基于RFID技術(shù)在規(guī)?；膛鲋械膽?yīng)用

付云寶陳紅莉吳妍妍

(1.新疆八師石河子市畜牧獸醫(yī)工作站,新疆石河子 532000; 2.新疆西部牧業(yè)股份有限公司,新疆石河子 532000; 3.新疆兵團(tuán)畜牧工程技術(shù)研究中心,新疆石河子 532000)

基于RFID技術(shù)在規(guī)?；膛鲋械膽?yīng)用

付云寶1陳紅莉2吳妍妍3*

(1.新疆八師石河子市畜牧獸醫(yī)工作站,新疆石河子 532000; 2.新疆西部牧業(yè)股份有限公司,新疆石河子 532000; 3.新疆兵團(tuán)畜牧工程技術(shù)研究中心,新疆石河子 532000)

近年來，世界各地尤其是歐洲地區(qū)，家畜瘋牛病、口蹄疫等疾病頻發(fā)，對奶牛養(yǎng)殖造成了不可估量的損失。國外養(yǎng)殖業(yè)發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)，已經(jīng)建立了功能強(qiáng)大的個體識別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了奶牛自動化和數(shù)字化的管理，通過結(jié)合精密喂養(yǎng)系統(tǒng)、個體信息采集系統(tǒng)、疾病自動監(jiān)測系統(tǒng)，能及時的掌握奶牛健康情況和有效的控制疾病的發(fā)生。

目前我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)面臨巨大的發(fā)展前景，我國奶牛存欄量達(dá)到一千多萬頭，占世界的十分之一，牛奶的總產(chǎn)量也達(dá)到了世界的第三位。但是受養(yǎng)殖方式和管理水平的制約，我國奶牛個體產(chǎn)奶量不及發(fā)到國家的一半。由于我國人口基數(shù)大，牛奶需求量巨大，每年需要大量進(jìn)口乳制品。

這主要是因?yàn)槲覈膛ｐB(yǎng)殖業(yè)存在如下弊端：（1）目前我國奶牛養(yǎng)殖以小規(guī)模散戶養(yǎng)殖為主，養(yǎng)殖觀念落后。我國雖然擁有一定數(shù)量的千頭牛場，其單產(chǎn)量也接近發(fā)達(dá)國家水平，但占我國總體奶牛數(shù)量的比重仍然很小，更多的奶牛還是分散在個體養(yǎng)殖的手里。在很多偏遠(yuǎn)地區(qū)，農(nóng)村散養(yǎng)戶養(yǎng)殖觀念落后，養(yǎng)殖方式和豬禽養(yǎng)殖方式一樣。（2）詞料搭配不合理，奶產(chǎn)量低，乳制品質(zhì)量不高。奶牛是食草動物，應(yīng)該配以粗料為主，精料搭配的方式養(yǎng)殖。我國牧草主要在北方草原地區(qū)，環(huán)境惡化后土地資源有限，牧草價格相對較貴。許多散養(yǎng)奶牛吃不上牧草，往往只能就地取材吃些玉米稻稈，再搭配少許價格高昂的精料，往往奶牛得不到足夠的營養(yǎng)。（3）奶牛個體疾病免疫力差。盡管我國奶牛數(shù)量呈兩位數(shù)增長，但是良種牛所占比例較低。我國良種牛主要集屮在規(guī)模較大的養(yǎng)殖廠，它們由于身需求大，出售和淘汰的數(shù)量有限。大量散養(yǎng)戶手中奶牛品種低下，抗病能力差。

以上可以看出我國奶牛養(yǎng)殖還處于初期發(fā)展階段，急需在奶牛養(yǎng)殖方式，特別是奶牛管理發(fā)法上做出改進(jìn)以提高奶牛養(yǎng)殖的生產(chǎn)效率。我國不僅具有奶牛需求的廣大市場，還具有把奶牛養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；⒑侠砘涂茖W(xué)化的有利條件。針對這些問題，我們應(yīng)該在奶牛養(yǎng)殖中采用大規(guī)模養(yǎng)殖為主，散養(yǎng)為輔的方式才更符合目前市場發(fā)展趨勢。通過建立大規(guī)模的養(yǎng)殖廠，可以在奶牛詞料方面做出更科學(xué)合理的搭配，還可以在奶牛的繁殖過程中改良奶牛的血統(tǒng)狀況，以提高奶牛自身的免疫力。另外，在奶牛的養(yǎng)殖管理中，應(yīng)該采用數(shù)字化精細(xì)養(yǎng)殖的方式，及時監(jiān)控奶牛的生長狀況，并對奶牛從血統(tǒng)到生長過程中的每一環(huán)節(jié)進(jìn)行可追溯管理，以確保整個養(yǎng)殖過程的安全和高效。

1 RFID技術(shù)概況

上世紀(jì)八十年代起，無線射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，簡稱RFID 技術(shù)）作為自動識別技術(shù)日益成熟。RIFD 識別技術(shù)是一種通過交變磁場、電磁場利用射頻信號將信息以非接觸方式進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信，并通過其負(fù)載的信息數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對象自動識別的技術(shù)。RFID 具備非視覺、非接觸、高精度、無需人工干預(yù)的特點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，支持多標(biāo)簽的同時識別和運(yùn)動目標(biāo)的識別，應(yīng)用快捷方便。

當(dāng)前，RFID 技術(shù)的應(yīng)用前景光明，技術(shù)發(fā)展迅速，已在醫(yī)療、生產(chǎn)、防偽、物流、交通、運(yùn)輸?shù)壬鐣鱾€領(lǐng)域中得到廣泛運(yùn)用。隨著我國高新技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及社會對食品安全、智能養(yǎng)管理等方面的需求的不斷提高，也促使 RFID 技術(shù)及其應(yīng)用在農(nóng)畜產(chǎn)業(yè)方面的快速發(fā)展和普及。近幾年來，隨著規(guī)?；膛龅陌l(fā)展，市場信息化技術(shù)、自動化控制、人工智能和系統(tǒng)集成等新技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于奶牛養(yǎng)殖的實(shí)際生產(chǎn)中。新技術(shù)的應(yīng)用，在降低奶牛養(yǎng)殖中的生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)奶水平以及在實(shí)際生產(chǎn)中的高效集中管理等各個方面，都發(fā)揮著巨大的作用，為規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)養(yǎng)殖奠定了基礎(chǔ)。

鑒于此，近年來發(fā)展迅速的射頻識別技術(shù)成為當(dāng)前建立可追溯體系的最佳選擇，目前奶牛養(yǎng)殖中已開始逐步推廣應(yīng)用基于RFID智能奶牛管理系統(tǒng)，利用RFID非接觸式自動識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對牛只的綜合管理甚至個體的精確飼養(yǎng)，對養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的全過程實(shí)施有序管理和監(jiān)控，使奶牛養(yǎng)殖業(yè)步入信息化、智能化的時代：

（1）利用 RFID 唯一標(biāo)識的電子耳牌標(biāo)識奶牛個體，建立唯一識別的牛只檔案，管理奶牛個體信息實(shí)現(xiàn)身份識別。

（2）通過信息技術(shù)對奶牛的采食、發(fā)情、疾病、環(huán)境等養(yǎng)殖要素進(jìn)行自動監(jiān)測，有效把握養(yǎng)殖細(xì)節(jié)，為科學(xué)養(yǎng)殖提供數(shù)據(jù)依據(jù)和決策支持。

（3）基于 RFID 的智能奶牛養(yǎng)殖管理系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效減少人員參與，節(jié)省人力成本；通過對奶牛個體監(jiān)測和實(shí)施按需飼養(yǎng)來節(jié)省飼料，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 RFID 技術(shù)在畜牧業(yè)中的應(yīng)用

2.1 動物識別與跟蹤

RFID動物電子標(biāo)簽在動物識別和跟蹤方面起到重要作用，電子標(biāo)簽嚴(yán)格按照ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）標(biāo)準(zhǔn)編制 64 位識別代碼，存儲動物的各種信息和唯一標(biāo)識，以項(xiàng)圈式、耳標(biāo)、注射式等不同類型設(shè)計(jì)，安裝在動物身上實(shí)現(xiàn)對動物的跟蹤識別。隨著世界上近十幾年來不斷爆發(fā)的動物疫情，極大的影響了全球畜牧業(yè)的發(fā)展。為了加強(qiáng)動物管理，各國政府相繼出臺了相關(guān)政策措施，其主要措施之一便是加強(qiáng)對動物的標(biāo)識識別和跟蹤：澳大利亞建立了“國家牲畜認(rèn)證系統(tǒng)”（NLS），規(guī)定境內(nèi)所有牛河羊必須使用統(tǒng)一編碼、外形的電子耳標(biāo)；英國政府規(guī)定必須跟蹤和識別境內(nèi)的所有畜牧飼養(yǎng)動物。在中國，從 2002 年起開始實(shí)行動物免疫標(biāo)識制度，《中華人民共和國畜牧法》明確規(guī)定養(yǎng)殖者必須為畜禽建立養(yǎng)殖檔案，進(jìn)行標(biāo)識；2006 年國家農(nóng)業(yè)部 67 號令頒布的《畜禽標(biāo)識和養(yǎng)殖檔案管理辦法》，正式啟動建設(shè)“動物標(biāo)識與疫病可追溯體系”并于 2007年起進(jìn)行全國范圍的推廣；2009 年頒布并實(shí)施的《中華人民共和國食品安全法》則從制度上對肉食品的安全監(jiān)管體系、風(fēng)險監(jiān)測、安全事故的處置和評估等進(jìn)行了進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。

2.2 畜產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)

利用 RFID 電子標(biāo)簽，對畜產(chǎn)品的特定單元或產(chǎn)品批次的整個供應(yīng)鏈信息進(jìn)行管理：生產(chǎn)階段在 RFID 電子標(biāo)簽中存儲畜產(chǎn)品的產(chǎn)品、產(chǎn)地信息，在收購、加工階段利用 RFID電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)快速分揀，并添加加工信息到 RFID 電子標(biāo)簽中，在倉儲和運(yùn)輸階段通過讀寫器設(shè)備自動更新 RFID 電子芯片中畜產(chǎn)品的進(jìn)出庫記錄等信息。通過中心數(shù)據(jù)庫有效識別產(chǎn)品信息，實(shí)現(xiàn)畜產(chǎn)品在整個供應(yīng)鏈條中的可追溯能力。

2.3 數(shù)字化養(yǎng)殖

隨著 RFID 技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，牲畜自動化喂養(yǎng)系統(tǒng)開始在畜牧業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。美國奧斯本公司設(shè)計(jì)的全自動母豬飼喂系統(tǒng)（Total Electronic Animal Management，TEAM）、全自動種豬生產(chǎn)性能測定系統(tǒng)（Feed Intake Recording Equipment，F(xiàn)IRE）、生產(chǎn)育肥自動分階段飼養(yǎng)系統(tǒng)（Weight Watch），以及我國依瑪克公司設(shè)計(jì)的奶牛精確飼養(yǎng)系統(tǒng)和產(chǎn)奶自動計(jì)量管理系統(tǒng)等多種牲畜飼養(yǎng)和管理系統(tǒng)都是以 RFID 電子標(biāo)識的使用為前提和基礎(chǔ)?；?RFID 技術(shù)識別和跟蹤圈養(yǎng)牲畜，進(jìn)行數(shù)字化精細(xì)養(yǎng)殖，智能管理畜牧生產(chǎn)活動，是有效提高畜牧業(yè)生產(chǎn)效益和產(chǎn)業(yè)集約化程度的重要的手段。

3 RFID技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

隨著科學(xué)技術(shù)日新月異，自動識別這門高新技術(shù)也得以迅速發(fā)展起來?，F(xiàn)階段主要的自動識別技術(shù)都有優(yōu)缺點(diǎn)明顯：

（1）條碼：成本最低的一種自動識別技術(shù)，包括條形碼和二維碼，主要用于數(shù)據(jù)內(nèi)容固定的大規(guī)模應(yīng)用，主要以印刷方式印制在商品包裝上。缺點(diǎn)是容易磨損，數(shù)據(jù)量小。

（2）磁卡：成本低，容易受周圍環(huán)境影響，容易消磁和磨損，存儲數(shù)據(jù)量也比較小。

（3）IC 卡：成本偏高，數(shù)據(jù)存儲量大、安全性能較佳，但由于接觸式的使用方式，暴露的觸點(diǎn)容易受環(huán)境影響或人為因素導(dǎo)致?lián)p壞。

RFID 射頻技術(shù)最大的特點(diǎn)就是非接觸性，其識別過程可以無須人工干預(yù)，支持對運(yùn)動物體的自動識別和多標(biāo)簽的同時識別，能夠存儲大量數(shù)據(jù)，非常適合用于自動化識別系統(tǒng)。同時 RFID電子標(biāo)簽的封裝保證了使用的安全性，環(huán)境適應(yīng)能力很強(qiáng)，不易損壞。多種類型的 RFID 技術(shù)方案能夠最大程度的滿足不同應(yīng)用情況下的性能、成本需求。

4 結(jié)語

基于信息技術(shù)的現(xiàn)代管理系統(tǒng)在畜牧業(yè)中發(fā)揮著日益重要的作用。在奶牛標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)模養(yǎng)殖場，借助RFID技術(shù)，建立奶牛的自動識別和追蹤管理系統(tǒng)，可以有效提高管理水平，實(shí)現(xiàn)精確飼養(yǎng)，提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著技術(shù)的不斷完善，RFID技術(shù)將在畜牧行業(yè)發(fā)揮更重要的作用。

[1] 顏世濤，閏銀發(fā)，宋占華，等.奶牛個體智能化精料變量補(bǔ)飼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2011，42（2）：168-172.

[2] 耿麗微，錢東平，趙春輝.基于射頻技術(shù)的奶牛身份識別模塊[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2009，25（5）：137-140.

[3] 游站清，李蘇劍.無線射頻識別技術(shù)（RFID）理論與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：231.

[4] C.Shanahan ct a1.A framework for beef traceability from farm to slaughter using global standards：An Irish perspective[J]Computers and Electronics in Agriculture，2009，（66）：62-69.

[5] 趙斌，張紅雨.RFID 技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].電子設(shè)計(jì)工程，2010，18（10）：123-126.

[6] 寧煥生，王炳輝.RFID 重大工程與國家物聯(lián)網(wǎng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：56-59.

[7] H.W.Son，C.S.Pyo.Design of RFID tag antennas using all inductively coupled feed [J].Electronics Letters，2005，41（81）：120-123.

[8] 李洋.RFID 技術(shù)與在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電子設(shè)計(jì)工程，2011，19（17）：47-48.

[9] 黃鵬，楊云志，李元忠.物聯(lián)網(wǎng)推動 RFID 技術(shù)與通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展[J].電訊技術(shù)，2010，50（3）：85-89.

[10] 周祥.RFID 技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)探討[D].江蘇大學(xué)，2005.

荷斯坦?fàn)倥６撅曫B(yǎng)環(huán)境控制技術(shù)的研究（2013NY06）

付云寶（1959-），男，高級畜牧師。本科，學(xué)位學(xué)仕，主要從事奶牛飼養(yǎng)管理技術(shù)的研究；陳紅莉(1979-),女,高級畜牧師,碩士,主要從事動物營養(yǎng)與飼料資源開發(fā)。

吳妍妍（1987-），女，碩士，主要從事動物營養(yǎng)與飼料資源開發(fā)。