無線射頻識別技術在現代畜禽養殖中的應用及發展前景

許譯丹 韓國鑫

摘 要：精細養殖是未來畜禽業發展的必然趨勢，其中可追溯系統是一種有效的畜禽產品質量安全風險控制管理手段。無線射頻識別（RFID）技術在現代畜禽精細養殖和可追溯系統中具有十分重要的作用。該文主要闡述了RFID技術在畜禽養殖中對于促進經濟效益、保障食品安全等方面的重要性，介紹了無線射頻識別技術的組成以及工作原理，并對目前RFID技術在畜禽養殖方面的應用進行了闡述，最后通過對RFID技術發展的趨勢以及經濟社會發展方向的分析，總結了其在畜禽動物養殖中的發展方向及前景。

關鍵詞：無線射頻技術；畜禽養殖；可追溯

中圖分類號 S816.7 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2018）18-0126-03

Application and Development Prospect of RFID Technology in Modern Livestock

Xu Yidan et al.

（College of Electrical and Information，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China ）

Abstract：Modern farming is an inevitable trend in the future development of the livestock and poultry industry.Traceability system is an effective means of quality and safety risk management of livestock and poultry products.RFID technology has played an important role in modern livestock and poultry farming. This paper mainly describes the importance of RFID technology in promoting animal husbandry to promote economic benefits and ensure food safety. Introduced the composition and working principle of RFID technology，and explained the main aspects of RFID application in livestock and poultry farming. Finally，combined with the development trend of the technology and the direction of economic and social development，the development prospects in livestock and poultry animal breeding are analyzed.

Key words：RFID Technology；Livestock；Traceable

近年來，隨著畜禽養殖業的不斷發展，畜禽業的生產方式也正向著規模化、集約化、產業化、信息化的方向發展。由于社會的發展和經濟的進步，人們的生活質量得以大幅提高，對肉類食品的需求量不斷增加，在滿足溫飽的同時也在不斷追求著更高層次的生活水平，而食品健康更是高質量生活水平最重要的一部分。因此，畜禽產品的安全生產和可追溯問題也成為了學者們研究的重點。利用信息技術對畜禽產品進行溯源和監測，對整個生產過程進行全程管理，是現代化畜禽養殖的關鍵。不管是實現現代化的畜禽養殖業，或是解決食品安全問題，首先必須確定畜禽的個體，對其進行監測和溯源，才能夠得到所需的信息[1]。因此，必須大力推進畜禽信息化建設，為現代畜禽業的又快又好發展提供堅實可靠的信息資源保障[2]。

無線射頻識別（Radio Frequency Identification）技術最早的應用可追溯到第二次世界大戰中飛機的敵我目標識別，距今已有70多年的歷史，但由于技術和成本的原因，一直沒有得到廣泛應用。近年來，隨著大規模集成電路、信息安全等技術的發展，RFID技術進入了商業化的應用階段，廣泛應用于生產、物流、交通、醫療、食品、防偽等各個領域，得到了迅猛的發展，成功的應用案例比比皆是[3]。

RFID技術被視為21世紀最重要的前十大技術，它是一種非接觸式的自動識別技術，能夠利用射頻信號對目標對象進行自動識別并讀取相關數據，識別過程無須人工干預，能夠適應各類惡劣的工作環境。RFID技術能夠同時對多個高速運動標簽進行識別，操作簡捷方便。當前，條形碼也被大量應用于產品識別，但與其相比，RFID的應用層次可以具體到每1個需要識別的物體，而條形碼只能給每1類物品進行身份識別，所以在識別能力上來說，RFID是優于條形碼的[4]。并且其具有儲存容量大、穩定性強、讀取距離遠，并且數據獲取可以加密等優點，在各個領域都起到了重要的作用。

本文闡述了RFID技術的主要組成以及工作的基本原理，包括其在畜禽種類認知與信息化管理，自動化監測和畜禽產品生產、溯源過程中的質量監控等方面的應用現狀，同時根據RFID技術的發展現狀以及畜禽現代化養殖領域的發展趨勢，對其在畜禽養殖領域的發展前景進行了展望。

1 RFID的組成及工作原理

由于應用不同，RFID系統的組成會各有不同，但通常是由電子標簽、閱讀器和數據交換與管理系統3個部分所組成，其組成結構如圖1所示[5]。電子標簽是由耦合元件及電子芯片組成，每支標簽具備唯一的電子編碼，以便附著于被監測物體的表面。天線主要是在電子標簽和閱讀器間傳遞射頻信號。閱讀器主要是負責讀取和寫入標簽信息的設備。數據管理系統主要負責對數據信息的存儲、管理以及對電子標簽進行讀寫控制[6]。

RFID系統工作時，閱讀器利用天線發射出特定頻率的射頻信號，當標簽出現在磁場范圍內，使天線得以感應并且產生電流。閱讀器經過解調解碼后把它轉換成相關數據，通過串口、網口等將得到的信息送至中央信息系統進行有關數據處理和控制[7]。

2 RFID在畜禽生產中的應用

畜禽生產管理與其生理健康和福利狀況密切相關，利用人工觀測的方法監測畜禽的生產中的信息不僅會消耗大量的精力與時間，而且存在一定的主觀性，已經不能適應和滿足目前養殖業發展的需求。因此，及時有效、客觀準確地監測動物健康狀況、行為、生理及心理狀態等畜禽信息，對于發現生病或異常個體、進行疾病預警以及保障動物福利具有重要的意義[8，9]。

目前，無線射頻技術是用于畜禽生產管理中最常用和成熟的方法。要實現這種現代化的管理方式，前提是給每個動物個體安裝電子標簽。針對畜禽類動物來說，對較大體型的動物個體一般采用的是耳標式的電子標簽對其進行識別追蹤，對體型較小的禽類動物個體則采用腳環式的電子標簽。

2.1 畜禽養殖信息溯源 動物生產管理是畜禽產品質量與安全控制的起點，在養殖場內采用管理系統，將畜禽從出生、出欄到屠宰前的所有養殖信息進行記錄。通過養殖信息管理系統，可以隨時了解到畜禽目前的養殖狀況，進而保障健康安全的養殖和生產管理。王軍[10]等利用RFID技術與嵌入式系統技術，實現了在生豬飼養過程中其進食行為以及其他養殖信息的有效監測。施亮[11]等利用RFID技術建立了肉牛養殖質量安全可追溯系統，實現了對每頭肉牛的養殖信息的自動采集，并針對每頭肉牛建立了可在Internet網絡上進行查詢的質量追溯檔案。陳長喜[12]等設計了基于RFID技術的肉雞可追溯與監管平臺，實現了肉雞養殖信息全程可追溯與管理。王玲[13]等利用RFID射頻識別、ZigBee無線通信與ARM嵌入式技術相結合，研制了1套羊場養殖信息管理手持終端，能夠實時采集、錄入、存儲、拷貝、查詢養殖信息。

2.2 禽類肉、蛋產品信息溯源 中國是世界上禽類肉、蛋產品的生產大國和消費大國。為了增加禽類產品的產量，提高育種質量，需要對家禽產蛋進行精準監測，追溯家禽個體，這就需要對家禽個體產蛋行為進行識別，準確定位優質個體，實現綠色禽類肉、蛋信息整個生產過程的溯源。李琴[14]等基于射頻技術與光電門原理提出了1種種鵝自動育種監控技術，在一定程度上實現了種禽的自動選育。孫愛東[15]等利用RFID技術與計算機技術相結合對種鵝個體產蛋進行監測，為種鵝產蛋性能選育新技術的研發提供了新思路。李久熙[16]等采用RFID技術與傳感技術實現了對蛋鴨產蛋個體的準確識別并追溯產蛋個體。黃巍[17]等提出了基于RFID技術的肉禽產品質量檢疫可追溯系統，實現了識別過程中的自動化，提高了獲取肉禽產品信息的快捷及可靠性。劉凱達[18]等基于RFID技術設計和實現了1個以質量追溯為目的的雞蛋生產管理及追溯查詢系統，實現了雞蛋產品供應鏈的全程追溯。

2.3 畜禽個體識別與跟蹤 畜禽個體活動與跟蹤是指通過在動物身上安裝電子標簽，來了解動物個體的活動范圍，并能對畜禽的活動行為進行跟蹤，從而對畜禽健康生長和繁育進行時刻監測。通過監測可了解畜禽的活動狀態可以及時發現是否有反常行為。王軍[19]等提出了1種采用嵌入式系統技術和RFID技術的生豬行為自動監測系統，實現了對生豬飼養過程中的個體識別監測，經測試，該系統合理、有效、且系統易于實現。何金鳳[20]利用RFID技術提出并建立了1套奶牛個體識別系統，達到了對奶牛養殖信息快速、準確識別的目的。伍佰鑫[21]等利用RFID技術對在舍外活動的散養蛋雞行為進行研究，了解其活動范圍以及活動時間。程佳威[22]等基于RFID技術設計了生豬個體快速識別系統，實現了對豬的個體識別和信息追蹤。

2.4 畜禽疾病防控管理 RFID技術在畜禽疾病防控上也被廣泛應用，在每個動物身上安裝電子標簽，當每個動物按規定進行免疫的同時，系統會根據其免疫、治療用藥、消毒等相關信息進行記錄。如此，以后就可以快速準確的查詢到每個動物的防疫情況，有效的節省勞動力，提高經濟效益。周仲芳等[23]基于RFID技術建立了活豬檢驗檢疫監督管理系統，該系統實現了活豬各個環節的全方位監控。魏金海[24]等設計了基于RFID技術的進口種牛檢疫采樣記錄系統，實現了采樣記錄的自動化，節省了人力、時間，降低了差錯率。鄒小昱[25]等利用RFID射頻識別、Linux嵌入式系統等技術結合SQL Server數據庫管理系統，研發了1套種羊場RFID信息化管理系統，其中包括疫病管理功能，為優良品種的選育提供了技術手段。

3 展望

RFID作為農業物聯網的核心技術之一，與國外相比，我國雖然起步較晚，但在過去的10多年也得到了較為迅速的發展。目前，該技術已經成為了為獨立跨學科的專業領域，同時還結合了許多不同專業領域的高新技術，并使其在畜禽業中也將得到越來越廣泛的應用，為有效推動與提升現代畜禽業發展提供了強大的信息手段。目前，人們已經利用RFID技術在畜禽的疾病防控、個體跟蹤、行為監測以及綠色畜禽產品追溯等領域取得了較為明顯的突破。但是，若要想將每個被測物都能帶有電子標簽，RFID系統特別是電子標簽的價格還是比較高的。在不久的將來，RFID技術會向著低成本、高效率的方向發展，進而被大家進一步認可并廣泛應用于諸多領域。通過設計電子標簽，根據我國現代畜禽養殖的發展情況及特點，制定并使用操作性強的應用標準，進而達成生產質優價廉的RFID電子標識的目標，將成為其發展方向。

參考文獻

[1]徐虹，廖偉超.淺談RFID技術及其在反芻動物養殖中的應用[J].中國奶牛，2013（6）：53-56.

[2]王賓.加快畜牧信息化建設 促進現代畜牧業發展[J].養殖與飼料，2009（8）：72-74.

[3]陶玉芬.RFID技術應用展望[J].電腦應用技術，2007（1）：5-8.

[4]李泉林，郭龍巖.綜述RFID技術及其應用領域[J].射頻世界，2006（1）：51-62.

[5]羅春彬，彭龑，易彬.RFID技術發展與應用綜述[J].通信技術，2009，42（12）：112-114.

[6]屈赟.RFID技術在畜產品中應用現狀存在問題及展望[J].河北農業科學，2010，14（12）：143-144.

[7]劉淵，楊澤林，趙永軍.基于RFID的物聯網技術在畜牧業中的應用[J].黑龍江畜牧獸醫，2012（16）：15-17.

[8]沈明霞，劉龍申，閆麗，等.畜禽養殖個體信息監測技術研究進展[J].農業機械學報，2014，45（10）：245-251.

[9]Linares J A，Martin M.Poultry：Behavior and Welfare Assessment[J].Encyclopedia of Animal Behavior，2010：750-756.

[10]王軍，姜永增，郭艷宏.基于RFID技術的生豬行為自動監測系統的設計[J].農機化研究，2014（1）：108-111.

[11]施亮，傅澤田，張領先.基于RFID技術的肉牛養殖質量安全可追溯系統研究[J].計算機應用與軟件，2010，27（1）：40-43.

[12]陳長喜，許曉華.基于物聯網的肉雞可追溯與監管平臺設計與應用[J].農業工程學報，2017，33（5）：224-231.

[13]王玲，鄒小昱，劉思瑤，等.基于RFID與ZigBee的羊場養殖信息管理系統[J].農業機械學報，2014，45（9）：247-253.

[14]李琴，王麗輝，張峰，等.基于光電檢測與無線射頻技術的種鵝育種監控技術[J].激光雜志，2015，36（8）：72-74.

[15]孫愛東，尹令，房能沛，等.種鵝個體產蛋性能的監測和數據分析[J].養禽與禽病防治，2015（11）：10-17.

[16]李久熙，王春山，呂繼興，等.平養蛋鴨種蛋智能收集和標記系統設計與試驗[J].農業工程學報，2017，33（17）：136-143.

[17]黃巍，林萍.基于RFID技術的肉禽產品質量檢疫可追溯系統的設計[J].信息與電腦（理論版），2012（8）：60-61.

[18]劉凱達，鄭麗敏，徐桂云，等.基于二維碼、RFID技術的雞蛋質量追溯系統設計與應用[J].中國家禽，2014，36（11）：48-50.

[19]王軍，姜永增，郭艷宏.基于RFID技術的生豬行為自動監測系統的設計[J].農機化研究，2014（1）：108-111.

[20]何金鳳.基于RFID的奶牛個體識別系統的設計[D].保定：河北農業大學，2010.

[21]伍佰鑫，樊志堅，孫鏖，等.應用無線射頻識別技術對散養蛋雞舍外行為的研究[J].家禽科學，2017（12）：46-50.

[22]程佳威，李亞敏，王艷紅.基于RFID技術的養豬場個體識別系統設計[J].湖北農業科學，2013，52（7）：1683-1685.

[23]周仲芳，游洪.RFID技術在活豬檢驗檢疫監督管理中的應用研究[J].農業工程學報，2008，24（2）：241-245.

[24]魏金海，許建明，嚴安，等.基于射頻識別技術的進口種牛檢疫采樣記錄系統的設計與開發[J].中國動物檢疫，2015，32（5）：24-26.

[25]鄒小昱，尤佩華，劉思瑤，等.種羊場RFID信息化管理系統研發[C]//2013中國羊業進展.2013. （責編：張宏民）