RFID在農(nóng)業(yè)中的應用研究

　　無線射頻識別(RFID)是一種非接觸式的自動識別技術，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)境適應性好等特點，它還是唯一可以實現(xiàn)多目標識別的自動識別技術。 

　　RFID系統(tǒng)由閱讀器(Reader)、電子標簽(Tag)和天線(Antenna)組成。把電子標簽附在被識別物體的表面或內(nèi)部，當被識別物體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對物體的識別數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)自動識別物體或自動收集物體信息數(shù)據(jù)的功能。 

　　1RFID在農(nóng)業(yè)中的主要應用 

　　1.1在農(nóng)畜產(chǎn)品安全生產(chǎn)監(jiān)控中的應用近年來，由于食品安全(食物中毒、瘋牛病、口蹄疫、禽流感等畜禽疾病以及農(nóng)產(chǎn)品嚴重殘藥、進口食品材料激增等)危機頻繁發(fā)生，嚴重影響了人們的身體健康，引起了世界各國特別是歐洲各國的高度重視。為此，各國政府迅速制定政策和采取各種措施，加強對農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)的管理，其中對產(chǎn)品的識別與跟蹤成為重要措施之一。例如，英國政府就規(guī)定對牛、豬、綿羊、山羊、馬等飼養(yǎng)動物都必須采取各種跟蹤與識別手段。 

　　2004年初，美國北達科他州立大學(NDSU)的科研人員就研究出了使用RFID技術來檢測瘋牛病的方法，為美國公眾食品安全提供了新的技術保證。通過在牛的耳朵上植入RFID標簽，可以記錄下這頭牛的詳細資料，如它的飼養(yǎng)、年齡、體重及患病情況。同時這些標簽可以自動讀取數(shù)據(jù)，并能將這些數(shù)據(jù)直接送入到計算機數(shù)據(jù)庫中去?，F(xiàn)在美國的許多農(nóng)場已經(jīng)開始使用這項技術；美國政府也規(guī)定使用電子標簽對牲畜進行跟蹤，提高從農(nóng)場到加工廠的追蹤鑒別能力，而且必須在48h內(nèi)完成鑒別。日本在蔬果EDI協(xié)議會的主持下開展了蘋果、米、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品基于RFID技術的生產(chǎn)履歷和食品追蹤系統(tǒng)，并在日本的千葉縣進行了試驗，取得了良好的效果。澳大利亞頒布了使用電子標簽技術的“國家畜產(chǎn)品認證計劃(National 

　　LivestockIdentificationScheme。NLIS)”。 

　　目前我國谷物、水果、肉類、禽蛋和水產(chǎn)品等主要食品的產(chǎn)量居世界第一位。民以食為天，食品安全是關系國計民生的頭等大事，因而政府非常重視食品安全問題。但是有關食品不合格并帶來巨大損失的安全事故卻屢屢見諸報端：20世紀80年代末的毛蜆事件和近期的多寶魚事件，給養(yǎng)殖業(yè)帶來了無法挽回的損失。有關學者分析：避免此類事件再次發(fā)生的最根本的方法是加強食品安全監(jiān)管，除了對生產(chǎn)者資格認定之外，必須對產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通進行全過程的監(jiān)管回。在這個大背景下，國內(nèi)的一些學者和企業(yè)針對RFID在食品全過程安全監(jiān)控中的應用開展了一些研究和實踐工作。上海同濟大學博士生導師黃立平教授聯(lián)合上海農(nóng)業(yè)信息有限公司開展了農(nóng)業(yè)標準化和農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控平臺的建設和實施嘲；江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所的陸昌華研究員和中國農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院的謝菊芳教授對工廠化豬肉安全生產(chǎn)全程信息跟蹤進行了研究，并在南京天環(huán)集團進行了試驗，對電子標簽的應用進行了卓有成效的探索四。 

　　國內(nèi)的一些企業(yè)對此也表現(xiàn)出極大的興趣，清華同方集團開發(fā)了一套RFID食品追溯管理系統(tǒng)，利用RFID先進技術并依托網(wǎng)絡技術及數(shù)據(jù)庫技術，實現(xiàn)信息融合、查詢、監(jiān)控，為每一個生產(chǎn)階段以及分銷到最終消費領域的過程中提供針對每件貨品安全性、食品成分來源及庫存控制的合理決策，實現(xiàn)食品安全預警機制。為食品生產(chǎn)企業(yè)提供了一套完整的解決方案。 

　　1.2在動物識別與跟蹤中的應用 

　　動物識別與跟蹤一般利用特定的標簽，以某種技術手段與擬識別的動物相對應，并能隨時對動物的相關屬性進行跟蹤與管理。 

　　目前，在歐洲己經(jīng)建立了對牛的跟蹤系統(tǒng)。1998年9月，英國宣布了牛跟蹤系統(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，到1999年底，歐盟各成員國都實施這個系統(tǒng)計劃。從2003年11月1日開始，英國開始實施新的豬的識別標準；2008年1月1日起，歐洲將強制性對綿羊進行電子識別；此外，英國政府也規(guī)定從2004年8月30日開始，所有的馬都要被識別與跟蹤嘲。 

　　在動物識別中使用RFID，代表了當前動物識別技術的最高水平。在動物身上安裝電子標簽，并寫入代表該動物的 

　　ID代碼。當動物進人RFID固定式閱讀器的識別范圍，或者工作人員拿著手持式閱讀器靠近動物時，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。 

　　1.3在農(nóng)畜精細生產(chǎn)系統(tǒng)應用 

　　1.3.1使用RFID技術的田問伺服系統(tǒng)。田間伺服系統(tǒng)主要由使用RFID等無線技術的田問管理監(jiān)測設備自動記錄田問影像與土壤酸堿度、溫濕度、日照量乃至風速、雨量等微氣象，詳細記錄農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成長記錄。其中以日本的田間伺服器(fjeld 

　　server)和美國伯克利大學發(fā)展的、MOTE和JPL研發(fā)的SW(S~,nsor 

　　Web)最為著名；在臺灣，2005年農(nóng)委會推廣了稻米、茶葉及網(wǎng)絡營銷國產(chǎn)水果產(chǎn)銷履歷信息化與 

　　RFID推廣應用計劃，擬針對農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境管理電子化，推動發(fā)展有機稻米、茶葉與網(wǎng)絡營銷國產(chǎn)水果為示范體系，其中就涉及到了使用田間伺服系統(tǒng)的精細農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)模式；在中國大陸，中國農(nóng)業(yè)大學的王茂華教授聯(lián)合加拿大麥克吉爾大學的王寧教授、美國堪薩斯州立大學張乃謙教授對此也進行了深入研究?？傮w上來講，這種農(nóng)產(chǎn)品的精細生產(chǎn)模式仍然處于小范圍的試驗階段，還沒有大規(guī)模普及應用。 

　　1.3.2使用RFID技術的畜產(chǎn)品精細養(yǎng)殖數(shù)字化系統(tǒng)。2003年在我國863數(shù)字農(nóng)業(yè)項目中首次列入了數(shù)字養(yǎng)殖研究課題，目前，一套基于遠距離系統(tǒng)的RFID牛個體識別系統(tǒng)已經(jīng)進入實用階段。該系統(tǒng)采用項圈式的應答器，掛在牛頸上，當牛通過系統(tǒng)的自動稱重車時，系統(tǒng)中的閱讀器將自動讀取牛的唯一編號并通過壓力傳感器完成稱重過程。將這兩個一一對應的數(shù)據(jù)(編號一體重)連同采集時間一起通過無線局域網(wǎng)發(fā)送到養(yǎng)殖場的上位服務器，為數(shù)字化養(yǎng)殖平臺提供了重要的實時數(shù)據(jù)。數(shù)字化精細養(yǎng)殖是提高畜牧業(yè)集約化程度、提高效益的一個重要的技術手段嘲。在精細養(yǎng)殖數(shù)字化系統(tǒng)中，利用RFID和其他傳感器技術跟蹤圈養(yǎng)牲畜的生理、生產(chǎn)活動，通過有線或者無線通訊連接，以計算機數(shù)據(jù)控制中心構成分布式計算機管理網(wǎng)絡。系統(tǒng)功能采用模塊化設計，支持在倉儲物流配送、經(jīng)營管理等業(yè)務領域的擴展和融合，是對畜牧業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的有益嘗試。 

　　1.4在農(nóng)產(chǎn)品流通中的應用 

　　RFID技術具有自動、快速、多目標識別等特點，這樣如果在農(nóng)產(chǎn)品上粘貼RFID標簽，將會大大提高產(chǎn)品信息在“產(chǎn)地一道口一批發(fā)市場一零售賣場”這一流通過程中的采集速率，提高農(nóng)產(chǎn)品供應鏈中信息集成和共享程度，從而提高了整個供應鏈的效益和顧客滿意度。 

　　美國Ballantine公司是著名的水果農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)商咧，要做行業(yè)先鋒的工作熱情促使這個位于加利福尼亞州桑格的農(nóng)產(chǎn)品公司率先在行業(yè)內(nèi)開發(fā)和應用RFID技術，以達到其顧客沃爾瑪公司對RFID技術應用的要求。并且，Ballantine公司還專門制定了一套RFID系統(tǒng)實施計劃。Ballantine計劃在未來不長的時間里把RFID系統(tǒng)擴展至其他產(chǎn)品，如葡萄和從智利進口的新鮮水果。 

　　應該說Ballantine是農(nóng)產(chǎn)品流通過程中應用RFID的一個典范，國內(nèi)也在積極開展相關的研究和應用。上海同濟大學信息技術和管理研究所與上海農(nóng)業(yè)信息有限公司合作開展的基于RFID的生鮮蔬菜物流配送項目對此進行了有益的嘗試。 

　　2RFID在農(nóng)業(yè)中應用存在的問題 

　　2.1生產(chǎn)階段的作業(yè)量和成本增大 

　　比如以胡蘿卜生產(chǎn)為例，假定l箱裝20袋，1d出50箱，每天需要RFIR標簽1000個，對生產(chǎn)者來說這是相當大的作業(yè)負擔。另外，現(xiàn)在的RFID標簽的單價約1元，個，那么每天的RFID成本支出就要l000元，這樣的價格還很高，推廣應用有一定的難度。 

　　2．2流通階段的作業(yè)和成本增大用手持終端讀取每個箱上的RFID標簽進行檢驗，考慮到集貨地或批發(fā)市場處理的貨量不管是從作業(yè)效率方面還是成本方面來看，推廣應用都非常困難。另外，如果箱內(nèi)是含有大量水分的農(nóng)產(chǎn)品，通訊距離有限，就會對標簽和閱讀器提出更高的技術要求，更加大了應用成本。 

　　2.3 

　　RFID標準不統(tǒng)一標準化是推動技術廣泛應用的必然選擇。識別器和電子標簽的使用頻率、發(fā)射功率之間如何匹配、無線射頻讀寫信息的有效距離確定、能反映全程管理的信息系統(tǒng)模塊的開發(fā)等是RFID系統(tǒng)標準化應用必須解決的重要環(huán)節(jié)。 

　　2.4 

　　RFID沒有與條形碼管理系統(tǒng)鏈接條形碼管理系統(tǒng)是當前全球范圍內(nèi)物流管理中應用最廣泛、效率最高的方式。近年興起的二維條碼較一維條碼信息容量有很大增強，但二維條碼的信息容量還遠不能與RFID系統(tǒng)相比。如何利用條形碼現(xiàn)有的廣泛應用的基礎，實現(xiàn)RFID系統(tǒng)管理的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工流通信息與用戶的有效對接，是降低RFID應用成本、適應農(nóng)產(chǎn)品市場全球化需要所應關注的方向。 

　　3小結 

　　RFID被列為2l世紀十大重要技術項目之一，被認為是影響未來全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術，廣受各方注目，尤其在農(nóng)產(chǎn)品的物流與追溯信息上的應用，可使農(nóng)產(chǎn)品的追蹤更為實時陜速，對農(nóng)業(yè)整體產(chǎn)銷價值鏈將產(chǎn)生巨大的影響。我國是個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)產(chǎn)品在國內(nèi)外市場流通領域中具有重要地位。電子標簽將成為我國農(nóng)產(chǎn)品進入國內(nèi)外市場的“身份證”。電子標簽國家標準的推出和電子標簽的廣泛應用將大大提高我國農(nóng)產(chǎn)品物流管理能力、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督能力、農(nóng)產(chǎn)品可跟蹤能力以及國際貿(mào)易中的競爭力，同時也有利于規(guī)范和凈化農(nóng)產(chǎn)品市場。這將促使農(nóng)業(yè)信息技術與市場經(jīng)濟緊密結合，開辟新的廣闊的應用領域，極大地促進我國農(nóng)業(yè)信息技術及其應用的發(fā)展。