無(wú)線(xiàn)射頻識別技術(shù)及其在畜牧業(yè)動(dòng)物管理中的應用

　　在最近的10多年以來(lái)，全世界的動(dòng)物疫情不斷爆發(fā)，嚴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)中加強了對動(dòng)物的管理，其中對動(dòng)物的識別與跟蹤成為各國采取的重大措施之一。例如，英國政府就規定對牛、豬、綿羊與山羊、馬等飼養動(dòng)物都必須采取各種跟蹤與識別手段。

　　一、對動(dòng)物的識別與跟蹤

　　動(dòng)物識別與跟蹤是指利用特定的標簽，以某種技術(shù)手段與擬識別的動(dòng)物相對應，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)行識別和跟蹤，能夠加強對外來(lái)動(dòng)物疾病的控制與監督，保護本土物種的安全和保證畜產(chǎn)品國際貿易的安全性;能加強政府對動(dòng)物的接種與疾病預防管理，提高對動(dòng)物疾病的診斷與報告能力，以及對境內、外動(dòng)物疫情的應急反應。因此，對動(dòng)物的識別和跟蹤管理，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、豬和羊的識別與跟蹤。

　　對牛的識別與跟蹤

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

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

　　注冊包括標識、農場(chǎng)記錄和許可證等方面。在牛出生后的20天之內必須安裝標識標簽，標識標簽有這頭牛的標識碼，這個(gè)標識碼將伴隨牛的一生。在農場(chǎng)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)行跟蹤和管理的計算機系統，英國政府為它的建立和在使用的開(kāi)始階段支付費用。

　　對豬的識別與跟蹤

　　從2003年11月1日，英國開(kāi)始實(shí)施新的豬的識別標準。新的標準對所有+ 年以下直接送到屠宰場(chǎng)的豬和超過(guò)一歲的送到其他任何目的地的豬進(jìn)行了不同的識別規定。

　　對羊的識別與跟蹤

　　從2008年1月1日起，歐洲規定強制性對綿羊進(jìn)行電子識別。為了驗證電子識別系統的工作性能，Delta將于2004年3月開(kāi)始進(jìn)行真實(shí)環(huán)境下的實(shí)時(shí)電子識別與數字傳輸試驗。農場(chǎng)主、牧場(chǎng)和屠宰場(chǎng)將選擇不同的電子識別系統。這項測試計劃在2005年3月結束，同年6月份提交報告。

　　此外，英國政府也規定從2004年6月30日開(kāi)始，所有的馬都要被識別與跟蹤。

　　目前，廣泛使用的動(dòng)物識別方法包括：耳標、背標、項鏈、尾標、凍印、紋身、漆標和腿標等。從最近幾年動(dòng)物電子識別的實(shí)踐表明，電子識別方法當中的無(wú)線(xiàn)射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)在動(dòng)物管理中起到的作用越來(lái)越重要。

　　二、無(wú)線(xiàn)射頻識別RFID技術(shù)

　　無(wú)線(xiàn)射頻識別是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，具有數據儲存量大、可讀寫(xiě)、穿透力強、讀

　　寫(xiě)距離遠、讀取速率快、使用壽命長(cháng)、環(huán)境適應性好等特點(diǎn)。而且它還是惟一可以實(shí)現多目標識別的自動(dòng)識別技術(shù)。

　　RFID由閱讀器(reader) 和電子標簽(Tag)組成。把電子標簽附在被識別物體(例如動(dòng)物)的表面或內部，當被識別物體(例如動(dòng)物)進(jìn)入閱讀器的識別范圍時(shí)，閱讀器自動(dòng)以無(wú)接觸的方式讀取電子標簽中的物體(例如動(dòng)物)的識別數據，從而實(shí)現自動(dòng)識別物體(例如動(dòng)物)或自動(dòng)收集物體(例如動(dòng)物)信息數據的功能。

　　(一) 閱讀器

　　RFID的閱讀器由控制系統、通信接口、微帶天線(xiàn)和電源等模塊構成。手持閱讀器(Handheld reader,HR)是閱讀器當中的一種，它適合于移動(dòng)用戶(hù)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(pán)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;操作系統可以采用WinCE或其它操作系統;數據存儲32MB閃存、32MB內存;天線(xiàn)為內置天線(xiàn)或探針探測

　　器。

　　(二) 電子標簽

　　電子標簽由數據存儲、數據處理、通信接口、微帶天線(xiàn)和電源等模塊構成。電子標簽寫(xiě)入ID代碼和物品的有關(guān)信息。電子標簽根據不同的供電形式分為無(wú)源電子標簽和有源電子標簽。無(wú)源電子標簽的電能供應從閱讀器發(fā)出的射頻信號中取得，因此閱讀器要有較高的發(fā)射功率，識別距離較近。有源電子標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，系統的識別距離較遠。無(wú)源電子標簽與有源電子標簽相比較，具有成本低、不用維護、可靠性高和壽命長(cháng)的優(yōu)點(diǎn)。在動(dòng)物的識別與跟蹤中，除了特殊的科學(xué)研究使用有源電子標簽以外，大部分都使用無(wú)源電子標簽。

　　(三) 的數據通信

　　RFID的數據通信是指閱讀器讀取電子標簽的數據時(shí)，兩者之間的通信。RFID的數據通信通過(guò)閱讀器與電子標簽之間的射頻傳輸來(lái)進(jìn)行。閱讀器與電子標簽之間的信息傳輸應符合選定的通信協(xié)議。

　　閱讀器與電子標簽之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)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，數據傳輸速率慢。高頻、超高頻和微波的通信距離遠，數據傳輸速率快。

　　目前，全球還沒(méi)有形成一個(gè)統一的RFID標準(包括電子標簽)，但是存在兩個(gè)主要的技術(shù)標

　　準：歐美采用的EPC標準，日本采用的UID標準。在我國也沒(méi)有相應的RFID標準。在2004

　　年1月，中國國家標準化管理委員會(huì )正式成立了“電子標簽”國家標準工作組，負責起草、制定我國有關(guān)電子標簽的國家標準。

　　三、RFID在動(dòng)物識別與跟蹤中的應用

　　在動(dòng)物身上安裝電子標簽，并寫(xiě)入代表該動(dòng)物的ID代碼。當動(dòng)物進(jìn)入RFID閱讀器的識別范圍，或者工人拿著(zhù)手持閱讀器靠近動(dòng)物時(shí)，閱讀器就會(huì )自動(dòng)將動(dòng)物的數據信息識別出來(lái)。如果將閱讀器的數據傳輸到動(dòng)物管理信息系統，便可以實(shí)現對動(dòng)物的跟蹤。

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

　　國際標準ISO11784和11785規定了對動(dòng)物用RFID進(jìn)行識別的代碼結構和技術(shù)準則。

　　ISO11784規定動(dòng)物識別代碼總共由64位(8個(gè)字節)組成。ISO11785 則規定了電子標簽數據的傳輸方法以及閱讀器的規范。

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

　　頸圈式電子標簽能夠非常容易地從一頭動(dòng)物身上換到另外一頭動(dòng)物身上。主要應用于廄欄中的自動(dòng)飼料配給以及測定牛奶產(chǎn)量。

　　耳標式電子標簽的性能大大優(yōu)于條碼耳牌。因為電子標簽比起條碼存儲的數據多得多，

　　而且適合于有油污、雨水的惡劣環(huán)境，閱讀器與電子標簽相距最遠數米都可以把數據讀出來(lái)，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，才能識別這些動(dòng)物，因此不適用于全自動(dòng)化過(guò)程。

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

　　到動(dòng)物皮下，因此在動(dòng)物的軀體與電子標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(guò)手術(shù)才能撤消。

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

　　研究結果表明，歐洲各國通過(guò)使用%&’( 系統，對動(dòng)物的跟蹤能力大大提高。而且這項技術(shù)適用于各種場(chǎng)合的動(dòng)物，無(wú)論是集中飼養的還是分散飼養的牲畜，無(wú)論是運往歐洲成員國的還是運往歐洲以外國家的動(dòng)物，無(wú)論使用何種屠宰方法宰殺的動(dòng)物，也無(wú)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、結束語(yǔ)

　　我國是一個(gè)農業(yè)大國，畜牧產(chǎn)品在國內外市場(chǎng)的流通領(lǐng)域中具有重要地位。最近幾年，我國因為動(dòng)物及其產(chǎn)品而造成的重大疫情時(shí)有發(fā)生，而且由于地域寬廣、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(cháng)、付出代價(jià)大。因此，在對動(dòng)物的識別和跟蹤管理中進(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)也是我國構建21世紀和諧社會(huì )的一個(gè)保證。