無線射頻識(shí)別技術(shù)及其在畜牧業(yè)動(dòng)物管理中的應(yīng)用

　　在最近的10多年以來，全世界的動(dòng)物疫情不斷爆發(fā)，嚴(yán)重地打擊了全世界特別是歐洲的畜牧業(yè)，引起了世界各國特別是歐洲各國的高度重視，促使各國政府迅速制訂政策和采取各種措施。為此，世界各國都在畜牧業(yè)和商業(yè)中加強(qiáng)了對動(dòng)物的管理，其中對動(dòng)物的識(shí)別與跟蹤成為各國采取的重大措施之一。例如，英國政府就規(guī)定對牛、豬、綿羊與山羊、馬等飼養(yǎng)動(dòng)物都必須采取各種跟蹤與識(shí)別手段。

　　一、對動(dòng)物的識(shí)別與跟蹤

　　動(dòng)物識(shí)別與跟蹤是指利用特定的標(biāo)簽，以某種技術(shù)手段與擬識(shí)別的動(dòng)物相對應(yīng)，并能隨時(shí)對

　　動(dòng)物的相關(guān)屬性進(jìn)行跟蹤與管理的一種技術(shù)。

　　對各種動(dòng)物進(jìn)行識(shí)別和跟蹤，能夠加強(qiáng)對外來動(dòng)物疾病的控制與監(jiān)督，保護(hù)本土物種的安全和保證畜產(chǎn)品國際貿(mào)易的安全性;能加強(qiáng)政府對動(dòng)物的接種與疾病預(yù)防管理，提高對動(dòng)物疾病的診斷與報(bào)告能力，以及對境內(nèi)、外動(dòng)物疫情的應(yīng)急反應(yīng)。因此，對動(dòng)物的識(shí)別和跟蹤管理，不僅是畜牧業(yè)方面的需要，而且是一種國家政府行為和國際行為。下面分別介紹對牛、豬和羊的識(shí)別與跟蹤。

　　對牛的識(shí)別與跟蹤

　　目前，在歐洲已經(jīng)建立了對牛的跟蹤系統(tǒng)。在1998年9月，英國宣布了牛跟蹤系統(tǒng)計(jì)劃。在1999年年底，歐共體各成員國都實(shí)施這個(gè)系統(tǒng)計(jì)劃。

　　英國政府規(guī)定，2000年7月1日以后出生的或者進(jìn)口的牛必須采取數(shù)字識(shí)別。牛的識(shí)別與

　　注冊包括標(biāo)識(shí)、農(nóng)場記錄和許可證等方面。在牛出生后的20天之內(nèi)必須安裝標(biāo)識(shí)標(biāo)簽，標(biāo)識(shí)標(biāo)簽有這頭牛的標(biāo)識(shí)碼，這個(gè)標(biāo)識(shí)碼將伴隨牛的一生。在農(nóng)場的記錄中，記載有關(guān)于每一頭牛的出生、進(jìn)口、活動(dòng)與死亡的全部情況。每一頭牛都有一個(gè)CTS許可證，它存儲(chǔ)了牛的生命的全部記錄。CTS 是英國建立的對牛進(jìn)行跟蹤和管理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，英國政府為它的建立和在使用的開始階段支付費(fèi)用。

　　對豬的識(shí)別與跟蹤

　　從2003年11月1日，英國開始實(shí)施新的豬的識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。新的標(biāo)準(zhǔn)對所有+ 年以下直接送到屠宰場的豬和超過一歲的送到其他任何目的地的豬進(jìn)行了不同的識(shí)別規(guī)定。

　　對羊的識(shí)別與跟蹤

　　從2008年1月1日起，歐洲規(guī)定強(qiáng)制性對綿羊進(jìn)行電子識(shí)別。為了驗(yàn)證電子識(shí)別系統(tǒng)的工作性能，Delta將于2004年3月開始進(jìn)行真實(shí)環(huán)境下的實(shí)時(shí)電子識(shí)別與數(shù)字傳輸試驗(yàn)。農(nóng)場主、牧場和屠宰場將選擇不同的電子識(shí)別系統(tǒng)。這項(xiàng)測試計(jì)劃在2005年3月結(jié)束，同年6月份提交報(bào)告。

　　此外，英國政府也規(guī)定從2004年6月30日開始，所有的馬都要被識(shí)別與跟蹤。

　　目前，廣泛使用的動(dòng)物識(shí)別方法包括：耳標(biāo)、背標(biāo)、項(xiàng)鏈、尾標(biāo)、凍印、紋身、漆標(biāo)和腿標(biāo)等。從最近幾年動(dòng)物電子識(shí)別的實(shí)踐表明，電子識(shí)別方法當(dāng)中的無線射頻識(shí)別(Radio Frequency Identification，RFID)在動(dòng)物管理中起到的作用越來越重要。

　　二、無線射頻識(shí)別RFID技術(shù)

　　無線射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存量大、可讀寫、穿透力強(qiáng)、讀

　　寫距離遠(yuǎn)、讀取速率快、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)性好等特點(diǎn)。而且它還是惟一可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)識(shí)別的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。

　　RFID由閱讀器(reader) 和電子標(biāo)簽(Tag)組成。把電子標(biāo)簽附在被識(shí)別物體(例如動(dòng)物)的表面或內(nèi)部，當(dāng)被識(shí)別物體(例如動(dòng)物)進(jìn)入閱讀器的識(shí)別范圍時(shí)，閱讀器自動(dòng)以無接觸的方式讀取電子標(biāo)簽中的物體(例如動(dòng)物)的識(shí)別數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別物體(例如動(dòng)物)或自動(dòng)收集物體(例如動(dòng)物)信息數(shù)據(jù)的功能。

　　(一) 閱讀器

　　RFID的閱讀器由控制系統(tǒng)、通信接口、微帶天線和電源等模塊構(gòu)成。手持閱讀器(Handheld reader,HR)是閱讀器當(dāng)中的一種，它適合于移動(dòng)用戶手持使用，其工作原理和其它的閱讀器完全一樣。它除了一般閱讀器所具有的模塊以外，還可以帶有LCD鍵盤和條形碼掃描模塊。HR的通信接口可選802.11、RS323。HR的供電電壓采用可充電池供電;操作系統(tǒng)可以采用WinCE或其它操作系統(tǒng);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)32MB閃存、32MB內(nèi)存;天線為內(nèi)置天線或探針探測

　　器。

　　(二) 電子標(biāo)簽

　　電子標(biāo)簽由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、通信接口、微帶天線和電源等模塊構(gòu)成。電子標(biāo)簽寫入ID代碼和物品的有關(guān)信息。電子標(biāo)簽根據(jù)不同的供電形式分為無源電子標(biāo)簽和有源電子標(biāo)簽。無源電子標(biāo)簽的電能供應(yīng)從閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)中取得，因此閱讀器要有較高的發(fā)射功率，識(shí)別距離較近。有源電子標(biāo)簽依靠自身的微型電池供電，因此對閱讀器的發(fā)射功率要求較低，系統(tǒng)的識(shí)別距離較遠(yuǎn)。無源電子標(biāo)簽與有源電子標(biāo)簽相比較，具有成本低、不用維護(hù)、可靠性高和壽命長的優(yōu)點(diǎn)。在動(dòng)物的識(shí)別與跟蹤中，除了特殊的科學(xué)研究使用有源電子標(biāo)簽以外，大部分都使用無源電子標(biāo)簽。

　　(三) 的數(shù)據(jù)通信

　　RFID的數(shù)據(jù)通信是指閱讀器讀取電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)時(shí)，兩者之間的通信。RFID的數(shù)據(jù)通信通過閱讀器與電子標(biāo)簽之間的射頻傳輸來進(jìn)行。閱讀器與電子標(biāo)簽之間的信息傳輸應(yīng)符合選定的通信協(xié)議。

　　閱讀器與電子標(biāo)簽之間進(jìn)行無線通信的頻段是：低頻135KH以下;高頻13.56MH;超高頻869MHz、902~928MHz;微波2.4GHz、5.8GHz。低頻和高頻的通信距離近，數(shù)據(jù)傳輸速率慢。高頻、超高頻和微波的通信距離遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸速率快。

　　目前，全球還沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的RFID標(biāo)準(zhǔn)(包括電子標(biāo)簽)，但是存在兩個(gè)主要的技術(shù)標(biāo)

　　準(zhǔn)：歐美采用的EPC標(biāo)準(zhǔn)，日本采用的UID標(biāo)準(zhǔn)。在我國也沒有相應(yīng)的RFID標(biāo)準(zhǔn)。在2004

　　年1月，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式成立了“電子標(biāo)簽”國家標(biāo)準(zhǔn)工作組，負(fù)責(zé)起草、制定我國有關(guān)電子標(biāo)簽的國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　三、RFID在動(dòng)物識(shí)別與跟蹤中的應(yīng)用

　　在動(dòng)物身上安裝電子標(biāo)簽，并寫入代表該動(dòng)物的ID代碼。當(dāng)動(dòng)物進(jìn)入RFID閱讀器的識(shí)別范圍，或者工人拿著手持閱讀器靠近動(dòng)物時(shí)，閱讀器就會(huì)自動(dòng)將動(dòng)物的數(shù)據(jù)信息識(shí)別出來。如果將閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絼?dòng)物管理信息系統(tǒng)，便可以實(shí)現(xiàn)對動(dòng)物的跟蹤。

　　RFID的一個(gè)很大的特點(diǎn)是多目標(biāo)同時(shí)識(shí)別，即一個(gè)閱讀器可以對接多個(gè)電子標(biāo)簽。優(yōu)良的RFID可以同時(shí)識(shí)別的電子標(biāo)簽數(shù)量多達(dá)300多個(gè)。因此，使用RFID的動(dòng)物識(shí)別與跟蹤系統(tǒng)，能夠用一個(gè)閱讀器同時(shí)讀取多頭動(dòng)物(帶有電子標(biāo)簽)的信息數(shù)據(jù)，這是任何其它識(shí)別技術(shù)所不能做到的。

　　國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11784和11785規(guī)定了對動(dòng)物用RFID進(jìn)行識(shí)別的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)準(zhǔn)則。

　　ISO11784規(guī)定動(dòng)物識(shí)別代碼總共由64位(8個(gè)字節(jié))組成。ISO11785 則規(guī)定了電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的傳輸方法以及閱讀器的規(guī)范。

　　動(dòng)物安裝電子標(biāo)簽的基本方法包括有：頸圈式、耳標(biāo)式、可注射式和藥丸式電子標(biāo)簽。

　　頸圈式電子標(biāo)簽?zāi)軌蚍浅Ｈ菀椎貜囊活^動(dòng)物身上換到另外一頭動(dòng)物身上。主要應(yīng)用于廄欄中的自動(dòng)飼料配給以及測定牛奶產(chǎn)量。

　　耳標(biāo)式電子標(biāo)簽的性能大大優(yōu)于條碼耳牌。因?yàn)殡娮訕?biāo)簽比起條碼存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)多得多，

　　而且適合于有油污、雨水的惡劣環(huán)境，閱讀器與電子標(biāo)簽相距最遠(yuǎn)數(shù)米都可以把數(shù)據(jù)讀出來，而只有幾個(gè)厘米大小的條碼耳牌，要放到條形碼閱讀器旁邊，才能識(shí)別這些動(dòng)物，因此不適用于全自動(dòng)化過程。

　　可注射式電子標(biāo)簽是在近幾年才開始應(yīng)用。其原理是利用一個(gè)特殊工具將電子標(biāo)簽放置

　　到動(dòng)物皮下，因此在動(dòng)物的軀體與電子標(biāo)簽之間就建立起了一個(gè)固定的聯(lián)系，這種聯(lián)系只有通過手術(shù)才能撤消。

　　藥丸式電子標(biāo)簽是將一個(gè)電子標(biāo)簽安放在一個(gè)耐酸的圓柱形容器內(nèi)，太多是陶瓷的。然后將這個(gè)容器通過動(dòng)物的食道放置到反芻動(dòng)物的前胃頁內(nèi)，一般情況下，藥丸式電子標(biāo)簽會(huì)終身停留在動(dòng)物的胃內(nèi)。這種方式的最大特點(diǎn)是簡單和牢靠，并且可以在不傷害動(dòng)物的情況下將電子標(biāo)簽放置于動(dòng)物體內(nèi)。

　　研究結(jié)果表明，歐洲各國通過使用%&’( 系統(tǒng)，對動(dòng)物的跟蹤能力大大提高。而且這項(xiàng)技術(shù)適用于各種場合的動(dòng)物，無論是集中飼養(yǎng)的還是分散飼養(yǎng)的牲畜，無論是運(yùn)往歐洲成員國的還是運(yùn)往歐洲以外國家的動(dòng)物，無論使用何種屠宰方法宰殺的動(dòng)物，也無論是生活在歐洲南部還是北部的極端自然環(huán)境中的動(dòng)物。

　　四、結(jié)束語

　　我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，畜牧產(chǎn)品在國內(nèi)外市場的流通領(lǐng)域中具有重要地位。最近幾年，我國因?yàn)閯?dòng)物及其產(chǎn)品而造成的重大疫情時(shí)有發(fā)生，而且由于地域?qū)拸V、人口多、人員的流動(dòng)性大，造成的危害巨大，制止疫情需要的時(shí)間長、付出代價(jià)大。因此，在對動(dòng)物的識(shí)別和跟蹤管理中進(jìn)一步研究和使用RFID技術(shù)，將能促進(jìn)我國畜牧業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也是我國構(gòu)建21世紀(jì)和諧社會(huì)的一個(gè)保證。