現(xiàn)代養(yǎng)殖牛牧場物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

趙海萍

【摘 要】現(xiàn)代養(yǎng)殖牛牧場管理技術(shù)核心是利用RFID射頻牛耳標(biāo)作為信息媒介，利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、射頻技術(shù)，在現(xiàn)代化乳肉兼用牛牧場內(nèi)設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)智能化應(yīng)用平臺，在全產(chǎn)業(yè)鏈中提供飼料、實現(xiàn)養(yǎng)殖、防疫、屠宰、加工、儲藏、運輸，全生命周期的管理可以對終端消費的各個環(huán)節(jié)進行全流程記錄，并且可以追溯到上游或下游進行溯源和查詢。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代養(yǎng)殖;RFID射頻;物聯(lián)網(wǎng);RFID耳標(biāo)

正文：

現(xiàn)代養(yǎng)殖牛牧場管理技術(shù)核心是利用RFID射頻牛耳標(biāo)作為信息媒介，利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、射頻技術(shù)，在現(xiàn)代化乳肉兼用牛牧場內(nèi)設(shè)立物聯(lián)網(wǎng)智能化應(yīng)用平臺，在全產(chǎn)業(yè)鏈中提供飼料、實現(xiàn)養(yǎng)殖、防疫、屠宰、加工、儲藏、運輸，全生命周期的管理可以對終端消費的各個環(huán)節(jié)進行全流程記錄，并且可以追溯到上游或下游進行溯源和查詢?，F(xiàn)代養(yǎng)殖牛牧場管理平臺具有極強的平臺拓展性。管理方可以實現(xiàn)與相關(guān)政府職能部門的數(shù)據(jù)對接，通過該平臺對產(chǎn)業(yè)鏈的各種活動進行有效的調(diào)查和監(jiān)督管理，正確進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。消費者可以利用這個平臺來追蹤牛肉產(chǎn)品的相關(guān)食品安全及質(zhì)量信息，確保市場上銷售的每“一塊肉”通過嚴(yán)格的監(jiān)督管理。

第一章牧場綜合管理平臺

牧場綜合管理平臺有RFID電子檔案平臺、牧場精細化及自動化養(yǎng)殖管理平臺、肉牛分割及供應(yīng)鏈管理平臺、疫情監(jiān)測與管理平臺、牛飼料供應(yīng)及追蹤追溯管理平臺、食品安全跟蹤與追溯平臺。

一、RFID牛電子檔案平臺

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）是一種非接觸的的自動識別技術(shù)，它通過無線射頻信號的收發(fā)識別目標(biāo)對象的相關(guān)數(shù)據(jù)，無人工介入僅需讀寫器具的工作即可獲得相關(guān)信息和數(shù)據(jù)識別的工作。RFID技術(shù)能夠識別高速運動物體中所加載的射頻信號，同時識別多個標(biāo)簽的技術(shù)，識別距離范圍在數(shù)十厘米到幾米，并且根據(jù)讀寫方式的不同，可對芯片內(nèi)存儲區(qū)域進行數(shù)千字節(jié)與數(shù)萬次的信息讀寫。

1、RFID牛耳標(biāo)為每只牛個體建立精確電子檔案

與傳統(tǒng)的乳?？ㄆ綑n案和紙質(zhì)類檔案文件不同，針對乳牛設(shè)計的電子RFID標(biāo)簽的數(shù)字標(biāo)識上保存著乳牛的各種基本信息，并按照國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的編碼基準(zhǔn)規(guī)則進行嚴(yán)格編制的編號。當(dāng)每只牛初生時RFID牛耳標(biāo)就被固定于牛體上，RFID電子耳標(biāo)使用的是牛只整個生命周期、采用符合管理規(guī)則的統(tǒng)一編號和內(nèi)在編碼唯一的編號。牛耳標(biāo)志通常以耳掛型的形式設(shè)計并使用，通過軟件程序進行數(shù)據(jù)調(diào)用及管理，對應(yīng)保存各種動物生命動態(tài)的數(shù)據(jù)，并做實時更新，形成牛只養(yǎng)殖個體的動態(tài)數(shù)字檔案。

外來引進品種家畜的科學(xué)管理。從外國和外省市運來的肉類屠宰產(chǎn)品進入本地市場，先到指定的監(jiān)督管理場所進行產(chǎn)品檢測，通過RFID標(biāo)簽識別外來家畜的數(shù)字身份，進行認(rèn)證，合格后貼上產(chǎn)品信息及相關(guān)檢查信息的電子標(biāo)簽。

2、實時監(jiān)控養(yǎng)殖信息和數(shù)據(jù)采集

應(yīng)用無線射頻RFID技術(shù)，牧場管理者可以實時監(jiān)控牛群和牛只個體，及時準(zhǔn)確收集RFID標(biāo)簽上記錄的各種數(shù)據(jù)信息。根據(jù)RFID整合集成的各類功能模塊，射頻RFID標(biāo)簽?zāi)軌騽討B(tài)識別并記錄牛的體重、飼料攝入量、各類運動行為數(shù)量等數(shù)據(jù)，與各養(yǎng)殖模塊的各類信息化傳感器聯(lián)合采集到的數(shù)據(jù)傳達到后臺數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的牛的狀況、牛場環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)，并電腦終端上動態(tài)監(jiān)測牛的健康狀況與各類量化指標(biāo)，一旦從采集到的數(shù)據(jù)在電腦中超出設(shè)定的健康警報的界限，管理系統(tǒng)就可以自動識別養(yǎng)殖異常信息，及時反饋到管理平臺及信息中心，為管理者判斷牛的生理狀態(tài)、健康狀態(tài)、調(diào)整飼料的結(jié)構(gòu)和供應(yīng)數(shù)量制定處理、獸醫(yī)提前進行人為管理干預(yù)等管理環(huán)節(jié)提供有效參考數(shù)據(jù)。

3、跟蹤溯源防控動物疫情

利用RFID耳標(biāo)感溫模塊及RFID耳標(biāo)ID的唯一性，管理者可以密切跟蹤和監(jiān)測牛場中每一頭牛的體溫變化。一旦發(fā)現(xiàn)體溫異常，可以迅速確認(rèn)異常來源，立即采取人為干預(yù)，采取相應(yīng)的個體隔離，并對接觸群體進行病理分析，排查動物疫情狀況，防控動物疫情，減少疫病形成大規(guī)模擴散的可能性。

同時可以利用這個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)平臺進行功能應(yīng)用的多維度拓展，第一時間為政府動物養(yǎng)殖管理及防疫部門和相關(guān)科學(xué)研究單位提供有效且及時、精準(zhǔn)、詳細的可參考數(shù)據(jù)。

二、牧場精細化及自動化養(yǎng)殖管理平臺

1、利用RFID射頻識別技術(shù)的快速、批量、遠距離讀寫的特性、RFID耳標(biāo)為牧場各管理環(huán)節(jié)的精細化養(yǎng)殖提供快速識別牛只個體身份、批量管理或盤點、精確養(yǎng)殖流程、堅實耐用等優(yōu)勢，被現(xiàn)代各種規(guī)模化養(yǎng)殖的場景所采用，用于牛的自動盤點、智能牛只稱重、自動記錄關(guān)鍵節(jié)點管理數(shù)據(jù)等牧場日常管理工作。

2、RFID系統(tǒng)在精細化養(yǎng)殖過程的管理中，也推廣到乳牛擠奶臺，用標(biāo)簽化管理的方式達到乳牛擠奶智能化過程管理。建立乳牛奶檔案，通過平臺數(shù)據(jù)跟蹤與分析對奶牛個體進行產(chǎn)奶跟蹤，從而動態(tài)調(diào)整飼養(yǎng)流程、飼料配比等飼養(yǎng)管理，建立精密飼養(yǎng)數(shù)據(jù)庫做到精細化飼養(yǎng)，用科學(xué)而有效的手段提高牧場奶牛整體產(chǎn)奶量。

三、牧場疫情監(jiān)測和管理平臺

1、牧場疫病狀況監(jiān)測和管理平臺是通過RFID芯片中數(shù)據(jù)標(biāo)簽化標(biāo)識牛的個體或群體，以射頻RFID牛耳標(biāo)內(nèi)信息為數(shù)據(jù)核心編號，貫穿從出生到屠宰牛的防疫、檢疫、監(jiān)督工作并利用射頻RFID技術(shù)將牧場生產(chǎn)管理和畜牧防疫監(jiān)督數(shù)據(jù)，動態(tài)地匯總到養(yǎng)殖數(shù)據(jù)平臺中心，在線記錄畜牧管理的全生命周期數(shù)據(jù)，實現(xiàn)牛從出生到屠宰的過程的數(shù)據(jù)全記錄。

2、結(jié)合RFID感溫功能，通過牛體溫的主動偵測、異常體溫報警等方式，將牛只疫情監(jiān)控從傳統(tǒng)的被動防疫升級為主動防疫，通過管理平臺的疫情應(yīng)急，直接通知到應(yīng)急方案中的管理責(zé)任人，用現(xiàn)代化、數(shù)字化的方式從根本上避免大面積疫情的傳染事件，實現(xiàn)對患病牛的快速準(zhǔn)確監(jiān)測、精準(zhǔn)溯源進而應(yīng)急處理，為行政決策和快速處理疫情提供高效的信息平臺和管理方式。

RFID有源感溫耳標(biāo)對動物提問的監(jiān)測曲線

四、肉牛喂養(yǎng)、分割及供應(yīng)鏈管理平臺

1、在肉牛喂養(yǎng)、分割及供應(yīng)鏈管理平臺建立肉制品供應(yīng)鏈可控性管理，構(gòu)建肉牛精密飼養(yǎng)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽化管理，實現(xiàn)各單位對牛場集中化養(yǎng)殖中的飲食、運動、健康狀態(tài)實現(xiàn)24h全天候在線管理。

2、養(yǎng)殖企業(yè)可以利用平臺數(shù)據(jù)中心輕松獲取宏觀數(shù)據(jù)及個體數(shù)據(jù)的在牧場存欄數(shù)量、出欄數(shù)量、疫情狀態(tài)等管理環(huán)節(jié)各數(shù)據(jù)狀態(tài)，并對管理數(shù)據(jù)所需響應(yīng)的管理方式做出模型化判斷，為管理者提供輔助性建議。政府、養(yǎng)殖企業(yè)、農(nóng)戶集體等對牧場或牛只的生長變化數(shù)據(jù)在線跟蹤和異常追溯，養(yǎng)殖企業(yè)、農(nóng)戶集體進行管理配置引入到綜合管理系統(tǒng)后，牛的成長狀況、牛只的健康情況都將會納入標(biāo)準(zhǔn)化管理體系當(dāng)中，形成區(qū)域性大數(shù)據(jù)、追溯等信息中心。

3、建立從肉品分割生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，到食品倉儲環(huán)節(jié)、食品配送調(diào)度環(huán)節(jié)、食品銷售環(huán)節(jié)的記錄與管理，RFID標(biāo)簽化管理涉及到每一個環(huán)節(jié)，標(biāo)簽內(nèi)記錄各環(huán)節(jié)相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，包括養(yǎng)殖農(nóng)場編號信息，發(fā)運時間信息，批次信息，分割人員編號信息等，這些信息與生產(chǎn)企業(yè)自身的內(nèi)部信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相聯(lián)系。在數(shù)據(jù)批量進行出環(huán)節(jié)通過RFID自動獲取各類出入庫信息，實現(xiàn)智能管理。配合各個銷售網(wǎng)點的歷史銷售數(shù)據(jù)以及銷售環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)的實時反饋，對食品庫存量的精確跟蹤及配給計劃的監(jiān)控得以實現(xiàn)。

4、在實際肉類市場的銷售端，RFID標(biāo)簽化管理同樣建立單個食品與消費者之間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)記錄，根據(jù)消費習(xí)慣、采購頻次等的大數(shù)據(jù)分析，實時向倉儲系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)反饋，以銷售供應(yīng)端數(shù)據(jù)指導(dǎo)進貨、補貨頻次等供應(yīng)鏈決策。

五、牛飼料供應(yīng)及追蹤追溯管理平臺

1、建立飼料管理系統(tǒng)的經(jīng)濟性管理，優(yōu)化乳牛、肉牛場日常管理飼料系統(tǒng)進銷存記錄檔案。自動化管理的飼料系統(tǒng)可根據(jù)牛只生長環(huán)節(jié)的體重變化、脂肪狀況等通過數(shù)據(jù)模型配比來調(diào)節(jié)飼料配給，優(yōu)化飼養(yǎng)成本體系，為牧場飼料的采購提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

2、對于飼料來源的科學(xué)管理，應(yīng)用RFID標(biāo)簽，對牧草來源進行產(chǎn)地跟蹤、原料供應(yīng)鏈、物流管理，為牧場和飼料企業(yè)之間建立規(guī)范、穩(wěn)步發(fā)展的應(yīng)用管理方式。

六、食品安全追溯平臺

RFID技術(shù)尤其是超高頻RFID在國際ISO標(biāo)準(zhǔn)中作為防偽追溯的重要數(shù)據(jù)化技術(shù)被廣泛應(yīng)用在食品安全追溯的各種管理系統(tǒng)中，食品安全追溯體系或跟蹤平臺的技術(shù)應(yīng)用中引入RFID射頻的技術(shù)規(guī)程和質(zhì)量管理舉措可以建立“從農(nóng)場到餐桌”的食品供應(yīng)鏈跟蹤與可追溯體系。從肉牛出生開始數(shù)據(jù)納入到肉類食品安全及追溯管理平臺進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)食品安全的供應(yīng)鏈各關(guān)聯(lián)企業(yè)和各政府管理部門的信息接入和共享，實現(xiàn)從肉制品生產(chǎn)源頭到銷售零售環(huán)節(jié)的端到端監(jiān)控。

1、在牛只養(yǎng)殖環(huán)節(jié)和牛肉運輸環(huán)節(jié)中，RFID智能設(shè)備、RFID標(biāo)簽和各系統(tǒng)配套技術(shù)方式實現(xiàn)其全過程的飼養(yǎng)跟蹤，實現(xiàn)與后端畜牧養(yǎng)殖與分割等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的集成，數(shù)據(jù)中心化管理與行業(yè)主管部門的畜產(chǎn)檢疫檢疫系統(tǒng)對接，將相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)督監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺。

2、牛只屠宰環(huán)節(jié)，通過RFID智能設(shè)備、RFID標(biāo)簽和各系統(tǒng)配套技術(shù)方式實現(xiàn)牛的健康狀況確認(rèn)，整合屠宰場后端生產(chǎn)環(huán)節(jié)的管理系統(tǒng)，并將相關(guān)信息同步實時輸入到肉類食品監(jiān)督管理體系。

3、牛肉加工環(huán)節(jié)中RFID技術(shù)標(biāo)簽化管理技術(shù)實現(xiàn)牛養(yǎng)殖信息與牛肉質(zhì)量信息的關(guān)聯(lián)，并將相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)督管理平臺。

4、超高頻RFID技術(shù)應(yīng)用在肉類供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)可加速供應(yīng)鏈物流環(huán)節(jié)的工作效率，在肉類批發(fā)、肉類零售、賣場銷售等批發(fā)及零售環(huán)節(jié)追蹤來源信息，加強市場交易管理，同時將相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)督管理平臺。

第二章RFID射頻技術(shù)設(shè)備組成

RFID牛耳標(biāo)是一種基于物聯(lián)網(wǎng)RFID射頻技術(shù)，用于牛只個體的識別和數(shù)字化管理的電子元器件。它通過芯片進行標(biāo)識數(shù)據(jù)存儲，配合智能射頻讀寫設(shè)備進行芯片內(nèi)信息的讀取，是自動化系統(tǒng)與牛個體之間一個信息傳遞的橋梁，是牛類物聯(lián)網(wǎng)最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)載體，也是最核心的信息標(biāo)識。RFID牛耳標(biāo)可以說就是牛的可被自動識別的電子身份證，管理人員可以通過各種專用閱讀器自動識別各種動物的個體。

現(xiàn)代RFID牛耳標(biāo)除在芯片中具有牛只身份數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識功能外，還可以通過專業(yè)的標(biāo)簽設(shè)計整合感溫器件、計步器件、GPS定位器件等，來實現(xiàn)現(xiàn)代畜牧管理中對于牛的物聯(lián)網(wǎng)管理更豐富的管理需求。

射頻RFID硬件系統(tǒng)智能設(shè)備

根據(jù)應(yīng)用場景的物理環(huán)境、需求功能的要求，射頻RFID硬件系統(tǒng)智能設(shè)備通常包括：RFID讀寫器、RFID天線、手持RFID讀寫設(shè)備、智能RFID通道設(shè)備、RFID標(biāo)簽打印機、服務(wù)器、組網(wǎng)設(shè)備等。

第三章項目經(jīng)濟效益與社會效益分析

一、經(jīng)濟效益分析

1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代畜牧業(yè)的應(yīng)用，將大大提升現(xiàn)代化乳肉牛類牧場管理水平，在畜牧業(yè)養(yǎng)殖管理流程中，結(jié)合RFID有源射頻及無源RFID射頻技術(shù)，以RFID標(biāo)簽內(nèi)唯一身份芯片標(biāo)識碼為載體，以現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)架構(gòu)，通過RFID標(biāo)識編碼，RFID標(biāo)簽可穿戴，數(shù)據(jù)身份ID識別，節(jié)點信息自動錄入與傳輸，大數(shù)據(jù)模型分析和數(shù)據(jù)挖掘及查詢，物聯(lián)網(wǎng)各技術(shù)應(yīng)用可幫助管理者實現(xiàn)畜牧管理從牛只出生，產(chǎn)奶，肉制屠宰，物流配送，供應(yīng)鏈管理，消費端應(yīng)用各個環(huán)節(jié)一體化管理及全流程監(jiān)控與數(shù)據(jù)追溯。

2、將乳肉牛的養(yǎng)殖，防疫，檢疫，監(jiān)督有機結(jié)合，不僅可以達到對動物疫情的快速預(yù)判及精準(zhǔn)溯源能力，以預(yù)期告警的方式主動提高疫情的可防可控能力，在產(chǎn)生大范圍內(nèi)的疫情傳染之前提早發(fā)現(xiàn)進而采取有效的治理手段，避免重大經(jīng)濟損失。

3、加強了畜禽類產(chǎn)品“從農(nóng)場到餐桌”的全生命周期、全流程管理，實現(xiàn)畜牧行業(yè)的管理科學(xué)化、制度化，從而提高整體畜牧業(yè)管理水平。在牧場的管理環(huán)節(jié)上，用各類信息化設(shè)備、數(shù)據(jù)、管理模型等提高管理人員對于牧場運營與牛只的管理效率，減少人工投入，實現(xiàn)現(xiàn)代牧場管理的自動化、數(shù)據(jù)化、信息化、科學(xué)化。

二、社會效益分析

1、現(xiàn)代化乳肉兼用牛牧場管理通過現(xiàn)代化信息平臺的普惠性和包容性可以提高農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的社會效益。正如《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠景目標(biāo)的建議》所述：“實施高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)工程，強化農(nóng)業(yè)科技和裝備支撐，提高農(nóng)業(yè)良種化水平，健全動物防疫和農(nóng)作物病蟲害防治體系，建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)。強化綠色導(dǎo)向、標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)和質(zhì)量安全監(jiān)管，建設(shè)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化示范區(qū)。

2、對維護食品質(zhì)量安全，確保人民群眾飲食安全有效具有重大的現(xiàn)實意義。在確保飲食安全的基礎(chǔ)上，該項目有利于提升牛乳、牛肉制品質(zhì)量管理水平，樹立區(qū)域性農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、養(yǎng)殖等企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量誠信經(jīng)營的社會品牌形象，構(gòu)建由政府職能監(jiān)管部門為主導(dǎo)，養(yǎng)殖及相關(guān)企業(yè)和行業(yè)從業(yè)人員為主體，全社會監(jiān)督和參與的食品安全共治體系。

3、節(jié)約自然能源以及社會資源。現(xiàn)代化牧場管理對于RFID物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的投入使用除了使用技術(shù)手段節(jié)約人力、物力投入成本，有效提高區(qū)域經(jīng)濟效益之外，還能在降低能源消耗、保護能源與資源的安全等方面具有極高的社會價值。

4、依靠物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)分析模型可從源頭對現(xiàn)代化養(yǎng)殖產(chǎn)品產(chǎn)出做預(yù)測和統(tǒng)計，引導(dǎo)發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)間結(jié)構(gòu)的平衡。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用可通過各個傳感器對農(nóng)作物產(chǎn)量進行分析預(yù)測，有利于引導(dǎo)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)平衡發(fā)展，避免因數(shù)據(jù)模型信息不全面所引起的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)失衡，保障農(nóng)牧養(yǎng)殖等行業(yè)增產(chǎn)增收等情況。

5、在提高現(xiàn)代牧場管能力水平和信息化程度的同時，物聯(lián)網(wǎng)等各類科學(xué)技術(shù)可有效提高整體行業(yè)從業(yè)人員的從業(yè)水平。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用具有網(wǎng)絡(luò)化、遠程化和自動化等所特有的優(yōu)勢管理模式，因此工作人員通過現(xiàn)代化設(shè)備、系統(tǒng)科學(xué)管理，智能設(shè)備設(shè)施、數(shù)字化平臺應(yīng)用等在養(yǎng)殖、流通等環(huán)節(jié)縱向加強農(nóng)產(chǎn)品智能管理的應(yīng)用可使從業(yè)者快速得到專業(yè)培訓(xùn)，這將對整個行業(yè)人員的職業(yè)素質(zhì)和專業(yè)水平得到提升具有極其重大的社會價值和意義。