大型豬場(chǎng)基于RFID的信息平臺(tái)研究與應(yīng)用

    大型豬場(chǎng)各個(gè)部門之間普遍存在業(yè)務(wù)條塊分割造成數(shù)據(jù)難以共享的問題，極大地影響了企業(yè)的信息化管理水平，因此，非常有必要建立一個(gè)各個(gè)部門可以相互共享數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的信息化平臺(tái)。另外，問題豬和問題豬肉事件不斷曝光，普通百姓對(duì)“放心豬肉”或“無公害豬肉”的呼聲、“綠色貿(mào)易壁壘”對(duì)生豬出口的影響以及疫情防控與監(jiān)管的需要等要求對(duì)生豬飼養(yǎng)實(shí)行全程跟蹤與追溯，而如果沒有統(tǒng)一的信息平臺(tái)是難以實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)耳標(biāo)編碼的識(shí)別只能靠肉眼讀出，速度慢，容 
易出錯(cuò)；而無線射頻識(shí)別(radio frequency identification，RFID)使用無線射頻技術(shù)，在開放系統(tǒng)環(huán)境中進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，不需物理接觸，基于RFID做成的電子耳標(biāo)可以方便地實(shí)現(xiàn)生豬個(gè)體的標(biāo)識(shí)，容易實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或全自動(dòng)識(shí)別⋯1。本文介紹了大型豬場(chǎng)基于RFID的信息平臺(tái)及其應(yīng)用。 

    1 RFID技術(shù)及其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用 
    RFID技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)并已經(jīng)發(fā)展了幾十年了，由于芯片技術(shù)提高、成本急劇下降和功能不斷增強(qiáng)，近年來，RFID技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于各行各 
業(yè)，如零售業(yè)、制造業(yè)和物流業(yè)等，在畜牧業(yè)中也有較好的應(yīng)用。 

    1．1 RFID技術(shù) 
    基本的RFID系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽、RFID讀寫器及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫等3部分組成_2l 2。(1)RFID標(biāo)簽：由芯片與天線組成，具有唯一的電子編碼，有一定的信息存儲(chǔ)容    量，附在物體上以標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。根據(jù)不同的射頻信號(hào)發(fā)射方式可以分為主動(dòng)式(有源)標(biāo)簽和被動(dòng)式 (無源)標(biāo)簽。前者可以主動(dòng)地向讀寫器發(fā)送射頻信號(hào)；后者接收到讀寫器發(fā)出的電磁波信號(hào)后，將部分電磁能量轉(zhuǎn)化為供自己工作的能量。(2)RFID讀寫器：控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號(hào)并接受標(biāo)簽的應(yīng)答，對(duì)標(biāo)簽對(duì)象標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行解碼，將對(duì)象標(biāo)識(shí)信息連同標(biāo)簽上其他有關(guān)信息傳輸?shù)胶笈_(tái)主機(jī)以供處理。(3)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫：存放標(biāo)簽的基本信息和企業(yè)應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)。 

    1．2 RFID技術(shù)在畜牧業(yè)中的應(yīng)用 
    國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11784和ISO 11785規(guī)定了用RFID識(shí)別動(dòng)物的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)準(zhǔn)則，ISO 11784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)的傳輸方法以及讀寫器的規(guī)范。動(dòng)物電子標(biāo)簽基本包括頸圈式、耳標(biāo)式、可注射式和藥丸式4種。在國外，RFID電子標(biāo)簽已經(jīng)成功用于動(dòng)物的識(shí)別與跟蹤。在我國，RFID在畜牧業(yè)中的應(yīng)用也逐漸被推廣，應(yīng)用前景樂觀，如奶?，F(xiàn)代化飼養(yǎng)管理及防疫中應(yīng)用RFID電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了對(duì)奶牛個(gè)體的標(biāo)識(shí)，電子標(biāo)簽具有如下作用：(1)為每頭奶牛建立一個(gè)永久性的電子檔案；(2)架起信息化管理平臺(tái)與奶牛個(gè)體之間的橋梁；(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)奶牛個(gè)體的自動(dòng)監(jiān)控；(4)依據(jù)奶牛個(gè)體體況實(shí)現(xiàn)精細(xì)飼養(yǎng)。在肉豬生產(chǎn)中應(yīng)用RFID技術(shù)可實(shí)現(xiàn)安全豬肉全程可跟蹤，在育種方面也可應(yīng)用RFID技術(shù)，如母豬多功能自動(dòng)飼喂系統(tǒng)和種豬性能測(cè)定自動(dòng)化系統(tǒng)。但是基于RFID的養(yǎng)豬信息化平臺(tái)研究與應(yīng)用還比較少。 

    2 基于RFID的養(yǎng)豬信息平臺(tái)研究

    在大型養(yǎng)豬場(chǎng)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理已經(jīng)比較普 遍，但多數(shù)部門的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)是基于部門需要進(jìn)行開發(fā)的，企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)難以共享，如果重復(fù)輸入數(shù)據(jù)則影響了工作效率且難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此需要對(duì)養(yǎng)豬信息平臺(tái)進(jìn)行研究。 

    2．1 信息平臺(tái)建設(shè)步驟 
    由于對(duì)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行了一定的投資且人員能夠較好地操作，因此信息平臺(tái)采用如下步驟進(jìn)行建設(shè)：第一，全面評(píng)估現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，明確數(shù)據(jù)來源與流程；第二，建立中心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，對(duì)不同人員進(jìn)行合理授權(quán)；第三，構(gòu)建連接各個(gè)部門的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施；第四，對(duì)生豬個(gè)體進(jìn)行電子標(biāo)識(shí)，建立數(shù)據(jù)采集與記錄業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與記錄數(shù)據(jù)庫和中心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫無縫連接。信息平臺(tái)的建設(shè)需要一個(gè)過程：評(píng)估一建設(shè)一評(píng)測(cè)一培訓(xùn)一使用和維護(hù)。 

    2．2 信息平臺(tái)建設(shè)目標(biāo) 
    信息平臺(tái)的研究總體目標(biāo)是要能夠整合已有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并能夠支持新的業(yè)務(wù)流程和功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。具體目標(biāo)包括：

    2．2．1 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和記錄半自動(dòng)化或全自動(dòng)化 
    每頭豬掛有電子耳標(biāo)(無源RFID標(biāo)簽)，飼養(yǎng)員手持讀寫器將喂料、喂藥、轉(zhuǎn)群和檢疫等信息記錄到電子耳標(biāo)中或讀取電子耳標(biāo)中的數(shù)據(jù)，這是一種半自動(dòng)化方式；有些測(cè)定需要全自動(dòng)化方式，如母豬發(fā)情識(shí)別需要自動(dòng)記錄母豬訪問公豬的次數(shù)、日期和時(shí)間。 

    2．2．2 建立完善的生豬個(gè)體標(biāo)識(shí)檔案，實(shí)現(xiàn)生豬飼養(yǎng) 
    和免疫的全程跟蹤與追溯每頭豬的電子耳標(biāo)具有唯一的電子編碼，能夠存儲(chǔ)信息，可以記錄生豬個(gè)體生長(zhǎng)過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，建立完善的個(gè)體檔案。在決定生 
豬能否出欄銷售時(shí)，只需要讀取電子耳標(biāo)中的數(shù)據(jù)，防止生豬在休藥期內(nèi)出欄，杜絕源頭污染，實(shí)現(xiàn)全程跟蹤與追溯。
 
    2．2．3 實(shí)現(xiàn)種豬性能測(cè)定自動(dòng)化，依據(jù)個(gè)體體況精細(xì) 
    飼養(yǎng)當(dāng)掛有電子耳標(biāo)的種豬進(jìn)入自動(dòng)給料站時(shí)，讀寫器自動(dòng)讀取其電子耳標(biāo)編碼，稱重傳感器獲得種豬的空腹體重、采食量和采食持續(xù)時(shí)間。將獲得的個(gè)體體況數(shù)據(jù)傳送到后臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)作為評(píng)估預(yù)測(cè)模型的參數(shù)，優(yōu)化日糧飼養(yǎng)方案，實(shí)現(xiàn)種豬的精細(xì)飼養(yǎng)。 

    2．3 基于RFID的信息平臺(tái)框架 
    以RFID技術(shù)為手段，以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)為支撐，構(gòu)建大型豬場(chǎng)的業(yè)務(wù)信息平臺(tái)框架(圖1)，可以分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)(邏輯)層和應(yīng)用層。 

    (1)數(shù)據(jù)層：從統(tǒng)一全局和數(shù)據(jù)共享的角度進(jìn)行規(guī)劃，包括字典庫，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和模型庫，可以集中存放也可以分布式存儲(chǔ)。該層為上層業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)空間，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的透明存儲(chǔ)。

    (2)業(yè)務(wù)層：包括各種業(yè)務(wù) 
邏輯的中間件，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的規(guī)范化和封裝，方便應(yīng)用層進(jìn)行調(diào)用或組裝。

    (3)應(yīng)用層：是在同一數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù) 
邏輯層的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的管理系統(tǒng)，每個(gè)管理系統(tǒng)都有相應(yīng)的部門分管，而系統(tǒng)與系統(tǒng)之間通過數(shù)據(jù)層進(jìn)行聯(lián)系，無需重復(fù)輸入。 

 
    3 基于RFID的養(yǎng)豬信息平臺(tái)應(yīng)用效益分析 

    3．1 經(jīng)濟(jì)效益 
一方面是產(chǎn)品質(zhì)量的提高直接帶來的經(jīng)濟(jì)效益。安全豬肉生產(chǎn)的全程跟蹤和追溯可提高產(chǎn)品的附加值，“放心豬肉”每千克價(jià)格一般比普通豬肉高幾元，基于豬個(gè)體體況的精細(xì)化養(yǎng)殖提高了生豬的品質(zhì)，尤其 在出口方面，高品質(zhì)的生豬同一般品質(zhì)的豬相比，每頭售價(jià)要高幾十元。另一方面是節(jié)省生產(chǎn)成本間接帶來的經(jīng)濟(jì)效益?；赗FID的養(yǎng)豬信息平臺(tái)應(yīng)用可以減少人手，節(jié)省人工工資；通過對(duì)生豬個(gè)體的監(jiān)測(cè)和精細(xì)飼養(yǎng)可以節(jié)省飼料，降低生產(chǎn)成本；打破部門條塊分割，實(shí)現(xiàn)信息共享，完善監(jiān)控手段，減少隱性成本。 

    3．2 社會(huì)效益 
    大型豬場(chǎng)應(yīng)用基于RFID的信息平臺(tái)進(jìn)行管理，以信息化帶動(dòng)傳統(tǒng)養(yǎng)豬企業(yè)的改造，可以帶來如下的社會(huì)效益：

    (1)提高從業(yè)人員的信息素養(yǎng)和管理水平。 
雖然養(yǎng)豬企業(yè)使用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，但應(yīng)用的水平比較低，而理解和使用信息平臺(tái)需要更高的信息素養(yǎng) 
和全局的管理觀念。

    (2)提高消費(fèi)者的信心。
    食品安全已經(jīng)成了普通百姓關(guān)注的焦點(diǎn)，在豬肉生產(chǎn)中存在的各種問題極大地挫傷了消費(fèi)者的信心，為此必須實(shí)現(xiàn)對(duì)生豬飼養(yǎng)的全程跟蹤和問題豬肉的可追溯。

    (3) 信息化平臺(tái)的建設(shè)具有較好的示范效益。
    我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平比較低，如何進(jìn)行傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)改造，光說不行，需要有好的示范。大型豬場(chǎng)一般采用企業(yè)化管理，類似工廠化生產(chǎn)，比較容易進(jìn)行信息化改造。隨著經(jīng)濟(jì)全球化，精細(xì)農(nóng)業(yè)、精細(xì)養(yǎng)殖時(shí)代的到來，通過示范加速產(chǎn)業(yè)改造具有較好的社會(huì)效益。 

    4 結(jié)語 
    由于整個(gè)養(yǎng)豬業(yè)開始進(jìn)入微利時(shí)代，傳統(tǒng)的養(yǎng)豬業(yè)已經(jīng)難以適應(yīng)未來的發(fā)展，以信息化改造傳統(tǒng)的養(yǎng)豬業(yè)，通過集約化、工廠化和精細(xì)養(yǎng)殖可實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)，節(jié)約養(yǎng)豬成本。大型豬場(chǎng)根據(jù)工作性質(zhì)的差異劃分不同的部門，為了提高各個(gè)部門之間的協(xié)調(diào)和數(shù)據(jù)共享，建立一個(gè)統(tǒng)一的信息平臺(tái)十分必要。