JP2005102632A

JP2005102632A - 家畜舎管理システム

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Publication number: JP2005102632A
Application number: JP2003343069A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Enami; 良雄榎並
Original assignee: TAKAHASHI KOGYO KK
Current assignee: TAKAHASHI KOGYO KK
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: JP3954000B2

Abstract

【課題】家畜舎環境の管理システムを提供する。
【解決手段】水飲槽を設置した家畜舎と、家畜舎管理コンピュータとを有する家畜舎管理システムにおいて、水飲槽が、水量計と、水温計測器と、ヒータとを具備すると共に、家畜舎管理コンピュータが、水量基準値及び水温基準値を記憶するデータファイルと、計測信号の受信手段と、水量計測値と水量基準値とを比較する第１の比較手段と、水温計測値と水温基準値とを比較する第２の比較手段と、比較結果に基づきヒータを作動する制御信号の送信手段とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、家畜舎の環境データを計測し、それに基づいて家畜舎環境を最適に維持すべく管理するシステムに関する。

乳牛、肉牛その他の家畜の生産管理においては、専ら、個体毎の管理若しくは乳質や肉質等の管理が行われていた。例えば、特許文献１では、乳成分のデータ解析により乳牛の健康管理を行っている。
特開平７−１９４２７３号公報

ところで、従来、家畜舎の管理においては、飲水の水量及び水質にはあまり関心が払われていなかった。例えば、複数の家畜を収容する家畜舎には、複数の水飲槽が設置されており、各水飲槽は給水管（上水道）へ連結されている。各水飲槽は、常時一定の水量で充填されるように適宜のバルブ装置を介して水が自動補給される。このような従来の飲水設備においては、家畜の飲水の管理は量的にも質的にもほとんど行われておらず、供給された水量を水道メータから認知できるのみであった。

しかしながら、飲水の水量や水質は、家畜の健康状態と大きな関連性を有することが判明している。特に、乳牛においては、飲水量がほぼそのまま搾乳量に反映されるため、飲水量の把握は生産管理上極めて重要である。

そこで、本発明は、給水管に連結された複数の水飲槽を設置した家畜舎において、特に飲水を重点的に管理することにより、家畜の健康を維持すると共に効率的な生産管理を行うシステムを実現することを目的とする。

上記の目的を達成すべく、本発明は、以下の構成を提供する。
（１）請求項１に係る家畜舎管理システムは、給水管に連結された複数の水飲槽を設置した家畜舎と、該家畜舎環境を管理する家畜舎管理コンピュータとを有する。
さらに、前記水飲槽は、前記給水管から自動補給される水量を計測しかつ水量計測信号を出力する水量計と、水温を計測しかつ水温計測信号を出力する水温計測器と、水温制御信号により作動するヒータとを具備する。
またさらに、前記家畜舎管理コンピュータが、水量基準値及び水温基準値を記憶するデータファイルと、前記水量計測信号及び前記水温計測信号を受信する受信手段と、前記水量計測信号に基づく水量計測値と前記水量基準値とを比較する第１の比較手段と、前記水温計測信号に基づく水温計測値と前記水温基準値とを比較する第２の比較手段と、前記第１及び第２の比較手段による比較結果に基づき前記ヒータを作動すべく前記水温制御信号を送信する送信手段とを具備する。

（２）請求項２に係る家畜舎管理システムは、請求項１において、前記水飲槽が、水質を計測しかつ水質計測信号を出力する水質計測器と、警報制御信号により作動する警報標示器とをさらに具備する。さらに、前記家畜舎管理コンピュータが、水質基準値を記憶するデータファイルと、前記水質計測信号を受信する受信手段と、前記水質計測信号に基づく水質計測値と前記水質基準値とを比較する第３の比較手段と、前記第３の比較手段による比較結果に基づき前記警報標示器を作動すべく前記警報制御信号を送信する送信手段とを具備する。

（３）請求項３に係る家畜舎管理システムは、請求項１または２において、前記家畜舎内の温度を計測しかつ室内温度計測信号を出力する室内温度計測器と、室内温度制御信号により作動する冷暖房装置とを設置する。さらに、前記家畜舎管理コンピュータが、室内温度基準値を記憶するデータファイルと、前記室内温度計測信号を受信する受信手段と、前記室内温度計測信号に基づく室内温度計測値と前記室内温度基準値とを比較する第４の比較手段と、前記第４の比較手段による比較結果に基づき前記冷暖房装置を作動すべく前記室内温度制御信号を送信する送信手段とを具備する。

（４）請求項４に係る家畜舎管理システムは、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記家畜舎内の湿度を計測しかつ室内湿度計測信号を出力する室内湿度計測器と、室内湿度制御信号により作動する冷暖房装置とを設置する。さらに、前記家畜舎管理コンピュータが、室内湿度基準値を記憶するデータファイルと、前記室内湿度計測信号を受信する受信手段と、前記室内湿度計測信号に基づく室内湿度計測値と前記室内湿度基準値とを比較する第４の比較手段と、前記第４の比較手段による比較結果に基づき前記冷暖房装置を作動すべく前記室内湿度制御信号を送信する送信手段とを具備する。

本発明の家畜舎管理システムは、給水管に連結された複数の水飲槽を設置した家畜舎と、該家畜舎環境を管理する家畜舎管理コンピュータとを有する。各々の水飲槽に備えられた水量計と水温により各水飲槽への供給水量と水温の計測値データを出力し、家畜舎管理コンピュータへ送信する。家畜舎管理コンピュータは、正常範囲の水量基準値を予め記憶している。これと水量計測値とを比較して、水量計測値が水量基準値より低い場合は、飲水量の低下と判断する。その場合、次に、水温基準値と水温計測値とを比較する。水温計測値が水温基準値より低い場合は、水温低下が飲水量低下の原因と考えられるため、水温を正常範囲に上昇させる必要がある。尚、家畜舎の各水飲槽にはヒータが備えられており、家畜舎管理コンピュータは、各ヒータを作動させる制御信号を送信する。これによりヒータが作動し、水飲槽の水温が上昇する。この結果、家畜の飲水量を回復させることができる。

さらに好適には、水飲槽に備えられた水質計測器が水質計測値データを出力し、家畜舎管理コンピュータへ送信する。家畜舎管理コンピュータは、正常範囲の水質基準値を予め記憶している。これと水質計測値とを比較して、水量計測値が正常範囲でない場合は、水質不良と判断する。水質不良の場合は、警報標示器を作動すべく警報制御信号を送信する。警報標示器は、例えば、視覚的に認知できる警告表示や、聴覚的に認知できる警告音である。これにより、水質異常を知ることができる。

また、さらに好適には、家畜舎内に備えられた室内温度計が室温計測値データを出力し、家畜舎管理コンピュータへ送信する。家畜舎管理コンピュータは、正常範囲の室温基準値を予め記憶している。これと室温計測値とを比較して、室温計測値が正常範囲でない場合は、室温異常と判断する。室温異常の場合は、家畜舎の冷暖房装置を作動させる制御信号を送信する。これにより冷暖房装置が作動し、室温を正常範囲とすることができる。

また、さらに好適には、家畜舎内に備えられた室内湿度計が室内湿度計測値データを出力し、家畜舎管理コンピュータへ送信する。家畜舎管理コンピュータは、正常範囲の室内湿度基準値を予め記憶している。これと室内湿度計測値とを比較して、室内湿度計測値が正常範囲でない場合は、湿度異常と判断する。湿度異常の場合は、家畜舎の加除湿装置を作動させる制御信号を送信する。これにより加除湿装置が作動し、室内湿度を正常範囲とすることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明による家畜舎管理システムを概略的かつ模式的に示す構成図である。家畜舎管理システムの主たる構成要素は、種々の計測装置及び環境制御装置を備えた家畜舎１０と、家畜舎管理コンピュータ４０である。家畜舎１０は、乳牛、肉牛等の複数の家畜が収容されており、複数の水飲槽１１ａ、１１ｂ．．が適宜配置されている。各水飲槽１１ａは、給水管２３へ連結されており、水が供給される。給水管２３から各水飲槽１１ａへの分岐路上には水量計１４が設置されており、各水飲槽１１ａへ供給された水量を計測する。水量計１４は、水量計測値に対応する電気信号（水量計測信号）の出力機能を具備する。尚、実施例では、各家畜がいずれの水飲槽１１ａの水も自由に飲むことができ、各水飲槽１１ａには、自動補給機構により常に一定量の水が充填されている。さらに、各水飲槽１１ａには、水温を上昇させるためのヒータ２２が備えられる。ヒータ２２は、後述する外部からの制御信号によりオンオフされる。

さらに、水飲槽１１ａ内には、水温計測器１２と水質計測器１３が備えられる。水温計測器１２及び水質計測器１３はそれぞれ、水温計測値及び水質計測値に対応する電気信号（水温計測信号及び水質計測信号）の出力機能を具備する。水質は、例えばｐＨ等である。家畜舎の建物内には、警報標示器２１が設けられる。警報標示器２１としては、例えば、視覚的に水質異常を知らせる表示装置がある。点滅ランプや、文字表示ディスプレイ等である。あるいは、聴覚的に水質異常を知らせる警告音発生装置でもよく、双方を併用してもよい。その他に、後述するように飲水量異常又は水温異常を知らせる警報標示器を設けてもよい。

また、好適には、家畜舎１０の建物内には、室内温度と室内湿度をそれぞれ計測する室内温度計１５及び室内湿度計１６を備える。室内温度計１５及び室内湿度計１６はそれぞれ、室内温度計測値及び室内湿度計測値に対応する電気信号（室内温度計測信号及び室内湿度計測信号）の出力機能を具備する。さらに、家畜舎１０の建物内に冷暖房装置１９及び加除湿装置２０を設置し、それぞれ外部からの制御信号により作動させる。制御信号は、後述するように、室内温度計測値及び室内湿度計測値に基づいて発せられる。

同様に、家畜舎１０の建物外には、室外温度と室外湿度をそれぞれ計測する室外温度計１７及び室外湿度計１８を備えることが好適である。室外温度計１７及び室外湿度計１８はそれぞれ、室外温度計測値及び室外湿度計測値に対応する電気信号（室外温度計測信号及び室外湿度計測信号）の出力機能を具備する。

家畜舎１０に設けられた水量計等の計測装置から出力される計測信号の信号ライン、並びにヒータ等の環境制御装置へ送られる制御信号の信号ラインは、計装制御盤３０を介して家畜舎管理コンピュータ４０へ接続される。計装制御盤３０は、種々の信号ラインのインタフェース機能、スイッチング機能並びに電源機能等を含む。インタフェース機能としては、例えば、種々の計測装置から出力されるアナログ信号を家畜舎管理コンピュータ４０へ入力するデジタル信号に変換する。また、スイッチング機能としては、種々の計測装置から計測値を取得するタイミングを決定する。計測値のタイミングとしては、例えば、２時間毎、１２時間毎等である。電源機能としては、家畜舎内の種々の装置へ電源を供給する。

家畜舎管理コンピュータ４０は、例えば、パーソナルコンピュータである。本発明の家畜舎管理システムの機能を実現するプログラムが、ハードディスク等の記憶装置４９に導入されている。演算制御装置４１に含まれるメモリ４３にプログラムを読み込みＣＰＵ４２が実行することにより、本発明の家畜舎管理システムのデータ処理部６０として機構することとなる。データ処理部６０の主たる機能として、計測値記憶機能６１、計測値判断機能６２、制御値決定機能６３がある。これらの機能については、図３のフロー図で説明する。

さらに、家畜舎管理コンピュータ４０は、通信装置４４を具備する。通信装置４４は、外部インタフェース機能を具備し、計装制御盤３０を介して家畜舎１０の種々の装置から計測信号を受信する計測信号受信手段４６及び、種々の装置へ制御信号を送信する制御信号送信手段４５を含む。データ伝送方式には、シリアル伝送、パラレル伝送等がある。

家畜舎管理コンピュータ４０の記憶装置４９には、基準値データファイル５０と、計測値データファイル５１が適宜のデータ形式で記憶されている。基準値データファイル５０は、家畜舎環境パラメータの基準値を格納する。「家畜舎環境パラメータ」とは、例えば、水飲槽の飲水量、水温及び水質、並びに家畜舎の室内外の温度及び湿度等である。ここで「基準値」とは、各パラメータの正常値（最適値）又は正常範囲（最適範囲）をいい、過去の所定期間の計測値の統計データから基準値データが作成される。

図２は、基準値データの作成過程の一例を模式的に示した図である。例えば、乳牛の場合、搾乳量と飲水量には相関関係があるので、搾乳量統計データと飲水量統計データの相関関係を解析することにより飲水量基準値を決定する。また、飲水量と水温にも相関関係があるので、飲水量統計データと水温統計データの相関関係を解析することにより水温基準値を決定する。飲水量と水質にも相関関係があり、飲水量統計データと水質統計データの相関関係を解析することにより水質基準値を決定する。さらに、飲水量と室内温度又は室内湿度にも相関関係があり、飲水量統計データと室内温度又は室内湿度の相関関係を解析することにより室内温度基準値又は室内湿度基準値を決定する。

尚、季節によって基準値を変えてもよい。また、基準値は、各家畜舎毎に統計データを蓄積し、その蓄積された統計データに基づいて決定することが望ましい。家畜舎環境は、各家畜舎毎の特徴が反映されるものであり、収容される家畜個体の性質によっても統計データに差異が生じるからである。

計測値データファイル５１には、家畜舎１０に設けた種々の計測装置からの計測信号に基づく計測値が格納される。

家畜舎管理コンピュータ４０はその他に、動作状態や記憶データを表示するためのディスプレイ等の表示装置４７、操作用データを入力するためののキーボード等の入力装置４８を具備する。

図３は、図１に示した家畜舎管理システムにおける制御フローを概略的に示す図である。

・ステップＳ１：家畜舎に設けた各計測器から出力される計測信号を家畜舎管理コンピュータが受信する。家畜舎環境パラメータの計測信号として、実施例では、水量計からの水量計測信号、水温計測器からの水温計測信号、水質計測器からの水質計測信号、室内温度計からの室内温度計測信号、並びに室内湿度計からの室内湿度計測信号がある。尚、室外温度計測信号及び室外湿度計測信号については、任意に計測し、受信する。計測信号の受信は、予め設定された時刻、若しくは予め設定された時間毎に行われるが、家畜舎環境パラメータの種類によって計測タイミングの設定を変えてもよい。例えば、飲水量と水温は２時間毎に同時に計測し、水質は６時間毎に計測し、室内温度と湿度は３０分毎に計測する、等である。また、季節によって計測タイミングの設定を変えてもよい。

・ステップＳ２：家畜舎管理コンピュータは、受信した計測信号を対応する計測値データに変換し、計測値データファイルに記憶する。この計測値データファイルに所定期間蓄積された計測値データは、図２における統計データとして用いることができる。尚、各水飲槽毎の飲水量や水温の統計データが得られるので、各水飲槽を家畜舎内に最適に配置するための参考とすることができる。

・ステップＳ３：ステップＳ３〜Ｓ７は、飲水量及び水温の解析及び制御フローである。飲水量を計測した水量計測値と、基準値データファイルに記憶された水量基準値とを比較する。尚、この場合、水量計測値は、各水飲槽の飲水量の総和を用いる。水量計測値が水量基準値を満たしていれば、飲水量は正常範囲であると判断し、次の計測値を取得すべくステップＳ１へ戻る。一方、水量計測値が水量基準値よりも少なければ、飲水量が低下していると判断し、ステップＳ４へ進む。

・ステップＳ４：飲水量の低下が、水温低下によるものか否かを判断する。すなわち、水温計測値と、基準値データファイルに記憶された水温基準値とを比較する。この水温についての比較は、水飲槽毎に行うことが望ましいが、水飲槽毎の水温差がほとんどない場合は平均水温と比較してもよい。水温計測値が水温基準値を満たしていれば、水温は正常と判断し、次の計測値を取得すべくステップＳ１へ戻る。但し、水温が原因ではないが飲水量に異常があることを知らせるために飲水量異常に関する警報標示器を作動させてもよい。また、水温計測値が水温基準値より高い場合は、水温異常に関する警報標示を作動させてもよい。飲水量異常又は水温異常の警報標示を行う場合、後述する水質異常に関する警報標示器とは区別できるような視覚的若しくは聴覚的標示を行う。一方、水温計測値が水温基準値より低下していれば、水温低下が飲水量低下の原因と判断し、ステップＳ５へ進む。

・ステップＳ５：水温計測値と水温基準値との差の程度によって、水温制御値を決定する。

・ステップＳ６：水温制御値に基づいて、ヒータへ送信する制御信号を発生し、送信する。例えば、水温制御値によってヒータのオン時間を決定する。尚、ステップＳ４において水温低下と判断された水飲槽に対してのみ、ヒータ制御信号を送信すれば足りる。

・ステップＳ７：制御信号を受けたヒータが作動し、水温が上昇する。

・ステップＳ８：次に、水質の解析及び制御フローを実行する。水質計測値と、基準値データファイルに記憶された水質基準値とを比較する。水質計測値が水質基準値を満たしていれば、水温は正常と判断し、次の計測値を取得すべくステップＳ１へ戻る。一方、水質計測値が水質基準値を満たしていなければ、ステップＳ９へ進む。

・ステップＳ９：警報標示器を作動させる警報制御信号を送信する。この警報制御信号は、水質異常に関する警報標示を行うものであるので、他の警報標示とは区別する。

・ステップＳ１０：警報制御信号を受けて警報標示器が作動する。

・ステップＳ１１：次に、室内温度の解析及び制御フローを実行する。室内温度計測値と、基準値データファイルに記憶された室内温度基準値とを比較する。室内温度計測値が室内温度基準値を満たしていれば、室温は正常と判断し、次の計測値を取得すべくステップＳ１へ戻る。一方、室内温度計測値が室内温度基準値を満たしていなければ、ステップＳ１２へ進む。

・ステップＳ１２：室内温度計測値と室内温度基準値との差の程度によって、室内温度制御値を決定する。制御値は、例えば、実現すべき室温の値である。

・ステップＳ１３：室内温度制御値に基づいて、冷暖房装置へ送信する制御信号を発生し、送信する。

・ステップＳ１４：制御信号を受けた冷暖房装置が作動し、家畜舎内温度が適温となる。

・ステップＳ１５：次に、室内湿度の解析及び制御フローを実行する。室内湿度計測値と、基準値データファイルに記憶された室内湿度基準値とを比較する。室内湿度計測値が室内湿度基準値を満たしていれば、室内湿度は正常と判断し、次の計測値を取得すべくステップＳ１へ戻る。一方、室内湿度計測値が室内湿度基準値を満たしていなければ、ステップＳ１６へ進む。

・ステップＳ１６：室内湿度計測値と室内湿度基準値との差の程度によって、室内湿度制御値を決定する。制御値は、例えば、実現すべき湿度の値である。

・ステップＳ１７：室内湿度制御値に基づいて、加除湿装置へ送信する制御信号を発生し、送信する。

・ステップＳ１８：制御信号を受けた加除湿装置が作動し、家畜舎内湿度が適正値となる。

本発明による家畜舎管理システムを概略的かつ模式的に示す構成図である。基準値データの作成過程の一例を模式的に示した図である。本発明の家畜舎管理システムにおける制御フローを概略的に示す図である。

符号の説明

１０家畜舎
１１ａ、１１ｂ水飲槽
１２水温計測器
１３水質計測器
１４水量計
１５室内温度計
１６室内湿度計
１７室外温度計
１８室外湿度計
１９冷暖房装置
２０加除湿装置
２１警報標示器
２２ヒータ
２３給水管
３０計装制御盤
４０家畜舎管理コンピュータ
４１演算制御装置
４２ＣＰＵ
４３メモリ
４４通信装置
４５制御信号送信手段
４６計測信号受信手段
４７表示装置
４８入力装置
４９記憶装置
５０基準値データファイル
５１計測値データファイル
６０データ処理部
６１計測値記憶部
６２計測値判断部
６３制御値決定部

Claims

給水管に連結された複数の水飲槽を設置した家畜舎と、該家畜舎環境を管理する家畜舎管理コンピュータとを有する家畜舎管理システムにおいて、
前記水飲槽が、前記給水管から自動補給される水量を計測しかつ水量計測信号を出力する水量計と、水温を計測しかつ水温計測信号を出力する水温計測器と、水温制御信号により作動するヒータとを具備すると共に、
前記家畜舎管理コンピュータが、水量基準値及び水温基準値を記憶するデータファイルと、前記水量計測信号及び前記水温計測信号を受信する受信手段と、前記水量計測信号に基づく水量計測値と前記水量基準値とを比較する第１の比較手段と、前記水温計測信号に基づく水温計測値と前記水温基準値とを比較する第２の比較手段と、前記第１及び第２の比較手段による比較結果に基づき前記ヒータを作動すべく前記水温制御信号を送信する送信手段とを具備することを特徴とする
家畜舎管理システム。
前記水飲槽が、水質を計測しかつ水質計測信号を出力する水質計測器と、警報制御信号により作動する警報標示器とをさらに具備すると共に、
前記家畜舎管理コンピュータが、水質基準値を記憶するデータファイルと、前記水質計測信号を受信する受信手段と、前記水質計測信号に基づく水質計測値と前記水質基準値とを比較する第３の比較手段と、前記第３の比較手段による比較結果に基づき前記警報標示器を作動すべく前記警報制御信号を送信する送信手段とを具備することを特徴とする
請求項１に記載の家畜舎管理システム。
前記家畜舎内の温度を計測しかつ室内温度計測信号を出力する室内温度計測器と、室内温度制御信号により作動する冷暖房装置とを設置すると共に、
前記家畜舎管理コンピュータが、室内温度基準値を記憶するデータファイルと、前記室内温度計測信号を受信する受信手段と、前記室内温度計測信号に基づく室内温度計測値と前記室内温度基準値とを比較する第４の比較手段と、前記第４の比較手段による比較結果に基づき前記冷暖房装置を作動すべく前記室内温度制御信号を送信する送信手段とを具備することを特徴とする
請求項１又は２に記載の家畜舎管理システム。
前記家畜舎内の湿度を計測しかつ室内湿度計測信号を出力する室内湿度計測器と、室内湿度制御信号により作動する冷暖房装置とを設置すると共に、
前記家畜舎管理コンピュータが、室内湿度基準値を記憶するデータファイルと、前記室内湿度計測信号を受信する受信手段と、前記室内湿度計測信号に基づく室内湿度計測値と前記室内湿度基準値とを比較する第４の比較手段と、前記第４の比較手段による比較結果に基づき前記冷暖房装置を作動すべく前記室内湿度制御信号を送信する送信手段とを具備することを特徴とする
請求項１〜３のいずれかに記載の家畜舎管理システム。