本发明涉及一种用于测量家畜的有机体的至少一个状态变量以及用于识别家畜的探测设备(或bolus)，其中探测设备可设置在家畜的胃肠道中并且至少具有以下在壳体中或在壳体处设置的部件：-至少一个传感器元件，用于测量在家畜的胃肠道中的至少一个物理参数；-至少一个内部通信装置，用于无线地接收和发送信息；和-至少一个内部的计算单元，其配置为评估由传感器元件检测的信号，并且为此与至少一个传感器元件连接，并且为了传输由此推导出的数据以及为了操控而与内部通信装置连接，其中内部的计算单元具有数据存储器，至少一个配置文件可存储到所述数据存储器上。
背景技术：
1、例如，从at 509 255a1中已知一种用于测量家畜的有机体的至少一个状态变量的测量设备。所述测量设备可设置在家畜的胃肠道中并且具有带有设计用于测量的部件的壳体。还从文件at 515872a1以及at 521597a4中分别已知用于测量在家畜饲喂中的状态数据或状态变量的方法以及系统。
2、通过数字化也在家畜饲喂的领域中越来越多地使用不同类型的电子设备。对此的一个实例是家畜的基于无线电的识别，例如在挤奶场或自动送料机中。实施的细节从1990年代起通过标准来规定。iso 11784规定了由对应的应答器发出的识别信号的统一位结构，而iso 11785规定了用来激活应答器以及应答器如何将信息传送到发射/接收单元(“transceiver”)的技术构思。为了能够继续使用在iso标准生效之前购买的系统，iso11785在“附件a”中提出，发射/接收单元应设有用于现有技术的模块的插接位置，以便它们能够被继续使用。因此，发射/接收单元分别专用于特定类型的识别应答器。因此，供应商通常将识别系统推向市场，其中将应答器(例如安置在家畜的脚、脖子或耳朵处)与固定的发射/接收单元相互协调并一起出售。现有技术中已知的解决方案，尤其用于物体和生物的非接触式识别，是rfid技术。rfid表示“radio frequency identification(射频识别)”。这种系统具有射频识别应答器(下文中也称作为射频识别单元或标签)和所属的读取设备(下文中也称作为读取器或rfid读取器)
3、。rfid应答器基本上由集成电路或芯片和天线组成，并且可以有源或无源地实施。在无源的实施方案中，应答器没有自己的能量供应装置，而是经由电磁能量来运行，在存储在应答器上的信息要被读取时所述电磁能量例如由读取设备传输。
4、数字化在对各个家禽的健康数据和性能数据的监测方面也给于越来越多支持。在此，各个动物同样设置有传感装置，所述传感装置借助所属的发射/接收单元进行控制和读取，所述发射/接收单元通常固定地设置在圈设施或牧场中。在此，例如项圈或瘤胃传感器是很常见的。虽然通过这些措施可以改善和简化畜群管理，但农业企业的复杂性也随之升高：必须安装、运行和维护大量系统。同时，家畜设置有多个应答器和传感器，这同样是耗费的，易出错和不利于动物健康。
5、用于简化运行和流程的一种可能性在于，将多个任务组合到一个应答器中。例如，在这种组合的应答器中，用于测量家畜的生理参数的健康传感器也可以用于动物识别。然而，随之带来新问题，因为健康数据和动物识别经由不同的发射/接收单元读取。农业企业往往已经安装并且使用对应的系统——如果使用新的传感装置并且不再为所有家畜都设置有匹配于发射/接收单元的应答器，则不再可能进行完整的畜群管理。
技术实现思路
1、因此，本发明的目的在于实现一种探测设备，所述探测设备克服现有技术的所述缺点。
2、所述目的借助开头提到类型的探测设备实现，其中根据本发明可由内部通信装置发送的信息包括用于识别家畜的识别数据以及用于传输关于家畜状态的信息的有效数据，其中内部通信装置为了无线发送识别数据具有至少一个带有rfid发射器的rfid单元和为了无线接收和发送有效数据具有至少一个有效数据通信单元，其中rfid单元具有识别装置，所述识别装置配置为识别外部通信装置的近场并且与近场的存在相关地促使识别数据通过rfid发射器发送，其中rfid单元可配置地构成，其方式为将所述rfid单元准备好以根据在数据存储器中存储的配置文件来确定通信协议并且将识别数据对应地编码和发送。
3、根据本发明的探测设备具有与现有系统的高兼容性并且通过可配置性同样准备好以在未来进行适配。rfid通信可以但不必仅用于动物识别，然而借助于rfid可传输的信息量受制于技术而极其有限。可以提出，仅在识别出近场的情况下发送识别数据，以便这样保持rfid发射器的电流消耗最小。有效数据尤其是关于相应的家畜的数据。然而，对此补充地，当然也可以传输配置数据，借助所述配置数据可以配置探测设备。配置数据可以如有效数据那样被传输，尤其所述配置数据可以构成为有效数据的一部分。为了发送和/或接收配置数据或由此推导出的配置文件，可以考虑内部通信单元，尤其有效数据通信单元。近场的识别可以通过识别装置的无源运行的接收天线进行。近场例如为2米，然而是可设定的。如果例如在识别到母牛的情况下通向挤奶站的入口栅栏应升起，则可识别的场(即近场)不应延伸太远。带有rfid发射器的rfid单元在近场中通过电感耦合工作。最大读取范围可以通过设计rfid读取器天线来规定。因此，外部通信装置的近场也可以描述为包围外部通信装置的区域，在该区域中rfid通信借助探测设备的rfid单元工作，其中空间伸展与外部通信装置的发送功率、探测设备的敏感性以及周围环境相关。探测设备可以检查近场的存在，即在近场中的停留并且与之相关地做出反应，其方式为例如发送所述的识别数据。在任意时间点，刚好一个通信协议在运行中，即使当多个通信协议是预先配置的并且可选择性使用的也如此。在内部的计算单元中，可以从传感器元件的信号中推导数据，所述数据对应于家畜，尤其母牛的有机体的状态变量。这些数据可以作为有效数据传输和/或可以基于其推导和传输所述的有效数据。
4、尤其可以提出，将rfid单元准备好以应用fdx通信协议并且其中rfid单元还配置为根据配置文件执行fdx通信协议的应用。
5、还可以提出，将rfid单元准备好以hdx通信协议的应用并且其中rfid单元还配置用于根据配置文件执行hdx通信协议的应用。
6、也就是说，通信协议fsx或hdx可以选择性地根据配置文件来用于对识别数据编码和发送。
7、协议fdx被理解为全双工协议。所述全双工协议对于本领域技术人员而言从现有技术中充分知晓。数据在此可以沿两个方向同时传输。读取器的场在此被连续地接通。标签通过场的加载(振幅调制)来应答。
8、协议hdx被理解为半双工协议。也就是说，数据可以交替地而并非同时地沿两个方向流动。读取器的场在此被脉冲地激活，随后禁用例如几毫秒。为此考虑将脉冲用于为无源标签供应能量。在该时间中，标签可以应答。典型地使用变频法(fsk)(从0到134khz，从1到124khz)。
9、尤其可以提出，rfid单元可编程地实施，使得在所述rfid单元上未预先配置的通信协议可以被传给rfid单元并且rfid单元配置为根据配置文件应用所述通信协议。为此，例如可以设有启动加载程序，所述启动加载程序提供固件更新的可能性。专有通信协议由此例如可事后加载。对此补充地，也可以提出，将rfid单元准备好以应用专有系统，其方式为专有地设置的规定被采纳并应用。
10、还可以提出，rfid单元的rfid发射器是有源的rfid发射器。例如，rfid发射器和/或rfid单元具有自己的能量供应装置或与这种能量供应装置有线地连接。例如，rfid单元可以与探测设备的能量供应装置连接。对此替选地，也可考虑无源的rfid发射器。无源的rfid发射器不具有自己的能量供应装置或不与这种能量供应装置直接连接。有源的rfid发射器具有更高的发送功率并且由此具有更大的有效距离。而无源的rfid发射器不具有自己的能量供应装置，而是对电磁场做出反应，所述电磁场可以从外部输送给rfid发射器。可在探测设备中存储的能量数量与设有的能量供应装置相关并且例如可以通过探测设备所包括的蓄电池的容量或电池规定。
11、尤其可以提出，有源的rfid发射器的发送功率和从而有效距离可以根据存储在数据存储器中的配置文件设定。在此这可以是已经在上文中提到的配置文件或也是附加的文件。在有源的支持的情况下当接收器是足够敏感时就够了，因为发送信号可以有源地放大。
12、还可以提出，有源的rfid发射器的发送功率在rfid发射器的最大发送功率的10％至100％的功率范围内可设定。可设定性可以按步地以可预设的步距进行。例如，这些步可以以x％的水平设置，其中值x可以在1和10之间。也可以从外部根据外部的接收器的敏感度规定值x。
13、尤其可以提出，rfid单元的识别装置具有可设定的敏感度，使得外部通信装置的近场的对于识别所需的信号强度是可设定的。所述功能可以与前述可变的发送功率组合或也与其无关地使用。因此，例如也可行的是，发送功率保持恒定并且通过适当选择敏感度简单地优化近场识别，使得防止通过rfid单元过早/过频繁地发送识别数据，从而使电流消耗最小。此外，由此同样可以防止过晚地发送识别数据。因此可以提出，从距近场的发射器的某种近距离起激活有源的rfid发射器。读取范围是可设定的，其方式为可以设定接收敏感度。所述设定例如可以经由云端进行。
14、还可以提出，rfid单元配置为不仅在识别外部通信装置的近场方面而且在通过有源的rfid发射器发送识别数据方面，在115khz和145khz之间的频带中传输和接受所述数据。也就是说，用于发送和接收信号的天线配置在所述波长范围内。信息在所提供的频带之内对应地调制到载波信号。为了动物识别，这典型地在130khz的范围内进行。
15、尤其可以提出，内部的计算单元还配置为根据由通过内部通信装置接收的数据允许对数据存储器的访问，使得可以根据接收的数据改变存储的配置文件或替换新的配置文件，使得可以改变内部通信装置的发送和/或接收行为。这在此可以是功率、敏感度或还有协议的变化。
16、还可以提出，有效数据通信单元配置为在400mhz和1ghz之间的频带内发送和接收数据，其中实际上使用的频率可至少在三个频率之间选择，所述三个频率彼此间隔至少10％。所述步距在此可以为频带宽度的x％，其中x可以选择为，使得例如可实现200khz的步距。对此替选地，x可以是以下数字，其具有0.01和1之间的值。所述数字可以根据配置文件来预设。
17、还可以提出，有效数据除了关于家畜的信息之外包括配置数据，借助所述配置数据可配置探测设备。配置数据可以由内部通信装置，尤其由有效数据通信单元接收，其中借助于配置数据可设定配置文件，所述配置文件可经由内部通信装置传输至内部计算单元，尤其可存储到数据存储器上。
18、本发明还涉及一种用于识别家畜的识别系统，所述识别系统包括根据本发明的探测设备；以及至少一个具有rfid能力的外部通信装置，用于与内部通信装置无线地交换识别数据，其中外部通信装置配置为将rfid信号至少发出到外部通信装置的近场中，并且内部通信装置配置为在外部通信装置的近场内无源地接收通过所述外部通信装置发出的rfid信号并且响应于此通过rfid发射器发出包括家畜的识别信号的识别数据，所述识别数据可通过外部通信装置检测并且可实现所涉及的家畜的识别。
19、在工作周期中优选刚好一次地进行识别信号的发送，其中工作周期的时长是可设定的并且为0.1s、最大60s之间。由此可以节约能量。
20、还可以提出，识别系统具有至少一个具有rfid能力的、连接在中间的通信装置，所述连接在中间的通信装置配置为将rfid信号至少发出到连接在中间的通信装置的近场中，并且内部通信装置配置为在连接在中间的通信装置的近场内无源地接收通过所述连接在中间的通信装置发送的rfid信号并且响应于此通过rfid发射器发送包括家畜的识别信号的识别数据，所述识别数据可通过连接在中间的通信装置检测并且可实现所涉及的家畜的识别，其中连接在中间的通信装置还配置为与外部通信装置无线通信并且在此优选表现得如内部通信装置相对于连接在中间的通信装置那样。
21、连接在中间的通信装置在此如“rfid中继器”那样起作用。也就是说，根据需要设立的天线可以经由同样可控制的读取器读取被发出的数据并且将读取的id转发至外部通信装置的真正的读取器。这例如可以经由rfid标签工作，所述rfid标签连接于rfid读取器并且信息从所述rfid标签进入，将哪个id转发至真正的读取器。可以直接将探测设备的读取的id发出，或然而也在读取器中保存查询表格。为此，读取的id可以转发给官方的耳标id。可考虑的还有，在此不一定应用根据hdx或fdx的rfid通信协议，而是在转发至外部通信装置时首先借助hdx或fdx进行编码。
22、此外，本发明还涉及一种用于测量家畜的有机体的至少一个状态变量的监控系统，所述监控系统包括根据本发明的探测设备以及外部的计算单元，所述外部的计算单元配置为与探测设备无线通信，其中通过探测设备检测的有效数据可以通过外部的计算单元检测，其中外部的计算单元还配置为访问内部的计算单元的数据存储器，用于改变配置文件或用于将新的配置文件上传到数据存储器上。
23、还可以提出，外部的计算单元具有用于与互联网连接的接口，以便通过外部设备和/或通过云端数据来在线控制和/或交换数据。
24、当然，也可考虑整个检测系统，其因此包括识别系统和监控系统，其中识别系统的探测设备也可以用作为用于监控系统的探测设备。优选地，检测系统包含多个家畜，所述家畜分别配备有探测设备，从而可以通过识别系统、监控系统或检测系统被检测。
25、此外，本发明还涉及一种用于运行根据本发明的探测设备的方法，其中所述方法包括以下步骤：
26、a)根据在探测设备的内部的计算单元的数据存储器中存储的配置文件来确定rfid单元的通信协议；
27、b)在识别到外部通信装置的近场时将识别数据根据确定的通信协议编码；c)通过rfid单元的rfid发射器发送识别数据。
28、尤其可以提出，在步骤c)中通过rfid发射器发送识别数据无源地进行，优选借助于与近场的感性耦合进行。
29、还可以提出，在步骤c)中通过rfid发射器发送识别数据有源地进行。
30、尤其可以提出，根据配置文件设定有源的rfid发射器的发送功率。
31、还可以提出，在步骤a)之前执行的步骤a0)中，将在数据存储器中的配置文件改变或通过经由探测设备的内部通信装置，优选经由有效数据通信单元接收的新的配置文件替换。
1.一种探测设备(1)，所述探测设备用于测量家畜(2)的有机体的至少一个状态变量以及用于识别家畜(2)，其中所述探测设备(1)能够设置在家畜(2)的胃肠道(3)中并且至少具有以下在壳体(4)中或在所述壳体处设置的部件：
2.根据权利要求1所述的探测设备(1)，其中将所述rfid单元(8a)准备好以应用fdx通信协议，并且其中所述rfid单元(8a)还配置用于根据所述配置文件(7)执行所述fdx通信协议的应用。
3.根据权利要求1或2所述的探测设备(1)，其中将所述rfid单元(8a)准备好以应用hdx通信协议，并且其中所述rfid单元(8a)还配置用于根据所述配置文件(7)执行所述hdx通信协议的应用。
4.根据上述权利要求中任一项所述的探测设备(1)，其中所述rfid单元(8a)以可编程的方式实施，使得在所述rfid单元(8a)上未预先配置的通信协议能够被传到所述rfid单元，并且所述rfid单元(8a)配置用于根据所述配置文件(7)应用该通信协议。
5.根据上述权利要求中任一项所述的探测设备(1)，其中所述rfid单元(8a)的所述rfid发射器(8a’)是有源的rfid发射器。
6.根据权利要求5所述的探测设备(1)，其中所述有源的rfid发射器(8a’)的发送功率和由此有效距离能够根据存储在所述数据存储器(6)中的配置文件(7)来设定。
7.根据权利要求6所述的探测设备(1)，其中所述有源的rfid发射器(8a’)的发送功率能够设定在所述rfid发射器的最大发送功率的10％至100％的功率范围内。
8.根据上述权利要求中任一项所述的探测设备(1)，其中所述rfid单元(8a)的所述识别装置(8a”)具有可设定的敏感度，使得外部通信装置(9)的近场(9’)的对于识别所需的信号强度是可设定的。
9.根据上述权利要求中任一项所述的探测设备(1)，其中所述rfid单元(8a)配置用于，不仅在识别外部通信装置(9)的近场(9’)方面而且在通过所述有源的rfid发射器(8a’)发送所述识别数据(iid)方面，在115khz和145khz之间的频带中传输和接收所述数据。
10.根据上述权利要求中任一项所述的探测设备(1)，其中所述内部的计算单元(5)还配置用于根据通过所述内部通信装置(8)接收的数据允许对所述数据存储器(6)的访问，使得能够根据所接收的数据改变所存储的配置文件(7)或替换新的配置文件(7)，使得能够改变所述内部通信装置(8)的发送和/或接收行为。
11.根据上述权利要求中任一项所述的探测设备(1)，其中所述有效数据通信单元(8b)配置用于在400mhz和1ghz之间的频带内发送和接收数据，其中实际使用的频率能够至少在三个频率之间选择，所述三个频率彼此间隔至少10％。
12.根据上述权利要求中任一项所述的探测设备(1)，其中所述有效数据(in)除了关于所述家畜(2)的状态的信息之外还包括配置数据，借助所述配置数据能够配置所述探测设备(1)。
13.一种用于识别家畜(2)的识别系统(11)，所述识别系统包括：
14.根据权利要求13所述的识别系统(11)，其中所述识别系统(11)具有至少一个具有rfid能力的连接在中间的通信装置(9”)，所述连接在中间的通信装置配置用于将rfid信号至少发出到所述连接在中间的通信装置(9”)的近场(9’)中，并且所述内部通信装置(8)配置用于在所述连接在中间的通信装置(9”)的近场(9’)内无源地接收通过所述连接在中间的通信装置发送的射频识别信号并且响应于此通过所述射频识别发射器(8a’)发送包括家畜(2)的识别数据(iid)的识别信号，所述识别数据能够通过所述连接在中间的通信装置(9”)检测并且能够实现所涉及的家畜(2)的识别，其中所述连接在中间的通信装置(9”)还配置用于与所述外部通信装置(9)无线通信并且在此优选表现得如同所述内部通信装置(8)相对于所述连接在中间的通信装置(9”)那样。
15.一种用于测量家畜(2)的有机体的至少一个状态变量的监控系统，所述监控系统包括：
16.根据权利要求15所述的监控系统，其中所述外部的计算单元(10)具有用于与互联网连接的接口，以便通过外部设备和/或通过云端数据来在线控制和/或交换数据。
17.一种用于运行根据权利要求1至12中任一项所述的探测设备(1)的方法，其中所述方法包括以下步骤：
18.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤c)中通过所述rfid发射器(8a’)发送所述识别数据(iid)无源地进行，优选借助于与所述近场(9’)感性耦合地进行。
19.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤c)中通过所述rfid发射器(8a’)发送所述识别数据(iid)有源地进行。
20.根据权利要求19所述的方法，其中根据所述配置文件(7)设定有源的rfid发射器(8a’)的发送功率。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，其中在步骤a)之前执行的步骤a0)中，将在所述数据存储器(6)中的配置文件(7)改变或通过经由所述探测设备(1)的内部通信装置(8)，优选经由有效数据通信单元(8b)接收的新的配置文件(7)替换。
