許譯丹 韓國(guó)鑫

摘 要：精細(xì)養(yǎng)殖是未來(lái)畜禽業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其中可追溯系統(tǒng)是一種有效的畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)控制管理手段。無(wú)線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)在現(xiàn)代畜禽精細(xì)養(yǎng)殖和可追溯系統(tǒng)中具有十分重要的作用。該文主要闡述了RFID技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖中對(duì)于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、保障食品安全等方面的重要性，介紹了無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)的組成以及工作原理，并對(duì)目前RFID技術(shù)在畜禽養(yǎng)殖方面的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，最后通過(guò)對(duì)RFID技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方向的分析，總結(jié)了其在畜禽動(dòng)物養(yǎng)殖中的發(fā)展方向及前景。

關(guān)鍵詞：無(wú)線射頻技術(shù)；畜禽養(yǎng)殖；可追溯

中圖分類號(hào) S816.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）18-0126-03

Application and Development Prospect of RFID Technology in Modern Livestock

Xu Yidan et al.

（College of Electrical and Information，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China ）

Abstract：Modern farming is an inevitable trend in the future development of the livestock and poultry industry.Traceability system is an effective means of quality and safety risk management of livestock and poultry products.RFID technology has played an important role in modern livestock and poultry farming. This paper mainly describes the importance of RFID technology in promoting animal husbandry to promote economic benefits and ensure food safety. Introduced the composition and working principle of RFID technology，and explained the main aspects of RFID application in livestock and poultry farming. Finally，combined with the development trend of the technology and the direction of economic and social development，the development prospects in livestock and poultry animal breeding are analyzed.

Key words：RFID Technology；Livestock；Traceable

近年來(lái)，隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的不斷發(fā)展，畜禽業(yè)的生產(chǎn)方式也正向著規(guī)模化、集約化、產(chǎn)業(yè)化、信息化的方向發(fā)展。由于社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量得以大幅提高，對(duì)肉類食品的需求量不斷增加，在滿足溫飽的同時(shí)也在不斷追求著更高層次的生活水平，而食品健康更是高質(zhì)量生活水平最重要的一部分。因此，畜禽產(chǎn)品的安全生產(chǎn)和可追溯問題也成為了學(xué)者們研究的重點(diǎn)。利用信息技術(shù)對(duì)畜禽產(chǎn)品進(jìn)行溯源和監(jiān)測(cè)，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全程管理，是現(xiàn)代化畜禽養(yǎng)殖的關(guān)鍵。不管是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的畜禽養(yǎng)殖業(yè)，或是解決食品安全問題，首先必須確定畜禽的個(gè)體，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和溯源，才能夠得到所需的信息[1]。因此，必須大力推進(jìn)畜禽信息化建設(shè)，為現(xiàn)代畜禽業(yè)的又快又好發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)可靠的信息資源保障[2]。

無(wú)線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification）技術(shù)最早的應(yīng)用可追溯到第二次世界大戰(zhàn)中飛機(jī)的敵我目標(biāo)識(shí)別，距今已有70多年的歷史，但由于技術(shù)和成本的原因，一直沒有得到廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，隨著大規(guī)模集成電路、信息安全等技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)進(jìn)入了商業(yè)化的應(yīng)用階段，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、醫(yī)療、食品、防偽等各個(gè)領(lǐng)域，得到了迅猛的發(fā)展，成功的應(yīng)用案例比比皆是[3]。

RFID技術(shù)被視為21世紀(jì)最重要的前十大技術(shù)，它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，能夠利用射頻信號(hào)對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)，能夠適應(yīng)各類惡劣的工作環(huán)境。RFID技術(shù)能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)高速運(yùn)動(dòng)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，操作簡(jiǎn)捷方便。當(dāng)前，條形碼也被大量應(yīng)用于產(chǎn)品識(shí)別，但與其相比，RFID的應(yīng)用層次可以具體到每1個(gè)需要識(shí)別的物體，而條形碼只能給每1類物品進(jìn)行身份識(shí)別，所以在識(shí)別能力上來(lái)說(shuō)，RFID是優(yōu)于條形碼的[4]。并且其具有儲(chǔ)存容量大、穩(wěn)定性強(qiáng)、讀取距離遠(yuǎn)，并且數(shù)據(jù)獲取可以加密等優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域都起到了重要的作用。

本文闡述了RFID技術(shù)的主要組成以及工作的基本原理，包括其在畜禽種類認(rèn)知與信息化管理，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)、溯源過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)控等方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，同時(shí)根據(jù)RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及畜禽現(xiàn)代化養(yǎng)殖領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)其在畜禽養(yǎng)殖領(lǐng)域的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

1 RFID的組成及工作原理

由于應(yīng)用不同，RFID系統(tǒng)的組成會(huì)各有不同，但通常是由電子標(biāo)簽、閱讀器和數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)3個(gè)部分所組成，其組成結(jié)構(gòu)如圖1所示[5]。電子標(biāo)簽是由耦合元件及電子芯片組成，每支標(biāo)簽具備唯一的電子編碼，以便附著于被監(jiān)測(cè)物體的表面。天線主要是在電子標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)。閱讀器主要是負(fù)責(zé)讀取和寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、管理以及對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫控制[6]。

RFID系統(tǒng)工作時(shí)，閱讀器利用天線發(fā)射出特定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽出現(xiàn)在磁場(chǎng)范圍內(nèi)，使天線得以感應(yīng)并且產(chǎn)生電流。閱讀器經(jīng)過(guò)解調(diào)解碼后把它轉(zhuǎn)換成相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)串口、網(wǎng)口等將得到的信息送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理和控制[7]。

2 RFID在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用

畜禽生產(chǎn)管理與其生理健康和福利狀況密切相關(guān)，利用人工觀測(cè)的方法監(jiān)測(cè)畜禽的生產(chǎn)中的信息不僅會(huì)消耗大量的精力與時(shí)間，而且存在一定的主觀性，已經(jīng)不能適應(yīng)和滿足目前養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需求。因此，及時(shí)有效、客觀準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)動(dòng)物健康狀況、行為、生理及心理狀態(tài)等畜禽信息，對(duì)于發(fā)現(xiàn)生病或異常個(gè)體、進(jìn)行疾病預(yù)警以及保障動(dòng)物福利具有重要的意義[8，9]。

目前，無(wú)線射頻技術(shù)是用于畜禽生產(chǎn)管理中最常用和成熟的方法。要實(shí)現(xiàn)這種現(xiàn)代化的管理方式，前提是給每個(gè)動(dòng)物個(gè)體安裝電子標(biāo)簽。針對(duì)畜禽類動(dòng)物來(lái)說(shuō)，對(duì)較大體型的動(dòng)物個(gè)體一般采用的是耳標(biāo)式的電子標(biāo)簽對(duì)其進(jìn)行識(shí)別追蹤，對(duì)體型較小的禽類動(dòng)物個(gè)體則采用腳環(huán)式的電子標(biāo)簽。

2.1 畜禽養(yǎng)殖信息溯源 動(dòng)物生產(chǎn)管理是畜禽產(chǎn)品質(zhì)量與安全控制的起點(diǎn)，在養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)采用管理系統(tǒng)，將畜禽從出生、出欄到屠宰前的所有養(yǎng)殖信息進(jìn)行記錄。通過(guò)養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，可以隨時(shí)了解到畜禽目前的養(yǎng)殖狀況，進(jìn)而保障健康安全的養(yǎng)殖和生產(chǎn)管理。王軍[10]等利用RFID技術(shù)與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在生豬飼養(yǎng)過(guò)程中其進(jìn)食行為以及其他養(yǎng)殖信息的有效監(jiān)測(cè)。施亮[11]等利用RFID技術(shù)建立了肉牛養(yǎng)殖質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)每頭肉牛的養(yǎng)殖信息的自動(dòng)采集，并針對(duì)每頭肉牛建立了可在Internet網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行查詢的質(zhì)量追溯檔案。陳長(zhǎng)喜[12]等設(shè)計(jì)了基于RFID技術(shù)的肉雞可追溯與監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了肉雞養(yǎng)殖信息全程可追溯與管理。王玲[13]等利用RFID射頻識(shí)別、ZigBee無(wú)線通信與ARM嵌入式技術(shù)相結(jié)合，研制了1套羊場(chǎng)養(yǎng)殖信息管理手持終端，能夠?qū)崟r(shí)采集、錄入、存儲(chǔ)、拷貝、查詢養(yǎng)殖信息。

2.2 禽類肉、蛋產(chǎn)品信息溯源 中國(guó)是世界上禽類肉、蛋產(chǎn)品的生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)。為了增加禽類產(chǎn)品的產(chǎn)量，提高育種質(zhì)量，需要對(duì)家禽產(chǎn)蛋進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，追溯家禽個(gè)體，這就需要對(duì)家禽個(gè)體產(chǎn)蛋行為進(jìn)行識(shí)別，準(zhǔn)確定位優(yōu)質(zhì)個(gè)體，實(shí)現(xiàn)綠色禽類肉、蛋信息整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的溯源。李琴[14]等基于射頻技術(shù)與光電門原理提出了1種種鵝自動(dòng)育種監(jiān)控技術(shù)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了種禽的自動(dòng)選育。孫愛東[15]等利用RFID技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合對(duì)種鵝個(gè)體產(chǎn)蛋進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為種鵝產(chǎn)蛋性能選育新技術(shù)的研發(fā)提供了新思路。李久熙[16]等采用RFID技術(shù)與傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)蛋鴨產(chǎn)蛋個(gè)體的準(zhǔn)確識(shí)別并追溯產(chǎn)蛋個(gè)體。黃巍[17]等提出了基于RFID技術(shù)的肉禽產(chǎn)品質(zhì)量檢疫可追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了識(shí)別過(guò)程中的自動(dòng)化，提高了獲取肉禽產(chǎn)品信息的快捷及可靠性。劉凱達(dá)[18]等基于RFID技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了1個(gè)以質(zhì)量追溯為目的的雞蛋生產(chǎn)管理及追溯查詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了雞蛋產(chǎn)品供應(yīng)鏈的全程追溯。

2.3 畜禽個(gè)體識(shí)別與跟蹤 畜禽個(gè)體活動(dòng)與跟蹤是指通過(guò)在動(dòng)物身上安裝電子標(biāo)簽，來(lái)了解動(dòng)物個(gè)體的活動(dòng)范圍，并能對(duì)畜禽的活動(dòng)行為進(jìn)行跟蹤，從而對(duì)畜禽健康生長(zhǎng)和繁育進(jìn)行時(shí)刻監(jiān)測(cè)。通過(guò)監(jiān)測(cè)可了解畜禽的活動(dòng)狀態(tài)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否有反常行為。王軍[19]等提出了1種采用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)和RFID技術(shù)的生豬行為自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生豬飼養(yǎng)過(guò)程中的個(gè)體識(shí)別監(jiān)測(cè)，經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)合理、有效、且系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)。何金鳳[20]利用RFID技術(shù)提出并建立了1套奶牛個(gè)體識(shí)別系統(tǒng)，達(dá)到了對(duì)奶牛養(yǎng)殖信息快速、準(zhǔn)確識(shí)別的目的。伍佰鑫[21]等利用RFID技術(shù)對(duì)在舍外活動(dòng)的散養(yǎng)蛋雞行為進(jìn)行研究，了解其活動(dòng)范圍以及活動(dòng)時(shí)間。程佳威[22]等基于RFID技術(shù)設(shè)計(jì)了生豬個(gè)體快速識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)豬的個(gè)體識(shí)別和信息追蹤。

2.4 畜禽疾病防控管理 RFID技術(shù)在畜禽疾病防控上也被廣泛應(yīng)用，在每個(gè)動(dòng)物身上安裝電子標(biāo)簽，當(dāng)每個(gè)動(dòng)物按規(guī)定進(jìn)行免疫的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)其免疫、治療用藥、消毒等相關(guān)信息進(jìn)行記錄。如此，以后就可以快速準(zhǔn)確的查詢到每個(gè)動(dòng)物的防疫情況，有效的節(jié)省勞動(dòng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益。周仲芳等[23]基于RFID技術(shù)建立了活豬檢驗(yàn)檢疫監(jiān)督管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了活豬各個(gè)環(huán)節(jié)的全方位監(jiān)控。魏金海[24]等設(shè)計(jì)了基于RFID技術(shù)的進(jìn)口種牛檢疫采樣記錄系統(tǒng)，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。鄒小昱[25]等利用RFID射頻識(shí)別、Linux嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)結(jié)合SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，研發(fā)了1套種羊場(chǎng)RFID信息化管理系統(tǒng)，其中包括疫病管理功能，為優(yōu)良品種的選育提供了技術(shù)手段。

3 展望

RFID作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，與國(guó)外相比，我國(guó)雖然起步較晚，但在過(guò)去的10多年也得到了較為迅速的發(fā)展。目前，該技術(shù)已經(jīng)成為了為獨(dú)立跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域，同時(shí)還結(jié)合了許多不同專業(yè)領(lǐng)域的高新技術(shù)，并使其在畜禽業(yè)中也將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，為有效推動(dòng)與提升現(xiàn)代畜禽業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)大的信息手段。目前，人們已經(jīng)利用RFID技術(shù)在畜禽的疾病防控、個(gè)體跟蹤、行為監(jiān)測(cè)以及綠色畜禽產(chǎn)品追溯等領(lǐng)域取得了較為明顯的突破。但是，若要想將每個(gè)被測(cè)物都能帶有電子標(biāo)簽，RFID系統(tǒng)特別是電子標(biāo)簽的價(jià)格還是比較高的。在不久的將來(lái)，RFID技術(shù)會(huì)向著低成本、高效率的方向發(fā)展，進(jìn)而被大家進(jìn)一步認(rèn)可并廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。通過(guò)設(shè)計(jì)電子標(biāo)簽，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展情況及特點(diǎn)，制定并使用操作性強(qiáng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而達(dá)成生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的RFID電子標(biāo)識(shí)的目標(biāo)，將成為其發(fā)展方向。

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