大型猪场基于RFID的信息平台研究与应用

    大型猪场各个部门之间普遍存在业务条块分割造成数据难以共享的问题，极大地影响了企业的信息化管理水平，因此，非常有必要建立一个各个部门可以相互共享数据和业务的信息化平台。另外，问题猪和问题猪肉事件不断曝光，普通百姓对“放心猪肉”或“无公害猪肉”的呼声、“绿色贸易壁垒”对生猪出口的影响以及疫情防控与监管的需要等要求对生猪饲养实行全程跟踪与追溯，而如果没有统一的信息平台是难以实现的。传统耳标编码的识别只能靠肉眼读出，速度慢，容 
易出错；而无线射频识别(radio frequency identification，RFID)使用无线射频技术，在开放系统环境中进行对象识别，不需物理接触，基于RFID做成的电子耳标可以方便地实现生猪个体的标识，容易实现半自动或全自动识别⋯1。本文介绍了大型猪场基于RFID的信息平台及其应用。 

    1 RFID技术及其在畜牧业中的应用 
    RFID技术起源于第二次世界大战并已经发展了几十年了，由于芯片技术提高、成本急剧下降和功能不断增强，近年来，RFID技术已经广泛地应用于各行各 
业，如零售业、制造业和物流业等，在畜牧业中也有较好的应用。 

    1．1 RFID技术 
    基本的RFID系统由RFID标签、RFID读写器及后台数据库等3部分组成_2l 2。(1)RFID标签：由芯片与天线组成，具有唯一的电子编码，有一定的信息存储容    量，附在物体上以标识目标对象。根据不同的射频信号发射方式可以分为主动式(有源)标签和被动式 (无源)标签。前者可以主动地向读写器发送射频信号；后者接收到读写器发出的电磁波信号后，将部分电磁能量转化为供自己工作的能量。(2)RFID读写器：控制射频模块向标签发射读取信号并接受标签的应答，对标签对象标识信息进行解码，将对象标识信息连同标签上其他有关信息传输到后台主机以供处理。(3)后台数据库：存放标签的基本信息和企业应用相关的数据。 

    1．2 RFID技术在畜牧业中的应用 
    国际标准ISO 11784和ISO 11785规定了用RFID识别动物的代码结构和技术准则，ISO 11784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读写器的规范。动物电子标签基本包括颈圈式、耳标式、可注射式和药丸式4种。在国外，RFID电子标签已经成功用于动物的识别与跟踪。在我国，RFID在畜牧业中的应用也逐渐被推广，应用前景乐观，如奶牛现代化饲养管理及防疫中应用RFID电子标签实现了对奶牛个体的标识，电子标签具有如下作用：(1)为每头奶牛建立一个永久性的电子档案；(2)架起信息化管理平台与奶牛个体之间的桥梁；(3)实现对奶牛个体的自动监控；(4)依据奶牛个体体况实现精细饲养。在肉猪生产中应用RFID技术可实现安全猪肉全程可跟踪，在育种方面也可应用RFID技术，如母猪多功能自动饲喂系统和种猪性能测定自动化系统。但是基于RFID的养猪信息化平台研究与应用还比较少。 

    2 基于RFID的养猪信息平台研究

    在大型养猪场，应用计算机进行管理已经比较普 遍，但多数部门的计算机管理系统是基于部门需要进行开发的，企业业务数据难以共享，如果重复输入数据则影响了工作效率且难免出现错误，因此需要对养猪信息平台进行研究。 

    2．1 信息平台建设步骤 
    由于对现有的业务系统进行了一定的投资且人员能够较好地操作，因此信息平台采用如下步骤进行建设：第一，全面评估现有的业务系统，明确数据来源与流程；第二，建立中心业务数据库，对不同人员进行合理授权；第三，构建连接各个部门的网络基础设施；第四，对生猪个体进行电子标识，建立数据采集与记录业务数据库，实现数据采集与记录数据库和中心业务数据库无缝连接。信息平台的建设需要一个过程：评估一建设一评测一培训一使用和维护。 

    2．2 信息平台建设目标 
    信息平台的研究总体目标是要能够整合已有的业务系统，并能够支持新的业务流程和功能，实现数据共享。具体目标包括：

    2．2．1 实现数据采集和记录半自动化或全自动化 
    每头猪挂有电子耳标(无源RFID标签)，饲养员手持读写器将喂料、喂药、转群和检疫等信息记录到电子耳标中或读取电子耳标中的数据，这是一种半自动化方式；有些测定需要全自动化方式，如母猪发情识别需要自动记录母猪访问公猪的次数、日期和时间。 

    2．2．2 建立完善的生猪个体标识档案，实现生猪饲养 
    和免疫的全程跟踪与追溯每头猪的电子耳标具有唯一的电子编码，能够存储信息，可以记录生猪个体生长过程中的关键数据，建立完善的个体档案。在决定生 
猪能否出栏销售时，只需要读取电子耳标中的数据，防止生猪在休药期内出栏，杜绝源头污染，实现全程跟踪与追溯。
 
    2．2．3 实现种猪性能测定自动化，依据个体体况精细 
    饲养当挂有电子耳标的种猪进入自动给料站时，读写器自动读取其电子耳标编码，称重传感器获得种猪的空腹体重、采食量和采食持续时间。将获得的个体体况数据传送到后台计算机进行处理，处理后的数据作为评估预测模型的参数，优化日粮饲养方案，实现种猪的精细饲养。 

    2．3 基于RFID的信息平台框架 
    以RFID技术为手段，以计算机局域网技术和数据库技术为支撑，构建大型猪场的业务信息平台框架(图1)，可以分为数据层、业务(逻辑)层和应用层。 

    (1)数据层：从统一全局和数据共享的角度进行规划，包括字典库，业务数据库和模型库，可以集中存放也可以分布式存储。该层为上层业务提供数据和存储空间，实现业务的透明存储。

    (2)业务层：包括各种业务 
逻辑的中间件，实现业务的规范化和封装，方便应用层进行调用或组装。

    (3)应用层：是在同一数据层和业务 
逻辑层的基础上实现的管理系统，每个管理系统都有相应的部门分管，而系统与系统之间通过数据层进行联系，无需重复输入。 

 
    3 基于RFID的养猪信息平台应用效益分析 

    3．1 经济效益 
一方面是产品质量的提高直接带来的经济效益。安全猪肉生产的全程跟踪和追溯可提高产品的附加值，“放心猪肉”每千克价格一般比普通猪肉高几元，基于猪个体体况的精细化养殖提高了生猪的品质，尤其 在出口方面，高品质的生猪同一般品质的猪相比，每头售价要高几十元。另一方面是节省生产成本间接带来的经济效益。基于RFID的养猪信息平台应用可以减少人手，节省人工工资；通过对生猪个体的监测和精细饲养可以节省饲料，降低生产成本；打破部门条块分割，实现信息共享，完善监控手段，减少隐性成本。 

    3．2 社会效益 
    大型猪场应用基于RFID的信息平台进行管理，以信息化带动传统养猪企业的改造，可以带来如下的社会效益：

    (1)提高从业人员的信息素养和管理水平。 
虽然养猪企业使用了计算机进行管理，但应用的水平比较低，而理解和使用信息平台需要更高的信息素养 
和全局的管理观念。

    (2)提高消费者的信心。
    食品安全已经成了普通百姓关注的焦点，在猪肉生产中存在的各种问题极大地挫伤了消费者的信心，为此必须实现对生猪饲养的全程跟踪和问题猪肉的可追溯。

    (3) 信息化平台的建设具有较好的示范效益。
    我国的农业生产水平比较低，如何进行传统农业改造，光说不行，需要有好的示范。大型猪场一般采用企业化管理，类似工厂化生产，比较容易进行信息化改造。随着经济全球化，精细农业、精细养殖时代的到来，通过示范加速产业改造具有较好的社会效益。 

    4 结语 
    由于整个养猪业开始进入微利时代，传统的养猪业已经难以适应未来的发展，以信息化改造传统的养猪业，通过集约化、工厂化和精细养殖可实现规模效应，节约养猪成本。大型猪场根据工作性质的差异划分不同的部门，为了提高各个部门之间的协调和数据共享，建立一个统一的信息平台十分必要。