小議RFID在養(yǎng)豬中的運(yùn)用

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摘要：本文介紹了rfid技術(shù)的工作原理，分析了它在動物的識別與跟蹤中的應(yīng)用，并重點(diǎn)闡述了它在自動化養(yǎng)豬飼喂系統(tǒng)中的應(yīng)用，以豬的喂養(yǎng)和個(gè)體識別為主線，總結(jié)了射頻識別技術(shù)在我國養(yǎng)豬業(yè)應(yīng)用的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：RFID；識別；電子標(biāo)簽；

1引言

射頻識別技術(shù)是從上個(gè)世紀(jì)80年代興起的一項(xiàng)自動識別技術(shù)，被列為新世紀(jì)十大重要技術(shù)項(xiàng)目之一[1]。不過直到上世紀(jì)80年代，射頻識別技術(shù)及產(chǎn)品才真正進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域。90年代后，射頻識別技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問題日益得到重視，射頻識別技術(shù)的理論得到進(jìn)一步豐富和完善，射頻識別產(chǎn)品開始廣泛應(yīng)用，已經(jīng)進(jìn)入到金融、電信、交通、醫(yī)療、身份證等各種領(lǐng)域[2]。

近幾年來，我國規(guī)模化養(yǎng)豬業(yè)蓬勃發(fā)展。與此同時(shí)，豬病的發(fā)生，特別是傳染性疾病，成為嚴(yán)重影響我國規(guī)模化養(yǎng)豬業(yè)健康、穩(wěn)定發(fā)展的主要威脅[3]。農(nóng)業(yè)部第14次常務(wù)會議審議通過的《畜禽標(biāo)識和養(yǎng)殖檔案管理辦法》，于2006年7月1日開始施行了。該辦法的出臺，對進(jìn)一步規(guī)范畜牧業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營行為，加強(qiáng)畜禽標(biāo)識和養(yǎng)殖檔案管理，建立畜禽及畜禽產(chǎn)品可追溯制度，有效防控重大動物疫病，保障畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全方面有重要意義[4]。管理規(guī)定畜禽標(biāo)識實(shí)行一畜一標(biāo)，編碼具有唯一性。因此畜禽標(biāo)識編碼工作是一項(xiàng)繁雜的系統(tǒng)工程．必須走在各項(xiàng)工作的前面[5]。RFID技術(shù)的引入是一種必然趨勢，將會給養(yǎng)豬業(yè)帶來進(jìn)一步的提高，具有很廣闊的前景。

2RFID的工作原理

射頻識別(RadioFrequencyIdentificat

ion，RFID)技術(shù)是一種非接觸自動識別技術(shù)，利用射頻信號通過空間偶合（電感或電磁偶合），實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的[1]。射頻識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時(shí)識別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便[6]。

一般說，射頻識別系統(tǒng)包含電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和閱讀器三部分。系統(tǒng)的工作原理是：標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，如果接收到閱讀器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，閱讀器可無接觸地讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動識別物體的目的。閱讀器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流從而獲得能量，發(fā)送出自身編碼等信息，被讀取器讀取并解碼后送至電腦主機(jī)進(jìn)行有關(guān)處理[7]。

3RFID在動物識別中的應(yīng)用

所謂動物識別與跟蹤，就是在動物身上安裝電子標(biāo)簽，并根據(jù)動物電子標(biāo)簽中的唯一的ID碼與該動物一一對應(yīng)，可以隨時(shí)對動物的相關(guān)屬性進(jìn)行跟蹤與管理的一項(xiàng)技術(shù)。當(dāng)動物進(jìn)入RFID閱讀器的識別范圍，或者工人拿著手持閱讀器靠近動物時(shí)，閱讀器就會自動將動物的數(shù)據(jù)信息識別出來[8]。

國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11784和ISO11785規(guī)定了對動物用RFID進(jìn)行識別的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。ISO11784規(guī)定動物識別代碼總共由64位（8個(gè)字節(jié)）組成[9]。ISO11785則規(guī)定了電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的傳輸方法以及閱讀器的規(guī)范[10]。

動物安裝電子標(biāo)簽的基本方法有：頸圈式、耳標(biāo)式、可注射式和藥丸式電子標(biāo)簽[1]。

耳標(biāo)式電子標(biāo)簽適合于有油污、雨水的惡劣環(huán)境，閱讀器與電子標(biāo)簽相距最遠(yuǎn)數(shù)米都可以把數(shù)據(jù)讀出來。2005年阿里.桑托斯等人，為老鼠制造了一個(gè)高自動化的居住系統(tǒng)，并成功的將射頻電子標(biāo)簽安在老鼠耳朵上，在RFID控制下測試研究老鼠的天然生活習(xí)性[11]。

按照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11784，射頻標(biāo)簽?zāi)軌虮蝗祟愒斐筛鞣N各樣的形狀，例如有一種可以移植入動物體內(nèi)的直徑微小，長度僅12-32毫米的玻璃膠囊標(biāo)簽。另外的類型還有針對牲畜的電子追蹤標(biāo)簽，就是所謂的能夠被牛和羊吞咽并保留在胃腸道里面的藥丸式電子標(biāo)簽[9]。

利用可注射式電子標(biāo)簽進(jìn)行身份識別是一種很有希望改善目前的動物識別系統(tǒng)。這種應(yīng)用在動物體內(nèi)的方式可以減少動物丟失的風(fēng)險(xiǎn)。換句話說注射式標(biāo)簽運(yùn)用于實(shí)踐，必須滿足很高的標(biāo)準(zhǔn)。主要方面包括生物兼容性，注射的可行性，在靜力學(xué)和動力學(xué)條件下的技術(shù)實(shí)施性，最后在貿(mào)易屠宰中的恢復(fù)程序，盡量避免人類在食物鏈中的任何風(fēng)險(xiǎn)[12]。

由于ISO的國際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在很有可能識別來自世界上任何國家的任何動物，僅僅靠一個(gè)ISO國際標(biāo)準(zhǔn)的讀卡機(jī)[9]。

4RFID在養(yǎng)豬業(yè)中的應(yīng)用

為了構(gòu)建一種適合中國國情的豬肉安全質(zhì)量監(jiān)控的可追溯系統(tǒng)，江蘇農(nóng)業(yè)大學(xué)陸昌華等在“十五”國家“863”計(jì)劃項(xiàng)目資助下，綜合應(yīng)用動物個(gè)體標(biāo)識、二維條碼、RFID射頻電子標(biāo)識和一維條碼標(biāo)簽技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)與傳統(tǒng)的養(yǎng)豬業(yè)和屠宰加工業(yè)結(jié)合，構(gòu)建了一種適合中國國情的豬肉監(jiān)控的可追索系統(tǒng)。

據(jù)2006年05年23日華西都市報(bào)報(bào)道，5月22日，“國家金卡工程”電子標(biāo)簽應(yīng)用試點(diǎn)項(xiàng)目、“四川牲畜、食品產(chǎn)業(yè)鏈電子標(biāo)識管理系統(tǒng)”在四川省邛崍市正式啟動[13]。四川省生豬食品加工企業(yè)春源集團(tuán)與四川鼎天電子標(biāo)識技術(shù)系統(tǒng)有限公司合作采用RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，為首批1萬頭生豬安裝電子芯片，建立生豬產(chǎn)業(yè)鏈“信息庫”。這是我國首次將RFID技術(shù)應(yīng)用于生豬養(yǎng)殖。

養(yǎng)豬業(yè)的蓬勃發(fā)展，養(yǎng)豬技術(shù)趨于自動化，自動化系統(tǒng)核心組成部分有：自動喂料計(jì)量系統(tǒng)、自動稱重系統(tǒng)、電子識別系統(tǒng)和電腦處理系統(tǒng)[14]。

一個(gè)妊娠母豬的自由采食喂養(yǎng)系統(tǒng)專利已經(jīng)被艾奧華洲立大學(xué)的Rhodes研究農(nóng)場開發(fā)。這個(gè)系統(tǒng)結(jié)合了母豬電子識別系統(tǒng)和電腦分析動物稱重來收集數(shù)據(jù)。將母豬的平均日益增重與期望的平均日益增重進(jìn)行比較計(jì)算來確定母豬獲取兩種飼料配合中的一種。計(jì)算機(jī)通過系統(tǒng)監(jiān)測來控制母豬的走動路線[15]。

在種豬的飼養(yǎng)方面，我國已經(jīng)引入法國ACEMO公司的種豬性能測定自動化系統(tǒng)ACEMA64，如北京養(yǎng)豬育種中心、北京市順義種豬性能測定站、深圳農(nóng)牧公司、農(nóng)業(yè)部種豬質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（武漢）等[16]。系統(tǒng)的基本工作原理是：當(dāng)帶有“耳釘”(RFID卡)的豬進(jìn)入讀寫器的射頻場后，由其天線獲得的感應(yīng)電流經(jīng)升壓電路升壓后作為芯片的電源，同時(shí)將帶信息的感應(yīng)電流通過射頻前端電路檢得數(shù)字信號送入邏輯控制電路進(jìn)行信息處理；所需回復(fù)的信息則從存儲器中獲取經(jīng)由邏輯控制電路送回射頻前端電路，最后通過天線發(fā)回給讀寫器。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通過接口獲取養(yǎng)殖場里豬的信息，并集養(yǎng)豬場日常管理需要的基本功能為一體，將養(yǎng)豬場日常管理所涉及的各種記錄、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表等原來用手工完成的工作全部實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)管理。系統(tǒng)基本滿足了養(yǎng)豬場目前生產(chǎn)管理的需要，從宏觀決策上提供信息，便于管理者及時(shí)、準(zhǔn)確地了解養(yǎng)豬場的管理狀況，提高了現(xiàn)代化管理水平[17]。

養(yǎng)豬企業(yè)本身的發(fā)展趨勢是規(guī)模越來越大，集約化程度越來越高，因而管理的難度也越來越大，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可使養(yǎng)豬企業(yè)管理更科學(xué)、更精確，并能有效提高養(yǎng)豬企業(yè)的效益。

5RFID技術(shù)在養(yǎng)豬業(yè)的應(yīng)用前景

目前，我國豬肉產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全性不能達(dá)到進(jìn)口國的要求。導(dǎo)致這一問題的最大原因是疾病問題，一些劣性傳染病，如豬瘟、口蹄疫等尚未消滅，我國畜產(chǎn)品在檢疫方面至今尚未加入國際防疫組織，歐盟就因檢疫問題對我國關(guān)閉市場[18]。我們把RFID電子耳標(biāo)用于生豬養(yǎng)殖，建立電子標(biāo)識系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)、動態(tài)、可追溯的信息管理。一旦發(fā)生疫情，可以及時(shí)確定污染鏈，進(jìn)行有效控制和科學(xué)決策，最大限度減少不必要的損失。RFID技術(shù)用于生豬養(yǎng)殖不僅僅是為了疫情溯源，還可以實(shí)現(xiàn)飼養(yǎng)過程的自動化，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

但是我國在養(yǎng)豬業(yè)界推廣應(yīng)用RFID還存在諸多問題，一是RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)尚在研制之中，還不夠成熟。RFID行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涉及頻段劃分、編碼規(guī)則等問題。目前尚未形成統(tǒng)一的全球化標(biāo)準(zhǔn)。市場呈現(xiàn)多種標(biāo)準(zhǔn)并存的局面。二是資金問題，RFID相關(guān)設(shè)備是很昂貴的。如法國ACEMOMF24母豬多功能自動飼喂系統(tǒng)。三是管理模式，RFID自推行之初一直是應(yīng)用端為主要的推動力而作為產(chǎn)業(yè)鏈的上游的制造商已經(jīng)分銷商們而言[19]。RFID增加了他們的成本。這也是阻礙RFID普及的一個(gè)因素。

從長遠(yuǎn)來看，當(dāng)應(yīng)用量大了之后，成本自然會下降。目前應(yīng)用市場規(guī)模尚未形成的時(shí)候，就要考慮用在什么樣的產(chǎn)品上面保證自己的利益最大化。另外現(xiàn)在隨著技術(shù)的進(jìn)步以及應(yīng)用量的擴(kuò)大，RFID技術(shù)用于生豬養(yǎng)殖成本只是一個(gè)相對的問題。隨著RFID技術(shù)的成熟，將很好的推動豬業(yè)自動化喂養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

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