大型豬場基于RFID的信息平臺研究與應用

    大型豬場各個部門之間普遍存在業務條塊分割造成數據難以共享的問題，極大地影響了企業的信息化管理水平，因此，非常有必要建立一個各個部門可以相互共享數據和業務的信息化平臺。另外，問題豬和問題豬肉事件不斷曝光，普通百姓對“放心豬肉”或“無公害豬肉”的呼聲、“綠色貿易壁壘”對生豬出口的影響以及疫情防控與監管的需要等要求對生豬飼養實行全程跟蹤與追溯，而如果沒有統一的信息平臺是難以實現的。傳統耳標編碼的識別只能靠肉眼讀出，速度慢，容 
易出錯；而無線射頻識別(radio frequency identification，RFID)使用無線射頻技術，在開放系統環境中進行對象識別，不需物理接觸，基于RFID做成的電子耳標可以方便地實現生豬個體的標識，容易實現半自動或全自動識別⋯1。本文介紹了大型豬場基于RFID的信息平臺及其應用。 

    1 RFID技術及其在畜牧業中的應用 
    RFID技術起源于第二次世界大戰并已經發展了幾十年了，由于芯片技術提高、成本急劇下降和功能不斷增強，近年來，RFID技術已經廣泛地應用于各行各 
業，如零售業、制造業和物流業等，在畜牧業中也有較好的應用。 

    1．1 RFID技術 
    基本的RFID系統由RFID標簽、RFID讀寫器及后臺數據庫等3部分組成_2l 2。(1)RFID標簽：由芯片與天線組成，具有唯一的電子編碼，有一定的信息存儲容    量，附在物體上以標識目標對象。根據不同的射頻信號發射方式可以分為主動式(有源)標簽和被動式 (無源)標簽。前者可以主動地向讀寫器發送射頻信號；后者接收到讀寫器發出的電磁波信號后，將部分電磁能量轉化為供自己工作的能量。(2)RFID讀寫器：控制射頻模塊向標簽發射讀取信號并接受標簽的應答，對標簽對象標識信息進行解碼，將對象標識信息連同標簽上其他有關信息傳輸到后臺主機以供處理。(3)后臺數據庫：存放標簽的基本信息和企業應用相關的數據。 

    1．2 RFID技術在畜牧業中的應用 
    國際標準ISO 11784和ISO 11785規定了用RFID識別動物的代碼結構和技術準則，ISO 11784規定動物識別代碼總共由64位(8個字節)組成，ISO11785則規定了電子標簽數據的傳輸方法以及讀寫器的規范。動物電子標簽基本包括頸圈式、耳標式、可注射式和藥丸式4種。在國外，RFID電子標簽已經成功用于動物的識別與跟蹤。在我國，RFID在畜牧業中的應用也逐漸被推廣，應用前景樂觀，如奶牛現代化飼養管理及防疫中應用RFID電子標簽實現了對奶牛個體的標識，電子標簽具有如下作用：(1)為每頭奶牛建立一個永久性的電子檔案；(2)架起信息化管理平臺與奶牛個體之間的橋梁；(3)實現對奶牛個體的自動監控；(4)依據奶牛個體體況實現精細飼養。在肉豬生產中應用RFID技術可實現安全豬肉全程可跟蹤，在育種方面也可應用RFID技術，如母豬多功能自動飼喂系統和種豬性能測定自動化系統。但是基于RFID的養豬信息化平臺研究與應用還比較少。 

    2 基于RFID的養豬信息平臺研究

    在大型養豬場，應用計算機進行管理已經比較普 遍，但多數部門的計算機管理系統是基于部門需要進行開發的，企業業務數據難以共享，如果重復輸入數據則影響了工作效率且難免出現錯誤，因此需要對養豬信息平臺進行研究。 

    2．1 信息平臺建設步驟 
    由于對現有的業務系統進行了一定的投資且人員能夠較好地操作，因此信息平臺采用如下步驟進行建設：第一，全面評估現有的業務系統，明確數據來源與流程；第二，建立中心業務數據庫，對不同人員進行合理授權；第三，構建連接各個部門的網絡基礎設施；第四，對生豬個體進行電子標識，建立數據采集與記錄業務數據庫，實現數據采集與記錄數據庫和中心業務數據庫無縫連接。信息平臺的建設需要一個過程：評估一建設一評測一培訓一使用和維護。 

    2．2 信息平臺建設目標 
    信息平臺的研究總體目標是要能夠整合已有的業務系統，并能夠支持新的業務流程和功能，實現數據共享。具體目標包括：

    2．2．1 實現數據采集和記錄半自動化或全自動化 
    每頭豬掛有電子耳標(無源RFID標簽)，飼養員手持讀寫器將喂料、喂藥、轉群和檢疫等信息記錄到電子耳標中或讀取電子耳標中的數據，這是一種半自動化方式；有些測定需要全自動化方式，如母豬發情識別需要自動記錄母豬訪問公豬的次數、日期和時間。 

    2．2．2 建立完善的生豬個體標識檔案，實現生豬飼養 
    和免疫的全程跟蹤與追溯每頭豬的電子耳標具有唯一的電子編碼，能夠存儲信息，可以記錄生豬個體生長過程中的關鍵數據，建立完善的個體檔案。在決定生 
豬能否出欄銷售時，只需要讀取電子耳標中的數據，防止生豬在休藥期內出欄，杜絕源頭污染，實現全程跟蹤與追溯。
 
    2．2．3 實現種豬性能測定自動化，依據個體體況精細 
    飼養當掛有電子耳標的種豬進入自動給料站時，讀寫器自動讀取其電子耳標編碼，稱重傳感器獲得種豬的空腹體重、采食量和采食持續時間。將獲得的個體體況數據傳送到后臺計算機進行處理，處理后的數據作為評估預測模型的參數，優化日糧飼養方案，實現種豬的精細飼養。 

    2．3 基于RFID的信息平臺框架 
    以RFID技術為手段，以計算機局域網技術和數據庫技術為支撐，構建大型豬場的業務信息平臺框架(圖1)，可以分為數據層、業務(邏輯)層和應用層。 

    (1)數據層：從統一全局和數據共享的角度進行規劃，包括字典庫，業務數據庫和模型庫，可以集中存放也可以分布式存儲。該層為上層業務提供數據和存儲空間，實現業務的透明存儲。

    (2)業務層：包括各種業務 
邏輯的中間件，實現業務的規范化和封裝，方便應用層進行調用或組裝。

    (3)應用層：是在同一數據層和業務 
邏輯層的基礎上實現的管理系統，每個管理系統都有相應的部門分管，而系統與系統之間通過數據層進行聯系，無需重復輸入。 

 
    3 基于RFID的養豬信息平臺應用效益分析 

    3．1 經濟效益 
一方面是產品質量的提高直接帶來的經濟效益。安全豬肉生產的全程跟蹤和追溯可提高產品的附加值，“放心豬肉”每千克價格一般比普通豬肉高幾元，基于豬個體體況的精細化養殖提高了生豬的品質，尤其 在出口方面，高品質的生豬同一般品質的豬相比，每頭售價要高幾十元。另一方面是節省生產成本間接帶來的經濟效益。基于RFID的養豬信息平臺應用可以減少人手，節省人工工資；通過對生豬個體的監測和精細飼養可以節省飼料，降低生產成本；打破部門條塊分割，實現信息共享，完善監控手段，減少隱性成本。 

    3．2 社會效益 
    大型豬場應用基于RFID的信息平臺進行管理，以信息化帶動傳統養豬企業的改造，可以帶來如下的社會效益：

    (1)提高從業人員的信息素養和管理水平。 
雖然養豬企業使用了計算機進行管理，但應用的水平比較低，而理解和使用信息平臺需要更高的信息素養 
和全局的管理觀念。

    (2)提高消費者的信心。
    食品安全已經成了普通百姓關注的焦點，在豬肉生產中存在的各種問題極大地挫傷了消費者的信心，為此必須實現對生豬飼養的全程跟蹤和問題豬肉的可追溯。

    (3) 信息化平臺的建設具有較好的示范效益。
    我國的農業生產水平比較低，如何進行傳統農業改造，光說不行，需要有好的示范。大型豬場一般采用企業化管理，類似工廠化生產，比較容易進行信息化改造。隨著經濟全球化，精細農業、精細養殖時代的到來，通過示范加速產業改造具有較好的社會效益。 

    4 結語 
    由于整個養豬業開始進入微利時代，傳統的養豬業已經難以適應未來的發展，以信息化改造傳統的養豬業，通過集約化、工廠化和精細養殖可實現規模效應，節約養豬成本。大型豬場根據工作性質的差異劃分不同的部門，為了提高各個部門之間的協調和數據共享，建立一個統一的信息平臺十分必要。