智慧養(yǎng)豬中豬只個(gè)體識(shí)別技術(shù)的選擇

羅遠(yuǎn)明

（無(wú)錫市富華科技有限責(zé)任公司，江蘇 無(wú)錫 214135）

1 引言

生豬產(chǎn)業(yè)是我國(guó)畜牧業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，生豬產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)巨大。智能化時(shí)代下，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈技術(shù)的高速發(fā)展，中國(guó)的生豬產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期。 智慧養(yǎng)豬作為當(dāng)前養(yǎng)豬的新風(fēng)口，集精細(xì)化養(yǎng)豬、智能化養(yǎng)豬、平臺(tái)化養(yǎng)豬于一體，可以進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集處理，自動(dòng)整合連接各類設(shè)備和系統(tǒng)，并且用算法模型替代人工決策。當(dāng)前的解決方案中主要聚焦于智能環(huán)控、智能飼喂和對(duì)豬群的視頻監(jiān)控等技術(shù)的運(yùn)用，改造提升的重點(diǎn)也是豬舍和飼喂設(shè)備。相比較而言，目前我國(guó)大部分養(yǎng)豬企業(yè)對(duì)于豬只個(gè)體識(shí)別技術(shù)的采用和重視程度是不足的。

2 豬只個(gè)體識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介

豬只個(gè)體識(shí)別技術(shù)，顧名思義，就是研究豬的電子身份證的技術(shù)。根據(jù)2021年1月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳印發(fā)了新的《畜牧耳標(biāo)技術(shù)規(guī)范》和《畜牧電子耳標(biāo)技術(shù)規(guī)范》等文件的規(guī)定。我國(guó)生豬免疫標(biāo)識(shí)的主流技術(shù)是二維碼耳標(biāo)，但是隨著射頻識(shí)別技術(shù)的成熟和成本的不斷降低，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部也開(kāi)始鼓勵(lì)采用這個(gè)新的技術(shù)，電子耳標(biāo)的應(yīng)用也越來(lái)越多地被政府和養(yǎng)殖企業(yè)所采用。二維碼耳標(biāo)的最大優(yōu)點(diǎn)就是成本低，缺點(diǎn)在于基于圖像識(shí)別，在耳標(biāo)表面存在污損，或者在動(dòng)物處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，識(shí)別困難的問(wèn)題。

基于射頻識(shí)別的RFID電子耳標(biāo)，內(nèi)部有芯片和天線組成，用無(wú)線電波技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，因此，即使耳標(biāo)表面被遮蓋或者污損或者動(dòng)物在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，也可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)快速的識(shí)別，這個(gè)技術(shù)在動(dòng)物疫病監(jiān)控實(shí)現(xiàn)可追溯，養(yǎng)豬業(yè)的自動(dòng)化諸如自動(dòng)飼喂、自動(dòng)稱重和發(fā)情檢測(cè)方面都有成熟的應(yīng)用，都屬于這些應(yīng)用的關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)。在現(xiàn)代的畜牧業(yè)養(yǎng)殖過(guò)程中，特別在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)被廣泛使用。它的缺點(diǎn)是成本比二維碼耳標(biāo)要高，目前，由于RFID芯片的國(guó)產(chǎn)化以及電子標(biāo)簽產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的不斷成熟，使得成本下降非?？?，在大量使用的情況下，單個(gè)電子耳標(biāo)的成本可以控制在3元人民幣以內(nèi)。

3 豬只個(gè)體識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的重要性

養(yǎng)豬業(yè)大數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)智慧養(yǎng)豬的前提。只有讓每頭豬擁有一個(gè)電子身份證，才能實(shí)現(xiàn)每頭豬全生命周期的可追溯管理。基于這個(gè)全球唯一的一個(gè)ID才能夠采集每頭豬的有價(jià)值的數(shù)據(jù)，如品種、譜系、體重、料重比、產(chǎn)仔數(shù)等等 所以基于豬的個(gè)體電子標(biāo)識(shí)是實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。

豬是養(yǎng)豬企業(yè)的核心資產(chǎn)，因此讓每個(gè)豬企老板實(shí)時(shí)了解自己有幾頭豬是管理上的一個(gè)關(guān)鍵需求。當(dāng)前養(yǎng)豬業(yè)的兩大背景情況，使得豬企面臨巨大的挑戰(zhàn)和管理的難題。

其一、散戶逐步退出養(yǎng)豬行業(yè)，規(guī)模豬企迅猛擴(kuò)張。養(yǎng)豬規(guī)模超百萬(wàn)頭、千萬(wàn)頭的豬企不斷涌現(xiàn)，一方面是如何做到規(guī)模養(yǎng)殖情況下的精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)豬效益的提升？另一方面是如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理模式下的有效的企業(yè)財(cái)產(chǎn)的監(jiān)控？這些都是規(guī)?；B(yǎng)殖的管理難題。

其二、非洲豬瘟陰影之下的中國(guó)養(yǎng)豬業(yè)，如何實(shí)現(xiàn)疫病風(fēng)險(xiǎn)的管控？一方面要實(shí)現(xiàn)健康養(yǎng)殖和疾病預(yù)警的挑戰(zhàn)，另一方面也在于養(yǎng)豬企業(yè)如何才能有效解決豬保險(xiǎn)和豬金融的監(jiān)管需求？信息不對(duì)稱和風(fēng)險(xiǎn)控制的難題已經(jīng)制約了行業(yè)的快速發(fā)展。

解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵，就是要實(shí)現(xiàn)對(duì)于每一頭豬個(gè)體的精準(zhǔn)識(shí)別和全程監(jiān)管。使用RFID電子耳標(biāo)可以輕松為養(yǎng)豬企業(yè)的每一頭豬，建立唯一的數(shù)字身份檔案，并且具有加密防偽和防篡改、防重復(fù)使用的功能，從而實(shí)現(xiàn)每頭豬全生命周期的可追溯管理，確保企業(yè)中每頭豬的資產(chǎn)安全和健康安全。

現(xiàn)在很多智慧養(yǎng)豬解決方案，集中于養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境監(jiān)控和自動(dòng)喂養(yǎng)方面的投入，這些系統(tǒng)和采集到的數(shù)據(jù)不是不重要，但是如果缺少了豬個(gè)體的真實(shí)數(shù)據(jù)的采集，也是達(dá)不到智慧養(yǎng)殖的效果。

4 豬只個(gè)體識(shí)別技術(shù)的選型

前幾年，關(guān)于豬個(gè)體識(shí)別的技術(shù)路徑的選擇，業(yè)內(nèi)還沒(méi)有形成共識(shí)。特別是視頻識(shí)別和AI技術(shù)的概念之下，豬臉識(shí)別一度成為行業(yè)的熱點(diǎn)話題。實(shí)踐證明，人臉識(shí)別的技術(shù)成功不等于豬臉識(shí)別可行，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，這條路看來(lái)行不通。基于射頻識(shí)別的個(gè)體識(shí)別技術(shù)是更靠譜，更有效，也是成本更低的解決方案。

目前市場(chǎng)上比較常見(jiàn)是LF低頻134.2 KHZ和UHF超高頻900 MHZ兩種電子耳標(biāo)，兩種技術(shù)并不兼容，具有不同的特性，如表1。

表1 不同RFID技術(shù)的動(dòng)物標(biāo)識(shí)對(duì)比分析表

5 豬的不同生命周期應(yīng)該選用合適的電子耳標(biāo)

豬只在幼年階段個(gè)體較小、數(shù)量多、體型變化速度快，需要更輕的耳標(biāo)，更適合群讀功能。所以建議在豬只幼年的時(shí)候使用超高頻耳標(biāo)作為識(shí)讀依據(jù)。同時(shí)適度放大超高頻耳標(biāo)的面積取代原可視耳標(biāo)的作用。這樣仔豬可以直接走群讀通道，實(shí)現(xiàn)快速精準(zhǔn)盤點(diǎn)。

低頻耳標(biāo)雖然重一點(diǎn)，但是工藝堅(jiān)固耐用。而超高頻耳標(biāo)相對(duì)壽命較短（天線工藝特點(diǎn)決定，不如LF的耳標(biāo)耐用），適合群讀不適合個(gè)體識(shí)別的特點(diǎn)。所以低頻耳標(biāo)更適合作為種豬終生的標(biāo)識(shí)。用于成年母豬的管理。

配合不同的讀寫設(shè)備，可以滿足不同使用場(chǎng)景中對(duì)于電子耳標(biāo)數(shù)據(jù)的采集。如圖1所示，使用帶藍(lán)牙接口的手持式識(shí)讀器可以將電子耳標(biāo)數(shù)據(jù)，傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)的APP中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)采集。使用中遠(yuǎn)距離的通道式識(shí)讀器，再配合稱重傳感器和遠(yuǎn)程無(wú)線智能終端，可以自動(dòng)采集經(jīng)過(guò)通道的豬只的體重?cái)?shù)據(jù)，并無(wú)線傳輸?shù)皆贫说姆?wù)器中。

圖1 電子耳標(biāo)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖

斷奶豬用UHF耳標(biāo)代替目前的可視耳標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)仔豬群養(yǎng)模式下的可靠盤點(diǎn)。此時(shí)可以同時(shí)帶上LF耳標(biāo)，也可以在轉(zhuǎn)后備母豬時(shí)再帶LF耳標(biāo)。

豬在幼年階段個(gè)體較小、數(shù)量多、體型變化速度快，需要更輕的耳標(biāo)，更適合群讀功能。所以建議在豬只幼年的時(shí)候使用超高頻耳標(biāo)作為識(shí)讀依據(jù)。如果仔豬采用低頻耳標(biāo)，而低頻通道只適合豬只單頭依次通過(guò)，這樣的通道會(huì)大大影響原有工作習(xí)慣和工作速度。小豬被驅(qū)趕時(shí)也可能造成應(yīng)激。

后備母豬到能繁母豬階段，主要是用LF耳標(biāo)來(lái)做身份識(shí)別。根據(jù)LF適合單個(gè)識(shí)讀不適合群讀的特點(diǎn)，定制了專用的低頻轉(zhuǎn)群通道，兩組天線分列在左右兩側(cè)，成年豬可以一頭頭排隊(duì)通過(guò)，而且針對(duì)不同日齡的不同大小的豬，可以通過(guò)調(diào)整通道寬度來(lái)保證每次只通過(guò)1頭豬。這樣的有效識(shí)讀率可以接近100%。通道上還設(shè)有彩色漆噴頭，萬(wàn)一出現(xiàn)沒(méi)有識(shí)讀到的豬或者有掉耳標(biāo)的豬，可以通過(guò)噴上彩色標(biāo)記容易識(shí)別出來(lái)。2個(gè)天線之間距從50～80 cm可調(diào)。

6 結(jié)論

電子耳標(biāo)由于成本較低，佩戴方便，具備可視和自動(dòng)識(shí)別雙功能，在養(yǎng)豬業(yè)使用越來(lái)越多。它承載了生豬個(gè)體信息，通過(guò)電子耳標(biāo)，能夠準(zhǔn)確掌握每一頭豬從出生到屠宰再到消費(fèi)市場(chǎng)終端之間的信息，從而確保了動(dòng)物健康養(yǎng)殖和疫病控制和食品安全。隨著農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳印發(fā)了新的《畜牧耳標(biāo)技術(shù)規(guī)范》和《畜牧電子耳標(biāo)技術(shù)規(guī)范》等文件，基于射頻識(shí)別的豬只個(gè)體識(shí)別技術(shù)會(huì)得到更多的應(yīng)用，在促進(jìn)我國(guó)養(yǎng)豬業(yè)提高智慧化信息化水平的實(shí)踐中具有重要的價(jià)值。