背景介紹
從2003年開始，中國已開始將*的RFID射頻識(shí)別技術(shù)運(yùn)用于現(xiàn)代化的生豬屠宰加工企業(yè)，開發(fā)出了RFID生豬屠宰實(shí)時(shí)生產(chǎn)監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)的全過程，自動(dòng)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地采集主要生產(chǎn)工序與衛(wèi)生檢驗(yàn)、檢疫等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的有關(guān)數(shù)據(jù)，較好地滿足了HACCP質(zhì)量監(jiān)管要求。此外，政府監(jiān)管部門可以通過該系統(tǒng)有效地監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量安全、及時(shí)追蹤、追溯問題產(chǎn)品的源頭及流向，規(guī)范肉食品企業(yè)的生產(chǎn)操作過程，從而有效地提高肉食品的質(zhì)量安全。
系統(tǒng)應(yīng)用點(diǎn)
RFID技術(shù)在畜牧行業(yè)的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面，一方面是建立畜牧管理系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)物的精細(xì)養(yǎng)殖，另一方面是建立動(dòng)物的追蹤管理系統(tǒng)。當(dāng)前牛肉產(chǎn)品安全已成為牛肉供應(yīng)鏈中的關(guān)鍵因素，有鑒于此，*20多個(gè)國家和地區(qū)對食品的生產(chǎn)過程都采用RFID技術(shù)進(jìn)行跟蹤與追溯，并獲得了良好的效果。
基于RFID 的牛肉追蹤系統(tǒng)對牛的生長、牛肉的加工、儲(chǔ)藏及零售等供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)的管理對象進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并相互連接，然后將這些標(biāo)識(shí)用條碼與人工可識(shí)讀方式表示出來。一旦牛肉產(chǎn)品出現(xiàn)衛(wèi)生安全問題，可以通過這些標(biāo)識(shí)進(jìn)行追溯，準(zhǔn)確地縮小安全問題的范圍，查出問題出現(xiàn)的環(huán)節(jié)，可追溯相關(guān)產(chǎn)地的地理位置、屠宰或加工機(jī)構(gòu)，甚至單個(gè)牛。這樣就可以阻斷這些地方的貨源流入市場，然后進(jìn)行有效的治理。
系統(tǒng)的主要應(yīng)用功能
3.1 為牛安裝電子*
基于RFID的牛類養(yǎng)殖與追蹤中的*步就是在牛身上安裝電子*，為每頭牛建立一個(gè)*性的數(shù)碼檔案，*標(biāo)識(shí)每頭牛的屬性。動(dòng)物安裝電子標(biāo)簽的基本方法包括有：頸圈式、耳標(biāo)式、可注射式和藥丸式電子標(biāo)簽。
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在牛身上安裝標(biāo)簽的位置示意圖
3.2 基于RFID 的養(yǎng)牛場管理系統(tǒng)
將牲畜信息寫入芯片中，包括：牲畜主人-畜主姓名、性別、畜別、特征、是否免疫、疫苗種類、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)批號(hào)、接種方法、接種劑量、免疫數(shù)量以及免疫員姓名等內(nèi)容，畜主需要一臺(tái)手持式數(shù)據(jù)采集器及可以獲取牲畜相關(guān)信息。按照中國*規(guī)定牛只編碼格式為：2-××××××(縣級行政區(qū)域代碼)-××××××××(標(biāo)識(shí)順序號(hào))。其他國家要按照當(dāng)?shù)氐木幪?hào)進(jìn)行修改。
具體操作流程為：在對畜牧的日常管理中，畜主只需要攜帶一臺(tái)無線手持終端，識(shí)讀所要跟著的牲畜耳標(biāo)，該牲畜的相關(guān)信息就可手持式終端上顯示出來。畜主可以感覺此信息對其日常飲食、病史、生育史、免疫記錄等進(jìn)行相應(yīng)的處理?？旖莘奖悖?jié)省大量的時(shí)間。不必在翻查原始的收購編制檔案卡片。同時(shí)可以將數(shù)據(jù)傳輸之后臺(tái)計(jì)算機(jī)中，在后臺(tái)計(jì)算機(jī)中建立牲畜檔案。通過計(jì)算機(jī)專業(yè)記錄每頭牲畜的詳細(xì)信息。不必為記錄模糊不清或檔案卡片丟失而苦惱。與此同時(shí)部門及相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)通過網(wǎng)絡(luò)即時(shí)查閱任意牧場、欄、牲畜的情況，實(shí)現(xiàn)信息透明化。
3.3 基于RFID的奶牛精密喂養(yǎng)子系統(tǒng)
精細(xì)養(yǎng)殖數(shù)字化以數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)單元用戶對數(shù)據(jù)的獲取與更新、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理、信息的提取與分析，通過數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉庫機(jī)制形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的共享與信息挖掘。將精細(xì)養(yǎng)殖專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)抽象，建立數(shù)據(jù)模型用于指導(dǎo)奶牛養(yǎng)殖，利用在養(yǎng)殖實(shí)踐中形成的反饋對模型進(jìn)行調(diào)整。
奶牛精細(xì)養(yǎng)殖數(shù)字系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)劃分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、應(yīng)用層3 層體系結(jié)構(gòu)：
數(shù)據(jù)層由數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉庫(包括元數(shù)據(jù)庫、影像數(shù)據(jù)庫、綜合飼料養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)庫)、傳感器信息庫(包括無線射頻傳感數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等)、專家模型庫等數(shù)據(jù)庫群組成。
服務(wù)層由數(shù)字農(nóng)業(yè)精細(xì)養(yǎng)殖支撐平臺(tái)和信息共享、交換平臺(tái)構(gòu)成，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和操作系統(tǒng)等。
應(yīng)用層主要包括各種應(yīng)用系統(tǒng)，作為客戶端調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器信息和服務(wù)。
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圖1 精細(xì)養(yǎng)殖數(shù)字化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
3.4 基于RFID 的肉類追蹤系統(tǒng)
RFID技術(shù)可以應(yīng)用于畜牧業(yè)食品生產(chǎn)的全過程，包括飼養(yǎng)、防疫滅菌、產(chǎn)品加工、食品流通等各個(gè)環(huán)節(jié)，全面引入標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)規(guī)程和質(zhì)量監(jiān)管措施，建立“從農(nóng)場到餐桌”的食品供應(yīng)鏈跟蹤與可追溯體系。
1. 政府牽頭，建設(shè)肉類食品監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)企業(yè)和部門的信息接入和共享，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)源頭到零售環(huán)節(jié)的端到端監(jiān)控。
2. 牛只養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，通過RFID 技術(shù)和配套輔助手段實(shí)現(xiàn)其全程飼養(yǎng)跟蹤，實(shí)現(xiàn)和后端的畜牧生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成，并實(shí)現(xiàn)和行業(yè)主管部門的生畜檢疫檢驗(yàn)系統(tǒng)對接，同時(shí)，相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)管平臺(tái)。
3. 牛肉運(yùn)輸環(huán)節(jié)，通過RFID 技術(shù)和配套輔助手段在不同運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)上部署道口監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)運(yùn)輸過程的監(jiān)控，并提供生豬檢疫檢驗(yàn)和運(yùn)輸消毒等活動(dòng)，同時(shí)，相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)管平臺(tái)。
4. 牛只屠宰環(huán)節(jié)，通過RFID 技術(shù)和配套輔助手段實(shí)現(xiàn)對牛只的健康狀況核實(shí)和確認(rèn)，集成屠宰場后端管理系統(tǒng)，同時(shí)，相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)管平臺(tái)。
5. 牛肉加工環(huán)節(jié)，通過RFID 技術(shù)，配合條碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)牛只信息和牛肉信息之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)，相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)管平臺(tái)。
6. 牛肉批發(fā)、零售環(huán)節(jié)，通過RFID 技術(shù)加速物流環(huán)節(jié)的效率，通過條碼技術(shù)追溯其源頭的信息，強(qiáng)化其市場交易管理，同時(shí)，同時(shí)，相關(guān)信息輸入肉類食品監(jiān)管平臺(tái)。
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圖 2 牛肉產(chǎn)品跟蹤信息流
RFID技術(shù)在畜牧行業(yè)應(yīng)用的優(yōu)勢
電子標(biāo)識(shí)管理在歐美已使用數(shù)年，并已成為技術(shù)的展示。除了企業(yè)內(nèi)部在飼養(yǎng)的自動(dòng)配給和產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)方面的應(yīng)用之外，還可用于動(dòng)物標(biāo)識(shí)、疫病監(jiān)控、質(zhì)量控制及追蹤動(dòng)物的品種等方面。RFID技術(shù)在畜牧行業(yè)的優(yōu)勢主要有以下幾點(diǎn)：
非接觸自動(dòng)識(shí)讀，數(shù)據(jù)采集方法實(shí)時(shí)有效
RFID技術(shù)是利用非接觸的射頻識(shí)別方式，將安置于動(dòng)物耳垂或體內(nèi)的電子標(biāo)識(shí)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并進(jìn)行系統(tǒng)管理，是掌握動(dòng)物的健康狀況和控制動(dòng)物疫情發(fā)生的極為有效的管理方法。
防水，可以應(yīng)用于動(dòng)物機(jī)體
采用低頻標(biāo)簽，可以穿透水和動(dòng)物機(jī)體，對水和金屬不敏感，不論標(biāo)簽是安放在動(dòng)物體內(nèi)還是安放在牛耳朵上，都可以方便快捷的進(jìn)行識(shí)讀。
號(hào)碼*，不易偽造，便于管理
當(dāng)動(dòng)物初生時(shí)電子標(biāo)識(shí)就被安置于動(dòng)物耳垂或體內(nèi)，電子標(biāo)識(shí)一次性使用、統(tǒng)一編號(hào)、號(hào)碼*。通過對奶牛個(gè)體的可追蹤管理，進(jìn)行精密喂養(yǎng)，提高料奶比;同時(shí)進(jìn)行健康預(yù)警和牛奶品質(zhì)監(jiān)控，提高奶產(chǎn)量，以大大增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
與信息技術(shù)結(jié)合，有利于跟蹤管理
通過配套軟件管理程序，對其生長的周期進(jìn)行全程監(jiān)控。如是否在無污染的自然環(huán)境中放養(yǎng)，水土、空氣等指數(shù)是否達(dá)標(biāo)，獸藥和添加劑的使用情況，飼料是否受到過農(nóng)藥或殘留添加劑的污染等，并記錄它在不同時(shí)期在何牧場進(jìn)行放養(yǎng)，以及其防疫情況、健康狀況等重要信息。當(dāng)食品動(dòng)物達(dá)到出欄標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，屠宰場將嚴(yán)格查閱該動(dòng)物的“ 品質(zhì)檔案”，只有通過嚴(yán)格的檢查后方可進(jìn)行宰殺，并將該“ 檔案” 存檔，以備今后進(jìn)行“品質(zhì)追溯”。
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