無線射頻識別技術在現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖中的應用及發(fā)展前景

許譯丹 韓國鑫

摘 要：精細養(yǎng)殖是未來畜禽業(yè)發(fā)展的必然趨勢，其中可追溯系統(tǒng)是一種有效的畜禽產(chǎn)品質(zhì)量安全風險控制管理手段。無線射頻識別（RFID）技術在現(xiàn)代畜禽精細養(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技術在畜禽養(yǎng)殖中對于促進經(jīng)濟效益、保障食品安全等方面的重要性，介紹了無線射頻識別技術的組成以及工作原理，并對目前RFID技術在畜禽養(yǎng)殖方面的應用進行了闡述，最后通過對RFID技術發(fā)展的趨勢以及經(jīng)濟社會發(fā)展方向的分析，總結(jié)了其在畜禽動物養(yǎng)殖中的發(fā)展方向及前景。

關鍵詞：無線射頻技術；畜禽養(yǎng)殖；可追溯

中圖分類號 S816.7 文獻標識碼 A 文章編號 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，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)?；⒓s化、產(chǎn)業(yè)化、信息化的方向發(fā)展。由于社會的發(fā)展和經(jīng)濟的進步，人們的生活質(zhì)量得以大幅提高，對肉類食品的需求量不斷增加，在滿足溫飽的同時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者們研究的重點。利用信息技術對畜禽產(chǎn)品進行溯源和監(jiān)測，對整個生產(chǎn)過程進行全程管理，是現(xiàn)代化畜禽養(yǎng)殖的關鍵。不管是實現(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體，對其進行監(jiān)測和溯源，才能夠得到所需的信息[1]。因此，必須大力推進畜禽信息化建設，為現(xiàn)代畜禽業(yè)的又快又好發(fā)展提供堅實可靠的信息資源保障[2]。

無線射頻識別（Radio Frequency Identification）技術最早的應用可追溯到第二次世界大戰(zhàn)中飛機的敵我目標識別，距今已有70多年的歷史，但由于技術和成本的原因，一直沒有得到廣泛應用。近年來，隨著大規(guī)模集成電路、信息安全等技術的發(fā)展，RFID技術進入了商業(yè)化的應用階段，廣泛應用于生產(chǎn)、物流、交通、醫(yī)療、食品、防偽等各個領域，得到了迅猛的發(fā)展，成功的應用案例比比皆是[3]。

RFID技術被視為21世紀最重要的前十大技術，它是一種非接觸式的自動識別技術，能夠利用射頻信號對目標對象進行自動識別并讀取相關數(shù)據(jù)，識別過程無須人工干預，能夠適應各類惡劣的工作環(huán)境。RFID技術能夠同時對多個高速運動標簽進行識別，操作簡捷方便。當前，條形碼也被大量應用于產(chǎn)品識別，但與其相比，RFID的應用層次可以具體到每1個需要識別的物體，而條形碼只能給每1類物品進行身份識別，所以在識別能力上來說，RFID是優(yōu)于條形碼的[4]。并且其具有儲存容量大、穩(wěn)定性強、讀取距離遠，并且數(shù)據(jù)獲取可以加密等優(yōu)點，在各個領域都起到了重要的作用。

本文闡述了RFID技術的主要組成以及工作的基本原理，包括其在畜禽種類認知與信息化管理，自動化監(jiān)測和畜禽產(chǎn)品生產(chǎn)、溯源過程中的質(zhì)量監(jiān)控等方面的應用現(xiàn)狀，同時根據(jù)RFID技術的發(fā)展現(xiàn)狀以及畜禽現(xiàn)代化養(yǎng)殖領域的發(fā)展趨勢，對其在畜禽養(yǎng)殖領域的發(fā)展前景進行了展望。

1 RFID的組成及工作原理

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

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

2 RFID在畜禽生產(chǎn)中的應用

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

目前，無線射頻技術是用于畜禽生產(chǎn)管理中最常用和成熟的方法。要實現(xiàn)這種現(xiàn)代化的管理方式，前提是給每個動物個體安裝電子標簽。針對畜禽類動物來說，對較大體型的動物個體一般采用的是耳標式的電子標簽對其進行識別追蹤，對體型較小的禽類動物個體則采用腳環(huán)式的電子標簽。

2.1 畜禽養(yǎng)殖信息溯源 動物生產(chǎn)管理是畜禽產(chǎn)品質(zhì)量與安全控制的起點，在養(yǎng)殖場內(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)殖信息進行記錄。通過養(yǎng)殖信息管理系統(tǒng)，可以隨時了解到畜禽目前的養(yǎng)殖狀況，進而保障健康安全的養(yǎng)殖和生產(chǎn)管理。王軍[10]等利用RFID技術與嵌入式系統(tǒng)技術，實現(xiàn)了在生豬飼養(yǎng)過程中其進食行為以及其他養(yǎng)殖信息的有效監(jiān)測。施亮[11]等利用RFID技術建立了肉牛養(yǎng)殖質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)了對每頭肉牛的養(yǎng)殖信息的自動采集，并針對每頭肉牛建立了可在Internet網(wǎng)絡上進行查詢的質(zhì)量追溯檔案。陳長喜[12]等設計了基于RFID技術的肉雞可追溯與監(jiān)管平臺，實現(xiàn)了肉雞養(yǎng)殖信息全程可追溯與管理。王玲[13]等利用RFID射頻識別、ZigBee無線通信與ARM嵌入式技術相結(jié)合，研制了1套羊場養(yǎng)殖信息管理手持終端，能夠?qū)崟r采集、錄入、存儲、拷貝、查詢養(yǎng)殖信息。

2.2 禽類肉、蛋產(chǎn)品信息溯源 中國是世界上禽類肉、蛋產(chǎn)品的生產(chǎn)大國和消費大國。為了增加禽類產(chǎn)品的產(chǎn)量，提高育種質(zhì)量，需要對家禽產(chǎn)蛋進行精準監(jiān)測，追溯家禽個體，這就需要對家禽個體產(chǎn)蛋行為進行識別，準確定位優(yōu)質(zhì)個體，實現(xiàn)綠色禽類肉、蛋信息整個生產(chǎn)過程的溯源。李琴[14]等基于射頻技術與光電門原理提出了1種種鵝自動育種監(jiān)控技術，在一定程度上實現(xiàn)了種禽的自動選育。孫愛東[15]等利用RFID技術與計算機技術相結(jié)合對種鵝個體產(chǎn)蛋進行監(jiān)測，為種鵝產(chǎn)蛋性能選育新技術的研發(fā)提供了新思路。李久熙[16]等采用RFID技術與傳感技術實現(xiàn)了對蛋鴨產(chǎn)蛋個體的準確識別并追溯產(chǎn)蛋個體。黃巍[17]等提出了基于RFID技術的肉禽產(chǎn)品質(zhì)量檢疫可追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)了識別過程中的自動化，提高了獲取肉禽產(chǎn)品信息的快捷及可靠性。劉凱達[18]等基于RFID技術設計和實現(xiàn)了1個以質(zhì)量追溯為目的的雞蛋生產(chǎn)管理及追溯查詢系統(tǒng)，實現(xiàn)了雞蛋產(chǎn)品供應鏈的全程追溯。

2.3 畜禽個體識別與跟蹤 畜禽個體活動與跟蹤是指通過在動物身上安裝電子標簽，來了解動物個體的活動范圍，并能對畜禽的活動行為進行跟蹤，從而對畜禽健康生長和繁育進行時刻監(jiān)測。通過監(jiān)測可了解畜禽的活動狀態(tài)可以及時發(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)技術和RFID技術的生豬行為自動監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對生豬飼養(yǎng)過程中的個體識別監(jiān)測，經(jīng)測試，該系統(tǒng)合理、有效、且系統(tǒng)易于實現(xiàn)。何金鳳[20]利用RFID技術提出并建立了1套奶牛個體識別系統(tǒng)，達到了對奶牛養(yǎng)殖信息快速、準確識別的目的。伍佰鑫[21]等利用RFID技術對在舍外活動的散養(yǎng)蛋雞行為進行研究，了解其活動范圍以及活動時間。程佳威[22]等基于RFID技術設計了生豬個體快速識別系統(tǒng)，實現(xiàn)了對豬的個體識別和信息追蹤。

2.4 畜禽疾病防控管理 RFID技術在畜禽疾病防控上也被廣泛應用，在每個動物身上安裝電子標簽，當每個動物按規(guī)定進行免疫的同時，系統(tǒng)會根據(jù)其免疫、治療用藥、消毒等相關信息進行記錄。如此，以后就可以快速準確的查詢到每個動物的防疫情況，有效的節(jié)省勞動力，提高經(jīng)濟效益。周仲芳等[23]基于RFID技術建立了活豬檢驗檢疫監(jiān)督管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了活豬各個環(huán)節(jié)的全方位監(jiān)控。魏金海[24]等設計了基于RFID技術的進口種牛檢疫采樣記錄系統(tǒng)，實現(xiàn)了采樣記錄的自動化，節(jié)省了人力、時間，降低了差錯率。鄒小昱[25]等利用RFID射頻識別、Linux嵌入式系統(tǒng)等技術結(jié)合SQL Server數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，研發(fā)了1套種羊場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手段。

3 展望

RFID作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術之一，與國外相比，我國雖然起步較晚，但在過去的10多年也得到了較為迅速的發(fā)展。目前，該技術已經(jīng)成為了為獨立跨學科的專業(yè)領域，同時還結(jié)合了許多不同專業(yè)領域的高新技術，并使其在畜禽業(yè)中也將得到越來越廣泛的應用，為有效推動與提升現(xiàn)代畜禽業(yè)發(fā)展提供了強大的信息手段。目前，人們已經(jīng)利用RFID技術在畜禽的疾病防控、個體跟蹤、行為監(jiān)測以及綠色畜禽產(chǎn)品追溯等領域取得了較為明顯的突破。但是，若要想將每個被測物都能帶有電子標簽，RFID系統(tǒng)特別是電子標簽的價格還是比較高的。在不久的將來，RFID技術會向著低成本、高效率的方向發(fā)展，進而被大家進一步認可并廣泛應用于諸多領域。通過設計電子標簽，根據(jù)我國現(xiàn)代畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展情況及特點，制定并使用操作性強的應用標準，進而達成生產(chǎn)質(zhì)優(yōu)價廉的RFID電子標識的目標，將成為其發(fā)展方向。

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