現代養殖牛牧場物聯網應用

趙海萍

【摘 要】現代養殖牛牧場管理技術核心是利用RFID射頻牛耳標作為信息媒介，利用物聯網、互聯網、數據庫、射頻技術，在現代化乳肉兼用牛牧場內設立物聯網智能化應用平臺，在全產業鏈中提供飼料、實現養殖、防疫、屠宰、加工、儲藏、運輸，全生命周期的管理可以對終端消費的各個環節進行全流程記錄，并且可以追溯到上游或下游進行溯源和查詢。

【關鍵詞】現代養殖;RFID射頻;物聯網;RFID耳標

正文：

現代養殖牛牧場管理技術核心是利用RFID射頻牛耳標作為信息媒介，利用物聯網、互聯網、數據庫、射頻技術，在現代化乳肉兼用牛牧場內設立物聯網智能化應用平臺，在全產業鏈中提供飼料、實現養殖、防疫、屠宰、加工、儲藏、運輸，全生命周期的管理可以對終端消費的各個環節進行全流程記錄，并且可以追溯到上游或下游進行溯源和查詢。現代養殖牛牧場管理平臺具有極強的平臺拓展性。管理方可以實現與相關政府職能部門的數據對接，通過該平臺對產業鏈的各種活動進行有效的調查和監督管理，正確進行數據統計。消費者可以利用這個平臺來追蹤牛肉產品的相關食品安全及質量信息，確保市場上銷售的每“一塊肉”通過嚴格的監督管理。

第一章牧場綜合管理平臺

牧場綜合管理平臺有RFID電子檔案平臺、牧場精細化及自動化養殖管理平臺、肉牛分割及供應鏈管理平臺、疫情監測與管理平臺、牛飼料供應及追蹤追溯管理平臺、食品安全跟蹤與追溯平臺。

一、RFID牛電子檔案平臺

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）是一種非接觸的的自動識別技術，它通過無線射頻信號的收發識別目標對象的相關數據，無人工介入僅需讀寫器具的工作即可獲得相關信息和數據識別的工作。RFID技術能夠識別高速運動物體中所加載的射頻信號，同時識別多個標簽的技術，識別距離范圍在數十厘米到幾米，并且根據讀寫方式的不同，可對芯片內存儲區域進行數千字節與數萬次的信息讀寫。

1、RFID牛耳標為每只牛個體建立精確電子檔案

與傳統的乳牛卡片式檔案和紙質類檔案文件不同，針對乳牛設計的電子RFID標簽的數字標識上保存著乳牛的各種基本信息，并按照國際標準化組織（ISO）的編碼基準規則進行嚴格編制的編號。當每只牛初生時RFID牛耳標就被固定于牛體上，RFID電子耳標使用的是牛只整個生命周期、采用符合管理規則的統一編號和內在編碼唯一的編號。牛耳標志通常以耳掛型的形式設計并使用，通過軟件程序進行數據調用及管理，對應保存各種動物生命動態的數據，并做實時更新，形成牛只養殖個體的動態數字檔案。

外來引進品種家畜的科學管理。從外國和外省市運來的肉類屠宰產品進入本地市場，先到指定的監督管理場所進行產品檢測，通過RFID標簽識別外來家畜的數字身份，進行認證，合格后貼上產品信息及相關檢查信息的電子標簽。

2、實時監控養殖信息和數據采集

應用無線射頻RFID技術，牧場管理者可以實時監控牛群和牛只個體，及時準確收集RFID標簽上記錄的各種數據信息。根據RFID整合集成的各類功能模塊，射頻RFID標簽能夠動態識別并記錄牛的體重、飼料攝入量、各類運動行為數量等數據，與各養殖模塊的各類信息化傳感器聯合采集到的數據傳達到后臺數據庫中相應的牛的狀況、牛場環境溫度、濕度等數據，并電腦終端上動態監測牛的健康狀況與各類量化指標，一旦從采集到的數據在電腦中超出設定的健康警報的界限，管理系統就可以自動識別養殖異常信息，及時反饋到管理平臺及信息中心，為管理者判斷牛的生理狀態、健康狀態、調整飼料的結構和供應數量制定處理、獸醫提前進行人為管理干預等管理環節提供有效參考數據。

3、跟蹤溯源防控動物疫情

利用RFID耳標感溫模塊及RFID耳標ID的唯一性，管理者可以密切跟蹤和監測牛場中每一頭牛的體溫變化。一旦發現體溫異常，可以迅速確認異常來源，立即采取人為干預，采取相應的個體隔離，并對接觸群體進行病理分析，排查動物疫情狀況，防控動物疫情，減少疫病形成大規模擴散的可能性。

同時可以利用這個系統的網絡平臺進行功能應用的多維度拓展，第一時間為政府動物養殖管理及防疫部門和相關科學研究單位提供有效且及時、精準、詳細的可參考數據。

二、牧場精細化及自動化養殖管理平臺

1、利用RFID射頻識別技術的快速、批量、遠距離讀寫的特性、RFID耳標為牧場各管理環節的精細化養殖提供快速識別牛只個體身份、批量管理或盤點、精確養殖流程、堅實耐用等優勢，被現代各種規模化養殖的場景所采用，用于牛的自動盤點、智能牛只稱重、自動記錄關鍵節點管理數據等牧場日常管理工作。

2、RFID系統在精細化養殖過程的管理中，也推廣到乳牛擠奶臺，用標簽化管理的方式達到乳牛擠奶智能化過程管理。建立乳牛奶檔案，通過平臺數據跟蹤與分析對奶牛個體進行產奶跟蹤，從而動態調整飼養流程、飼料配比等飼養管理，建立精密飼養數據庫做到精細化飼養，用科學而有效的手段提高牧場奶牛整體產奶量。

三、牧場疫情監測和管理平臺

1、牧場疫病狀況監測和管理平臺是通過RFID芯片中數據標簽化標識牛的個體或群體，以射頻RFID牛耳標內信息為數據核心編號，貫穿從出生到屠宰牛的防疫、檢疫、監督工作并利用射頻RFID技術將牧場生產管理和畜牧防疫監督數據，動態地匯總到養殖數據平臺中心，在線記錄畜牧管理的全生命周期數據，實現牛從出生到屠宰的過程的數據全記錄。

2、結合RFID感溫功能，通過牛體溫的主動偵測、異常體溫報警等方式，將牛只疫情監控從傳統的被動防疫升級為主動防疫，通過管理平臺的疫情應急，直接通知到應急方案中的管理責任人，用現代化、數字化的方式從根本上避免大面積疫情的傳染事件，實現對患病牛的快速準確監測、精準溯源進而應急處理，為行政決策和快速處理疫情提供高效的信息平臺和管理方式。

RFID有源感溫耳標對動物提問的監測曲線

四、肉牛喂養、分割及供應鏈管理平臺

1、在肉牛喂養、分割及供應鏈管理平臺建立肉制品供應鏈可控性管理，構建肉牛精密飼養數據庫。系統由RFID標簽化管理，實現各單位對牛場集中化養殖中的飲食、運動、健康狀態實現24h全天候在線管理。

2、養殖企業可以利用平臺數據中心輕松獲取宏觀數據及個體數據的在牧場存欄數量、出欄數量、疫情狀態等管理環節各數據狀態，并對管理數據所需響應的管理方式做出模型化判斷，為管理者提供輔助性建議。政府、養殖企業、農戶集體等對牧場或牛只的生長變化數據在線跟蹤和異常追溯，養殖企業、農戶集體進行管理配置引入到綜合管理系統后，牛的成長狀況、牛只的健康情況都將會納入標準化管理體系當中，形成區域性大數據、追溯等信息中心。

3、建立從肉品分割生產加工環節，到食品倉儲環節、食品配送調度環節、食品銷售環節的記錄與管理，RFID標簽化管理涉及到每一個環節，標簽內記錄各環節相應數據信息，包括養殖農場編號信息，發運時間信息，批次信息，分割人員編號信息等，這些信息與生產企業自身的內部信息系統數據庫相聯系。在數據批量進行出環節通過RFID自動獲取各類出入庫信息，實現智能管理。配合各個銷售網點的歷史銷售數據以及銷售環節的數據的實時反饋，對食品庫存量的精確跟蹤及配給計劃的監控得以實現。

4、在實際肉類市場的銷售端，RFID標簽化管理同樣建立單個食品與消費者之間的關聯數據記錄，根據消費習慣、采購頻次等的大數據分析，實時向倉儲系統進行數據反饋，以銷售供應端數據指導進貨、補貨頻次等供應鏈決策。

五、牛飼料供應及追蹤追溯管理平臺

1、建立飼料管理系統的經濟性管理，優化乳牛、肉牛場日常管理飼料系統進銷存記錄檔案。自動化管理的飼料系統可根據牛只生長環節的體重變化、脂肪狀況等通過數據模型配比來調節飼料配給，優化飼養成本體系，為牧場飼料的采購提供科學數據。

2、對于飼料來源的科學管理，應用RFID標簽，對牧草來源進行產地跟蹤、原料供應鏈、物流管理，為牧場和飼料企業之間建立規范、穩步發展的應用管理方式。

六、食品安全追溯平臺

RFID技術尤其是超高頻RFID在國際ISO標準中作為防偽追溯的重要數據化技術被廣泛應用在食品安全追溯的各種管理系統中，食品安全追溯體系或跟蹤平臺的技術應用中引入RFID射頻的技術規程和質量管理舉措可以建立“從農場到餐桌”的食品供應鏈跟蹤與可追溯體系。從肉牛出生開始數據納入到肉類食品安全及追溯管理平臺進行統一管理，實現食品安全的供應鏈各關聯企業和各政府管理部門的信息接入和共享，實現從肉制品生產源頭到銷售零售環節的端到端監控。

1、在牛只養殖環節和牛肉運輸環節中，RFID智能設備、RFID標簽和各系統配套技術方式實現其全過程的飼養跟蹤，實現與后端畜牧養殖與分割等生產環節的集成，數據中心化管理與行業主管部門的畜產檢疫檢疫系統對接，將相關信息輸入肉類食品監督監管大數據平臺。

2、牛只屠宰環節，通過RFID智能設備、RFID標簽和各系統配套技術方式實現牛的健康狀況確認，整合屠宰場后端生產環節的管理系統，并將相關信息同步實時輸入到肉類食品監督管理體系。

3、牛肉加工環節中RFID技術標簽化管理技術實現牛養殖信息與牛肉質量信息的關聯，并將相關信息輸入肉類食品監督管理平臺。

4、超高頻RFID技術應用在肉類供應鏈環節可加速供應鏈物流環節的工作效率，在肉類批發、肉類零售、賣場銷售等批發及零售環節追蹤來源信息，加強市場交易管理，同時將相關信息輸入肉類食品監督管理平臺。

第二章RFID射頻技術設備組成

RFID牛耳標是一種基于物聯網RFID射頻技術，用于牛只個體的識別和數字化管理的電子元器件。它通過芯片進行標識數據存儲，配合智能射頻讀寫設備進行芯片內信息的讀取，是自動化系統與牛個體之間一個信息傳遞的橋梁，是牛類物聯網最基礎的數據載體，也是最核心的信息標識。RFID牛耳標可以說就是牛的可被自動識別的電子身份證，管理人員可以通過各種專用閱讀器自動識別各種動物的個體。

現代RFID牛耳標除在芯片中具有牛只身份數據的基礎物聯網標識功能外，還可以通過專業的標簽設計整合感溫器件、計步器件、GPS定位器件等，來實現現代畜牧管理中對于牛的物聯網管理更豐富的管理需求。

射頻RFID硬件系統智能設備

根據應用場景的物理環境、需求功能的要求，射頻RFID硬件系統智能設備通常包括：RFID讀寫器、RFID天線、手持RFID讀寫設備、智能RFID通道設備、RFID標簽打印機、服務器、組網設備等。

第三章項目經濟效益與社會效益分析

一、經濟效益分析

1、物聯網技術在現代畜牧業的應用，將大大提升現代化乳肉牛類牧場管理水平，在畜牧業養殖管理流程中，結合RFID有源射頻及無源RFID射頻技術，以RFID標簽內唯一身份芯片標識碼為載體，以現代計算機網絡為基礎架構，通過RFID標識編碼，RFID標簽可穿戴，數據身份ID識別，節點信息自動錄入與傳輸，大數據模型分析和數據挖掘及查詢，物聯網各技術應用可幫助管理者實現畜牧管理從牛只出生，產奶，肉制屠宰，物流配送，供應鏈管理，消費端應用各個環節一體化管理及全流程監控與數據追溯。

2、將乳肉牛的養殖，防疫，檢疫，監督有機結合，不僅可以達到對動物疫情的快速預判及精準溯源能力，以預期告警的方式主動提高疫情的可防可控能力，在產生大范圍內的疫情傳染之前提早發現進而采取有效的治理手段，避免重大經濟損失。

3、加強了畜禽類產品“從農場到餐桌”的全生命周期、全流程管理，實現畜牧行業的管理科學化、制度化，從而提高整體畜牧業管理水平。在牧場的管理環節上，用各類信息化設備、數據、管理模型等提高管理人員對于牧場運營與牛只的管理效率，減少人工投入，實現現代牧場管理的自動化、數據化、信息化、科學化。

二、社會效益分析

1、現代化乳肉兼用牛牧場管理通過現代化信息平臺的普惠性和包容性可以提高農業畜牧業的社會效益。正如《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》所述：“實施高標準農田建設工程，強化農業科技和裝備支撐，提高農業良種化水平，健全動物防疫和農作物病蟲害防治體系，建設智慧農業。強化綠色導向、標準引領和質量安全監管，建設農業現代化示范區。

2、對維護食品質量安全，確保人民群眾飲食安全有效具有重大的現實意義。在確保飲食安全的基礎上，該項目有利于提升牛乳、牛肉制品質量管理水平，樹立區域性農產品生產、養殖等企業的生產質量誠信經營的社會品牌形象，構建由政府職能監管部門為主導，養殖及相關企業和行業從業人員為主體，全社會監督和參與的食品安全共治體系。

3、節約自然能源以及社會資源。現代化牧場管理對于RFID物聯網技術的投入使用除了使用技術手段節約人力、物力投入成本，有效提高區域經濟效益之外，還能在降低能源消耗、保護能源與資源的安全等方面具有極高的社會價值。

4、依靠物聯網、大數據等數據分析模型可從源頭對現代化養殖產品產出做預測和統計，引導發展農業產業間結構的平衡。農業物聯網技術的廣泛應用可通過各個傳感器對農作物產量進行分析預測，有利于引導農業結構平衡發展，避免因數據模型信息不全面所引起的產業結構失衡，保障農牧養殖等行業增產增收等情況。

5、在提高現代牧場管能力水平和信息化程度的同時，物聯網等各類科學技術可有效提高整體行業從業人員的從業水平。由于物聯網技術的應用具有網絡化、遠程化和自動化等所特有的優勢管理模式，因此工作人員通過現代化設備、系統科學管理，智能設備設施、數字化平臺應用等在養殖、流通等環節縱向加強農產品智能管理的應用可使從業者快速得到專業培訓，這將對整個行業人員的職業素質和專業水平得到提升具有極其重大的社會價值和意義。