魏金海，許建明，嚴(yán) 安，金 錚，段向英，魯龍翔，王曉潔，張開(kāi)展，趙 鵬

（1.通州出入境檢驗(yàn)檢疫局，北京通州 101113；2.北京中地種畜有限公司，北京朝陽(yáng) 100028）

基于射頻識(shí)別技術(shù)的進(jìn)口種牛檢疫采樣記錄系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

魏金海1，許建明1，嚴(yán) 安1，金 錚1，段向英1，魯龍翔1，王曉潔1，張開(kāi)展2，趙 鵬2

（1.通州出入境檢驗(yàn)檢疫局，北京通州 101113；2.北京中地種畜有限公司，北京朝陽(yáng) 100028）

針對(duì)進(jìn)口種牛檢疫采樣人員需求多、容易出錯(cuò)、耗時(shí)長(zhǎng)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了基于射頻識(shí)別技術(shù)的動(dòng)物檢疫采樣記錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)便攜式電子耳標(biāo)識(shí)別設(shè)備直接讀取牛電子耳牌信息，通過(guò)藍(lán)牙錄入計(jì)算機(jī)，由電腦核對(duì)并記錄動(dòng)物耳號(hào)信息后制作樣品標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)了采樣記錄的自動(dòng)化，節(jié)省了人力、時(shí)間，降低了差錯(cuò)率。

射頻識(shí)別；電子耳牌；檢疫采樣；檢疫記錄

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identifi cation，RFID）是無(wú)線電頻率識(shí)別的簡(jiǎn)稱，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)[1]。目前已廣泛應(yīng)用于奶牛飼養(yǎng)管理的電子耳標(biāo)，是基于射頻識(shí)別技術(shù)的一種專用于動(dòng)物識(shí)別和信息化管理的電子產(chǎn)品。它儲(chǔ)存代表動(dòng)物身份信息的一串?dāng)?shù)字，通過(guò)特定的讀取設(shè)備，對(duì)每一個(gè)動(dòng)物個(gè)體進(jìn)行快速地身份識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)與動(dòng)物個(gè)體之間的信息傳遞[2，3]。目前已成為現(xiàn)代化牧場(chǎng)對(duì)動(dòng)物進(jìn)行自動(dòng)化和信息化管理的重要工具[1]。

檢疫采樣是進(jìn)口奶牛檢疫過(guò)程中最為重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以往在對(duì)動(dòng)物逐頭采血時(shí)，動(dòng)物數(shù)量核對(duì)、耳號(hào)記錄、樣品標(biāo)識(shí)、耳號(hào)核對(duì)等工作完全依賴人工完成，效率低，且容易出現(xiàn)差錯(cuò)。傳統(tǒng)采樣工作模式，在種牛進(jìn)口數(shù)量少的情況下，是可以勝任采樣工作需要的，但是一旦面臨數(shù)量較大的進(jìn)口牛群，這種采樣模式，就顯出了不足。復(fù)雜的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，容易出現(xiàn)人為失誤；落后的糾錯(cuò)手段，很難滿足識(shí)錯(cuò)、糾錯(cuò)的需要；人員需求大，但利用率低；工作繁重，尤其是重復(fù)的記號(hào)、核號(hào)，占用了大量的時(shí)間。這些都成為制約采樣工作效率的重要因素，尤

其是在分組采樣的情況下，各組之間采樣數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)共享，這種不足就顯得更加突出。

在這種情形下，北京出入境檢驗(yàn)檢疫局根據(jù)多年進(jìn)口種牛檢疫工作經(jīng)驗(yàn)，充分利用信息化手段，將射頻識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到進(jìn)口奶牛檢疫工作中，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了動(dòng)物檢疫采樣記錄系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)記號(hào)、核號(hào)、樣品標(biāo)識(shí)制作的自動(dòng)化。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要由便攜式電子耳標(biāo)識(shí)別設(shè)備、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、打印設(shè)備等組成，其工作模式見(jiàn)圖1。其中，便攜式電子耳標(biāo)識(shí)別設(shè)備、計(jì)算機(jī)和打印設(shè)備可單獨(dú)組成一個(gè)系統(tǒng)，可以單機(jī)使用，也可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器與其他計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，滿足分組采樣，集中數(shù)據(jù)處理的需要。

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境要求不高，在普通電腦上就可以正常工作。另外，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)建的局域網(wǎng)，布置簡(jiǎn)便，不需要在工作區(qū)域進(jìn)行人工布線，適用于在偏遠(yuǎn)隔離場(chǎng)的檢疫采樣工作。

圖1 采樣記錄系統(tǒng)模式

2 系統(tǒng)組成與工作原理

2.1 便攜式電子耳標(biāo)識(shí)別設(shè)備

讀取電子耳標(biāo)中的數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。讀碼設(shè)備通過(guò)藍(lán)牙與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，不受實(shí)體線路的限制，傳輸距離遠(yuǎn)，可極大地?cái)U(kuò)展設(shè)備的使用范圍，操作起來(lái)靈活便捷。

2.2 計(jì)算機(jī)（信息處理系統(tǒng)）

使用微軟ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的小型數(shù)據(jù)庫(kù)，是整個(gè)采樣記錄系統(tǒng)的核心，主要功能是代替人工完成記號(hào)、核號(hào)和制作樣品標(biāo)簽等工作。該系統(tǒng)預(yù)先存儲(chǔ)待檢電子耳標(biāo)信息和可視耳牌號(hào)碼，通過(guò)與讀碼設(shè)備錄入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)、核對(duì)，自動(dòng)計(jì)算采血順序號(hào)，輸出樣品標(biāo)簽。同時(shí)，可對(duì)出現(xiàn)重復(fù)采樣、耳號(hào)與名單不符時(shí)即時(shí)提醒，以防出錯(cuò)。

除了配合便攜式讀碼設(shè)備使用外，該系統(tǒng)還具備另一個(gè)補(bǔ)充功能——接受可視牛耳牌號(hào)的手工錄入。一方面可以保證對(duì)電子耳標(biāo)損毀的動(dòng)物的記/核號(hào)；另一方面，也可以與平板電腦等移動(dòng)無(wú)線設(shè)備對(duì)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程錄入牛可視耳牌號(hào)，從而完成采樣記、核號(hào)工作。

除此之外，采樣工作中需要的各種記錄表單也都集成到了該系統(tǒng)中，不再需要人工記錄，可根據(jù)需要由系統(tǒng)直接調(diào)出。

2.3 服務(wù)器

服務(wù)器是在分組采樣時(shí)，提供數(shù)據(jù)共享的平臺(tái)。

2.4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用來(lái)構(gòu)建工作區(qū)的局域網(wǎng)，在分組采樣時(shí)，構(gòu)建與服務(wù)器連接的橋梁，實(shí)現(xiàn)各組之間的數(shù)據(jù)共享。

2.5 打印設(shè)備

打印設(shè)備用來(lái)完成樣品標(biāo)簽的打印，打印出的不干膠標(biāo)簽，可直接粘貼在采血管上。通過(guò)固定格式的預(yù)制標(biāo)簽，對(duì)采集樣品進(jìn)行管理，既可以使標(biāo)識(shí)更加清晰，識(shí)讀時(shí)不易出錯(cuò)，又可以使標(biāo)簽所含信息更加詳細(xì)，對(duì)應(yīng)更加準(zhǔn)確，方便樣品管理和追溯。

3 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)對(duì)比

該系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)：一是簡(jiǎn)化了采樣工作流程，使采樣參與人員的平均工作量的大為減少；二是對(duì)人員的組成和分工進(jìn)行了重新整合，減少了輔助人員數(shù)量。采樣工作中，不需要設(shè)立專門(mén)的耳號(hào)核查人員、采血記錄表登記人員等輔助人員，也不需要再安排專人進(jìn)行后期的核號(hào)工作 ；三是采樣速度加快；四是準(zhǔn)確率更高；五是樣品的管

理更加科學(xué)規(guī)范。系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)對(duì)比如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)對(duì)比

2014年12月，在北京完成的4500頭進(jìn)口奶牛采樣工作中，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用測(cè)評(píng)，每批牛（平均40頭/批）的平均采血速度為2頭牛/分鐘，最快達(dá)到2.9頭/分鐘，其中記/核號(hào)、制作樣品標(biāo)簽僅耗時(shí)2分鐘左右。在奶牛數(shù)量、采血人員數(shù)量、熟練程度相當(dāng)?shù)那闆r下，與傳統(tǒng)手工記（核）號(hào)相比節(jié)省至少2/3時(shí)間，且未出現(xiàn)重號(hào)、錯(cuò)號(hào)、漏號(hào)現(xiàn)象。

4 問(wèn)題與展望

北京出入境檢驗(yàn)檢疫局設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的采樣記錄系統(tǒng)，是對(duì)傳統(tǒng)采樣工作進(jìn)行創(chuàng)新的大膽嘗試，它的成功應(yīng)用，也體現(xiàn)了信息技術(shù)在檢疫工作中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，也遇到了以下一些困難和問(wèn)題：一是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備問(wèn)題。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用的是普通家用產(chǎn)品，在信號(hào)覆蓋及傳輸速度上存在不足，在交換數(shù)據(jù)量大的時(shí)候，會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行速度。最終我們選擇采用外接大功率無(wú)線網(wǎng)卡來(lái)解決信號(hào)和傳輸問(wèn)題。二是低溫的影響。冬季，在戶外溫度較低的情況下，路由器和打印機(jī)的運(yùn)行都會(huì)受到影響。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，我們需要用電熱器對(duì)路由器和打印機(jī)進(jìn)行保暖，以保證其正常運(yùn)行。

信息技術(shù)的應(yīng)用不單是專門(mén)的軟件開(kāi)發(fā)，或是各種高端設(shè)備的應(yīng)用。正如本文所述，一個(gè)簡(jiǎn)單的ACCESS程序，或者一個(gè)簡(jiǎn)單的輔助設(shè)備的應(yīng)用，都會(huì)起到意想不到的效果，簡(jiǎn)單實(shí)用是信息化的生命力。信息化的手段帶來(lái)的不僅僅是工作效率的提高，更多的還是對(duì)檢疫工作流程的改進(jìn)和規(guī)范。

[1] 譚春林，坎雜，曾明軍，等. 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)在奶牛飼喂機(jī)器人上的應(yīng)用[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2007（2）：169-171.

[2] 張晶聲，周河. 動(dòng)物標(biāo)識(shí)技術(shù)比較研究[J].中國(guó)畜牧雜志，2008，44（11）：55-58.

[3] 陸榮鑑，章琦，李品. 基于射頻識(shí)別技術(shù)的奶牛自動(dòng)放料系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)奶牛，2012（4）：49-52.

Sample Record System Based on RFID for Quarantine of Imported Cattles

Wei Jinhai1，Xu Jianming1，Yan An1，Jin Zhen1，Duan Xiangying1，Lu Longxiang1，Wang Xiaojie1，Zhang Kaizhan2，Zhao Peng2
（1.Tongzhou Exit-entry Inspection and Quarantine Bureau，Tongzhou，Beijing 101113；2. Beijing SinoFarm Stud Livestock Co.Ltd，Chaoyang，Beijing 100028 ）

In view of the sampling problems occurred during the quarantine of the imported cattle including more staffs，frequently mistaking，and time consuming，an sampling record system was designed which based on the radio frequency identifi cation technology （RFID）.The system read the cattle EID tag information by portable RFID reader and transmitted to the computer with the blue tooth technology，and then printed a serial number as the corresponding sample label after checking the information with the ear tag list automatically. The system made progress on the information recording of sampling automatically，which needs fewer staff numbers，shorts the time and reduces the error rate to the minimum.

RFID；EID tag；Quarantine Sampling；Quarantine Record

S851.34+5.2

B

1005-944X（2015）05-0024-03