RFID在畜牧业追溯管理应用.docx

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RFID在畜牧业追溯管理应用

畜牧业自动识别追溯系统

解决方案

一、 背景分析.................................................................................................................................3

二、 公司简介.................................................................................................................................4

三、 射频识别技术简介.................................................................................................................4

1. RFID 技术介绍.................................................................................................................4

四、 系统方案设计.........................................................................................................................5

1. 要求及设计目标 ..............................................................................................................5

2. 原理及设计依据 ..............................................................................................................6

3. 主要特点 ..........................................................................................................................6

4. 结构及组成 ......................................................................................................................7

5. 主要组成功能介绍 ..........................................................................................................7

6. 系统硬件及各站点配置介绍 ........................................................................................10

五、 演示软件截图.......................................................................................................................10

1. 电子标签的写入 ...........................................................................................................10

2. 标签的自动识别 ............................................................................................................10

3. 管理系统登陆界面 ........................................................................................................10

六、 投资效益分析.......................................................................................................................10

1. 社会效益 ........................................................................................................................10

2. 经济效益 ........................................................................................................................11

七、 结语.......................................................................................................................................11

一、背景分析

近年来，疯牛病、结核病等恶性食源性公共卫生危机在全球范围内频繁发生，高致病

性禽流感、尼帕病等烈性人畜共患病在一些国家和地区反复发生和流行，对人类健康和经

济社会协调发展造成严重威胁。

动物卫生及动物产品安全问题成为各国政府、食品企业及

消费者高度关注的焦点问题。

各国都努力建立动物标识与可追溯管理体系作为规范畜禽养

殖行为，有效预防和控制重大动物疫病，提高动物卫生监管水平，保障动物产品质量安全

的重要措施之一。

何为动物标识及可追溯体系呢，动物标识及可追溯体系是指对动物个体或群体进行标

识，对有关饲养、屠宰加工等场所进行登记，对动物的饲养、运输、屠宰及动物产品的加

工、储藏、运输、销售等环节相关信息进行记录，从而实现在发生疫情或出现质量安全事

件时，能对动物饲养及动物产品生产、加工、销售等不同环节可能存在的问题进行有效追

踪和溯源，及时加以解决。

在我国 2003 年，“非典”的全面爆发给我国带来了巨大的损失， 越来越多的因动物而

引起的食品安全和公共安全问题也受到全社会的广泛关注。

如何管好动物，不要让“非典”

那样让人心悸的事情再次发生就一直是我们不懈努力的目标。

2006 年 12 月由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委

员会发布了一项基于 RFID 技术的被称为动物“身份证”标准《动物射频识别代码结构》

（GB/T20563-2006），并在 2006 年 12 月 1 日开始实施。

国家动物代码是动物个体（包括

家禽家畜、家养宠物、动物园动物、实验室动物等）身份的唯一标识代码。

为了满足动物

性食品的安全性和动物疾病的预警和控制等社会生活安全的需要，对每一个动物的信息进

行登记并进行终生的跟踪和管理是十分必要的。

国家动物

代码作为动物个体信息在不同部门之间共享和交换的关键

字，每一个国家动物代码唯一对应着一只具体动物个体的

相关信息，是实现动物个体在流通过程中的跟踪与追溯的

重要基础保障。

国家动物代码的使用保证了动物在流通过

程中动物信息的可靠性，它对维护国家和公民的生命财产

安全，便利管理部门系统的、准确的对动物个体进行管理

提供了保障。

RFID 面向动物识别追溯产品是基于国家标准《动物射频识别代码结构》（GB/T20563-

2006）开发的动物标识及可追溯系统，她主要是应用于，对动物的饲养、运输、屠宰进行

跟踪监控， 当爆发疫情时，对动物进行追溯；卫生部门通过该系统能够对可能感染疾病的

动物进行追溯，以决定其归属关系以及历史踪迹。

同时系统能对动物从出生到屠宰提供即

时、详细、可靠的数据。

二、公司简介

略

三、射频识别技术简介

1. RFID 技术介绍

射频识别技术（RFID）较之条形码技术和 IC 卡技术的最大优势是远距离、高速度读写信

息，这也是未来射频识别技术（RFID）能普及的关键。

大家比较熟悉的 IC 卡，又称智能卡，

是在较为原始的磁卡的基础上发展起来的，大致经过了从接触式 IC 卡到非接触式的发展阶

段。

接触式 IC 卡在使用的时候须将卡插入读卡器中。

IC 卡走过了十几年的历程并得到了

广泛的应用，但随着社会需求的不断扩大，要求更高，必将被新的技术所取代，这里所说

的新技术就是射频识别技术（RFID）。

（1）射频识别技术（RFID）的基本原理

RFID（Radio Frequency Identification）是射频识别系统的简称。

所谓射频识别就是通过射

频的手段识别物体的身份，特性等信息，其概念与 IC 卡相似，但克服了 IC 卡读写距离近，

操作时间长，易损坏，只能一个方向插入等缺点。

同时大规模集成电路的发展使得 RFID

芯片的成本迅速降低，使高性能，低成本的 RFID 产品将在交通，商贸，物流，计费，防

伪，防盗，生产自动化等领域得到广泛的应用。

基本的 RFID 系统由阅读器和应答器组成。

RFID 卡片和阅读器之间的通信方式主要分两种：

感应偶

合和后向散射偶合。

一般的采用第一种方式（如 13.56MHz）；

而超高频或微波多采用第二种方式（如915MHz,5.8GHz）。

我们建议主要采用第二种方式。

（2）射频识别技术（RFID）的特点

射频识别技术（RFID）的最大特点就是远距离、高速度读

写信息，同时还具有以下几个主要特点：

Ø系统唯一性：

将动物基本数据从中央计算机中写到

标签上将大大提高系统安全性。

只要携带有标签，

就能够通过手持级或读写设备，获得该动物的详细

数据。

Ø数据安全：

通过较验和的方法来保证射频标签中存储的数据，从而确保读出数据

的准确。

Ø灵活性：

可以更加灵活的控制产品的生产。

例如，可以通过手持机来设置数据，

可以在预处理阶段把数据写到标签中去，并在需要时马上应用这些数据。

Ø射频识别系统完全不怕灰尘，潮湿，油污，冷却剂，有害气体，高温等类似影响。

（3）射频识别系统（RFID）的硬件组成

最基本的（RFID） 硬件系统由三部分组成，RFID 系统工作原理图如下所示。

图 1  RFID 系统工作原理示意图

读写器处于常开工作状态，随时可以与动物携带的电子标签进行通信。

当有电子标签

进入天线识别区域内并被读取，读写器通过声光系统，告知工作人员动物相关信息已被识

别并发送到后台管理系统。

电子标签（Tag）：

由偶合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附者在物体

商标标识目标对象；当受无线电射频信号照射时，能反射携带数字字母编码信息的无线电

射频信号，供阅读器识别处理。

阅读器（Reader）：

有时也称作查询器，通讯器和读出装置，用以产生发射无线电射频信

号并接收电子标签反射回来的无线电射频信号，经处理后获取标签数据信息，有时还

可以写入标签信息。

可以设计为手持式的。

微型天线（Antenna）：

在阅读器和标签之间传递射频信号。

四、系统方案设计

1. 要求及设计目标

Ø电子标签能适应现场各种环境；

Ø对动物的生长、疾病、检疫等数据进行采集分析，得出各种精确数据；

Ø分析采集到的数据、实施疾病报警机制；

Ø在疾病爆发时及时将必要数据传输到动物疾病控制中心，并且根据数据分析疾病

的可能来源。

2. 原理及设计依据

系统利用了希瑞福公司先进的超高频（UHF）的 RFID 技术，RFID（以下称电子标

签）技术优点在于电子标签是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目

标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。

而超高频的

RFID 技术具有较远的读写距离，能够在比较远的距离上识别高速运动中的动物体，并可同

时识别多个标签，操作快捷方便。

畜牧业 RFID 追溯系统电子标签采用的是符合国际标准的 IS018000-6C 协议的 EPC 标

签，其中 EPC 区数据编码依据国标（《动物射频识别代码结构》（GB/T20563-2006）），并

且结合 EPC 标签的特色组成了如下的编码格式。

图 2  追溯系统标签格式

3. 主要特点

Ø全自动识别：

实现了动物身份编码，使得检疫人员只要通过系统手持设备就能很

轻易的获得某个动物的成长、疾病、检疫状况。

Ø高效的可追溯性：

 系统对动物的整个生命周期进行全程的跟踪，都对每个环节进

行记录，并且将数据集中备份在信息管理中心，如发生事件，系统将自动对事件

动物来源进行查找，方便管理人员进行分析。

Ø方便性：

系统全电子化的数据集中管理，使得大量的数据的查找工作由服务器来

完成，节省了大量的人力和时间，使得对事件的反应得以提速。

Ø安全性：

本系统采用希瑞福公司新一代 RFID 电子标签，该电子标签是专为动物

而设计的，识别响应时间快，平均故障发生率低，可以确保标签识别环节的安全

性，及时性及稳定性，另外我们采用的高性能及高容错的系统服务器，这样可以

确保服务器的高稳定性、安全性及网络的传输速度，从而实现系统的实时传输，

保证了信息的及时性

Ø提高管理水平：

集中管理、分布式控制；规范疫情的监督管理，减少各个不必要

的环节，使得突发事件第一时间可以到达管理高层，使得事件可以得到及时的处

理。

Ø系统的可扩展性：

考虑到将来的发展趋势及信息化建设的推动，系统设计上能够

方便的实现系统的扩充。

4. 结构及组成

动物追溯系统主要分为三级体系，分别为管理中心、控制中心、检疫子站。

系统结构

和组成如下图所示。

图 3  追溯系统拓补图

5. 主要组成功能介绍

动物追溯系统整体结构分为三级体制，管理中心在系统中具有唯一性主要建立在畜牧

业主管单位；控制中心可有多个一般建立在各个地区或市检疫局；检疫子站是为系统终端

建立在各个畜牧生产终端， 比如新疆地区：

信息管理中心建立在畜牧厅防疫检疫部门的动

物防监总站、 控制中心建立在畜牧厅防疫检疫部门的地区或市检疫局、检疫子站则建立在

各养殖场和屠宰厂。

系统配置独立的便携终端，其目的是便于工作人员使用。

系统主要功能介绍如下：

图 4  追溯系统组成图

（1）便携终端

便携终端即为希瑞福公司读写设备，是一种便携检疫设备，便携设备中存储有即将检

疫地点的动物基本数据，同时手持设备还有现场用户 ID 分配（用户 ID 是每个屠宰场、畜

牧场或农场主的系统编号），动物电子标签分配功能，检疫完成后数据存储在手持设备中，

回到检疫子站或检疫中心站后将数据传回电脑。

便携设备每次使用前必须和子站或中心站进行通讯，以获得前往检疫地点的基本数据。

便携设备还具有 GPRS 功能，手持机软件中有重大事件报警模块预留，当启动该模块

后，遇到重大事件，GPRS 功能自动启动，及时将数据同时传回到检疫子站、控制中心站、

信息管理中心。

（2）检疫子站

在每个畜牧场和屠宰场建立一个检疫子站，检疫子站可以根据畜牧场和屠宰场的大小

建立不同的子站计算机中心，子站能够完成动物电子标签的分配、数据的录入，检疫数据

的录入，疾病的上报等功能；同时拥有和手持设备的数据通讯能力

（3）控制中心站（可有多个）

在每个地区建立一个实验室、一个无线接收系统和一个计算机控制中心。

计算机控制

中心负责接收检疫子站传输的各种数据信息（比如：

牛只的出生、疾病、生长状况等），控

制中心对数据进行分类、筛选和综合分析，具有用户 ID 分配（用户 ID 是每个屠宰场、畜

牧场或农场主的系统编号），动物电子标签分配、数据存储、显示、记录、打印、统计功能，

并实现与该地区卫生局信息中心联网。

控制中心保存有所辖地区的所有要检疫动物的信息，每个子站的数据同步传输给中心

站，中心站定时传输分析后的数据给管理中心。

遇到重大情况中心站将同步传输数据给管

理中心。

（4）管理中心（系统中具有唯一性）

管理中心由卫生部相关部门组成，是本系统的决策中心，主要从检测中心站获得检测

信息进行分析，调研，及时做出管理决策，做到对动物疾病疫情早发现、早预报、早处理，

同时加强动物从出生到屠宰的管理。

图 5  系统工作流程简图

6. 系统硬件及各站点配置介绍

（1）站点配置

Ø检疫子站

计算机、固定式读写设备、天线（低增益）、便携式读写器、GPRS 模块。

Ø检疫中心站

计算机、WEB 服务器、数据库服务器、应用程序服务器、便携读写器、GPRS 设备

Ø信息管理中心

计算机、WEB 服务器、大型数据库服务器、应用程序服务器、GPRS 设备

五、演示软件截图

1.电子标签的写入

图 11  演示软件截图 1

2. 标签的自动识别

图 12  演示软件截图 2

3. 管理系统登陆界面

图 13  演示软件截图 3

六、投资效益分析

畜牧业自动识别追溯系统以信息化和基于 RFID 的自动识别技术带动传统的畜牧业的

改造，可以为整个畜牧业带来不可估量的社会和经济效益。

1. 社会效益

（1）提高从业人员的信息素养和管理水平

理解和使用信息平台需要较高的信息素养和全局的管理观念，动物识别追溯系统的使

用能在实际中快速的带动整个行业从业人员的信息素养和管理水平。

（2）提高消费者信心

食品安全已经成了普通老百姓关注的焦点，而疯牛病，口蹄疫等动物疾病的频繁的爆

发，严重的挫伤了消费的信心。

为此必须实现对畜牧产品的饲养和问题产品的可追溯性。

（3）重大疫情的快速反映

建立对畜牧业的动物饲养管理和生产的可追溯性，可以对各种动物的疾病进行快速的

定位，能对重大事件进行快速的反映，使事件的伤害达到最小。

（4）疾病问题的及时处理

对动物疾病的快速获知，使得动物疾病能得到及时的治疗，使之损失及危害降到最低。

2. 经济效益

（1）提高我国畜牧业在国际的地位增加出口

动物识别追溯系统的使用，可以有效的降低动物疾病的大规模的爆发，使得动物产品

的质量得到很大的提高，产品的国际竞争力也随之增强，有利于为我国的畜牧产品创国际

品牌。

（2）节省生产成本

基于 RFID 的动物追溯系统的建立，通过对动物个体的检测和精细的饲养可以节省成

本，同时信息平台的建立打破了部门条块的分割，实现信息共享，完善监控手段，减少隐

形成本。

（3）及时发现疾病疫情减少损失

动物疫情的爆发往往造成畜牧业的巨大损失，动物识别追溯系统的应用，可以做到动

物的疾病早发现，早处理，能有效的降低疾病和疫情的爆发范围。

使损失降到最低。

七、结语

随着社会的发展，人民对食品安全认识的不断提高，给畜牧业的安全生产带来了严重

的考验，现有的生产管理手段已经显得难以应对社会的发展，畜牧业的集约化，信息化的

发展成了不可回避的话题；希瑞福公司动物识别追溯系统，很好的满足了这一行业的迫切

需求。