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一種奶牛疫病監(jiān)管系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2011-08-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  的工作原理是:讀寫器通過天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號(hào):當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器工作場(chǎng)時(shí),其天線產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而RFID標(biāo)簽被激活并向讀寫器發(fā)送出自身編碼等信息:讀寫器接收到來自標(biāo)簽的載波信號(hào),對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行處理:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該標(biāo)簽的合法性,針對(duì)不同的設(shè)定作出相應(yīng)的處理和控制,發(fā)出指令信號(hào):RFID標(biāo)簽的數(shù)據(jù)解調(diào)部分從接收到的射頻脈沖中解調(diào)出數(shù)據(jù)并送到控制邏輯,控制邏輯接收指令完成存儲(chǔ)、發(fā)送數(shù)據(jù)或其他操作。

  目前定義RFID產(chǎn)品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內(nèi)的符合不同標(biāo)準(zhǔn)的不同的產(chǎn)品,而且不同頻段的RFID產(chǎn)品會(huì)有不同的特性。其中感應(yīng)器有無源和有源兩種方式,RFID在動(dòng)物識(shí)別領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)較為成熟,在該領(lǐng)域中使用無源的感應(yīng)器低頻段,工作頻率從120KHz到134KHz。

  利用RFID技術(shù)應(yīng)用于奶牛耳標(biāo),利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)奶牛疫病的監(jiān)控和管理,有效提高奶牛生產(chǎn)的管理水平和工作效率RFID的特性使其應(yīng)用于畜產(chǎn)品安全管理有很好特性,通過其相應(yīng)后臺(tái)信息系統(tǒng),達(dá)到對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全的有效管理。在本項(xiàng)目中的應(yīng)用可追蹤到具體的奶牛場(chǎng)的每一頭奶牛??捎行ПO(jiān)控奶產(chǎn)品安全問題。

  1 基于RFID技術(shù)的奶牛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義

  利用RFID保障奶牛產(chǎn)品的安全性,使產(chǎn)品具有可追溯能力。

  

  圖1 奶牛疫病網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

  近年來,由于食品安全危機(jī)頻繁發(fā)生,嚴(yán)重影響了人們的身體健康,引起了全世界的廣泛關(guān)注,歐盟、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)要求對(duì)出口到當(dāng)?shù)氐氖称肪仨毮軌蜻M(jìn)行跟蹤和追溯,在此次項(xiàng)目中采用了RFID(電子標(biāo)簽)技術(shù),實(shí)施“源頭”食品追蹤,在食品供應(yīng)鏈中提供透明度。可提供食品鏈中食品與來源之間的可靠聯(lián)系,確保到達(dá)超市貨架及餐館廚房的食品的來源史是清晰的,并可追蹤到具體的奶牛場(chǎng),可回答用戶有關(guān)“食品從哪里來,中間處理環(huán)節(jié)是否完善”等問題,并給出詳盡、可靠的回答??捎行ПO(jiān)控解決食品安全問題。

  利用RFID實(shí)現(xiàn)奶牛全過程的監(jiān)控。這本身就要求對(duì)飼養(yǎng)奶牛群的總體狀況有詳細(xì)的了解,對(duì)奶牛的飼養(yǎng)、生產(chǎn)、繁殖,特別是對(duì)疾病的預(yù)防與控治進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控,這對(duì)保障奶牛產(chǎn)品的安全衛(wèi)生,保障奶牛業(yè)生產(chǎn)健康持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展、保障人民身體健康和生命財(cái)產(chǎn)安全起著重要作用。利用RFID給決策部門提供有利信息作好疫病防控措施,實(shí)現(xiàn)奶牛飼養(yǎng)的規(guī)模化、集約化、現(xiàn)代化管理方式。隨著奶牛飼養(yǎng)業(yè)的不斷發(fā)展,提高奶牛個(gè)體產(chǎn)乳量、提高飼養(yǎng)牛群總體經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)管理水平和對(duì)主要疫病的控制水平已經(jīng)是提升奶牛生產(chǎn)發(fā)展的重要措施,從目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀以及對(duì)奶牛生產(chǎn)和疫病控制管理的要求,奶牛生產(chǎn)引入計(jì)算機(jī)管理已成為必然趨勢(shì)和發(fā)展方向。

  2 基于RFID技術(shù)的奶牛系統(tǒng)的信息采集

  2.1 RFID的原理

  在奶牛疫病監(jiān)管系統(tǒng)的RFID標(biāo)簽采用奶牛電子編碼ECC(Electronic Cow Code)標(biāo)準(zhǔn)體系,該體系包括ECC、Tag、Reader、Savant、ONS、PML等要素。ECC碼是奶牛疫病監(jiān)管過程中給奶牛打上的惟一標(biāo)識(shí),記錄著奶牛場(chǎng)所屬行政區(qū)域代碼、牛只編碼、出生基本信息編碼等:讀卡器(Reader)用于采集標(biāo)簽數(shù)據(jù),養(yǎng)殖場(chǎng)管理員通過固定式RFID讀卡器讀取奶牛的RFID耳標(biāo),讀卡器將采集的標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳送給中間件(Savant),Savant中間件負(fù)責(zé)管理和傳送奶牛電子碼相關(guān)數(shù)據(jù):對(duì)象命名系統(tǒng)ONs(Object—Name

  System)是一個(gè)自動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng),類似于域名解析服務(wù)(DNS),提供全局范圍的信息共享機(jī)制,這樣Savant軟件通過ONS實(shí)現(xiàn)ECC與奶牛疫病監(jiān)管各個(gè)環(huán)節(jié)信息采集:從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理與監(jiān)控。通信的語言規(guī)范采用物理標(biāo)記語言PML(Physical Markup Language)

  2.2 RFlD技術(shù)應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

  飼養(yǎng)管理員通過固定式RFID讀卡器,讀取任一頭奶牛的RFID耳標(biāo),電腦識(shí)別出該頭牛的編號(hào):牛場(chǎng)編號(hào)(牛場(chǎng)名稱)、牛只編號(hào),在電腦系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中獲取該頭牛的詳細(xì)信息包括:父號(hào),母號(hào),祖父、母號(hào),外祖父、母,來源地,來源類型,品種,毛色,出生日期,初生重,所屬牛舍,牛只狀態(tài),轉(zhuǎn)入日期(轉(zhuǎn)入日期必須大于出生日期),別名等,奶牛實(shí)行RFID電子信息卡制管理,全部實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理與監(jiān)控。

  2.3 新型的數(shù)據(jù)采集方式

  利用新型的Socket CF Reader讀卡器,結(jié)合現(xiàn)有的掌上電腦PDA,開發(fā)新的數(shù)據(jù)采集方式特點(diǎn):

  (1)雙重功能

  獨(dú)特的雙重功能CFRFID掃描讀卡器6M/6P為帶cF插槽的Windows Mo—bi le設(shè)各添加HFRFID讀/寫和條形碼掃描功能。

  (2) 手操作

  將CFRFID讀卡器插入到PDA后,可以單手操作。

  (3)低能耗設(shè)計(jì)

  Socket設(shè)計(jì)的便攜式CFRFID讀卡器能耗最低,當(dāng)讀卡器用于電池供電的掌上電腦時(shí),這點(diǎn)顯得十分重要。工作幾小時(shí)而不必更換電池或?yàn)檎粕想娔X的電池充電。

  3 基于RFID技術(shù)的奶牛疫病監(jiān)管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

  整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作都是以RFID中記錄的奶牛編號(hào)為唯一一標(biāo)識(shí),來獲取奶牛生長(zhǎng)過程中的所有數(shù)據(jù)。

  系統(tǒng)將采用四層體系結(jié)構(gòu):即物理層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、表現(xiàn)層。其中物理層主要是建立RFID與數(shù)據(jù)層物理接口,實(shí)現(xiàn)RFID編碼采集。數(shù)據(jù)層主要包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)匯總處理組成,將采集的編碼通過數(shù)據(jù)庫中的奶牛疫病網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管功能添加奶牛生長(zhǎng)過程的詳細(xì)信息,然后應(yīng)用平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換組件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、篩選等處理后重新進(jìn)入基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)庫中的資源由各養(yǎng)殖場(chǎng)和生產(chǎn)合作社提供。在應(yīng)用層,奶牛疫病網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管系統(tǒng)的信息資源,通過疫病監(jiān)管環(huán)節(jié)對(duì)疫病分析、疫情預(yù)案整理,警情發(fā)布環(huán)節(jié),最終在數(shù)據(jù)展現(xiàn)層根據(jù)發(fā)布渠道選擇將監(jiān)管信息發(fā)布出去。發(fā)布方式包括WEB信息網(wǎng)站、PD A掌上電腦、電視、電話等。

  4 奶牛疫病監(jiān)管系統(tǒng)的應(yīng)用

  4.1 牛群管理功能

  牛群管理功能叉包括兩個(gè)主要功能模塊

  (1)牛只管理模塊記錄奶牛基本信息,實(shí)現(xiàn)奶牛的標(biāo)準(zhǔn)化管理,主要指標(biāo)包括:牛場(chǎng)編號(hào)(牛場(chǎng)名稱),牛只編號(hào),父號(hào),母號(hào),祖父、母號(hào),外祖父、母號(hào),來源地(或出生地)、來源類型(分為本地出生和外來引進(jìn)),品種,毛色,出生日期,初生重,所屬牛舍,牛只狀態(tài),轉(zhuǎn)入日期(轉(zhuǎn)入日期必須大于出生日期),別名,備注:奶牛哺乳信息:犢牛斷奶重量、哺乳期、哺乳天數(shù)等:異動(dòng)信息(限進(jìn)出場(chǎng)信息):包括當(dāng)前奶牛國(guó)家規(guī)定檢疫和控制的疫病狀況、出入場(chǎng)等相關(guān)繁育信息,發(fā)病記錄等:

  系統(tǒng)具備可修改刪除奶牛基本信息功能,瀏覽系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有奶牛實(shí)行“照片管理”顯示奶牛照片,可添加修改刪除現(xiàn)有奶牛照片,簡(jiǎn)單搜索奶牛信息:搜索結(jié)果顯示牛場(chǎng)編號(hào)、牛只編號(hào)、來源地、來源類型、品種、毛色、牛只狀態(tài)、疫病防疫狀態(tài)等。

  (2)牛群繁殖管理模塊記錄牛群繁殖情況,管理種牛譜系資料,查詢父、母譜系,生成種牛譜系繁殖圖譜等功能。

  4.2 奶牛場(chǎng)管理功能

  對(duì)各個(gè)奶牛場(chǎng)基本信息進(jìn)行管理,包括系統(tǒng)提供奶牛場(chǎng)各方面管理,包括人員管理,奶農(nóng)管理,奶廳管理,設(shè)備管理,還有飼料,獸藥,凍精的庫存管理等:主要操作有:奶牛場(chǎng)基礎(chǔ)信息錄入、修改、刪除、查詢。

  4.3 疫病與防疫管理主要包括以下功能

  (1)疫苗管理功能:針對(duì)疫苗的數(shù)量、進(jìn)貨時(shí)間、生產(chǎn)日期或批號(hào)等進(jìn)行管理:主要操作有:疫苗信息錄入、修改、刪除、查詢,各奶牛場(chǎng)疫苗注射情況查詢。

  (2)接種管理功能:與牛只管理相關(guān)聯(lián),存放每頭?;蛎咳号5姆酪呙庖呓臃N的信息。

  (3)疫情信息管理:對(duì)奶牛場(chǎng)常規(guī)疾病的監(jiān)測(cè)(如口蹄疫、藍(lán)舌病、炭疽、牛白血病、結(jié)核病、布魯氏菌病等的發(fā)病情況監(jiān)測(cè)),疫病名稱、特征等:主要操作有:疫病信息的錄入、修改、刪除、查詢。

  (4)應(yīng)急預(yù)案管理:針對(duì)疫情、疫病的發(fā)生,提出應(yīng)急預(yù)案或解決辦法:主要操作有:應(yīng)急預(yù)案信息的錄入、修改、刪除、查詢。

  4.4 產(chǎn)乳管理

  主要記錄日或月產(chǎn)量,并可生成產(chǎn)量報(bào)表,可提供牛只或牛群產(chǎn)奶量分析表。

  4.5 系統(tǒng)管理

  主要進(jìn)行數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)功能,還有用戶管理功能(如用戶權(quán)限管理:畜牧管理部門用戶,可查詢奶牛場(chǎng)的疫病監(jiān)測(cè)信息和預(yù)防接種情況:系統(tǒng)管理用戶,具有數(shù)據(jù)備份、用戶權(quán)限管理、系統(tǒng)升級(jí)權(quán)限等)。

  4.6 警情報(bào)告

  當(dāng)出現(xiàn)疫情時(shí),可及時(shí)有效采用多種報(bào)告形式。

  結(jié)語

  本項(xiàng)目基于RFID電子標(biāo)簽在任何時(shí)候,任何地方去訪問不斷變化的中心數(shù)據(jù)庫,具有很強(qiáng)的實(shí)用性,將進(jìn)一步提升畜產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管能力,保障農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)安全,促進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展,保障人民群眾健康安全。



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