 장치(1210 내지 1250)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(1210 내지 1250)로 전송할 수 있다.At this time, the AI server 1260 receives input data from the AI devices 1210 to 1250, infers a result value with respect to the input data received using the learning model, and provides a response or control command based on the inferred result value. It can be generated and transmitted to the AI devices 1210 to 1250 .
또는, AI 장치(1210 내지 1250)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.Alternatively, the AI devices 1210 to 1250 may infer a result value with respect to input data using a direct learning model, and generate a response or a control command based on the inferred result value.
이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(1210 내지 1250)의 다양한 실시 예들을 설명한다. 여기서, 도 3에 도시된 AI 장치(1210 내지 1250)는 도 1에 도시된 AI 장치(1000)의 구체적인 실시 예로 볼 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the AI devices 1210 to 1250 to which the above-described technology is applied will be described. Here, the AI devices 1210 to 1250 shown in FIG. 3 may be viewed as specific examples of the AI device 1000 shown in FIG. 1 .
특히, 본 발명의 실시예들은, 전술한 HW/SW 관련 요소 기술 등을 이용하여, 다른 디바이스와의 통신 문제, 효율적인 메모리 사용 문제, 불편한 UX/UI로 인한 데이터 처리 속도가 낮아지는 문제, 영상 문제, 음향 문제, 멀미 현상 또는 기타 문제 중 적어도 하나를 해결하고자 한다.In particular, embodiments of the present invention, by using the above-described HW/SW-related element technology, etc., communication problems with other devices, efficient memory use problems, problems of lowering data processing speed due to inconvenient UX/UI, image problems , to solve at least one of acoustic problems, motion sickness, or other problems.
도 4는 러닝 프로세서(Learning processor)를 포함하는 건강센서 시스템(1600)를 나타낸다. 4 shows a health sensor system 1600 including a learning processor.
도 4에 도시된 건강센서 시스템(1600)는 학습모델을 탑재할 수 있다. 학습 모델은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 학습 모델의 일부 또는 전부가 소프트웨어로 구현되는 경우 학습 모델을 구성하는 복수의 명령어(instruction)는 메모리(1650)에 저장될 수 있다.The health sensor system 1600 shown in FIG. 4 may be equipped with a learning model. The learning model may be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software. When a part or all of the learning model is implemented in software, a plurality of instructions constituting the learning model may be stored in the memory 1650 .
본 발명의 실시예들에 따른 러닝 프로세서(1670)는 프로세서(1640)와 통신 가능하도록 연결될 수 있으며, 훈련 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 반복적으로 학습시킬 수 있다. 인공신경망은 생물학적 뉴런의 동작원리와 뉴런간의 연결 관계를 모델링한 것으로 노드(node) 또는 처리 요소(processing element)라고 하는 다수의 뉴런들이 레이어(layer) 구조의 형태로 연결된 정보처리 시스템이다. 인공 신경망은 기계 학습에서 사용되는 모델로써, 기계학습과 인지과학에서 생물학의 신경망(동물의 중추신경계 중 특히 뇌)에서 영감을 얻은 통계학적 학습 알고리즘이다. 기계 학습은 머신 러닝(Machine Learning)과 혼용되어 사용될 수 있다. 머신 러닝은 인공지능(Artificial Intelligence, AI)의 한 분야로, 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 기술이다. 머신 러닝은 경험적 데이터를 기반으로 학습을 하고 예측을 수행하고 스스로의 성능을 향상시키는 시스템과 이를 위한 알고리즘을 연구하고 구축하는 기술이다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 러닝 프로세서(1670)는 인공 신경망을 반복 학습시킴으로서, 인공 신경망의 최적화된 모델 파라미터들을 결정하여 새로운 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론할 수 있다. 따라서 러닝 프로세서(1670)는 사용자의 디바이스 사용 히스토리 정보를 기반으로 사용자의 디바이스 사용 패턴을 분석할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서(1670)는 데이터 마이닝, 데이터 분석, 지능형 의사 결정, 및 기계 학습 알고리즘 및 기술을 위해 이용될 정보를 수신, 분류, 저장 및 출력하도록 구성될 수 있다.The learning processor 1670 according to embodiments of the present invention may be communicatively connected to the processor 1640 , and may repeatedly learn a model composed of an artificial neural network using training data. An artificial neural network is an information processing system in which a number of neurons called nodes or processing elements are connected in the form of a layer structure by modeling the operating principle of biological neurons and the connection relationship between neurons. Artificial neural network is a model used in machine learning, and it is a statistical learning algorithm inspired by neural networks in biology (especially the brain in the central nervous system of animals) in machine learning and cognitive science. Machine learning can be used interchangeably with machine learning. Machine learning is a branch of artificial intelligence (AI), a technology that gives computers the ability to learn without an explicit program. Machine learning is a technology that studies and builds algorithms and systems that learn based on empirical data, make predictions, and improve their own performance. Therefore, the learning processor 1670 according to embodiments of the present invention may determine the optimized model parameters of the artificial neural network by repeatedly learning the artificial neural network, and infer the result value with respect to new input data. Accordingly, the learning processor 1670 may analyze the user's device use pattern based on the user's device use history information. In addition, the learning processor 1670 may be configured to receive, classify, store, and output information to be used for data mining, data analysis, intelligent decision-making, and machine learning algorithms and techniques.
본 발명의 실시예들에 따른 프로세서(1640)는 러닝 프로세서(1670)에서 분석되거나 생성된 데이터를 기반으로 디바이스의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정 또는 예측할 수 있다. 또한 프로세서(1640)는 러닝 프로세서(1670)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 건강센서 시스템(1600)를 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 프로세서(1640)는 지능적 에뮬레이션(즉, 지식 기반 시스템, 추론 시스템 및 지식 획득 시스템)을 구현하는 다양한 기능을 수행할 수 있다. 이는 적응 시스템, 기계 학습 시스템, 인공 신경망 등을 포함하는, 다양한 유형의 시스템(예컨대, 퍼지 논리 시스템)에 적용될 수 있다. 즉, 프로세서(1640)는 러닝 프로세서(1670)에서 사용자의 디바이스 사용 패턴을 분석한 데이터를 기반으로 추후 사용자 디바이스 사용 패턴을 예측하여 건강센서 시스템(1600)은 사용자에게 보다 적합한 가축의 건강상태를 제공할 수 있도록 제어할 수 있다. 여기서의, XR 서비스는 AR 서비스, VR 서비스, MR 서비스 중 적어도 하나 이상을 포함한다. The processor 1640 according to embodiments of the present invention may determine or predict at least one executable operation of the device based on data analyzed or generated by the learning processor 1670 . In addition, the processor 1640 may request, search, receive, or utilize the data of the learning processor 1670, and the health sensor system 1600 to execute a predicted operation or an operation determined to be desirable among at least one executable operation. can control The processor 1640 according to embodiments of the present invention may perform various functions for implementing intelligent emulation (ie, a knowledge-based system, an inference system, and a knowledge acquisition system). It can be applied to various types of systems (eg, fuzzy logic systems), including adaptive systems, machine learning systems, artificial neural networks, and the like. That is, the processor 1640 predicts the user's device use pattern later based on the data analyzed by the user's device use pattern in the learning processor 1670, so that the health sensor system 1600 provides a more suitable livestock health condition to the user. You can control what you can do. Here, the XR service includes at least one of an AR service, a VR service, and an MR service.
전술한 바와 같이, 본원 발명은 AI 기술 분야에 적용 가능하지만, 이하 도면들에서는 건강센서 디바이스에 적용 가능한 본원 발명을 중점적으로 설명하도록 하겠다. 다만, 이전 도 1 내지 도 4를 참조하여, 후술할 도면들을 당업자가 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.As described above, the present invention is applicable to the AI technology field, but in the drawings below, the present invention applicable to a health sensor device will be mainly described. However, it is also within the scope of the present invention that those skilled in the art combine the drawings to be described later with reference to FIGS. 1 to 4 and implement other embodiments.
특히, 후술할 도면들에서 설명할 건강센서 디바이스는 가축의 건강상태에 관련된 조건들을 센싱하는 기능이 있는 디바이스면 충분하지만, 단순히 건강센서 디바이스에 한정되지 않고, 이전 도 1 내지 도 4에서 설명한 AI 시스템 및 사용자의 UE (User Equipment)에 연결하여 LTE, RoLa, 5G 등에 따른 통신을 추가적으로 수행하는 것도 가능하다.In particular, the health sensor device to be described in the drawings to be described below is sufficient as long as a device having a function of sensing conditions related to the health state of livestock is sufficient, but it is not limited to a simple health sensor device, and the AI system described in FIGS. 1 to 4 before And it is also possible to additionally perform communication according to LTE, RoLa, 5G, etc. by connecting to the user's UE (User Equipment).
도 5는 실시예들에 따른 동물을 모니터링하기 위한 시스템의 블록도이다. 5 is a block diagram of a system for monitoring an animal according to embodiments.
도 5을 참조하면 복수의 동물 특성을 모니터링하기 위한 시스템의 일 실시예의 블록도(100)가 도시되어 있다. 도면에서 섭취 가능한 건강센서 디바이스(10, 20)는 동물의 신체 내부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 건강센서 디바이스는 바이오 캡슐의 형태로 만들어질 수 있다. 건강센서 디바이스(10, 20)는 특히 반추위 동물(12, 22)의 제1 위 (반추위) 또는 제2 위 (벌집위) 내에 안착될 수 있다. Referring to FIG. 5 , a block diagram 100 of one embodiment of a system for monitoring a plurality of animal characteristics is shown. In the drawing, the ingestible health sensor devices 10 and 20 may be installed inside the body of the animal. For example, the health sensor device may be made in the form of a biocapsule. The health sensor device 10 , 20 may in particular be seated in the first stomach (rumen stomach) or the second stomach (honeycomb stomach) of the ruminant animal 12 , 22 .
건강센서 디바이스(10, 20)는 소와 같은 반추 동물(12, 22)의 식도(13, 23)를 통해 섭취될 수 있다. 건강센서 디바이스(10, 20)는 소(12, 22)의 위장 내에 잔류할 수 있게 하여, 동물의 벌집위(reticulum)(14, 24) 및/또는 반추위(rumen)(15, 25)로부터 역류하거나, 소화기관을 통해 외부로 배출되지 않을 정도의 크기, 무게, 무게중심, 또는 밀도를 갖도록 구성될 수 있다. The health sensor device (10, 20) may be ingested through the esophagus (13, 23) of a ruminant animal (12, 22) such as cattle. The health sensor device 10 , 20 allows it to remain in the stomach of the cow 12 , 22 , such that it is regurgitated from the animal's reticulum 14 , 24 and/or rumen 15 , 25 or , it may be configured to have a size, weight, center of gravity, or density that is not discharged to the outside through the digestive system.
도 5는 소와 같은 반추동물(12)의 벌집위(14)(제2위) 내의 섭취 가능한 건강센서 디바이스(10) 또는 반추동물(22)의 반추위(24)(제1위) 내의 섭취 가능한 건강센서 디바이스(20)을 도시한다. 이하, 반추위는 반추동물의 제1 위 또는 제2위를 포함할 수 있다. 5 shows an ingestible health sensor device 10 in the honeycomb stomach 14 (second stomach) of a ruminant 12, such as a cow, or ingestible health in the rumen 24 (first stomach) of a ruminant 22. The sensor device 20 is shown. Hereinafter, the rumen may include the first or second stomach of a ruminant.
건강센서 디바이스(10, 20)는 소의 입을 통하여 투입할 수 있다. The health sensor devices 10 and 20 may be injected through the cow's mouth.
건강센서 디바이스(10, 20)는 반추위와 같은 위장 내에 안착되어 반추동물의 수명동안 용이하게 배출되지 않고 보유될 수 있다. The health sensor devices 10 and 20 are seated in the stomach, such as the rumen, and can be easily retained without being discharged during the life of the ruminant.
건강센서 디바이스(10, 20)는 동물(12, 22)의 수명 내내 동물의 벌집 위(14, 24) 및/또는 반추위(15, 25)에 남아있을 수 있다. The health sensor device 10 , 20 may remain on the animal's hive 14 , 24 and/or the rumen 15 , 25 throughout the life of the animal 12 , 22 .
건강센서 디바이스(10, 20)는 건강센서 디바이스(10)가 기지국(40)와 무선통신상태가 되도록 허용하는 무선통신 수단을 포함할 수 있다. 기지국(40)는 기지국(40)와 통신 가능하게 결합된 컴퓨팅 디바이스(42)를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(42)는 해당 기술분야에 공지된 범용 및/또는 특수 목적 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. The health sensor devices 10 and 20 may include wireless communication means that allow the health sensor device 10 to be in a wireless communication state with the base station 40 . The base station 40 may include a computing device 42 communicatively coupled with the base station 40 . Computing device 42 may be a general-purpose and/or special-purpose computing device known in the art.
기지국(40) 및/또는 컴퓨팅 디바이스(42)는 서버관리자나 가축 관리자에 의해 모니터링될 수 있거나, 및/또는 가축 관리자와 통신할 수 있다. Base station 40 and/or computing device 42 may be monitored by, and/or in communication with, a server manager or livestock manager.
본 명세서에 사용된 가축 관리자는 복수의 동물을 관리하는데 사용되는 임의의 사람, 기계 및/또는 프로세스를 지칭할 수 있다. 가축 관리자는 먹이, 난방, 냉각 및 다른 시스템과 같은 복수의 자동화 시스템을 포함할 수 있다. 가축 관리자는 사람 가축 관리자 및/또는 수의사를 추가로 포함할 수 있다. 기지국(40) 및/또는 컴퓨팅 시스템(42)은 동물(12, 22)의 건강 상태의 변화를 감시하기 위해 및/또는 이에 응답하기 위해 가축 관리자에 의해 구성될 수 있거나 및/또는 가축 관리자와 상호작용할 수 있다. As used herein, livestock manager may refer to any human, machine, and/or process used to manage a plurality of animals. Livestock managers may include multiple automated systems such as feeding, heating, cooling and other systems. Livestock managers may further include human livestock managers and/or veterinarians. The base station 40 and/or computing system 42 may be configured by and/or interact with the livestock manager to monitor and/or respond to changes in the health status of the animals 12 , 22 . can work
건강센서 디바이스(10, 20)의 무선 통신 수단은 900MHz 또는 일부 다른 적절한 무선 주 파수(RF)에서 동작하는 무선 전송기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. The wireless communication means of the health sensor device 10, 20 may include a wireless transmitter and/or receiver operating at 900 MHz or some other suitable radio frequency (RF).
건강센서 디바이스(10, 20)는 가축의 체내에 삽입되므로 장거리 통신용 트랜시버(transceiver)를 사용하더라도 전파의 감쇄가 크게 일어날 수 있어, 통신거리는 많이 줄어들 수 있다. Since the health sensor devices 10 and 20 are inserted into the body of livestock, even if a transceiver for long-distance communication is used, the attenuation of radio waves may occur greatly, and the communication distance may be greatly reduced.
예를 들어, Sub-1-GHz를 지원하는 트랜시버를 사용할 수 있다. 그 트랜시버의 스펙은 6.4 km ~ 4 miles 정도 되지만, 실제 트랜시버를 가축의 몸 안에 설치하여 데이터 통신에 사용하면, 가축의 피부나 수분 등에 의한 전파감쇄로 인하여 그 통신거리가 몇백m 적게는 몇m까지로 줄어들 수 있다. For example, you can use a transceiver that supports Sub-1-GHz. The specification of the transceiver is about 6.4 km ~ 4 miles, but if the transceiver is actually installed in the body of a livestock and used for data communication, the communication distance is from several hundred meters to several meters due to radio wave attenuation due to the skin or moisture of the livestock. can be reduced to
따라서, 무선 중계기(60, 62)가 건강센서 디바이스(10, 20)로부터 통신거리 밖에 멀리 설치되어 있는 경우, 건강센서 디바이스(10, 20)에서 직접 무선 중계기를 통해 중앙서버로 데이터를 전송하는 것이 어려울 수 있다. 그런 경우에는, 가축의 몸의 다른 부위에 제2의 장치를 설치할 수 있다(미도시). 제2의 장치가 가축의 체내에 설치된 건강센서 디바이스(10, 20)로부터 데이터를 전송받아 무선 중계기(60, 62) (또는 드론(drone)(미도시))나 기지국(40)로 전송하도록 구성할 수 있다. 제2 장치의 예로서 목걸이, 이어태그(ear-tag)(미도시) 등이 있을 수 있다.Therefore, when the wireless repeaters (60, 62) are installed far outside the communication distance from the health sensor devices (10, 20), transmitting data from the health sensor devices (10, 20) directly to the central server through the wireless repeater is It can be difficult. In such a case, a second device may be installed in another part of the animal's body (not shown). The second device receives data from the health sensor devices 10 and 20 installed in the body of the livestock and transmits it to the wireless repeaters 60 and 62 (or a drone (not shown)) or the base station 40 can do. Examples of the second device may include a necklace, an ear-tag (not shown), and the like.
무선 통신은 양방향일 수 있어, 건강센서 디바이스(10, 20)가 기지국(40)로 부터 데이터를 전송 및 수신할 수 있다. 건강센서 디바이스(10, 20)는 기지국(40)에 데이터를 전송만 할 수도 있다. The wireless communication may be bidirectional, so that the health sensor device 10 , 20 may transmit and receive data from the base station 40 . The health sensor devices 10 and 20 may only transmit data to the base station 40 .
동물(12, 22)은 먹이공급 구역(feed lot), 우유추출 장소(dairy), 서식 범위(range area), 울타리 내(enclosure) 등과 같이 상대적으로 넓은 영역에 걸쳐 돌아다닐 수 있다. 이와 같이 기지국(40)와 건강센서 디바이스(10. 20) 사이의 거리는 건강센서 디바이스(10, 20)의 무선 통신 범위보다 커질 수 있다. 이 경우에, 복수의 무선 중계기(60, 62)가 설치되어 기지국(40)에 대한 건강센서 디바이스(10, 20)의 통신 범위를 증가시킬 수 있다. 중계기(60, 62)는 건강센서 디바이스(10)로부터 무선으로 가축의 생체데이터를 수신할 수 있고, 이러한 전송이 기지국(40)에 의해 수신되도록 더 높은 전력 및/또는 다른 주파수로 이들을 재전송할 수 있다. 유사하게, 이 실시예에서 중계기(들)(60, 62)은 기지국(40)로부터 건강센서 디바이스(10)로 전송하는 신호를 수신할 수 있고, 중계기(들)(60, 62)은 그 수신한 신호를 건강센서 디바이스(10. 20)로 좀 더 높은 전력으로 다시 전송하여, 그 건강센서 디바이스가 신호를 수신할 수 있게 한다. Animals 12 and 22 may roam over relatively large areas, such as a feed lot, a dairy, a range area, an enclosure, and the like. In this way, the distance between the base station 40 and the health sensor device (10. 20) may be greater than the wireless communication range of the health sensor device (10, 20). In this case, a plurality of wireless repeaters (60, 62) may be installed to increase the communication range of the health sensor device (10, 20) to the base station (40). The repeaters 60 , 62 may wirelessly receive livestock biodata from the health sensor device 10 , and may retransmit them at a higher power and/or other frequency so that these transmissions are received by the base station 40 . have. Similarly, in this embodiment the repeater(s) 60, 62 may receive a signal transmitting from the base station 40 to the health sensor device 10, and the repeater(s) 60, 62 may receive the signal Transmits a signal back to the health sensor device 10. 20 at a higher power, so that the health sensor device can receive the signal.
다수의 무선 중계기(60, 62)는 동물(12, 22)의 근방에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 건강센서 디바이스(10, 20)와 무선 통신할 수 있는 2개의 무선 중계기(60, 62)를 도시한다. 건강센서 디바이스(10, 20)의 무선 통신범위 내에 다수의 기지국(40) 및/또는 중계기가 존재하는 경우 건강센서 디바이스(10, 20)는 가장 강한 통신 신호를 갖는 기지국(40) 및/또는 중계기(60, 62)와 통신하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 각각의 기지국(40) 및 중계기(60, 62)는 RF 주파수 범위 내의 개별 주파수 및/또는 채널(예를 들어, 900 MHz) 상에서 통신하도록 구성될 수 있다. 건강센서 디바이스(10, 20)는 기지국(40) 및 중계기(60, 62)에 의해 사용되는 통신채널 각각에 대한 데이터를 수신하여 각 채널 상에서 수신된 가장 강한 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. A plurality of radio repeaters (60, 62) may be placed in the vicinity of the animals (12, 22). For example, FIG. 5 shows two wireless repeaters 60 , 62 capable of wireless communication with health sensor devices 10 , 20 . When a plurality of base stations 40 and/or repeaters exist within the wireless communication range of the health sensor devices 10 and 20, the health sensor devices 10 and 20 are the base stations 40 and/or repeaters having the strongest communication signal. (60, 62) may be configured to communicate. In this embodiment, each base station 40 and repeaters 60, 62 may be configured to communicate on separate frequencies and/or channels (eg, 900 MHz) within the RF frequency range. The health sensor device 10 , 20 may be configured to receive data for each of the communication channels used by the base station 40 and the repeaters 60 , 62 to receive the strongest signal received on each channel.
최상의(예를 들어, 가장 강한 신호 및/또는 최소 부하의) 무선통신 채널(예컨대, 중계기(60, 62) 및/또는 기지국(40))을 결정할 때, 건강센서 디바이스(10, 20)는 그 채널만을 사용하여 데이터를 전송 및/또는 수신할 수 있다. 건강센서 디바이스(10, 20)는 건강센서 디바이스(10, 20)가 동물 위치의 변화 및/또는 기지국(40) 및/또는 중계기(60, 62)의 신호 강도 및/또는 구성의 변화에 적응할 수 있도록 이용 가능한 채널을 주기적으로 재평가하도록 구성될 수 있다. 건강센서 디바이스(10)가 중계기(60, 62) 및 기지국(40) 중 어느 하나와의 통신 범위를 벗어나면, 건강센서 디바이스(10, 20)는 전송을 중단하고, 중계기(60,62) 및/또는 기지국(40)를 검색하는 메시지를 전송하도록 구성될 수 있다.When determining the best (eg, strongest signal and/or least loaded) radio communication channel (eg, repeater 60, 62 and/or base station 40), health sensor device 10, 20 Only channels can be used to transmit and/or receive data. The health sensor device 10 , 20 may allow the health sensor device 10 , 20 to adapt to changes in animal position and/or changes in signal strength and/or configuration of the base station 40 and/or repeaters 60 , 62 . It can be configured to periodically re-evaluate the available channels for When the health sensor device 10 goes out of communication range with any one of the repeaters 60, 62 and the base station 40, the health sensor device 10, 20 stops the transmission, and the repeaters 60, 62 and / or may be configured to transmit a message searching for the base station 40 .
도 5는2개의 건강센서 디바이스(10, 20) 및 2개의 무선 중계기(60, 62)를 도시하고 있지만, 본 실시예에 따른 동물 모니터링 시스템은 상술한 무선 중계기(60, 62), 동물(12, 22) 및/또는 건강센서 디바이스(10, 20)에 국한되지 않으며, 그 개수 또는 구성에 있어 다양한 실시예들을 포함할 수 있다. Figure 5 shows two health sensor devices (10, 20) and two wireless repeaters (60, 62), the animal monitoring system according to the present embodiment, the above-described wireless repeaters (60, 62), animal 12 , 22) and/or health sensor devices 10 and 20 are not limited, and may include various embodiments in the number or configuration.
건강센서 디바이스(10, 20)는 동물(12, 22)의 복수의 특성을 검출하기 위해 복수의 센서를 포함할 수 있다. 이 실시예에서 건강센서 디바이스(10. 20)는 모니터링된 동물 특성에 대응하는 데이터를 기지국(40)에 무선으로 송신할 수 있다. 모니터링된 동물 특성은 동물의 반추위의 온도, 위장내 pH, 혈액 pH, 심박수, 호흡, 위장 수축, 위장의 활동량 등과 같은 생리적인 특성을 포함할 수 있다. 모니터링된 동물 특성은 또한 동물자체의 움직임 및/또는 GPS정보를 통한 동물의 위치 등과 같은 비-생리적 특성을 포함할 수 있다. The health sensor device 10 , 20 may include a plurality of sensors to detect a plurality of characteristics of the animal 12 , 22 . In this embodiment, the health sensor device 10. 20 may wirelessly transmit data corresponding to the monitored animal characteristics to the base station 40 . The monitored animal characteristics may include physiological characteristics such as the animal's rumen temperature, gastrointestinal pH, blood pH, heart rate, respiration, gastrointestinal contraction, gastrointestinal activity, and the like. The monitored animal characteristics may also include non-physiological characteristics such as movement of the animal itself and/or the position of the animal via GPS information.
기지국(40)은 기지국(40) 및/또는 무선 중계기(들)(60, 62) 사이에서의 건강센서 디바이스(10, 20)의 무선 통신 특성을 이용하여, 동물(12. 22)에 관한 위치정보를 얻을 수 있다. 단일 기지국(40)을 채용하는 실시예에서는 기지국(40)은 기지국(40)으로부터 동물(12, 22)의 거리를 얻을 수 있다. The base station 40 uses the wireless communication characteristics of the health sensor device 10 , 20 between the base station 40 and/or the wireless repeater(s) 60 , 62 , to locate the animal 12. 22 . information can be obtained. In embodiments employing a single base station 40 , the base station 40 may obtain the distance of the animals 12 , 22 from the base station 40 .
이와 같이 거리를 결정하는 방법은 하나의 무선 신호 강도에 기초하여 거리 값을 결정하거나 무선 메시지 내의 타임스탬프(timestamp) 정보로부터 거리를 결정하는 등의 방법들을 포함할 수 있으며, 본 발명은 이에 국한되지 않는 다양한 방식으로 거리를 결정하는 실시예들을 포함할 수 있다. As such, the method for determining the distance may include methods such as determining a distance value based on one radio signal strength or determining a distance from timestamp information in a radio message, and the present invention is not limited thereto. It may include embodiments that determine the distance in a variety of ways.
도 5에 도시된 바와 같이, 시스템은 복수의 기지국(40) 및/또는 무선 중계기(들)(60, 62)를 포함할 수 있다. 이 경우, 기지국(40)은 잘 알려진 무선 통신 삼각측량 방법을 사용하여 동물(12, 22)에 관한 위치 정보를 결정할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the system may include a plurality of base stations 40 and/or wireless repeater(s) 60 , 62 . In this case, the base station 40 may determine position information about the animals 12 , 22 using well-known wireless communication triangulation methods.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 섭취가능한 건강센서 디바이스를 설명하기 위해 도시한 구성 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating an ingestible health sensor device according to embodiments of the present invention.
건강센서 디바이스(210)의 구성요소들은 하우징(205) 내에 배치될 수 있다. 하우징(205)은 열화 및/또는 분해되지 않고 동물의 위장 내에 남아있을 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(205)은 동물 내(예를 들어, 동물의 반추위 또는 벌집위 내)에 설치될 때 동물 내에서 부작용을 일으키지 않는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(205)은 비-독성 플라스틱 또는 옥수수와 같은 재료로 형성될 수 있다.Components of the health sensor device 210 may be disposed within the housing 205 . The housing 205 may be formed of any material capable of remaining in the stomach of an animal without degradation and/or decomposition. Further, the housing 205 may be formed of a material that does not cause adverse effects in the animal when installed in the animal (eg, in the rumen or honeycomb of the animal). For example, the housing 205 may be formed of a material such as non-toxic plastic or corn.
건강센서 디바이스(210)은 복수의 동물 특성을 측정하도록 구성된 복수의 센 서(220)를 포함할 수 있다. 복수개의 센서(220)는 동물이 이동한 거리; 동물 움직임 빈도; 동물의 움직임 속도; 등을 측정할 수 있으며, 실시예들은 이에 국한되지 않으며, 동물의 움직임 및/또는 활동 특성을 검출할 수 있다. 예를 들어, 가속도계(221)는 동물의 움직임 및/또는 위장의 운동 활동 특성을 검출하는데 사용될 수 있다. 가속도계(221)는 카아티이젼 좌표 (Cartesian coordinate) "x", "y" 및 "z"축의 각각에서 동물의 움직임 및/또는 위장의 활동량을 검출할 수 있는 3-축 또는 6-축 가속도계일 수 있다. 건강센서 디바이스(210)는 동물 내에(예를 들어, 동물의 반추위 및/또는 벌집위 내) 있는 동안 그 방향이 바뀔 수 있다. 따라서, 하나 또는 두 축에서만 동물의 움직임 및/또는 위장의 활동을 검출하는 것은 부정확한 결과를 산출할 수 있다. The health sensor device 210 may include a plurality of sensors 220 configured to measure a plurality of animal characteristics. The plurality of sensors 220 may include distance traveled by the animal; animal movement frequency; the speed of the animal's movement; etc. may be measured, and embodiments are not limited thereto, and movement and/or activity characteristics of the animal may be detected. For example, the accelerometer 221 may be used to detect movement and/or locomotor activity characteristics of the animal's stomach. The accelerometer 221 is a 3-axis or 6-axis accelerometer capable of detecting movement of an animal and/or amount of gastrointestinal activity in each of the Cartesian coordinate "x", "y" and "z" axes. can The health sensor device 210 may change orientation while in the animal (eg, in the animal's rumen and/or in the honeycomb). Thus, detecting animal movement and/or gastrointestinal activity in only one or both axes may yield inaccurate results.
가속도 벡터 크기(VM) 값은 다음의 수학식 1.1에 도시된 바와 같이 "x", "y" 및 "z" 좌표축 각각의 제곱의 합의 제곱근을 계산함으로써 3-축 가속도계로 측정한 값으로부터 계산될 수 있다The acceleration vector magnitude (VM) value can be calculated from the value measured with the 3-axis accelerometer by calculating the square root of the sum of the squares of each of the "x", "y" and "z" coordinate axes as shown in Equation 1.1 below. can
(수학식 1.1)
Figure PCTKR2021004681-appb-I000001
(Equation 1.1)
Figure PCTKR2021004681-appb-I000001
수학식 1. 1 벡터 크기(VM)의 미분은, 수학식 1.2에 도시된 바와 같이, 앞서 벡터값과 후속 벡터 크기 값들 사이의 차이의 절대값을 계산함으로써 근사화 될 수 있다.Equation 1. The derivative of 1 vector magnitude (VM) can be approximated by calculating the absolute value of the difference between the preceding vector value and the subsequent vector magnitude values, as shown in Equation 1.2.
(수학식 1.2)
Figure PCTKR2021004681-appb-I000002
(Equation 1.2)
Figure PCTKR2021004681-appb-I000002
식 1.2에 따라 계산된 가속도 미분은, 동물의 위장 내에서 건강센서 디바이스(210) 자체의 흔들림으로 발생된 움직임 또는 동물에 작용하는 다른 가속력(예, 중력)에 의해 발생된 에러율을 제거할 수 있기 때문에, 동물 특성을 모니터링할 때 유용하다. 따라서, 동물의 움직임 및/또는 위장의 활동의 벡터 크기의 미분은 동물의 실제 움직임 및 /또는 위장의 활동 특성의 정확한 값을 제공할 수 있다.The acceleration differential calculated according to Equation 1.2 can remove the error rate caused by movement caused by shaking of the health sensor device 210 itself in the animal's stomach or other acceleration forces (eg, gravity) acting on the animal. Therefore, it is useful when monitoring animal characteristics. Thus, the differentiation of the vector magnitude of the animal's motion and/or gastrointestinal activity may provide an accurate value of the animal's actual motion and/or gastrointestinal activity characteristic.
동물의 움직임 및/또는 위장의 활동을 검출하는 것에 부가하여, 가속도계(221)는 위장 수축을 검출하도록 구성될 수 있다. 건강센서 디바이스(210)는 동물의 위장(예를 들어, 반추 동물의 반추위 또는 벌집위 내)에 배치될 수 있기 때문에, 건강센서 디바이스(210)는 동물의 위장 수축에 의해 이동하는 등 영향을 받을 수 있다. 이 경우, 건강센서 디바이스(210)는 건강센서 디바이스(210)가 동물 위장의 하부에 유지되도록 및/또는 동물 위장의 벽으로 이동하여 위치되도록 하기에 충분한 무게 및/또는 밀도를 갖도록 구성될 수 있다.In addition to detecting animal movement and/or gastrointestinal activity, accelerometer 221 may be configured to detect gastrointestinal contractions. Since the health sensor device 210 can be placed in the animal's stomach (eg, in the rumen or honeycomb of a ruminant), the health sensor device 210 can be affected, such as moving by the animal's stomach contractions. have. In this case, the health sensor device 210 may be configured to have sufficient weight and/or density to allow the health sensor device 210 to be retained in the lower portion of the animal's stomach and/or to be moved and positioned against the wall of the animal's stomach. .
동물의 위장과 같이 움직이도록 결합된 건강센서 디바이스(210)는, 수축과 같은 위장의 움직임을 건강센서 디바이스(210)의 가속도계(221)가 검출 가능하도록, 위장의 움직임에 대응하는 건강센서 디바이스(210)의 움직임을 매칭 및 보정하여 그 값들을 위장의 움직임 값을 추출하는데 참조할 수 있다. The health sensor device 210 coupled to move like the stomach of an animal is a health sensor device ( 210) by matching and correcting the movements, the values may be referred to for extracting the movement values of the stomach.
예를 들어, 전형적인 반추동물은 정상적인 건강상태의 경우, 반추활동 시간동안 매분마다 3회의 위장 수축, 즉 매번 20초 동안 위장 수축을 할 수 있다. For example, a typical ruminant, in a normal state of health, can make three stomach contractions every minute during rumen activity, ie for 20 seconds each time.
비-반추활동 시간은 동물이 먹이활동을 더 이상 하지 않거나 및/또는 간헐적으로 하는 동물 건강상태를 나타낼 수 있다. Non-rumination time may indicate an animal health condition in which the animal no longer feeds and/or intermittently.
따라서 관리자는 동물 위장 수축의 빈도의 변화 및/또는 감소를 관찰함으로써 동물이 ”비-반추활동”이 되는 때를 검출할 수 있다. Thus, an administrator can detect when an animal becomes “non-ruminant” by observing a change and/or a decrease in the frequency of the animal's gastrointestinal contractions.
동물이 "비-반추활동”이 되는 시간이 길어지면 심각한 건강 상태를 나타낼 수 있다. An extended period of time for an animal to be "non-rumination" can indicate a serious health condition.
또한 동물은 평소와 다른 건강-상태 증상(예, 증가/감소된 움직임 또는 온도 등)이 나타나기 전에 "비-반추활동”이 먼저 나타날 수 있다. Animals may also exhibit "non-rumination" before unusual health-state symptoms (eg increased/decreased movement or temperature) appear.
실시예들에 따라, 건강센서 디바이스(210)은 위치측정 시스템(GPS) 수신기 등과 같은 건강센서 디바이스(210)의 위치를 결정할 수 있는 복수의 센서(220)를 포함할 수 있다. GPS 수신기는 동물의 위치, 및 동물의 움직임, 및/또는 동물의 활동 특성을 검출하는데 사용될 수 있다.According to embodiments, the health sensor device 210 may include a plurality of sensors 220 that may determine the location of the health sensor device 210 , such as a location measurement system (GPS) receiver. The GPS receiver may be used to detect the position of the animal, and the movement of the animal, and/or the activity characteristics of the animal.
실시예들에 따른 건강센서 디바이스(210)의 복수의 센서(220)는 신체 온도; 심박수; 호흡; 위장 수축; 위장 pH; 혈액 pH; 등을 측정할 수 있으나, 이에 국한되지 않으며, 기타 동물의 생리 특성을 검출할 수 있도록 임의의 수의 센서(220)가 구성될 수 있다. The plurality of sensors 220 of the health sensor device 210 according to embodiments may include: body temperature; heart rate; Breath; gastrointestinal contractions; stomach pH; blood pH; etc. may be measured, but the present invention is not limited thereto, and any number of sensors 220 may be configured to detect physiological characteristics of other animals.
예를 들어 동물 온도를 검출하기 위해 온도센서(222)가 사용될 수 있다. 온도 센서(222)는 서미스터, 열전쌍 또는 백금 저항 온도계 등을 포함할 수 있다. For example, the temperature sensor 222 may be used to detect the animal temperature. The temperature sensor 222 may include a thermistor, a thermocouple, or a platinum resistance thermometer, or the like.
건강센서 디바이스(210)은 통신모률(230)을 포함할 수 있다. 통신모률(230)은 무선 통신을 위한 송수신기(231)를 포함할 수 있다. 송수신기(231)는 단일 안테나(도시 되지 않음) 또는 별개의 송신기 안테나(233) 및 수신기 안테나(235)를 통해 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 이와 같이, 송신기(231)는 능동 데이터 송신기(232) 및 데이터 수신기(234)를 포함할 수 있다. 능동 데이터 송신기(232)는 송신기 안테나(233)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 송신기 안테나(233)는 건강센서 디바이스(210)의 하우징(205) 내에서 그 표면상에 배치될 수 있거나, 또는 건강센서 디바이스(10)의 하우징(210) 외부에 배치될 수 있다. 데이터 수신기(234)는 수신기 안테나(235)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 수신기 안테나(235)는 건강센서 디바이스(210)의 하우징(205) 내에서 그 표면상에 배치될 수 있거나 또는 건강센서 디바이스(10)의 하우징(210) 외부에 배치될 수 있다. 송신기 안테나(233)는 900MHz에서 데이터를 송신할 수 있고 수신기 안테나(235)는 900MHz 또는 일부 다른 적절한 주파수에서 데이터를 수신할 수 있다. 다른 실시예에서, 송신기 안테나(233) 및 수신기 안테나(235)는 데이터 송신 및 수신 모두에 사용되는 단일 안테나(미도시)로 구성될 수 있다. The health sensor device 210 may include a communication module 230 . The communication module 230 may include a transceiver 231 for wireless communication. The transceiver 231 may transmit and receive data via a single antenna (not shown) or a separate transmitter antenna 233 and receiver antenna 235 . As such, the transmitter 231 may include an active data transmitter 232 and a data receiver 234 . The active data transmitter 232 may be communicatively coupled to a transmitter antenna 233 . The transmitter antenna 233 may be disposed on its surface within the housing 205 of the health sensor device 210 , or it may be disposed outside the housing 210 of the health sensor device 10 . The data receiver 234 may be communicatively coupled to a receiver antenna 235 . The receiver antenna 235 may be disposed on its surface within the housing 205 of the health sensor device 210 or may be disposed outside the housing 210 of the health sensor device 10 . Transmitter antenna 233 may transmit data at 900 MHz and receiver antenna 235 may receive data at 900 MHz or some other suitable frequency. In another embodiment, the transmitter antenna 233 and the receiver antenna 235 may be configured as a single antenna (not shown) used for both data transmission and reception.
건강센서 디바이스(210)는 메모리 유닛 (250)에 통신 가능하게 결합된 프로세서(240)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 메모리 유닛(250)은 그 안에 저장된 머신 판독 가능 명령들(252)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서 프로세서(240)는 메모리 유닛(250)에 저장된 머신 판독 가능 명령들(252)을 판독 및 실행할 수 있다. 머신 판독 가능 명령들(252)은 하나 또는 그 이상의 센서(220)의 폴링 및/또는 샘플링 빈도; 통신 유닛(230)의 송신 주파수; 복수의 센서(220)에 대한 보정정보; 등을 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다. 머신 판독 가능 명령들(252)은 건강센서 디바이스에서 측정된 데이터를 포함하여 구성될 수도 있다. The health sensor device 210 may include a processor 240 communicatively coupled to the memory unit 250 . In one embodiment, memory unit 250 may include machine readable instructions 252 stored therein. In this embodiment, the processor 240 may read and execute the machine readable instructions 252 stored in the memory unit 250 . The machine readable instructions 252 may include: a polling and/or sampling frequency of one or more sensors 220; the transmission frequency of the communication unit 230; correction information for the plurality of sensors 220; may include, but are not limited to. The machine readable instructions 252 may comprise data measured at the health sensor device.
프로세서(240)는 센서들(220) 각각에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 메모리 유닛(250)에 저장된 머신 판독 가능 명령들 (252)은 센서들(220) 각각에 대한 센서 샘플링 빈도를 특정할 수 있다. 센서 샘플링 빈도는 센서 판독이 특정 센서(220)로부터 얼마나 자주 얻어지는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 센서 샘플링 빈도는 온도 센서(222)가 동물로부터 온도 센서 판독 또는 센서 샘플을 얼마나 자주 얻는지를 한정할 수 있다. 프로세서(240)는 머신 판독 가능 명령들(252)에 의해 특정된 센서 샘플링 빈도로 복수의 센서(220)를 구성할 수 있다. 대안적으로 복수의 센서(220)는 메모리 유닛 (250)에 통신 가능하게 결합될 수 있고, 머신 판독 가능 명령들(252)로부터 직접 센서 샘플링 빈 도를 판독하도록 구성될 수 있다. The processor 240 may be communicatively coupled to each of the sensors 220 . Machine readable instructions 252 stored in memory unit 250 may specify a sensor sampling frequency for each of sensors 220 . The sensor sampling frequency may determine how often sensor readings are obtained from a particular sensor 220 . For example, the sensor sampling frequency may define how often the temperature sensor 222 obtains a temperature sensor reading or sensor sample from an animal. The processor 240 may configure the plurality of sensors 220 with a sensor sampling frequency specified by the machine readable instructions 252 . Alternatively, the plurality of sensors 220 may be communicatively coupled to the memory unit 250 and configured to read the sensor sampling frequency directly from the machine readable instructions 252 .
머신 판독 가능 명령들(252)은 센서들(220) 각각에 대한 센서 판독 지속기간을 특정할 수 있다. 센서 판독 지속기간은 특정 센서(220)가 판독을 획득할 수 있는 시간의 길이를 한정할 수 있다. 예를 들어, 판독 지속시간은 가속도계(221)가 동물의 움직임 및/또는 운동 활동 특성을 얼마나 오랫동안 판독하는지를 한정할 수 있다. 판독 지속시간은 가속도계(221)가 센서 샘플이 취해질 때마다 1분 동안 동물 움직임 및/또는 운동 활성 특성을 판독해야 한다고 지정할 수 있다. 프로세서(240)는 머신 판독 가능한 명령들(252)에 의해 지정된 센서 판독 지속시간을 통해 복수의 센서(220)를 구성할 수 있다. The machine readable instructions 252 may specify a sensor reading duration for each of the sensors 220 . The sensor reading duration may limit the length of time that a particular sensor 220 may obtain a reading. For example, the reading duration may define how long the accelerometer 221 reads the animal's movement and/or motor activity characteristics. The reading duration may specify that the accelerometer 221 should read animal movement and/or motor activity characteristics for one minute each time a sensor sample is taken. The processor 240 may configure the plurality of sensors 220 with a sensor read duration specified by the machine readable instructions 252 .
복수의 센서 (220)는 메모리 유닛 (250)에 통신 가능하게 결합될 수 있고, 머신 판독 가능 명령들 (252) 로부터 직접 그들의 센서 판독 지속시간을 판독하도록 구성될 수 있다.The plurality of sensors 220 may be communicatively coupled to the memory unit 250 and configured to read their sensor read durations directly from the machine readable instructions 252 .
머신 판독 가능 명령들(252)은 복수의 센서(220)에 대한 보정정보(calibration information)를 지정할 수 있다. The machine readable instructions 252 may specify calibration information for the plurality of sensors 220 .
실시예들에 따른 복수의 센서(220)는 정확한 판독 값들이 반환되는지를 결정하기 위해 테스트될 수 있다. A plurality of sensors 220 according to embodiments may be tested to determine if correct readings are returned.
특정 센서(220)가 정확한 판독 값을 반환(returning) 하지 않는 경우, 판독 값을 정확한 값으로 조정하기 위해 보정 데이터가 메모리 유닛(250) 내에 저장될 수 있다. If a particular sensor 220 does not return an accurate reading, correction data may be stored in the memory unit 250 to adjust the reading to an accurate value.
센서(220)는 메모리 유닛(250)에 통신 가능하게 결합될 수 있어서 센서(220)가 그로부터 보정 데이터를 판독할 수 있게 한다. The sensor 220 may be communicatively coupled to the memory unit 250 to enable the sensor 220 to read calibration data therefrom.
센서(220)는 그와 같은 보정 정보가 저장될 수 있는 메모리 저장 위치를 자체적으로 포함할 수 있다. The sensor 220 may itself include a memory storage location where such correction information may be stored.
머신 판독 가능 명령들(252)은 메모리 유닛(250) 내에 저장된 센서 보정 데이터를 특정 센서(220)의 메모리 저장 위치로 전송하도록 프로세서(240)에 명령할 수 있다. The machine readable instructions 252 can instruct the processor 240 to transfer the sensor calibration data stored in the memory unit 250 to a memory storage location of a particular sensor 220 .
다른 실시예에서, 센서(220)는 메모리 저장 위치를 포함하지 않을 수 있고, 메모리 유닛(250)을 판독하지 못할 수 있다. 이와 같이, 머신 판독 가능 명령들(252)은 메모리 유닛(250) 내에 저장된 보정 데이터를 센서(220)에 의해 반환된 판독 값에 적용하도록 프로세서(240)를 구성할 수 있다.In other embodiments, the sensor 220 may not include a memory storage location and may not be able to read the memory unit 250 . As such, the machine readable instructions 252 may configure the processor 240 to apply the calibration data stored in the memory unit 250 to the reading returned by the sensor 220 .
머신 판독 가능 명령들(252)은 건강센서 디바이스(210)에 의해 소비되는 전력을 감소시키기 위해 복수의 센서들(220)이 비활성화 되어있어야 한다고 지정할 수 있다. 프로세서(240)는 센서들(220)에 통신 가능하게 결합될 수 있고, 복수의 센서(220)를 구성 및/또는 제어할 수 있다. 머신 판독 가능 명령들(252)은 복수의 센서들(220)이 재-활성화되어야 한다고 지정할 수 있다.The machine readable instructions 252 may specify that the plurality of sensors 220 should be deactivated to reduce power consumed by the health sensor device 210 . The processor 240 may be communicatively coupled to the sensors 220 , and may configure and/or control the plurality of sensors 220 . The machine readable instructions 252 may specify that the plurality of sensors 220 should be re-activated.
프로세서(240)는 센서(220)에 통신 가능하게 결합될 수 있고, 센서(220)의 동작 및 구성을 제어할 수 있다. 프로세서(240)는 메모리 유닛(250)에 저장된 머신 판독 가능 명령들(252)에 의해 지정된 폴링 간격(즉, 폴링 빈도)으로 복수의 센서를 폴링, 즉 송신요구가 있는지 점검할 수 있다. The processor 240 may be communicatively coupled to the sensor 220 and may control the operation and configuration of the sensor 220 . The processor 240 may poll the plurality of sensors at a polling interval (ie, a polling frequency) specified by the machine readable instructions 252 stored in the memory unit 250 , ie, check whether there is a transmission request.
폴링(polling)은 중앙집중형 다중접근제어(Multiple Access Control) 방식일 수 있다. 예를 들어, 하나의 통신회선(통상 하나의 출력회선)을 공유하고 있는 장치들이, 전송할 데이터를 가지고 있는지 여부를 확인하기 위하여, 중앙 제어기가 `순차적 또는 주기적으로 점검`하는 일종의 다중 접근 제어 방식이다. Polling may be a centralized multiple access control method. For example, it is a kind of multiple access control method in which the central controller 'sequentially or periodically checks' devices sharing one communication line (usually one output line) to check whether they have data to transmit. .
예를 들어, 폴링 간격은 데이터 수집 시스템에서, 하나의 특정 데이터 소스에 데이터를 요구하는 시간 주기일 수 있다. 센서를 폴링한다는 것은 복수의 센서(220)로부터 측정 데이터를 얻는 것을 의미할 수 있다. 센서를 폴링하는 것은 프로세서(240)가 센서(220)에 송신요구를 전송하고, 이 송신요구에 응답하여 센서(220)는 기획득한 센서판독 값을 프로세서(240)로 리턴(return) 즉 응답하여 전송하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도센서(222)는 동물의 현재 온도를 판독하고 리턴(return)함으로써 폴링에 응답할 수 있다.For example, a polling interval may be a period of time in a data collection system that requests data from one particular data source. Polling the sensors may mean obtaining measurement data from the plurality of sensors 220 . In polling the sensor, the processor 240 transmits a transmission request to the sensor 220 , and in response to the transmission request, the sensor 220 returns the sensor reading value obtained in advance to the processor 240 , that is, in response This may include sending For example, the temperature sensor 222 may respond to the poll by reading and returning the animal's current temperature.
다른 실시예에서, 센서(220)를 폴링한다는 것은 프로세서(240)가 센서(220)로부터 현재의 센서 값을 판독하도록 야기하는 것일 수 있다. In another embodiment, polling the sensor 220 may cause the processor 240 to read the current sensor value from the sensor 220 .
또 다른 실시예에서, 복수의 센서(220)는 센서 측정치를 메모리 유닛(250)에 저장하도록 구성될 수 있다. 복수의 센서(220)는 프로세서(240)의 폴링 빈도보다(측정데이터값을 요구하는 빈도보다) 큰 값의 센서 샘플링 빈도로(더 자주 측정하는 구조로) 구성될 수 있다. 즉, 센서(220)는 프로세서(240)의 폴링 간격 사이에서 다수의 센서 샘플링들을 메모리 유닛(250)에 저장할 수 있다. 따라서, 센서(220)를 폴링하는 것은 프로세서(240)가 복수의 센서들(220) 각각에 대해 메모리 유닛(250)에 저장된 모든 센서 판독 값들을 판독하는 것을 포함할 수 있다.In another embodiment, the plurality of sensors 220 may be configured to store sensor measurements in the memory unit 250 . The plurality of sensors 220 may be configured with a sensor sampling frequency greater than the polling frequency of the processor 240 (the frequency of requesting a measurement data value) (in a structure of measuring more frequently). That is, the sensor 220 may store a plurality of sensor samplings in the memory unit 250 between polling intervals of the processor 240 . Accordingly, polling the sensor 220 may include the processor 240 reading all sensor readings stored in the memory unit 250 for each of the plurality of sensors 220 .
다른 실시예에서, 센서(220)는 센서 샘플들을 저장하기 위한 메모리 저장 위치를 포함할 수 있다. 여기서, 폴링은 프로세서(240)가 센서(220) 저장 위치를 판독(reading)하는 것일 수 있다. 다른 실시예에서, 센서(220)는 듀레이션(duration)을 판독(reading)하는 센서일 수 있으며, 이는 센서(220)가 시간의 흐름에 따라 동물 특성을 측정하는 것, 예를 들어, 가속도 센서 (221)일 수 있다.In another embodiment, the sensor 220 may include a memory storage location for storing sensor samples. Here, the polling may be that the processor 240 reads the sensor 220 storage location. In another embodiment, the sensor 220 may be a sensor that reads a duration, which may be such that the sensor 220 measures an animal characteristic over time, such as an accelerometer ( 221) may be.
센서(220)는 내부 센서 저장 위치 또는 메모리 유닛(250, 이하, 메모리)에 그러한 측정치를 저장할 수 있다. 프로세서(240)는 메모리(250) 또는 센서(220)의 내부 저장 위치를 판독함으로써 그러한 센서를 폴링할 수 있다. 본 실시예에서, 프로세서(240)는 전송 전에 측정 데이터를 사전-처리(pre-processes)하도록 구성될 수 있다. 이러한 사전-처리는 평균, 표준 편차, 등과 같은 측정 특성을 계산하는 단계, 데이터를 압축하는 단계 등을 포함할 수 있다. 이와 같이, 사전-처리는 기지국(미도시)에 전송되는 데이터의 양을 감소시킬 수 있고, 이에 의해 전력 및 RF 전송 요건을 감소시킬 수 있다.The sensor 220 may store such measurements in an internal sensor storage location or in a memory unit 250 (hereinafter, memory). Processor 240 may poll such a sensor by reading an internal storage location of memory 250 or sensor 220 . In this embodiment, the processor 240 may be configured to pre-process the measurement data prior to transmission. Such pre-processing may include calculating measurement characteristics such as mean, standard deviation, etc., compressing data, and the like. As such, pre-processing may reduce the amount of data transmitted to a base station (not shown), thereby reducing power and RF transmission requirements.
복수의 건강센서 디바이스(210)는 센서들(220)에 의해 획득된 동물 특성을 전송하는 것 이외에, 전력 소스(260)에서 이용 가능한 전력(예를 들어, 전력 모니터(266)에 의해 모니터링되는)과 센서(220), 프로세서(240) 및/또는 메모리 유닛(250)의 상태, 건강센서 디바이스(210)의 상태 등의 정보를 전송하도록 구성될 수 있다. In addition to transmitting the animal characteristics obtained by the sensors 220 , the plurality of health sensor devices 210 may have power available in the power source 260 (eg, monitored by the power monitor 266 ). and the state of the sensor 220 , the processor 240 and/or the memory unit 250 , the state of the health sensor device 210 , and the like.
기지국(미도시)은 이러한 상태 정보를 사용하여 동물 관리자에게 건강센서 디바이스(210)에 발생될 수 있는 문제(예를 들어, 전력 소스(260)가 모두 소모되어 가고 있는 경우 등)을 경고할 수 있다.The base station (not shown) may use this state information to warn the animal manager of a problem that may occur in the health sensor device 210 (eg, when the power source 260 is running out, etc.). have.
건강센서 디바이스(210)는 임의의 수의 샘플링 또는 측정 저장 기술을 갖는 센서(220)를 포함할 수 있고, 프로세서(240)는 그러한 다양한 샘플링 또는 측정 저장 기술을 갖는 센서(220)를 폴링하기 위한 머신 판독 가능 명령(252)에 의해 구성될 수 있음을 이해해야 한다. Health sensor device 210 may include sensors 220 having any number of sampling or measurement storage techniques, and processor 240 is configured to poll sensors 220 having such various sampling or measurement storage techniques. It should be understood that it may be configured by machine readable instructions 252 .
머신 판독 가능 명령(252)은 각 센서(220)에 대한 폴링 빈도를 지정하거나 또는 센서(220)의 모든 또는 하위-세트에 대한 공통 폴링 간격을 지정할 수 있다. 여기서 사용되는 폴링 빈도는 프로세서(240)가 복수의 센서(220)를 얼마나 자주 폴링하는지를 지정할 수 있다.Machine readable instructions 252 may specify a polling frequency for each sensor 220 , or may specify a common polling interval for all or a sub-set of sensors 220 . The polling frequency used herein may specify how often the processor 240 polls the plurality of sensors 220 .
일 실시예에서, 머신 판독 가능 명령(252)은 복수의 센서(220)와 관련된 폴링 빈도가 변경될 수 있는 조건들을 한정할 수 있다. 예를 들어, 머신 판독 가능 명령(252)은 동물 온도가 임계값을 초과하는 경우, 온도센서(222)의 폴링 빈도 및/또는 센서 샘플링 빈도를 증가시키도록 프로세서(240)에 명령할 수 있다. 머신 판독 가능 명령(252)은 동물의 온도가 임계값 이하로 유지되는 경우 온도센서(222)의 폴링 빈도 및/또는 센서 샘플링 빈도를 감소시키도록 프로세서(240)에 명령할 수 있다. 프로세서(240)는 동물 건강 상태의 잠재적인 건강 위험 및/또는 다른 변화가 외부 센서 측정 및 메시지 전송을 최소화하면서 가능한 빨리 인식될 수 있도록 변화하는 동물 건강 상태에 폴링 빈도 및/또는 센서 샘플링 빈도를 적용할 수 있다. In one embodiment, the machine readable instructions 252 may define conditions under which the polling frequency associated with the plurality of sensors 220 may change. For example, the machine readable instructions 252 can instruct the processor 240 to increase the polling frequency and/or the sensor sampling frequency of the temperature sensor 222 when the animal temperature exceeds a threshold value. The machine readable instructions 252 may instruct the processor 240 to decrease the polling frequency and/or the sensor sampling frequency of the temperature sensor 222 if the animal's temperature remains below a threshold value. Processor 240 applies polling frequency and/or sensor sampling frequency to changing animal health conditions so that potential health risks and/or other changes in animal health conditions can be recognized as quickly as possible while minimizing external sensor measurements and message transmission. can do.
센서(220) 폴링 전송의 빈도는 동물의 위치에 따라 변하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(240)는 동물이 분만우리(carving pen) 근방 및/또는 병원의 우리(hospital pen)의 부근에 있을 때 폴링 및/또는 전송 빈도를 증가시킬 수 있다. 동물이 우리(pen) 밖으로 나갈 때 폴링 및/또는 전송 빈도를 감소시킬 수 있다. The frequency of sensor 220 polling transmissions may be configured to vary with the location of the animal. For example, the processor 240 may increase the polling and/or transmission frequency when the animal is in the vicinity of a carving pen and/or in the vicinity of a hospital pen. Reduce the frequency of polling and/or transmission when the animal leaves the pen.
센서 폴링빈도 및/또는 전송빈도는 동물 스케줄에 따라 변하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 건강센서 디바이스(210)은 동물 착유 시간(예를 들어, 1일 3회) 도중 측정값을 전송하도록 구성될 수 있다. 이러한 시간-의존 명령(252)에 대한 시간정보는 실시간 시계(real-time clock, RTC)(270)에 의해 제공될 수 있다. The sensor polling frequency and/or transmission frequency may be configured to vary according to an animal schedule. For example, the health sensor device 210 may be configured to transmit measurements during animal milking time (eg, 3 times a day). Time information for this time-dependent command 252 may be provided by a real-time clock (RTC) 270 .
프로세서(240)는 데이터 전송기(232)를 통해 폴링센서(220)에 의해 얻어진 센서 측정값을 전송할 수 있다. 하나의 동작 모드에서, 프로세서(240)는 센서(220) 판독값이 얻어질 때(복수의 센서(220)를 폴링한 후), 측정치를 포함하는 메시지를 형성할 수 있다. 이러한 메시지는 동물특성 메시지로서 지칭될 수 있고, 복수의 센서(220)를 폴링함으로써 얻어진 센서 판독값으로 구성될 수 있다. The processor 240 may transmit the sensor measurement value obtained by the polling sensor 220 through the data transmitter 232 . In one mode of operation, when sensor 220 readings are obtained (after polling multiple sensors 220 ), the processor 240 may form a message containing the measurements. These messages may be referred to as animal characteristics messages and may consist of sensor readings obtained by polling a plurality of sensors 220 .
센서 판독값이 프로세서(240)에 의해 폴링될 때 전송되기 때문에, 이러한 동작 모드는 ”순간(instantaneous)” 모드로 지칭될 수 있다. 다른 동작 모드에서, 프로세서(240)는 센서(220)로부터 폴링된 센서 판독값을 즉시 전송하지 않을 수 있지만, 대신에 이들을 메모리 유닛(250)에 저장한다. 이러한 모드에서, 머신 판독 가능 명령(252)은 전송 간격을 지정할 수 있으며 프로세서(240)는 각 전송 간격에서 메모리 유닛(250)에 저장된 측정치의 일부 또는 전부를 포함하는 동물 특성 메시지를 전송할 수 있다. Because sensor readings are sent when polled by processor 240 , this mode of operation may be referred to as an “instantaneous” mode. In another mode of operation, the processor 240 may not immediately transmit the polled sensor readings from the sensor 220 , but instead stores them in the memory unit 250 . In this mode, the machine readable instructions 252 may specify transmission intervals and the processor 240 may transmit an animal characteristic message including some or all of the measurements stored in the memory unit 250 at each transmission interval.
이러한 동작 모드는 센서(220) 판독값이 센서 폴링이 발생할 때보다는 주기적 버스트로서 전송되기 때문에 ”버스트(burst)” 모드로 지칭될 수 있다. ”버스트” 모드에서의 동작은 데이터 전송기(232)로부터 전송된 전송 횟수를 감소시킴으로써 건강센서 디바이스(210)에 의해 소비되는 전력을 감소시킬 수 있다.This mode of operation may be referred to as a “burst” mode because the sensor 220 readings are sent as periodic bursts rather than when sensor polling occurs. Operating in “burst” mode may reduce the power consumed by the health sensor device 210 by reducing the number of transmissions sent from the data transmitter 232 .
통신 모듈(230)의 데이터 전송기(232)를 통해 전송된 메시지는 매체 액세스 제어(MAC) 값을 포함할 수 있다. MAC은 특정 건강센서 디바이스(210)으로부터 발생하는 메시지를 고유하게 식별하는데 사용되는 6 또는 3 바이트 값일 수 있다. MAC 어드레스는 또한 건강센서 디바이스(210)를 위해 의도된 메시지를 식별하기 위하여 데이터 수신기(234) 및/또는 프로세서(240)에 의해 사용될 수 있다. 이와 같이, 수신기(234) 및/또는 프로세서(240)는 그 자신 이외의 MAC 어드레스를 갖는 임의의 인 입 메시지를 무시할 수 있어서, 건강센서 디바이스(210)와 기지국 또는 다른 무선 디바이스 사이의 무선 트래픽을 타임-슬라이싱 (time-slice)하거나 또는 달리 관리할 필요성을 제거한다. 네트워크 메시지를 라우팅하고 제어하기 위한 MAC 주소지청은 일반적으로 네트워킹 기술 내에서 알려져 있다.The message sent via the data transmitter 232 of the communication module 230 may include a medium access control (MAC) value. The MAC may be a 6 or 3 byte value used to uniquely identify a message originating from a particular health sensor device 210 . The MAC address may also be used by the data receiver 234 and/or the processor 240 to identify a message intended for the health sensor device 210 . As such, receiver 234 and/or processor 240 may ignore any incoming message with a MAC address other than itself, thereby reducing wireless traffic between health sensor device 210 and a base station or other wireless device. Eliminates the need to time-slice or otherwise manage. MAC addressing for routing and controlling network messages is generally known within networking technology.
일 실시예에서, 프로그램 가능한 고유 동물 식별자(UAID)가 메모리 유닛(250)에 저장될 수 있다. 본 실시예에서, UAID는 건강센서 디바이스(210)를 특정 동물과 관련시키기 위해 사용될 수 있다, UAID 값은 특정 건강센서 디바이스(210)로부터 발생하는 메시지의 일부 또는 모두와 함께 전송될 수 있어서 이러한 메시지의 수신기가 수신된 데이터를 특정 동물과 연관시킬 수 있게 한다.In one embodiment, a programmable unique animal identifier (UAID) may be stored in the memory unit 250 . In this embodiment, the UAID may be used to associate the health sensor device 210 with a particular animal. The UAID value may be transmitted along with some or all of the messages originating from the particular health sensor device 210 such that these messages Allows the receiver of the system to associate the received data with a specific animal.
일 실시예에서, 건강센서 디바이스의 메모리 유닛(250)은 판독-전용 저장장치(254)를 포함할 수 있다. 판독-전용 저장장치(254)는 프로그램 가능한 판독-전용 메모리(PROM), 소거할 수 있는 프로그램 가능 판독-전용 메모리(EPROM), 전기 소거할 수 있는 프로그램 가능 판독-전용 메모리(EEPROM) 등을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 고유한 건강센서 디바이스 식별자(UBID)는 판독-전용 저장장치(254) 내에 저장될 수 있다. UBID 값은 건강센서 디바이스(210)로부터 전송된 모든 메시지 중 일부와 함께 전송될 수 있다. 본 실시예에서, UBID는 특정 건강센서 디바이스(210)를 고유하게 식별하기 위하여 변조-방지 식별자를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, ”동물 식별자” 또는 ”건강센서 디바이스 식별자”는 상술한 동물 및/또는 건강센서 디바이스 식별자 값 중 임의의 것을 지칭할 수 있다.In one embodiment, the memory unit 250 of the health sensor device may include read-only storage 254 . Read-only storage 254 includes programmable read-only memory (PROM), erasable programmable read-only memory (EPROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and the like. can do. In this embodiment, the unique health sensor device identifier (UBID) may be stored in read-only storage 254 . The UBID value may be transmitted together with some of all messages transmitted from the health sensor device 210 . In this embodiment, the UBID may provide a tamper-resistant identifier to uniquely identify a particular health sensor device 210 . As used herein, “animal identifier” or “health sensor device identifier” may refer to any of the animal and/or health sensor device identifier values described above.
통신 모듈(230)은 건강센서 디바이스(210)가 기지국(도시되지 않음) 또는 트랜시버(도시되지 않음)와 같은 수신기의 범위 내에 있는지를 검출할 수 있다. The communication module 230 may detect whether the health sensor device 210 is within range of a receiver, such as a base station (not shown) or a transceiver (not shown).
프로세서(240)는 통신 모듈(230)이 설정된 간격으로 간단한 메시지를 전송하게 할 수 있다. 이 간단한 메시지는 ”핑(ping)”으로 지칭될 수 있고, 특정 건강센서 디바이스(10)와 관련된 복수의 고유 식별자(예를 들어, MAC, UAID 및/또는 UBID)를 포함할 수 있다. The processor 240 may cause the communication module 230 to transmit a simple message at a set interval. This simple message may be referred to as a “ping” and may include a plurality of unique identifiers (eg, MAC, UAID and/or UBID) associated with a particular health sensor device 10 .
핑 메시지를 수신한 기지국 또는 트랜시버는 핑 메시지가 수신되었음을 나타내는 짧은 응답 메시지를 프로세서(240)에 전송하도록 구성될 수 있다. 프로세서(240)는 건강센서 디바이스가 기지국 또는 송수신기의 무선 범위 내에 있음을 알 수 있다. 건강센서 디바이스(210)는 응답 메시지를 수신하면, 건강센서 디바이스(210)가 ”온라인” 모드에 있도록 구성될 수 있다. The base station or transceiver receiving the ping message may be configured to send a short response message to the processor 240 indicating that the ping message has been received. The processor 240 may know that the health sensor device is within the radio range of the base station or transceiver. When the health sensor device 210 receives the response message, the health sensor device 210 may be configured to be in an “online” mode.
건강센서 디바이스(210)가 임계 시간주기 내에 응답 메시지를 수신하지 않으면, 추가로 핑 메시지를 전송할 수 있다. 임계 횟수의 재시도 또는 핑 메시지가 응답없이 전송된 경우, 건강센서 디바이스(210)는 ”오프라인” 모드가 되도록 구성될 수 있다. 머신 판독 가능 명령(252)은 ”온라인” 및/또는 ”오프라인” 모드에 대응하는 프로세서(240)에 의해 실행되는 명령을 포함할 수 있다.If the health sensor device 210 does not receive the response message within the threshold time period, it may additionally transmit a ping message. When a threshold number of retries or ping messages are sent without a response, the health sensor device 210 may be configured to be in “offline” mode. The machine readable instructions 252 may include instructions executed by the processor 240 corresponding to “online” and/or “offline” modes.
한편, 실시예들에 따라, 통신 유닛(230)은 핑 발견 메시지를 전송하기보다는 수신하도록 구성될 수 있다. 기지국(예, 도 5의 기지국(40))은 주기적인 핑 메시지들을 전송하도록 구성될 수 있다. 통신 유닛(230)을 통해 이들 메시지 중 하나를 수신할 때, 프로세서(240)는 건강센서 디바이스(210)가 ”온라인”모드로 동작하게 할 수 있고, 임계 시간주기 동안 핑 메시지가 수신되지 않으면, 건강센서 디바이스(210)가 ”오프라인 모드”에서 동작하게 할 수 있다. 이는 건강센서 디바이스(210)가 전력을 보존하도록 허용할 수 있고, 주기적 핑 메시지를 전송함으로써 잠재적으로 야기되는 RF 간섭을 감소시킬 수 있다.Meanwhile, according to embodiments, the communication unit 230 may be configured to receive, rather than send, a ping discovery message. A base station (eg, base station 40 of FIG. 5 ) may be configured to send periodic ping messages. Upon receiving one of these messages via the communication unit 230, the processor 240 may cause the health sensor device 210 to operate in an “online” mode, and if no ping message is received for a threshold period of time, The health sensor device 210 may be operated in “offline mode”. This may allow the health sensor device 210 to conserve power and reduce RF interference potentially caused by sending periodic ping messages.
건강센서 디바이스(210)는 머신 판독 가능 명령(252)에 의해 지정된 ”온라인” 전송 주파수에서 동물 특성 메시지들을 전송할 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 메시지들은 프로세서(240)가 센서(220)를 폴링할 때 전송되거나, 주기적인 전송 간격으로 전송될 수 있다. 이러한 메시지의 수신자는 확인 메시지로 응답하도록 구성될 수 있다. 확인 메시지는 건강센서 디바이스(210)와 수신기 사이의 메시지 트래픽을 감소시키기 위해 별도의 핑 메시지 대신에 사용될 수 있다.The health sensor device 210 may transmit animal characteristic messages at the “online” transmission frequency specified by the machine readable command 252 . As described above, these messages may be transmitted when the processor 240 polls the sensor 220 , or may be transmitted at periodic transmission intervals. The recipient of such a message may be configured to respond with an acknowledgment message. The confirmation message may be used instead of a separate ping message to reduce message traffic between the health sensor device 210 and the receiver.
”오프라인” 모드에서, 건강센서 디바이스(210)는 머신 판독 가능 명령(252)에 따라 메시지의 전송 빈도를 감소시킬 수 있다. 추가적으로, “오프라인” 모드에 있는 동안, 머신 판독 가능 명령(252)은 전력을 절약하기 위하여 프로세서(240)가 특정 센서들(220)을 비활성화시키도록 지시할 수 있다. ”오프라인” 모드에서, 건강센서 디바이스(210)는 건강센서 디바이스(210)가 기지국 또는 트랜시버 유닛의 범위 내로 언제 되돌아오는지를 발견하기 위해, ”핑” 메시지의 전송을 계속할 수 있다. 이러한 의미에서, 건강센서 디바이스(210)가 동물 특성 메시지를 능동적으로 전송할 수 있고, 기지국 또는 트랜시버가 무선 통신 범위 내에 있을 때를 능동적으로 검출할 수 있기 때문에, 건강센서 디바이스(210)의 데이터 전송기(232)는 능동 전송기로 간주될 수 있다. 건강센서 디바이스(210)는 외부 소스에 의한 질의를 요구하지 않고도 동물 특성을 능동적으로 전송하고 및/또는 무선통신을 검출할 수 있다. In “offline” mode, health sensor device 210 may reduce the frequency of sending messages according to machine readable instructions 252 . Additionally, while in “offline” mode, machine readable instructions 252 may instruct processor 240 to disable certain sensors 220 to conserve power. In the “offline” mode, the health sensor device 210 may continue to send a “ping” message to discover when the health sensor device 210 returns within range of a base station or transceiver unit. In this sense, the data transmitter ( ( 232) can be considered as an active transmitter. Health sensor device 210 may actively transmit animal characteristics and/or detect wireless communication without requiring a query by an external source.
일 실시예에서, 건강센서 디바이스(210)는 무선통신 모듈(230)의 데이터 수신기(234)를 통해 새로운 및/또는 수정된 머신 판독 가능 명령(252)을 수신할 수 있다. 이러한 수신된 명령은 센서 샘플링 빈도; 센서 판독 지속시간; 센서 활성화 상태; 센서 보정 데이터; 프로세서 폴링 빈도; 프로세서 동작 모드(즉, ”순간(instantaneous)” 또는 ”버스트 (burst)”; 등을 포함하는, 센서(220) 및/또는 프로세서(240)의 동작에 대한 변화를 포함할 수 있다.In one embodiment, the health sensor device 210 may receive the new and/or modified machine readable instructions 252 via the data receiver 234 of the wireless communication module 230 . These received commands may include: sensor sampling frequency; sensor reading duration; sensor activation status; sensor calibration data; processor polling frequency; may include changes to the operation of the sensor 220 and/or the processor 240, including the processor mode of operation (ie, “instantaneous” or “burst”; etc.).
도 6의 실시예는, 각 센서(220)에 결합된 전력 소스(260), 데이터 전송기(232) 및 데이터 수신기(234)를 포함하는 통신 모듈(230), 프로세서(240), 메모리 유닛 (250) 및 건강센서 디바이스(210)의 임의의 다른 전력 소비 구성요소를 포함할 수 있다. 전력 소스(260)는 리튬이온 배터리, 납 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 등과 같은 배터리 에너지 저장 디바이스(262)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 소스(260)는 발전기(264)를 포함할 수 있다. 발전기(264)는 호스트 동물 내에서의 건강센서 디바이스(210)의 움직임 및/또는 운동 활성 또는 진동으로부터 전력을 발생시키는 압전 발전기 또는 질량/교류전력 소스 발전기를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발전기(264)는 호스트 동물의 신체 열로부터 전기 에너지를 발생시키기 위한 열-활성화 발전기 일 수 있다. 발전기(264)는 동물의 위장(즉, 반추위 또는 벌집위) 내의 유기 물질에 공급되는 박테리아로부터 유도된 전기 에너지를 생성하도록 구성된 미생물 연료 전지(MFC)를 포함할 수 있다. 발전기(264)는 건강센서 디바이스 하우징(205) 외부에 배치될 수 있다. 전력 소스(260)는 배터리 전력 저장장치(262) 및 발전기(264) 모두를 포함할 수 있다; 본 실시예에서, 발전기(264)에 의해 생성된 전력은 배터리 전력 저장장치(262)에 저장될 수 있다.The embodiment of FIG. 6 includes a communication module 230 , a processor 240 , and a memory unit 250 including a power source 260 , a data transmitter 232 and a data receiver 234 coupled to each sensor 220 . ) and any other power consuming components of the health sensor device 210 . The power source 260 may include a battery energy storage device 262 such as a lithium ion battery, a lead battery, a nickel cadmium battery, or the like. In another embodiment, the power source 260 may include a generator 264 . Generator 264 may include a piezoelectric generator or a mass/alternating power source generator that generates power from movement and/or motor activity or vibration of the health sensor device 210 within the host animal. In another embodiment, the generator 264 may be a heat-activated generator for generating electrical energy from the body heat of the host animal. Generator 264 may include a microbial fuel cell (MFC) configured to generate electrical energy derived from bacteria that is supplied to organic material in the animal's stomach (ie, rumen or honeycomb). The generator 264 may be disposed outside the health sensor device housing 205 . Power source 260 may include both battery power storage 262 and generator 264; In this embodiment, the power generated by the generator 264 may be stored in the battery power storage 262 .
전력 소스(260)는 배터리 전력 저장장치(262) 및/또는 발전기(264)의 전력 및/또는 전압 레벨을 모니터링하는데 사용될 수 있는 전력 모니터(266)를 포함할 수 있다. 전력 모니터(266)는 전력 상태 정보를 프로세서(240) 및/또는 통신 유닛(230)에 제공할 수 있다. 통신 유닛(230)은 전력 상태 정보를 기지국(도시되지 않음)에 전송할 수 있고, 프로세서 (240)는 전력 모니터(266)에 의해 제공된 전력 상태 정보를 사용하여 복수의 전력-절약 동작을 호출할 수 있다. 예를 들어, 전력 모니터(266)는 전력 저장장치(260)에서(예를 들어, 배터리 전력 저장장치(262) 및/또는 발전기(264)에서) 낮은 전력 상태를 검출할 수 있다. 검출에 응답하여, 프로세서(240)는 메모리 유닛(250)의 머신 판독 가능 명령(252)에 의해 한정된 복수의 전력-절약 동작을 호출할 수 있고, 이러한 전력-절약 동작은 건강센서 디바이스(210)의 폴링 및/또는 전송 빈도를 감소시키는 것; 복수의 센서 (22)를 비활성화하는 것; 등을 포함하지만 이에 국한되는 것은 아니다. Power source 260 may include a power monitor 266 that may be used to monitor power and/or voltage levels of battery power storage 262 and/or generator 264 . Power monitor 266 may provide power status information to processor 240 and/or communication unit 230 . The communication unit 230 may transmit power state information to a base station (not shown), and the processor 240 may invoke a plurality of power-saving operations using the power state information provided by the power monitor 266 . have. For example, power monitor 266 may detect a low power condition in power storage 260 (eg, in battery power storage 262 and/or generator 264 ). In response to the detection, the processor 240 may invoke a plurality of power-saving operations defined by the machine readable instructions 252 of the memory unit 250 , which power-saving operations are performed by the health sensor device 210 . reducing the polling and/or transmission frequency of deactivating the plurality of sensors 22 ; etc., but are not limited thereto.
전력 소스(260)는 전압 조절기(268)를 포함할 수 있다. 전압 조절기(268)는 건강센서 디바이스(210)의 구성 요소(예를 들어, 센서(220), 통신 유닛(230), 프로세서(240), 메모리 유닛(250), 등)에 대한 정상 입력 전압 레벨을 유지하도록 구성될 수 있다. 전압 조절기(268)는 배터리 전력 저장장치(262) 및/또는 발전기(264)에 의해 생성된 전압 레벨의 요동에도 불구하고 비교적 일정한 전압을 유지할 수 있다. 전압 조절기(268)는 관련 기술분야에 알려진 임의의 전압 조절기 구현을 포함할 수 있고, 이러한 구현은, 제너 다이오드, 애벌런시 브레이크다운 다이오드 또는 전압 조절기 튜브와 같은 션트 조절기; 선형 조절기; 스위칭 조절기; 실리콘 제어 조절기 (SRC); 하이브리드 조절기; 등을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.The power source 260 may include a voltage regulator 268 . Voltage regulator 268 provides normal input voltage levels for components of health sensor device 210 (eg, sensor 220 , communication unit 230 , processor 240 , memory unit 250 , etc.) can be configured to maintain Voltage regulator 268 may maintain a relatively constant voltage despite fluctuations in voltage levels generated by battery power storage 262 and/or generator 264 . Voltage regulator 268 may include any voltage regulator implementation known in the art, including a shunt regulator, such as a Zener diode, avalanche breakdown diode, or voltage regulator tube; linear regulator; switching regulator; Silicon Controlled Regulator (SRC); hybrid regulator; etc., but are not limited thereto.
건강센서 디바이스(210)는 프로세서(240)에 통신 가능하게 결합된 실시간 클록(270)을 더 포함할 수 있다. 실시간 클록(270)은 프로세서(240)에 시간 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 시간 정보는 머신 판독 가능 명령(252)에 의해 한정된 복수의 시간-의존 동작을 수행하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 움직임 모니터링과 같은 일부 모니터링 작업은 시간-의존적 일 수 있다(예를 들어, 동물이 잠 들어있거나 휴식 중인 동안 움직임은 모니터링되지 않을 수 있다). 따라서, 동물 움직임 센서는 특정 시간에 비활성화될 수 있다. 또한, 머신 판독 가능 명령(252)은, 전력 절약, 특정 시간에 동물의 특성 전송, 등을 행하기 위해 특정 시간에 건강센서 디바이스(210)가 중단되어야 함을 나타낼 수 있다. 실시간 클록(270)으로부터의 시간 정보는 프로세서(240)가 그러한 시간-의존적인 명령(252)을 적절히 실행할 수 있게 한다.The health sensor device 210 may further include a real-time clock 270 communicatively coupled to the processor 240 . The real-time clock 270 may be used to provide time information to the processor 240 . This time information may be used to perform a plurality of time-dependent operations defined by machine readable instructions 252 . For example, some monitoring tasks, such as movement monitoring, may be time-dependent (eg, movement may not be monitored while the animal is asleep or at rest). Thus, the animal motion sensor may be deactivated at a specific time. The machine readable instructions 252 may also indicate that the health sensor device 210 should be shut down at a specific time to save power, transmit animal characteristics at a specific time, and the like. Time information from the real-time clock 270 enables the processor 240 to properly execute such time-dependent instructions 252 .
다시 도 5를 참조하면, 복수의 건강센서 디바이스(10, 20)는 기지국(40)과 무선 통신할 수 있다. 이와 같이, 건강센서 디바이스(10, 20)는 주기적으로 동물 특성 메시지를 기지국(40)에 전송할 수 있다. 기지국(40)은 범용 및/또는 특수 목적 컴퓨팅 디바이스(42)에 통신 가능하게 결합될 수 있고, 및/또는 이를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨팅 디바이스(42)는 복수의 동물(12, 22)과 관련된 복수의 동물 프로파일을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 디바이스는 또한 임의의 동물 특성 메시지를 복수의 저장된 동물 프로파일과 비교하도록 구성될 수 있다.Referring back to FIG. 5 , a plurality of health sensor devices 10 and 20 may wirelessly communicate with the base station 40 . In this way, the health sensor devices 10 and 20 may periodically transmit an animal characteristic message to the base station 40 . The base station 40 may be communicatively coupled to, and/or include, a general purpose and/or special purpose computing device 42 . Such computing device 42 may be configured to generate a plurality of animal profiles associated with a plurality of animals 12 , 22 . Such a device may also be configured to compare any animal characteristic message to a plurality of stored animal profiles.
이러한 비교의 결과로서, 컴퓨팅 디바이스(42)는 건강센서 디바이스(10, 20)의 구성을 수정(예를 들어, 건강센서 디바이스(10, 20)의 폴링 빈도, 샘플 시간, 전송 시간, 등을 수정) 할 수 있고, 동물(12, 22)의 건강 상태(예: 동물 (12, 22)의 발정 및/또는 사료 공급 상태)를 검출할 수 있고, 동물(12, 22) 또는 동물의 그룹 등의 프로파일 및/또는 기준선 특성을 확립할 수 있다. As a result of this comparison, the computing device 42 modifies the configuration of the health sensor device 10 , 20 (eg, modifies the polling frequency, sample time, transmission time, etc. of the health sensor device 10 , 20 ). ) and detect the health status of the animal 12, 22 (eg, the estrous and/or feeding status of the animal 12, 22), the animal 12, 22 or group of animals, etc. Profile and/or baseline characteristics may be established.
도 7의 (a) 내지 (d)는 실시예들에 따른 섭취가능한 건강센서 디바이스의 단면도이다. 7A to 7D are cross-sectional views of ingestible health sensor devices according to embodiments.
건강센서 디바이스(310)는 거의 비어 있는 중공(hollow)의 하우징 쉘(305)을 포함할 수 있다. 하우징 쉘(305)의 일부는 거의 원통형 일 수 있다. 전술한 바와 같이, 하우징 쉘(305)은 반추동물의 위장 내 환경을 견딜 수 있는 임의의 재료로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(305)의 재료는 동물의 위장 내에 배치되는 동안 호스트 동물에 현저한 악영향을 미치지 않도록 비-독성 재료로 형성될 수 있다.The health sensor device 310 may include a substantially hollow housing shell 305 . A portion of the housing shell 305 may be substantially cylindrical. As noted above, the housing shell 305 may be formed of any material capable of withstanding the ruminant's gastrointestinal environment. Further, the material of the housing 305 may be formed of a non-toxic material so as not to significantly adversely affect the host animal during placement in the animal's stomach.
하우징 쉘(305)은 쉘 단부(306)에서 개방가능하게 구성될 수 있다. 캡(307)은 쉘(305)의 단부(306) 내에 결합(engage)되도록 구성될 수 있다. 캡(307)은 단부(306)에서 쉘(305)의 내벽과 단단히 결합시켜주는 부재(309)를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 같이, 캡(307)은 쉘(305) 위에 단단히 압축-끼워질 수 있다. 다른 실시예에서, 캡(307)은 마찰 끼워맞춤(friction fit) 메커니즘, 나사 끼움 메커니즘(예를 들어, 나사산이 쉘(305)의 내부 표면 및 삽입물(309) 상에 배치된), 접착제, 플라스틱 용접 등을 사용하여 쉘(305)에 고정될 수 있다. 캡(307)은 하우징(305) 내에 배치된 구성 요소가 액세스될 수 있도록 제거될 수 있다.The housing shell 305 may be configured to be openable at the shell end 306 . The cap 307 may be configured to engage within the end 306 of the shell 305 . The cap 307 may include a member 309 at the end 306 to securely engage the inner wall of the shell 305 . As such, the cap 307 can be tightly compression-fit over the shell 305 . In another embodiment, the cap 307 may include a friction fit mechanism, a screw fit mechanism (eg, a thread disposed on the inner surface of the shell 305 and the insert 309 ), an adhesive, a plastic. It may be secured to the shell 305 using welding or the like. The cap 307 may be removed to allow access to components disposed within the housing 305 .
쉘(305)의 단부(303)는 밀폐될 수 있다. 이와 같이, 밸러스트 웨이트(ballast weight)(315)가 그 안에 배치될 수 있다. 이하, 밸러스트 웨이트 (315)는 무게추로도 혼용가능하며, 무게추와 밸러스트 웨이트는 동일한 부재를 가리킬 수 있다. The end 303 of the shell 305 may be sealed. As such, a ballast weight 315 may be disposed therein. Hereinafter, the ballast weight 315 may be used interchangeably as a weight, and the weight and the ballast weight may refer to the same member.
도 7의 (a) 내지 (d)에서, 밸러스트 웨이트(315)는 복수의 거의 구형의 웨이트(예를 들어, 베어링, BB탄 등)로 구성될 수 있다. 무게추(315)는 고형의 형태를 가진 재료로 구성될 수 있다. 무게추(315)는 건강센서 디바이스(310)가 동물의 위장 내에 배치될 때, 건강센서 디바이스(310)가 실질적으로 위장의 바닥 부분에 안착된 상태를 유지할 수 있도록 구성될 수 있다. 7 (a) to (d), the ballast weight 315 may be composed of a plurality of substantially spherical weights (eg, bearings, BB bullets, etc.). The weight 315 may be made of a material having a solid shape. The weight 315 may be configured such that when the health sensor device 310 is disposed in the stomach of the animal, the health sensor device 310 may be substantially maintained in a seated state on the bottom portion of the stomach.
실시예들에 따른 건강센서 디바이스(310)의 무게추(315)는 도 7의 (a) 또는 (b)와 같이 건강센서 디바이스(310)의 한쪽 단부에만 구성할 수도 있고, 도 7의 (c)와 같이 중앙에만 구성할 수 있다. The weight 315 of the health sensor device 310 according to embodiments may be configured only at one end of the health sensor device 310 as shown in (a) or (b) of FIG. 7, (c) of FIG. ) can be configured only in the center.
건강센서 디바이스(310)가 좀 더 안정감을 가지고 위장바닥과 평행하게 붙어서 위장벽과 함께 움직일 수 있도록, 도 7의 (d)와 같이 무게추(315)를 건강센서 디바이스(310)의 양쪽 단부에 구성되도록 할 수도 있다. 또한, 밸러스트 웨이트 (315) 대신 그에 연결된 선상에 배치된 도면에 보여지는 전력소스(360)를 보다 큰 전력소스로 대체하여 배치할 수 있다. 즉, 밸러스트 웨이트(315)를 제거하고, 그 공간까지 포함하는 구성요소로서 보다 큰 전력소스(360)를 밸러스트 웨이트(315)와 전력소스(360)을 대신하여 구성할 수도 있다.In order for the health sensor device 310 to have more stability and to be attached parallel to the stomach floor and move together with the stomach wall, a weight 315 is attached to both ends of the health sensor device 310 as shown in FIG. It can also be configured. In addition, instead of the ballast weight 315, the power source 360 shown in the drawing disposed on a line connected thereto may be replaced with a larger power source. That is, the ballast weight 315 may be removed, and a larger power source 360 may be configured instead of the ballast weight 315 and the power source 360 as a component including the space.
실시예들에 따른, 건강센서 디바이스(310)는 위장 벽의 일부분과 접촉하여 안착된 상태를 유지할 수 있다. 이와 같이, 건강센서 디바이스(310)는 건강센서 디바이스(310)의 가속도 센서(예를 들어, 도7의 (a)의 구성요소(321))가 위장 및/또는 위장 벽의 수축 또는 다른 움직임을 검출할 수 있도록 건강센서 디바이스(310)를 안착시킬 수 있다. 즉, 가속도 센서가 위장 벽과 함께 움직일 수 있도록 건강센서 디바이스(310)가 위장벽에 결합(movably coupled)된 형태로 안착될 수 있도록 건강센서 디바이스(310)의 밸러스트 웨이트(315)는 구성될 수 있다. According to embodiments, the health sensor device 310 may maintain a seated state in contact with a portion of the gastrointestinal wall. As such, the health sensor device 310 detects that an acceleration sensor of the health sensor device 310 (eg, component 321 of FIG. The health sensor device 310 may be seated so that it can be detected. That is, the ballast weight 315 of the health sensor device 310 can be configured so that the health sensor device 310 can be seated in a form coupled to the stomach wall so that the acceleration sensor can move with the stomach wall. have.
실시예들에 따른 건강센서 디바이스(310)가 위장의 벽의 하부와 접촉하도록 구성되기 위해서, 무게추(315)는 건강센서 디바이스(310) 가 호스트 동물의 위장 내에서 일반적으로 유체 및/또는 먹이보다 큰 밀도를 갖도록 밀도가 큰 부재로 구성될 수 있다. In order for the health sensor device 310 according to embodiments to be configured to contact the lower portion of the wall of the stomach, the weight 315 is configured such that the health sensor device 310 is generally fluid and/or food within the stomach of the host animal. It may be composed of a member having a higher density to have a higher density.
건강센서 디바이스(310)는 도 6의 건강센서 디바이스(210)에도 적용될 수 있으며, 상술한 바와 같이 동물의 위장과 같이 움직일 수 있도록 결합될 수 있다.The health sensor device 310 may also be applied to the health sensor device 210 of FIG. 6 , and may be coupled to move like the stomach of an animal as described above.
일부 실시예에서, 무게추(315)는 자화될 수 있는 금속 재료(예를 들어, 철, 강철, 등)로 구성될 수 있다. In some embodiments, the weight 315 may be constructed of a metal material that may be magnetized (eg, iron, steel, etc.).
실시예들에 따른 무게추(315)가 동물의 위장 내에서 자기성을 띠는 경우, 건강센서 디바이스(210)는 자석에 끌리는 물질들을 끌어당겨 수납할 수 있도록 구성될 수 있다(미도시). 이러한 방식으로, 건강센서 디바이스(310)는 잠재적으로 위험한 대상물(예를 들어, 못, 압정, 등)이 호스트 동물의 소화 시스템을 통과하는 것을 방지하기 위해 소의 자석(cow magnet)으로서 작용할 수 있다.When the weight 315 according to the embodiments is magnetic in the stomach of the animal, the health sensor device 210 may be configured to attract and receive substances attracted to the magnet (not shown). In this way, the health sensor device 310 can act as a cow magnet to prevent potentially hazardous objects (eg, nails, tacks, etc.) from passing through the digestive system of the host animal.
건강센서 디바이스(310)는 메시지 라벨(316)을 부착하여 구성될 수 있으나, 일반적으로 건강센서 디바이스(310)가 소에 투입될 때는 메시지 라벨(316)을 떼어내 분리 후(예를 들어, 도 7의 (b) 내지 (d)), 건강센서 디바이스(310)가 소에 투입될 수 있다. The health sensor device 310 may be configured by attaching a message label 316, but in general, when the health sensor device 310 is put into cattle, the message label 316 is removed and separated (eg, in FIG. 7 (b) to (d)), the health sensor device 310 may be put into the cow.
메시지 라벨(316)은 건강센서 디바이스(310)를 구별할 수 있는 ID를 포함할 수 있다. 메시지 라벨(316)은 하우징 쉘(305)의 미리 정해진 위치에 부착되어, 만약 서비스 제공자가 건강센서 디바이스를 자석과 같은 부재를 이용하여 전원을 on (wake-up)시키는 경우, 자석부재를 접촉할 적절한 위치를 용이하게 찾을 수 있도록 지표가 되는 위치에 메시지 라벨(316)이 부착될 수 있다. The message label 316 may include an ID capable of identifying the health sensor device 310 . The message label 316 is attached to a predetermined position of the housing shell 305, so that if the service provider turns on (wake-up) the health sensor device using a member such as a magnet, the magnetic member may be contacted. A message label 316 may be affixed to an indicator position so that an appropriate position can be easily found.
예를 들어, 메시지라벨(316)이 제거되지 않고 건강센서 디바이스에 남겨놓아야 하는 경우, 하우징 쉘(305)은 거의 투명한 재료로 구성될 수 있고, 메시지 라벨(316)은 하우징 쉘(305)의 내측 부분에 배치되어 그 안에 적힌 정보가 외부에서 읽힐 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성하면, 건강센서 디바이스(310)가 동물의 위장 내에 배치될 때 라벨(316)이 산 및/또는 마모에 의해 열화되는 것을 방지할 수 있다. For example, if the message label 316 is to be left on the health sensor device without being removed, the housing shell 305 may be made of a substantially transparent material, and the message label 316 may be placed inside the housing shell 305 . It may be arranged in the part so that the information written therein can be read from the outside. With this configuration, it is possible to prevent the label 316 from being deteriorated by acid and/or abrasion when the health sensor device 310 is placed in the stomach of the animal.
메시지 라벨(316)은 제조과정에서 하우징 쉘(305) 내부 표면 또는 외부표면 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 메시지 라벨(316)이 포함하는 정보는 하우징 쉘(305) 내외의 표면에 에칭 및/또는 매립의 형태로 구성될 수 있다. 건강센서 디바이스(310)가 동물 관리자 및/또는 제조자에게 반환될 때, 메시지 라벨(316)의 정보에 따라 건강센서 디바이스(310)는 재생, 업그레이드, 처분 및/또는 재배치될 수 있다.The message label 316 may be formed on the inner surface or the outer surface of the housing shell 305 during manufacturing. For example, the information included in the message label 316 may be configured in the form of etching and/or embedding in the surface inside and outside the housing shell 305 . When the health sensor device 310 is returned to the animal manager and/or manufacturer, the health sensor device 310 may be regenerated, upgraded, disposed of, and/or relocated according to the information in the message label 316 .
전력 소스(360)는 건강센서 디바이스(310)의 쉘(305) 내에 배치될 수 있다. 도 2와 관련하여 상술한 바와 같이, 건강센서 디바이스(310)는 전기 구성요소(예컨대, 센서 (320), 통신 모듈(330), 프로세서 (340), 메모리 유닛 (350), 등)에 전력을 공급하기 위한 전력 소스(360)를 포함할 수 있다. 전력 소스(360)는 리튬이온 배터리; 리튬폴리머 배터리; 납산 배터리; 니켈카드뮴 배터리, 알칼리 배터리, 축전기, 고용량 축전기, 수퍼축전기, 등을 포함하지만 이에 국한되지 않는 에너지 저장 수단을 포함할 수 있다. 전력 소스(360)는 압전 발전기, 열에너지 발전기, MFC 발전기, 움직임 및/또는 운동 활성 발전기 등과 같은 전력 발생 수단을 포함할 수 있다. 전력 소스(360)는 전력을 생성 및/또는 건강센서 디바이스(310)에 공급하기 위한 에너지 저장 수단 및 에너지 발생 수단의 조합을 포함할 수 있다. 당업자는 임의의 전력 소스가 본 개시사항의 교시하에 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 이와 같이 본 개시사항은 임의의 특정 전력 소스(360) 구현으로 제한된 것으로 해석되지 않아야 한다.The power source 360 may be disposed within the shell 305 of the health sensor device 310 . As described above with respect to FIG. 2 , the health sensor device 310 provides power to electrical components (eg, sensor 320 , communication module 330 , processor 340 , memory unit 350 , etc.). A power source 360 for supplying may be included. The power source 360 includes a lithium ion battery; lithium polymer batteries; lead acid batteries; energy storage means including, but not limited to, nickel-cadmium batteries, alkaline batteries, capacitors, high capacity capacitors, supercapacitors, and the like. Power source 360 may include means for generating power, such as piezoelectric generators, thermal energy generators, MFC generators, motion and/or motion active generators, and the like. The power source 360 may comprise a combination of energy storage means and energy generating means for generating and/or supplying power to the health sensor device 310 . Those skilled in the art will recognize that any power source may be used under the teachings of this disclosure. As such, this disclosure should not be construed as limited to any particular power source 360 implementation.
도 7의 실시예에서, 전력 소스(360)는 하우징 쉘(305)의 내벽 내에 단단히 고정되도록 구성된 직경을 갖는 실질적으로 원통형인 배터리 에너지 저장 디바이스(360)를 포함할 수 있다. In the embodiment of FIG. 7 , the power source 360 may include a substantially cylindrical battery energy storage device 360 having a diameter configured to be rigidly secured within an inner wall of the housing shell 305 .
건강센서 디바이스(310)는 전력 소스(360)와 제 1 및 제 2 인쇄 회로 기판(PCB)(325, 327) 사이에 배치된 절연체(317)를 포함할 수 있다. 도 3이 325 및 327을 PCB로서 도시하지만, 당업자라면 임의의 회로 기재가 본 개시사항의 교시하에 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 이와 같이, 본 개시사항은 임의의 특정 회로 기판 재료에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 기판은 회로가 형성되거나 제조되는 임의의 지지 재료를 지칭할 수 있다. 절연체(317)는 전력 소스(360)로부터 제 1 PCB(325) 상에 배치된 회로를 보호하고 및/또는 PCB(325 및 327)의 회로와 에너지 저장장치(360) 사이의 원하지 않는 전기 연결을 방지(예, 단락, 등을 방지)할 수 있다.The health sensor device 310 may include an insulator 317 disposed between a power source 360 and first and second printed circuit boards (PCBs) 325 , 327 . 3 depicts 325 and 327 as PCBs, those skilled in the art will recognize that any circuit substrate may be used under the teachings of the present disclosure. As such, this disclosure should not be construed as limited to any particular circuit board material. As used herein, a substrate may refer to any support material from which circuitry is formed or manufactured. The insulator 317 protects the circuitry disposed on the first PCB 325 from the power source 360 and/or prevents unwanted electrical connections between the circuitry of the PCBs 325 and 327 and the energy storage device 360 . can be prevented (eg, to prevent short circuits, etc.).
전력 소스(360)는 전압 조절기(368) 및 전력 모니터(366)를 통해 건강센서 디바이스(310)의 전기 구성 요소에 전기적으로 결합될 수 있다. 상술한 바와 같이, 전력 모니터(366)는 전력 저장장치(360)의 전력 및/또는 전압 레벨을 모니터링하여, 전력 저장장치(360)의 저-전력 상태를 검출하도록 구성될 수 있다. 전력 모니터(366)에 의해 획득된 전력 레벨 정보는 프로세서(340) 및/또는 통신 유닛(330)에 제공될 수 있다. 전압 조절기(368)는 전력 저장장치(360)의 전압 레벨의 요동에도 불구하고 건강센서 디바이스(310)의 전기 구성요소에 일정한 전압 입력을 공급한다. Power source 360 may be electrically coupled to electrical components of health sensor device 310 via voltage regulator 368 and power monitor 366 . As described above, the power monitor 366 may be configured to monitor the power and/or voltage level of the power storage device 360 to detect a low-power condition of the power storage device 360 . The power level information obtained by the power monitor 366 may be provided to the processor 340 and/or the communication unit 330 . The voltage regulator 368 provides a constant voltage input to the electrical components of the health sensor device 310 despite fluctuations in the voltage level of the power storage 360 .
건강센서 디바이스(310)의 전기 구성요소는 제 1 PCB(325) 및 제 2 PCB(327) 상에 배치될 수 있다. 더 적은 및/또는 더 작은 크기의 회로 구성요소를 사용하는 실시예에서, 건강센서 디바이스(310)는 단일 PCB를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 PCB(325, 327)는 실질적으로 편평하고 실질적으로 디스크 형상일 수 있다. 제 1 및 제 2 PCB(325, 327) 디스크의 직경은 제 1 및 제 2 PCB(325, 327) 가 하우징 쉘(305)의 내벽 내에 끼워지도록 구성될 수 있다.Electrical components of the health sensor device 310 may be disposed on the first PCB 325 and the second PCB 327 . In embodiments that use fewer and/or smaller sized circuit components, the health sensor device 310 may include a single PCB. The first and second PCBs 325 , 327 may be substantially flat and substantially disk-shaped. The diameters of the first and second PCBs 325 , 327 disks may be configured such that the first and second PCBs 325 , 327 fit within the inner wall of the housing shell 305 .
제 1 PCB(325)는 갈고리(prong)(329)를 사용하여 제 2 PCB(327)에 결합될 수 있다. 갈고리(329)는 제 1 PCB(325)를 제 2 PCB(327)에 결합시키기 위해 제 1 및 제 2 PCB(325 및 327)의 외경을 따라 배치될 수 있다. 복수의 프롱(329)은, 제 1 및 제 2 PCB(325, 327) 상에 배치된 회로 사이에 전기적 통신을 제공하기 위한 비아로서 작용한다. The first PCB 325 may be coupled to the second PCB 327 using a prong 329 . The hook 329 may be disposed along the outer diameters of the first and second PCBs 325 and 327 to couple the first PCB 325 to the second PCB 327 . The plurality of prongs 329 act as vias to provide electrical communication between circuitry disposed on the first and second PCBs 325 , 327 .
건강센서 디바이스(310)의 전기 구성요소는 제 1 및 제 2 PCB(325, 327) 상에 배치될 수 있고, 이들 사이의 전기 통신은 PCB(325, 327) 및/또는 갈고리(329) 상에 배치된 복수의 PCB 트레이스에 의해 제공될 수 있다. 전기 구성요소는 가속도계(321) 및 서미스터(322)를 포함하여 복수의 센서(320)를 포함할 수 있다. 가속도계(321)는 3축 가속도계일 수 있다. 서미스터(322)는 동물의 내부 온도(예컨대, 위장의 온도)를 검출하도록 구성될 수 있다. 전기 구성요소는 통신 모듈(330), 프로세서 (340), 및 메모리 유닛(350)을 더 포함할 수 있다. 통신 모듈(330)은 송수신기(331)를 포함할 수 있다. 송수신기(331)는 안테나(333)를 사용하여 무선으로 데이터를 전송 및 수신할 수 있다.Electrical components of the health sensor device 310 may be disposed on first and second PCBs 325 , 327 , with electrical communication therebetween being on PCBs 325 , 327 and/or hooks 329 . It may be provided by a plurality of PCB traces arranged. The electrical component may include a plurality of sensors 320 including an accelerometer 321 and a thermistor 322 . The accelerometer 321 may be a three-axis accelerometer. Thermistor 322 may be configured to detect an internal temperature of the animal (eg, the temperature of the stomach). The electrical component may further include a communication module 330 , a processor 340 , and a memory unit 350 . The communication module 330 may include a transceiver 331 . The transceiver 331 may transmit and receive data wirelessly using the antenna 333 .
전술한 바와 같이, 도 7에 도시되지 않았지만, 건강센서 디바이스(310)는 전력 소스(360)와 제 1 및/또는 제 2 PCB(325, 327) 사이의 전기적 연결부를 포함하여, 건강센서 디바이스(310)에 배치된 회로(예를 들어, 센서 (320, 321), 통신 모듈(330), 프로세서(340), 메모리 유닛(350) 등)에 전력을 공급할 수 있다. 전력 연결부(미도시)는 건강센서 디바이스(310)의 전기 구성요소의 입력 전압을 조절하기 위하여 전압 조절기(368)를 통과할 수 있다. 또한, 전력 모니터 (366)는 전력 공급부(360)의 전력 및/또는 전압 레벨을 모니터링할 수 있다. As described above, although not shown in FIG. 7 , the health sensor device 310 includes an electrical connection between the power source 360 and the first and/or second PCBs 325 , 327 , including the health sensor device ( Power may be supplied to a circuit (eg, the sensors 320 and 321 , the communication module 330 , the processor 340 , the memory unit 350 , etc.) disposed in the 310 . A power connection (not shown) may pass through a voltage regulator 368 to regulate the input voltage of an electrical component of the health sensor device 310 . In addition, the power monitor 366 may monitor the power and/or voltage level of the power supply 360 .
실질적으로 디스크-형상의 절연체 및/또는 쿠션 부재(331)는 제 1 및 제 2 PCB(325, 327)와 전송기 안테나 PCB(334) 사이에 배치될 수 있다. 절연 쿠션부(331)는 제 1 및 제 2 PCB(325, 327)와 안테나(333) 사이에 쿠션을 제공할 수 있다. 또한, 쿠션부(331)는 안테나(333)를 제 1 및 제 2 PCB(325, 327) 상에 배치된 회로로부터 분리하기 위한 스페이서로서 작용할 수 있다. 이러한 이격은 PCB(325, 327)상의 회로와 안테나(333) 사이의 무선 주파수(RF) 간섭 및/또는 용량성 결합을 줄일 수 있다.A substantially disk-shaped insulator and/or cushion member 331 may be disposed between the first and second PCBs 325 , 327 and the transmitter antenna PCB 334 . The insulating cushion part 331 may provide a cushion between the first and second PCBs 325 and 327 and the antenna 333 . In addition, the cushion part 331 may act as a spacer for separating the antenna 333 from circuits disposed on the first and second PCBs 325 and 327 . This spacing may reduce radio frequency (RF) interference and/or capacitive coupling between the antenna 333 and circuitry on the PCBs 325 , 327 .
안테나(333)는 안테나 PCB(334) 상에 배치될 수 있다. 이와 같이, 안테나(333)는 안테나 PCB(334)상의 복수의 트레이스로 구성될 수 있다. 이는 안테나(333)가 안테나 PCB(334) 상에 정밀하게 위치지정되도록 할 수 있다. 또한, 안테나(333)를 안테나 PCB(334) 상의 트레이스로 형성하는 것은 안테나(333)가 동물 내의 건강센서 디바이스(310)의 움직임으로 인해 하우징 쉘(305) 내에서 변형되거나 그렇지 않을 경우 그 방향을 변경하지 않도록 보장할 수 있다. 안테나(333)는 (예를 들어, RF 반송파 상에서) 무선으로 데이터를 전송 및 수신하기 위해 통신 유닛(330) 및 송수신기(331)에 의해 사용될 수 있다. The antenna 333 may be disposed on the antenna PCB 334 . As such, the antenna 333 may be configured with a plurality of traces on the antenna PCB 334 . This may allow the antenna 333 to be precisely positioned on the antenna PCB 334 . Also, forming the antenna 333 as a trace on the antenna PCB 334 allows the antenna 333 to deform within the housing shell 305 due to movement of the health sensor device 310 within the animal or otherwise change its orientation. It can be guaranteed not to change. Antenna 333 may be used by communication unit 330 and transceiver 331 to transmit and receive data wirelessly (eg, on an RF carrier).
건강센서 디바이스(310)는 안테나 PCB(334)와 캡(307) 및 캡 삽입물(309) 사이에 배치된 패딩(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이러한 패딩(미도시)은 건강센서 디바이스의 하우징 쉘(305) 내의 구성요소(315, 317, 325, 327, 331, 334 및 360)를 고정하기 위하여 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 캡(307) 및 캡 삽입 (309)는 중공형일 수 있다. 이 경우, 패딩(미도시)은 건강센서 디바이스의 하우징 쉘(305)내에서 건강센서 디바이스(310)의 구성요소(315, 317, 325, 327, 331, 334 및 360)를 고정시키기 위해 캡(307) 및 캡 삽입물(309)의 중공 영역을 채우기 위해 사용될 수 있다. The health sensor device 310 may further include padding (not shown) disposed between the antenna PCB 334 and the cap 307 and the cap insert 309 . This padding (not shown) may be used to secure the components 315 , 317 , 325 , 327 , 331 , 334 and 360 within the housing shell 305 of the health sensor device. In some embodiments, cap 307 and cap insert 309 may be hollow. In this case, the padding (not shown) is a cap (not shown) to secure the components 315, 317, 325, 327, 331, 334 and 360 of the health sensor device 310 within the housing shell 305 of the health sensor device. 307 ) and to fill the hollow area of the cap insert 309 .
도 8은 제 1 PCB(425) 및 제 2 PCB(427)의 일 실시예를 도시하고 있다. 제 1 PCB(425) 및 제 2 PCB(427)는 실질적으로 디스크 형상일 수 있다. 제 1 PCB(425) 및 제 2 PC(427)의 직경은 제1 또는 제2 PCB(425, 427)가 도 의 구성요소(305)와 함께 건강센서 디바이스(310)의 하우징 쉘(305)의 내벽 내에 끼워지도록 구성될 수 있다. 제 1 PCB(425)는 갈고리(prongs)형태의 부재(429)(이하, 갈고리)를 사용하여 제2 PCB(427)에 결합될 수 있다. 갈고리(429)는 제 1 및 제 2 PCB(425, 427)의 외부 부분 상에 배치될 수 있다. 갈고리 (429)의 일부는 제 1 PCB(425) 상에 배치된 구성요소(미도시) 및 제 2 PCB(427) 상에 배치된 구성요소 (미도시) 사이의 전기 통신을 제공한다. FIG. 8 shows one embodiment of a first PCB 425 and a second PCB 427 . The first PCB 425 and the second PCB 427 may be substantially disk-shaped. The diameter of the first PCB 425 and the second PC 427 is that of the housing shell 305 of the health sensor device 310 together with the component 305 of FIG. It may be configured to fit within the inner wall. The first PCB 425 may be coupled to the second PCB 427 using a member 429 (hereinafter, referred to as a prong) in the form of prongs. The hook 429 may be disposed on the outer portion of the first and second PCBs 425 , 427 . A portion of the hook 429 provides electrical communication between a component disposed on the first PCB 425 (not shown) and a component disposed on the second PCB 427 (not shown).
이제, 도 9는 안테나 PCB(534)의 일 실시예를 도시한다. 안테나 PCB(534)는 도체(539)가 안테나(533)에 접촉할 수 있도록 하는 노치(537)를 포함할 수 있다. 노치(537)는 안테나 PCB(534)의 직경이 건강센서 디바이스의 쉘(미도시)의 내경과 거의 동일할 때 사용될 수 있다. 이 경우 도체(539)는 노치(537)를 통해서만 안테나 PCB(534)에 도달할 수 있다. 안테나(533)는 하나 또는 복수의 층으로 이루어진 안테나 PCB(534)의 위에 배치된 하나 또는 복수개의 트레이스(traces)로 구성될 수 있다. 도 9는 안테나(533)를 단일 트레이스로 도시하고 있지만, 이에 한정하지 않는다. 안테나 PCB(534) 상에 복수개의 안테나(533)가 형성될 수도 있다. 9 shows one embodiment of an antenna PCB 534 . The antenna PCB 534 may include a notch 537 that allows the conductor 539 to contact the antenna 533 . The notch 537 may be used when the diameter of the antenna PCB 534 is approximately equal to the inner diameter of the shell (not shown) of the health sensor device. In this case, the conductor 539 can only reach the antenna PCB 534 through the notch 537 . The antenna 533 may consist of one or a plurality of traces disposed on the antenna PCB 534 made of one or more layers. 9 shows the antenna 533 as a single trace, but is not limited thereto. A plurality of antennas 533 may be formed on the antenna PCB 534 .
이와 같이, 본 개시사항은 임의의 특정 안테나(533)의 구성 및/또는 방향에 국한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 기본 원리를 벗어나지 않으면서 상술한 실시예의 세부사항에 많은 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 다음의 청구 범위에 의해서만 결정되어야 한다.As such, this disclosure should not be construed as limited to the configuration and/or orientation of any particular antenna 533 . It will be apparent to those skilled in the art that many changes can be made in the details of the above-described embodiments without departing from the basic principles of the invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined solely by the following claims.
본 발명은 동물의 소화율을 측정하는 방법 및 시스템에 이용할 수 있다.The present invention can be used in methods and systems for measuring digestibility in animals.

Claims (25)

  1. 동물의 복수의 특성을 측정하기 위해 동물의 위장 내에서 일회용인 섭취 가능한 건강센서 디바이스(bolus)로서: An ingestible health sensor device (bolus) disposable in the stomach of an animal for measuring a plurality of characteristics of the animal, comprising:
    동물 특성을 측정하기 위한 센서; sensors for measuring animal characteristics;
    상기 측정된 동물 특성을 수신기로 전송하기 위해 상기 센서에 통신 가능하게 결합된 전송기; a transmitter communicatively coupled to the sensor for transmitting the measured animal characteristic to a receiver;
    상기 센서 및 상기 전송기에 전력을 공급하기 위해 상기 센서 및 상기 전송기와 전기 통신하는 전력 소스; 및 a power source in electrical communication with the sensor and the transmitter to power the sensor and the transmitter; and
    상기 건강센서 디바이스가 상기 위장의 하부에 안착되도록 밸러스트 웨이트(ballast weight)를 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스.Intakeable health sensor device comprising a ballast weight (ballast weight) so that the health sensor device is seated in the lower part of the stomach.
  2. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 밸러스트 웨이트는 자화되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. The ballast weight is a magnetized, ingestible health sensor device.
  3. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 밸러스트 웨이트는 상기 건강센서 디바이스가 상기 동물의 위장의 벽의 일부분에 접촉되게 안착하여, 상기 위장의 벽의 움직임에 따라 같이 움직일 수 있도록 결합되어 구성되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. The ballast weight is configured so that the health sensor device is seated in contact with a portion of the wall of the stomach of the animal and is coupled to move along with the movement of the wall of the stomach.
  4. 제 3 항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 센서는 가속도센서인, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. The sensor is an acceleration sensor, an ingestible health sensor device.
  5. 제 4 항에 있어서, 5. The method of claim 4,
    상기 가속도센서는 상기 위장의 수축을 검출하도록 구성된 3축 가속도센서인, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. The ingestible health sensor device, wherein the acceleration sensor is a three-axis acceleration sensor configured to detect the contraction of the stomach.
  6. 제 4 항에 있어서, 5. The method of claim 4,
    건강센서 디바이스는 데이터 및 동물 식별자를 저장한 메모리 유닛을 더 포함하고, 상기 전송기는 상기 측정된 동물 특성을 포함하는 상기 동물 식별자를 전송하도록 구성되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. The health sensor device further comprises a memory unit storing data and an animal identifier, wherein the transmitter is configured to transmit the animal identifier including the measured animal characteristic.
  7. 제 6 항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 전송기는 상기 메모리 유닛 상에 저장하기 위한 건강센서 디바이스의 데이터를 수신할 수 있는 송수신기를 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. wherein the transmitter comprises a transceiver capable of receiving data of the health sensor device for storage on the memory unit.
  8. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 센서, 상기 전송기, 상기 전력 소스 및 상기 밸러스트 웨이트를 포함하는 원통형 형상인 하우징 쉘을 더 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. Ingestible health sensor device, further comprising a housing shell having a cylindrical shape comprising the sensor, the transmitter, the power source and the ballast weight.
  9. 제 8 항에 있어서, 9. The method of claim 8,
    상기 하우징 쉘의 내벽 상에 배치된 메시지 라벨을 더 포함하고, 상기 하우징 쉘은 실질적으로 투명하고, 상기 라벨은 상기 건강센서 디바이스를 위한 리턴 주소를 제공하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. and a message label disposed on an inner wall of the housing shell, the housing shell being substantially transparent, and the label providing a return address for the health sensor device.
  10. 제 8 항에 있어서, 9. The method of claim 8,
    실질적으로 디스크-형상인 제 1 회로 기판을 더 포함하고, 상기 제 1 회로 기판의 직경은 상기 제 1 회로 기판이 상기 하우징 쉘 내에 수용되는 크기의 직경으로 구성되고, 상기 센서 및 상기 전송기는 상기 제 1 회로 기판상에 배치되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. a first circuit board substantially disk-shaped, wherein a diameter of the first circuit board is configured to a diameter sized for the first circuit board to be received within the housing shell, and wherein the sensor and the transmitter are connected to the second circuit board. 1 An ingestible health sensor device disposed on a circuit board.
  11. 제 8 항에 있어서, 9. The method of claim 8,
    상기 하우징 쉘 내에 수용되는 직경을 갖고, 실질적으로 디스크 형상인 안테나 기판; 및 an antenna substrate having a diameter received within the housing shell and being substantially disk-shaped; and
    상기 안테나 기판상에 형성되고, 상기 전송기에 통신 가능하게 결합되는 안테나를 더 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. Formed on the antenna substrate, the ingestible health sensor device further comprising an antenna communicatively coupled to the transmitter.
  12. 제 10 항에 있어서, 11. The method of claim 10,
    상기 안테나 기판을 상기 센서, 상기 전송기 및 상기 프로세서로부터 분리하는 절연 스페이서를 더 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. An ingestible health sensor device, further comprising an insulating spacer separating the antenna substrate from the sensor, the transmitter and the processor.
  13. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 전력 공급부는 발전기인 섭취 가능한 건강센서 디바이스. The power supply unit is an ingestible health sensor device that is a generator.
  14. 동물의 복수의 특성을 측정하기 위해 동물의 위장 내에서 일회용인 섭취 가능한 건강센서 디바이스로서, A disposable ingestible health sensor device in the stomach of an animal to measure a plurality of characteristics of the animal, comprising:
    3-축 가속도계; 3-axis accelerometer;
    상기 3-축 가속도계에 통신 가능하게 결합되고, 상기 3-축 가속도계로부터 유도된 측정치를 수신기에 전송하도록 구성된 전송기; a transmitter communicatively coupled to the three-axis accelerometer and configured to transmit measurements derived from the three-axis accelerometer to a receiver;
    상기 3 축 가속도계 및 상기 전송기에 전기적으로 결합되어, 상기 3-축 가속도계 및 상기 전송기에 전력을 공급하는 전력 공급부; 및 a power supply unit electrically coupled to the three-axis accelerometer and the transmitter to supply power to the three-axis accelerometer and the transmitter; and
    하우징 쉘을 포함하고, a housing shell;
    상기 3-축 가속도계, 상기 전송기 및 상기 전력 공급부는 상기 하우징 쉘 내에 배치되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. wherein the three-axis accelerometer, the transmitter and the power supply are disposed within the housing shell.
  15. 제 14 항에 있어서, 15. The method of claim 14,
    상기 하우징 쉘 내에 배치된 밸러스트 웨이트를 더 포함하고, 상기 밸러스트 웨이트는 상기 건강센서 디바이스가 상기 동물의 위장의 벽의 일부분과 이동 가능하게 연결된 상태로 유지되게 하도록 구성되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스, an ingestible health sensor device, further comprising a ballast weight disposed within the housing shell, the ballast weight configured to cause the health sensor device to remain movably connected with a portion of the wall of the animal's stomach;
  16. 제 14 항에 있어서, 15. The method of claim 14,
    상기 하우징 쉘의 일부분은 실질적으로 원통형이고 상기 섭취 가능한 건강센서 디바이스는:A portion of the housing shell is substantially cylindrical and the ingestible health sensor device comprises:
    상기 3-축 가속도계 및 상기 전송기에 통신 가능하게 결합된 프로세서; 및 a processor communicatively coupled to the three-axis accelerometer and the transmitter; and
    상기 프로세서에 통신 가능하게 결합된 메모리 유닛을 더 포함하고, a memory unit communicatively coupled to the processor;
    상기 메모리 유닛은 상기 프로세서가 상기 3-축 가속도계 및 상기 전송기를 제어하게 하는 명령을 포함하고, the memory unit includes instructions for causing the processor to control the three-axis accelerometer and the transmitter;
    상기 가속도계, 상기 전송기, 상기 프로세서 및 상기 메모리 유닛은 상기 하우징 쉘 내에 배치된 실질적으로 디스크-형상의 회로 기판상에 배치되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. wherein the accelerometer, the transmitter, the processor and the memory unit are disposed on a substantially disk-shaped circuit board disposed within the housing shell.
  17. 제 16 항에 있어서, 17. The method of claim 16,
    상기 하우징 쉘 내에 배치된 실질적으로 디스크 형상의 안테나 기판; 및 a substantially disk-shaped antenna substrate disposed within the housing shell; and
    상기 안테나 기판상에 트레이스로서 형성된 전송기에 통신 가능하게 연결된 안테나를 더 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스. and an antenna communicatively coupled to a transmitter formed as a trace on the antenna substrate.
  18. 제 17 항에 있어서, 18. The method of claim 17,
    상기 가속도계, 상기 전송기, 상기 프로세서 및 상기 메모리 유닛으로부터 상기 안테나를 분리하기 위한 절연 스페이서를 더 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스An ingestible health sensor device, further comprising an insulating spacer for isolating the antenna from the accelerometer, the transmitter, the processor and the memory unit.
  19. 제 14 항에 있어서, 15. The method of claim 14,
    상기 하우징 쉘 내에 배치된 상기 전송기에 통신 가능하게 결합된 온도센서를 더 포함하고, 상기 전송기는 상기 온도센서로부터 유도된 측정치를 수신기에 전송하도록 구성되는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스an ingestible health sensor device, further comprising a temperature sensor communicatively coupled to the transmitter disposed within the housing shell, the transmitter configured to transmit a measurement derived from the temperature sensor to a receiver
  20. 동물 특성을 모니터링하는 방법으로서,A method for monitoring animal characteristics, comprising:
    섭취 가능한 큰 알약을 반추동물의 위장 내에 배치하는 단계로서, 상기 섭취 가능한 건상센서 디바이스는 상기 건강센서 디바이스가 상기 동물의 위장의 벽의 일부와 이동 가능하게 연결된 상태로 유지되게 하도록 구성된 밸러스트 웨이트를 포함하는, 섭취 가능한 건강센서 디바이스를 반추동물의 위장 내에 배치하는 단계;placing an ingestible large pill in the stomach of a ruminant, wherein the ingestible health sensor device comprises a ballast weight configured to maintain the health sensor device movably connected with a portion of the wall of the stomach of the animal placing an ingestible health sensor device in the stomach of a ruminant;
    상기 건강센서 디바이스 내에 배치된 가속도계를 사용하여 상기 동물의 가속 특성을 측정하는 단계; 및measuring an acceleration characteristic of the animal using an accelerometer disposed within the health sensor device; and
    상기 건강센서 디바이스 내에 배치된 무선 주파수 전송기를 사용하여 상기 측정된 가속특성을 전송하는 단계를 포함하는, 동물 특성을 모니터링하는 방법.and transmitting the measured acceleration characteristic using a radio frequency transmitter disposed within the health sensor device.
  21. 제 20 항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 가속 특성은 상기 가속도계에 의해 측정된 3-축 가속도의 벡터 크기인, 동물 특성을 모니터링하는 방법. wherein the acceleration characteristic is a vector magnitude of a three-axis acceleration measured by the accelerometer.
  22. 제 20 항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 가속 특성은 상기 가속도계에 의해 측정된 3-축 가속도의 벡터 크기의 시간 미분인, 동물 특성을 모니터링하는 방법.wherein the acceleration characteristic is a time derivative of a vector magnitude of a three-axis acceleration measured by the accelerometer.
  23. 제 20 항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 가속 특성은 동물 위장 수축 활동에 대응하는, 동물 특성을 모니터링하는 방법wherein the accelerating characteristic corresponds to an animal gastrointestinal contractile activity.
  24. 제 20 항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 측정된 가속 특성은 동물 움직임 활동에 대응하는, 동물 특성을 모니터링하는 방법.wherein the measured acceleration characteristic corresponds to an animal movement activity.
  25. 제 20 항에 있어서, 21. The method of claim 20,
    상기 측정된 가속 특성은 동물 위장 수축 활동 및 동물 움직임 활동에 대응하는, 동물 특성을 모니터링하는 방법.wherein the measured acceleration characteristic corresponds to an animal gastrointestinal contractile activity and an animal movement activity.
PCT/KR2021/004681 2021-04-14 2021-04-14 Ingestible health sensor for animal WO2022220317A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2021/004681 WO2022220317A1 (en) 2021-04-14 2021-04-14 Ingestible health sensor for animal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2021/004681 WO2022220317A1 (en) 2021-04-14 2021-04-14 Ingestible health sensor for animal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022220317A1 true WO2022220317A1 (en) 2022-10-20

Family

ID=83640351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/004681 WO2022220317A1 (en) 2021-04-14 2021-04-14 Ingestible health sensor for animal

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022220317A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090182207A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-16 Tenxsys Inc. Ingestible animal health sensor
US20120277550A1 (en) * 2009-12-30 2012-11-01 Hai Soo LEE Device for the measurement of individual farm animal data
WO2015041548A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 Gravity Limited Animal monitor
JP2016144428A (en) * 2015-02-09 2016-08-12 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 Detection method of cattle rumen tympanites and detection system of cattle rumen tympanites
KR101976519B1 (en) * 2017-10-27 2019-05-10 대한민국 Apparatus for monitoring ruminant stomach of cattle and method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090182207A1 (en) * 2008-01-16 2009-07-16 Tenxsys Inc. Ingestible animal health sensor
US20120277550A1 (en) * 2009-12-30 2012-11-01 Hai Soo LEE Device for the measurement of individual farm animal data
WO2015041548A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 Gravity Limited Animal monitor
JP2016144428A (en) * 2015-02-09 2016-08-12 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 Detection method of cattle rumen tympanites and detection system of cattle rumen tympanites
KR101976519B1 (en) * 2017-10-27 2019-05-10 대한민국 Apparatus for monitoring ruminant stomach of cattle and method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11510397B2 (en) Management apparatus, individual management system, and individual search system
AU2018229551B2 (en) Animal tag system
US10009729B2 (en) System and method for multi-beacon interaction and management
US10682062B2 (en) Animal tag system
WO2020050599A1 (en) Device comprising battery
EP1482781B1 (en) Surveillance system for animals
US20090182207A1 (en) Ingestible animal health sensor
WO2017057948A1 (en) Animal housebreaking device and animal housebreaking system using same
WO2017183344A1 (en) Signal transmission device and management system
WO2018082227A1 (en) Terminal and pet posture detection method and apparatus
WO2022220317A1 (en) Ingestible health sensor for animal
KR20190119225A (en) Robot system comprising a plurality of robots embeded each artificial intelligence
US20130217346A1 (en) Sensing and communicating data from moving animals
WO2008108816A1 (en) System and method for subject management using intelligent rf tag and reader
Adiono et al. Internet of things for marine aquaculture
CN205920374U (en) Pig farm is with automatic disease supervisory equipment
US20200366805A1 (en) System and non-transitory computer readable medium
CN105580356A (en) Information processing apparatus and information processing method
JP2017192353A (en) Cover case
KR101856559B1 (en) Ontology based livestock farm management system
US11800850B2 (en) Smart barn system and smart barn control method for detecting abnormal sign of livestock and tag attachable to livestock
CN115349459A (en) Intelligent pigsty monitoring system
Majikes et al. Smart connected canines: IoT design considerations for the lab, home, and mission-critical environments
WO2021251714A1 (en) Disease management method, disease management server, and disease management system for livestock
Bulat et al. Wireless Data Collecting Device with RF Energy Harvester for Aircraft

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21937057

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE