伴侶動物健康監視系統的制作方法

本發明涉及應用于遠程監視動物生理數據以評估動物健康和康樂(welfare)的射頻識別以及特別是短距離射頻通信的使用。

背景技術：

射頻識別(rfid)是近三十年來已經被部署于動物識別應用中的已確立的技術.雖然最初被推廣作為丟失動物找回手段，rfid最近已經被推廣作為與動物健康保險產品相關聯的識別手段.微芯片技術中的最近進展已經使得將諸如溫度傳感器之類的生理傳感器包括在應答器中.這種設備的典型是由eagan，mn的destron-fearing公司制造的destronbio應答器。

技術實現要素：

描述了用于伴侶動物健康監視的系統和方法。在一個實施例中，動物健康監視系統包括位于伴侶動物上的電子組件以及植入到伴侶動物內的微芯片，所述電子組件包括微處理器、連接至微處理器的電源和收發器，并且所述微芯片包括存儲識別數據的存儲器和測量伴侶動物的溫度的溫度傳感器，其中所述電子組件詢問所述微芯片以獲得識別數據和溫度數據并發送所述識別數據和所述溫度數據。

在本發明的另一個實施例中，所述電源包括電池.

在本發明的另外實施例中，所述電子組件將所述識別數據和所述溫度數據發送至蜂窩電話。

在本發明的又一另外實施例中，所述電子組件響應于從所述蜂窩電話接收的請求發送所述識別數據和所述溫度數據。

在本發明的又一另外實施例中，所述電子組件基于預定時間表發送所述識別數據和所述溫度數據.

在本發明的又一另外實施例中，所述電子組件進一步包括rfid收發器，并且所述電子組件使用rfid收發器詢問所述微芯片.

在本發明的又一實施例中，所述電子組件基于用于使用rfid收發器詢問所述微芯片的頻率來動態地調節天線的諧振電容。

在本發明的又一實施例中，所述電子組件進一步包括存儲器，并且所述電子組件使用所述存儲器來存儲所獲得的數據.

在本發明的又一實施例中，所述電子組件進一步包括能夠確定時間數據的實時時鐘。

在本發明的又一另外實施例中，所述電子組件進一步使用所述實時時鐘獲得時間數據并且發送時間數據.

在本發明的又一另外實施例中，所述電子組件進一步基于使用所述實時時鐘獲得的時間數據來發送數據.

在本發明的又一另外實施例中，所述電子組件被集成到由動物穿戴的項圈中。

在本發明的又一實施例中，所述電子組件進一步包括能夠生成位置數據的全球定位系統gps接收器，并且所述電子組件進一步發送所述位置數據。

在本發明的又一實施例中，所述電子組件進一步包括環境溫度傳感器，并且所述電子組件進一步使用所述環境溫度傳感器獲得環境溫度數據并發送所述環境溫度數據。

在本發明的又一實施例中，所述電子組件進一步連接至天線。

在本發明的又一另外實施例中，所述天線被集成至由伴侶動物穿戴的項圈中，并且所述電子組件包括連接至所述天線的連接器.

在本發明的又一另外實施例中，所述天線包括鐵氧體芯螺線管形式天線.

在本發明的又一另外實施例中，所述微芯片被植入到動物內使得當項圈被穿戴在伴侶動物上時所述微芯片位于距天線的閾值距離內.

在本發明的又一實施例中，所述電子組件使用藍牙連接發送數據。

在本發明的又一實施例中，所述電子組件使用蜂窩連接發送數據.

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的典型伴侶動物范例的概念示圖.

圖2是根據本發明實施例的電子組件的內容的概念示圖。

圖3是示出根據本發明實施例的用于讀取和發送數據的過程的流程圖。

圖4是根據本發明實施例的項圈的概念示圖。

具體實施例

現在轉向附圖，公開了用于伴侶動物健康監視的系統和方法.這種伴侶動物識別系統可以包括小玻璃封裝的無源應答器(“微芯片”)，典型地尺寸為12mm長且直徑為2mm，使用空心點針來將所述小玻璃封裝的無源應答器容易且快速地植入.微芯片可以被讀取器設備激活并針對微芯片內部存儲的唯一識別碼進行掃描.溫度傳感微芯片與傳統識別微芯片在物理上相同并可以包括溫度傳感器。微芯片可以在自動地激活或響應于被用于讀取微芯片的掃描工具而激活時，發送識別和溫度數據.識別和溫度掃描對于動物醫療專家是有用的，并且還能夠為寵物主人提供信息作為監視動物健康和康樂的手段。

伴侶動物健康監視系統

圖1示出用于描述本發明的典型的伴侶動物范例是狗101，在下文中稱作為“roscoe”。roscoe具有注入到它體內的溫度傳感微芯片102，優選地處于它的肩胛骨(肩胛)中間的位置，并且良好地進入到皮下組織中，在皮下組織中將抵抗位移。roscoe還具有項圈103，該項圈103可以裝配有微芯片掃描器，用于從微芯片周期地捕獲識別和溫度數據.具體而言，在項圈103上可以安裝掃描天線105和電子組件104，它們一起構成微芯片掃描器.雖然天線105和電子組件104可以被附接至傳統的狗項圈，但是優選定制項圈，在定制項圈中該線纜被整體地構造并因此是被保護的。例如，該線纜可以被縫合和/或模制到項圈材料內.然而，適應于本發明的實施例的具體應用需求，可以使用用于連接天線和電子組件的各種構造中的任意構造，包括無線連接.天線105可以被構造為包括環繞地嵌入到狗項圈103內的多圈電導體的環形天線.該類型的天線可以包括電連接器(未示出)，其允許項圈出于連接目的被分開和接合.在一些實施例中，電子組件104包括可用于連接至天線105的變壓器(未示出).這樣，能夠使用簡單的連接器來連接至天線.在一些實施例中，電子組件104被感應地耦合至天線105.該布置能夠允許項圈和電子組件被分開物理包裝，使得單個電子組件能夠與數個替代的項圈尺寸或設計中的任何一個配對.天線105的優選實施例包括位于項圈103頂部靠近所植入的微芯片102的鐵氧體芯螺線管形式天線.電子組件104的物理重量可以將天線的位置保持在微芯片102附近.在一些實施例中，電子組件104經由各種連接器(諸如紐扣、按扣(snap)、鉤環緊固件、或適于本發明的實施例的具體應用需求的任意其他連接器)中的任意連接器被附接至項圈103。在一些實施例中，項圈103包括可用于減少在天線上的應力的應力消除(strain-relief)設備.

在一些實施例中，項圈103設計為自動地調整自身尺寸至伴侶動物的尺寸.適應于本發明實施例的具體應用需求，項圈可以由彈性材料制成和/或包括用于折疊多余的項圈材料的卷軸.另外，挽具通常比項圈更加穩定并傾向于位于伴侶動物的頭部和前腿的恰后方之間。在各個實施例中，項圈103是包括各種條、帶、和/或能夠被附接以將挽具固定至roscoe的其他材料面板(panel)的挽具。電子組件104然后能夠被附接在挽具上的任意位置，包括與標準項圈相比可能更加靠近所植入微芯片的位置。

現在轉向圖4，示出了可以由伴侶動物穿戴的項圈的概念示圖.項圈組件400包括項圈帶401.在各個實施例中，項圈帶401包含嵌入的天線.電子組件402可以附接至項圈帶并包括插孔404.項圈條還包括連接至所嵌入的天線的連接器插頭403，其能夠與插孔404配對以將所嵌入的天線連接至電子組件.適應于本發明的實施例的具體應用需求，天線、連接器插頭、和/或插孔可以是單導體和/或多或體。此外，適應于本發明的實施例的具體應用需求，連接器插頭和插孔之間的連接可以是直接的和/或無線的，諸如感應連接之類.在許多實施例中，插孔404包括多柱(multi-pole)連接器，使得當連接至連接器插頭403時，實現嵌入在項圈帶401中的多圈天線。

轉向圖1，電子組件104可以包含在密封外殼內，密封外殼包含執行下面將詳細描述的功能的部件和電路.電子組件104可以周期性地自激活、從微芯片102捕獲識別和溫度數據、以及將該信息無線地傳輸107至附近設備，所述設備諸如裝配有兼容的無線電和用戶應用的智能電話106之類.適應于本發明的實施例的具體應用需求，自激活時間周期可以是預定的和/或動態確定的.電子組件104和智能電話設備106之間的無線連接107優選地包括藍牙技術短距離無線電，也可以替代地包括wi-fi連接、近場通信(nfc)無線電、蜂窩電話連接、(sms，例如“文字消息”)或對于本領域技術人員來說已知的一些其他無線電選擇中的任意無線電選擇.另外，應該指出的是，各個實施例包括用于使用電子組件發送數據的有線連接.

盡管參照圖1并參照圖4的項圈描述了伴侶動物健康監視系統的特定示例，可以根據本發明的實施例使用各種系統中的任何系統，包括與除了狗以外的動物一起使用的那些系統和使用用于確定關于動物的生物計量數據的替代的傳感器的那些系統。

電子組件

現在轉向圖2，示出了電子組件201的內容的概念示圖.該電子組件201可以由電池203供電，并設計為除了在掃描微芯片202時和在發送識別和溫度數據時以外主要保持在非常低的功率消耗的休眠狀態.然而，應該指出的是，適應于本發明的實施例的具體應用需求，可以使用任意電源，包括電容和能量采集設備。適應于本發明的實施例的具體應用需求，可以使用任意形式的能量采集設備，諸如基于伴侶動物的運動生成能量的設備、項圈、太陽能、動物生成的熱量、感應充電線圈、以及任意其他能量源.特別地，感應充電線圈可以被包括在包含電子組件201的密封殼體內.有利地，這些密封殼體可以處于各種環境中，諸如在各種動物上使用電子組件201的隱蔽處。在各個實施例中，感應充電線圈包括rf天線204，盡管適應于本發明的實施例的具體應用需求，感應充電線圈可以包括單獨的天線.另外，適應于本發明的實施例的具體應用需求，能量采集設備可以位于電子組件201的外部，諸如在伴侶動物的項圈上之類，并經由有線和/或無線連接被連接至電子組件.

微控制器206可以被編程(例如通過固件代碼)，其監督電子組件201的功能和行為。這些功能包括使用各種傳感器和設備中的任意傳感器和設備來測量和/或記錄各種數據，所述傳感器和設備包括但不限于實時時鐘/日歷(rtcc)210、環境溫度傳感器209、存儲器207、射頻(rf)收發器208、rf天線204、以及rfid收發器211。使用諸如執行用戶應用的智能電話和掃描工具之類的一些設備，微控制器206可以被編程從而為了數據以周期的間隔掃描微芯片202，諸如每小時一次、每五分鐘一次、每天兩次、或對用戶有利的任意間隔。微控制器206可以適應于本發明的實施例的具體應用需求，根據需要和/或在規定的間隔期間擺脫其通常休眠狀態并執行與數據報告有關的功能。

用于通過使用電子組件來測量并提供數據的過程在圖3中示出.過程300包括激活(310)電子組件、讀取(312)微芯片數據、以及在許多實施例中存儲(314)數據.發送(316)數據，并且在一些實施例中，電子組件和/或微芯片進入(318)低功耗狀態.然而，適于本發明的實施例的具體應用需求，可以使用各種過程中的任意過程來獲得并發送關于動物的數據.

例如，在喚醒后，微控制器206激活rfid收發器211，rfid收發器211經由連接線纜213向rfid天線205發送激活信號.該激活信號使得rfid天線205發射磁場212，該磁場212轉而對微芯片202感應地供電。在一些實施例中，用于微芯片202的操作頻率在120khz和150kh之間，其中134.2khz是通常使用的，然而可以適于本發明的實施例的具體應用需求地使用任意頻率。在許多實施例中，通過適于本發明的實施例的具體應用需求地使用各種rfid自動調諧技術中的任何rfid自動調諧技術，微控制器自動地識別用于與微芯片通信的頻率.在一些實施例中，可以通過向讀取微芯片的微控制器供電、監視供電、存儲與所監視的供電有關的數據、從天線發射信號、過濾這種信號的諧波、將相位信號輸出至處理器、并且基于該相位信號和所監視的電流調節電容器來執行自動頻率識別。可以根據本發明的實施例使用的各種自動調諧讀取器在名稱為“automatictuningreader”(“自動調諧讀取器”)并在2012年7月10日授權的美國專利no.8,219,053中公開，其公開內容以其整體通過引用并入本文。在一些實施例中，微芯片202的讀取頻率(即激發頻率)是固定的，并且微控制器206基于取決于在讀取微芯片202的精確時刻的項圈的幾何形狀的天線電感來調節諧振電容.在各個實施例中，微控制器監視天線電感和/或與天線諧振的偏差，并調節調諧電容器以使天線更加接近諧振頻率，從而改進微芯片202的讀取距離和讀取可靠性.在許多實施例中，電子組件基于微芯片信號的相位、幅度、或功率消耗的評估來轉換天線電路內和外的電容以優化對諧振的調諧。

微芯片202經由rfid天線205、連接線纜213、和rfid收發器211將信號返回至微控制器，其中信號包括識別和/或溫度數據.微控制器206創建包括從微芯片202獲取的識別和溫度數據、從rtcc210獲取的當前時間和日期信息、以及從溫度傳感器209獲取的局部環境溫度數據的數據記錄，并將該復合數據記錄存儲在存儲器207中。微控制器206然后激活rf發送器208并使用rf天線204建立與遠程設備(例如，智能電話或掃描工具)的連接.一旦建立了該連接，微控制器206就發送存儲在存儲器207中的所捕獲的數據.適于本發明的實施例的具體應用需求，由于先前已經被發送而未指示的其他所存儲的數據也可以被發送.一旦已發生并確認了數據記錄輸送，微控制器206就將電子組件201置于低功耗休眠狀態，并倒計時等待下一次激活事件。應該指出的是，適于本發明的實施例的具體應用需求，所述數據可以被發送至任意設備，諸如基站或數據服務器系統之類.

通過捕獲并輸送包括識別和溫度數據的數據記錄，能夠追蹤并監視多個動物。從電子組件201發送的時間/日期和環境溫度數據可以被用于經由用戶應用算法開發溫度曲線(profile)，該溫度曲線轉而在動物溫度偏離正常或用戶指定的溫度范圍時向寵物主人提供警告.在一些實施例中，該數據可以被發送至位于汽車中的基站并描述當伴侶動物被留在車輛中時伴侶動物的狀況.這能夠允許在車輛中的狀況對伴侶動物造成風險的情況下生成警告，諸如夏天的過熱以及冬天的低溫。

電子組件201還可以裝配有另外的生理傳感器，其能夠例如提供其他動物特征和行為的指示，諸如脈搏率和活動(運動)之類.這種生理傳感器還可以集成在微芯片202中，并且從微芯片獲得合適的數據。另外，電子組件201可以組合其他電子功能被包裝(package)，所述其他電子功能諸如響應于從遠程控制獲得的輸入為動物提供引導的訓練項圈、追蹤提供關于動物位置的位置數據的定位器無線電的全球定位系統(gps)、以及適于本發明的實施例的具體應用需求的任意其他電子功能.在許多實施例中，電子組件可以包括射頻收發器，諸如可以與位置信標(諸如但不限于藍牙低功耗信標)通信的藍牙收發器.當電子組件在位置信標的范圍內時，使用射頻收發器可以接收針對位置信標的合適數據(諸如信標標識符、時間數據、和/或適于本發明的實施例的具體應用需求的其他數據)，并且所述數據被用來確定電子組件201的位置。

在各個實施例中，這些傳感器可以位于電子組件201的外部并經由有線和/或無線裝置與電子組件201通信.例如，伴侶動物活動傳感器可被用于測量伴侶動物的活動，并且所測量的活動數據可被發送至電子組件201.活動數據可以包括所行進的距離、方向信息、犬吠活動(或伴侶動物的其他合適的基于噪聲的測量)、休息時間、心率、以及適于本發明的實施例的具體應用需求的任意其他數據.

盡管參照圖2描述了電子組件的特定示例，可以根據本發明的實施例使用各種系統中的任意系統，所述系統包括使用用于確定關于動物的生物計量數據的額外的傳感器的那些系統.

盡管本發明已經在某些特定方面進行了描述，許多另外的修改和變型對于本領域技術人員來說會是清楚的.特別地，上述各個過程中的任意過程可以按替換的順序和/或并行地(在相同或不同的計算設備上)執行，以便以更加適合于具體應用需求的方式來取得類似的結果。因此應該理解的是，本發明能夠在不偏離本發明的范圍和精神的情況下不同于特定描述來實踐。因此，本發明的實施例應該在所有方面理解為示意性而非限制性的.相應地，本發明的范圍應該不是由所示意的實施例來確定，而是由所附權利要求書及其等效體來確定。