無線射頻識別技術(shù)及其在畜牧業(yè)動物管理中的應(yīng)用

在最近的10多年以來，全世界的動物疫情不斷爆發(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)中加強了對動物的管理，其中對動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(guī)定對牛、豬、綿羊與山羊、馬等飼養(yǎng)動物都必須采取各種跟蹤與識別手段。

一、對動物的識別與跟蹤

動物識別與跟蹤是指利用特定的標簽，以某種技術(shù)手段與擬識別的動物相對應(yīng)，并能隨時對

動物的相關(guān)屬性進行跟蹤與管理的一種技術(shù)。

對各種動物進行識別和跟蹤，能夠加強對外來動物疾病的控制與監(jiān)督，保護本土物種的安全和保證畜產(chǎn)品國際貿(mào)易的安全性；能加強政府對動物的接種與疾病預(yù)防管理，提高對動物疾病的診斷與報告能力，以及對境內(nèi)、外動物疫情的應(yīng)急反應(yīng)。因此，對動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(tǒng)。在1998年9月，英國宣布了牛跟蹤系統(tǒng)計劃。在1999年年底，歐共體各成員國都實施這個系統(tǒng)計劃。

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

注冊包括標識、農(nóng)場記錄和許可證等方面。在牛出生后的20天之內(nèi)必須安裝標識標簽，標識標簽有這頭牛的標識碼，這個標識碼將伴隨牛的一生。在農(nóng)場的記錄中，記載有關(guān)于每一頭牛的出生、進口、活動與死亡的全部情況。每一頭牛都有一個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行跟蹤和管理的計算機系統(tǒng)，英國政府為它的建立和在使用的開始階段支付費用。

對豬的識別與跟蹤

從2003年11月1日，英國開始實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的豬和超過一歲的送到其他任何目的地的豬進行了不同的識別規(guī)定。

對羊的識別與跟蹤

從2008年1月1日起，歐洲規(guī)定強制性對綿羊進行電子識別。為了驗證電子識別系統(tǒng)的工作性能，Delta將于2004年3月開始進行真實環(huán)境下的實時電子識別與數(shù)字傳輸試驗。農(nóng)場主、牧場和屠宰場將選擇不同的電子識別系統(tǒng)。這項測試計劃在2005年3月結(jié)束，同年6月份提交報告。

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

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

二、無線射頻識別RFID技術(shù)

無線射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，具有數(shù)據(jù)儲存量大、可讀寫、穿透力強、讀

寫距離遠、讀取速率快、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)性好等特點。而且它還是惟一可以實現(xiàn)多目標識別的自動識別技術(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(例如動物)的表面或內(nèi)部，當被識別物體(例如動物)進入閱讀器的識別范圍時，閱讀器自動以無接觸的方式讀取電子標簽中的物體(例如動物)的識別數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)自動識別物體(例如動物)或自動收集物體(例如動物)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)是閱讀器當中的一種，它適合于移動用戶手持使用，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) 電子標簽

電子標簽由數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、通信接口、微帶天線和電源等模塊構(gòu)成。電子標簽寫入ID代碼和物品的有關(guān)信息。電子標簽根據(jù)不同的供電形式分為無源電子標簽和有源電子標簽。無源電子標簽的電能供應(yīng)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(tǒng)的識別距離較遠。無源電子標簽與有源電子標簽相比較，具有成本低、不用維護、可靠性高和壽命長的優(yōu)點。在動物的識別與跟蹤中，除了特殊的科學研究使用有源電子標簽以外，大部分都使用無源電子標簽。

(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簽的數(shù)據(jù)時，兩者之間的通信。RFID的數(shù)據(jù)通信通過閱讀器與電子標簽之間的射頻傳輸來進行。閱讀器與電子標簽之間的信息傳輸應(yīng)符合選定的通信協(xié)議。

閱讀器與電子標簽之間進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，數(shù)據(jù)傳輸速率快。

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

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

年1月，中國國家標準化管理委員會正式成立了“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在動物識別與跟蹤中的應(yīng)用

在動物身上安裝電子標簽，并寫入代表該動物的ID代碼。當動物進入RFID閱讀器的識別范圍，或者工人拿著手持閱讀器靠近動物時，閱讀器就會自動將動物的數(shù)據(jù)信息識別出來。如果將閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絼游锕芾硇畔⑾到y(tǒng)，便可以實現(xiàn)對動物的跟蹤。

RFID的一個很大的特點是多目標同時識別，即一個閱讀器可以對接多個電子標簽。優(yōu)良的RFID可以同時識別的電子標簽數(shù)量多達300多個。因此，使用RFID的動物識別與跟蹤系統(tǒng)，能夠用一個閱讀器同時讀取多頭動物(帶有電子標簽)的信息數(shù)據(jù)，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(guī)定了對動物用RFID進行識別的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)準則。

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

動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?zāi)軌蚍浅Ｈ菀椎貜囊活^動物身上換到另外一頭動物身上。主要應(yīng)用于廄欄中的自動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(shù)據(jù)多得多，

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

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

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

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

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

四、結(jié)束語

我國是一個農(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，我國因為動物及其產(chǎn)品而造成的重大疫情時有發(fā)生，而且由于地域?qū)拸V、人口多、人員的流動性大，造成的危害巨大，制止疫情需要的時間長、付出代價大。因此，在對動物的識別和跟蹤管理中進一步研究和使用RFID技術(shù)，將能促進我國畜牧業(yè)的發(fā)展，同時也是我國構(gòu)建21世紀和諧社會的一個保證。