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无线射频识别技术及其在畜牧业动物管理中的应用
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在最近的10多年以来，全世界的动物疫情不断爆发，严重地打击了全世界特别是欧洲的畜牧业，引起了世界各国特别是欧洲各国的高度重视，促使各国政府迅速制订政策和采取各种措施。为此，世界各国都在畜牧业和商业中加强了对动物的管理，其中对动物的识别与跟踪成为各国采取的重大措施之一。例如，英国政府就规定对牛、猪、绵羊与山羊、马等饲养动物都必须采取各种跟踪与识别手段。
一、对动物的识别与跟踪
动物识别与跟踪是指利用特定的标签，以某种技术手段与拟识别的动物相对应，并能随时对
动物的相关属性进行跟踪与管理的一种技术。
对各种动物进行识别和跟踪，能够加强对外来动物疾病的控制与监督，保护本土物种的安全和保证畜产品国际贸易的安全性；能加强政府对动物的接种与疾病预防管理，提高对动物疾病的诊断与报告能力，以及对境内、外动物疫情的应急反应。因此，对动物的识别和跟踪管理，不仅是畜牧业方面的需要，而且是一种国家政府行为和国际行为。下面分别介绍对牛、猪和羊的识别与跟踪。
对牛的识别与跟踪
目前，在欧洲已经建立了对牛的跟踪系统。在1998年9月，英国宣布了牛跟踪系统计划。在1999年年底，欧共体各成员国都实施这个系统计划。
英国政府规定，2000年7月1日以后出生的或者进口的牛必须采取数字识别。牛的识别与
注册包括标识、农场记录和许可证等方面。在牛出生后的20天之内必须安装标识标签，标识标签有这头牛的标识码，这个标识码将伴随牛的一生。在农场的记录中，记载有关于每一头牛的出生、进口、活动与死亡的全部情况。每一头牛都有一个CTS许可证，它存储了牛的生命的全部记录。CTS 是英国建立的对牛进行跟踪和管理的计算机系统，英国政府为它的建立和在使用的开始阶段支付费用。
对猪的识别与跟踪
从2003年11月1日，英国开始实施新的猪的识别标准。新的标准对所有+ 年以下直接送到屠宰场的猪和超过一岁的送到其他任何目的地的猪进行了不同的识别规定。
对羊的识别与跟踪
从2008年1月1日起，欧洲规定强制性对绵羊进行电子识别。为了验证电子识别系统的工作性能，Delta将于2004年3月开始进行真实环境下的实时电子识别与数字传输试验。农场主、牧场和屠宰场将选择不同的电子识别系统。这项测试计划在2005年3月结束，同年6月份提交报告。
此外，英国政府也规定从2004年6月30日开始，所有的马都要被识别与跟踪。
目前，广泛使用的动物识别方法包括：耳标、背标、项链、尾标、冻印、纹身、漆标和腿标等。从最近几年动物电子识别的实践表明，电子识别方法当中的无线射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）在动物管理中起到的作用越来越重要。
二、无线射频识别RFID技术
无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，具有数据储存量大、可读写、穿透力强、读
写距离远、读取速率快、使用寿命长、环境适应性好等特点。而且它还是惟一可以实现多目标识别的自动识别技术。
RFID由阅读器（reader） 和电子标签(Tag)组成。把电子标签附在被识别物体(例如动物)的表面或内部，当被识别物体(例如动物)进入阅读器的识别范围时，阅读器自动以无接触的方式读取电子标签中的物体(例如动物)的识别数据，从而实现自动识别物体(例如动物)或自动收集物体(例如动物)信息数据的功能。
(一) 阅读器
RFID的阅读器由控制系统、通信接口、微带天线和电源等模块构成。手持阅读器(Handheld reader,HR)是阅读器当中的一种，它适合于移动用户手持使用，其工作原理和其它的阅读器完全一样。它除了一般阅读器所具有的模块以外，还可以带有LCD键盘和条形码扫描模块。HR的通信接口可选802.11、RS323。HR的供电电压采用可充电池供电；操作系统可以采用WinCE或其它操作系统；数据存储32MB闪存、32MB内存；天线为内置天线或探针探测
器。
(二) 电子标签
电子标签由数据存储、数据处理、通信接口、微带天线和电源等模块构成。电子标签写入ID代码和物品的有关信息。电子标签根据不同的供电形式分为无源电子标签和有源电子标签。无源电子标签的电能供应从阅读器发出的射频信号中取得，因此阅读器要有较高的发射功率，识别距离较近。有源电子标签依靠自身的微型电池供电，因此对阅读器的发射功率要求较低，系统的识别距离较远。无源电子标签与有源电子标签相比较，具有成本低、不用维护、可靠性高和寿命长的优点。在动物的识别与跟踪中，除了特殊的科学研究使用有源电子标签以外，大部分都使用无源电子标签。
(三) 的数据通信
RFID的数据通信是指阅读器读取电子标签的数据时，两者之间的通信。RFID的数据通信通过阅读器与电子标签之间的射频传输来进行。阅读器与电子标签之间的信息传输应符合选定的通信协议。
阅读器与电子标签之间进行无线通信的频段是：低频135KH以下；高频13.56MH；超高频869MHz、902~928MHz；微波2.4GHz、5.8GHz。低频和高频的通信距离近，数据传输速率慢。高频、超高频和微波的通信距离远，数据传输速率快。
目前，全球还没有形成一个统一的RFID标准(包括电子标签)，但是存在两个主要的技术标
准：欧美采用的EPC标准，日本采用的UID标准。在我国也没有相应的RFID标准。在2004
年1月，中国国家标准化管理委员会正式成立了“电子标签”国家标准工作组，负责起草、制定我国有关电子标签的国家标准。
三、RFID在动物识别与跟踪中的应用
在动物身上安装电子标签，并写入代表该动物的ID代码。当动物进入RFID阅读器的识别范围，或者工人拿着手持阅读器靠近动物时，阅读器就会自动将动物的数据信息识别出来。如果将阅读器的数据传输到动物管理信息系统，便可以实现对动物的跟踪。
RFID的一个很大的特点是多目标同时识别，即一个阅读器可以对接多个电子标签。优良的RFID可以同时识别的电子标签数量多达300多个。因此，使用RFID的动物识别与跟踪系统，能够用一个阅读器同时读取多头动物(带有电子标签)的信息数据，这是任何其它识别技术所不能做到的。
国际标准ISO11784和11785规定了对动物用RFID进行识别的代码结构和技术准则。
ISO11784规定动物识别代码总共由64位(8个字节)组成。ISO11785 则规定了电子标签数据的传输方法以及阅读器的规范。
动物安装电子标签的基本方法包括有：颈圈式、耳标式、可注射式和药丸式电子标签。
颈圈式电子标签能够非常容易地从一头动物身上换到另外一头动物身上。主要应用于厩栏中的自动饲料配给以及测定牛奶产量。
耳标式电子标签的性能大大优于条码耳牌。因为电子标签比起条码存储的数据多得多，
而且适合于有油污、雨水的恶劣环境，阅读器与电子标签相距最远数米都可以把数据读出来，而只有几个厘米大小的条码耳牌，要放到条形码阅读器旁边，才能识别这些动物，因此不适用于全自动化过程。
可注射式电子标签是在近几年才开始应用。其原理是利用一个特殊工具将电子标签放置
到动物皮下，因此在动物的躯体与电子标签之间就建立起了一个固定的联系，这种联系只有通过手术才能撤消。
药丸式电子标签是将一个电子标签安放在一个耐酸的圆柱形容器内，太多是陶瓷的。然后将这个容器通过动物的食道放置到反刍动物的前胃页内，一般情况下，药丸式电子标签会终身停留在动物的胃内。这种方式的最大特点是简单和牢靠，并且可以在不伤害动物的情况下将电子标签放置于动物体内。
研究结果表明，欧洲各国通过使用%&’( 系统，对动物的跟踪能力大大提高。而且这项技术适用于各种场合的动物，无论是集中饲养的还是分散饲养的牲畜，无论是运往欧洲成员国的还是运往欧洲以外国家的动物，无论使用何种屠宰方法宰杀的动物，也无论是生活在欧洲南部还是北部的极端自然环境中的动物。
四、结束语
我国是一个农业大国，畜牧产品在国内外市场的流通领域中具有重要地位。最近几年，我国因为动物及其产品而造成的重大疫情时有发生，而且由于地域宽广、人口多、人员的流动性大，造成的危害巨大，制止疫情需要的时间长、付出代价大。因此，在对动物的识别和跟踪管理中进一步研究和使用RFID技术，将能促进我国畜牧业的发展，同时也是我国构建21世纪和谐社会的一个保证。
