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RFID在养殖场管理的应用

作者: 时间:2008-10-09
1 前言
    数字化精细养殖是提高畜牧业集约化程度、提高农业效益的一个重要的技术手段。在数字化精细养殖系统中,RFID作为一种信息自动化采集的手段,逐渐被畜牧业企业采用,以进一步提高工作效率,并保证信息采集的准确性。畜牧企业管理者借助RFID技术可以准确记录,甚至自动完成包括喂食、称重、疾病管理和饲养等环节的操作。我国是一个畜产品的生产大国和消费大国,但非畜牧业强国,电子标识技术以及以该技术为基础的牲畜自动化精密喂养技术、疫病诊断和控制系统以及性能测定系统等管理系统尚未在畜牧业生产中得到较广泛的运用。中国加入WTO后,面临着与国际惯例和通行做法接轨的问题,电子标识技术在畜牧业中的应用也在其列。因此,发展以RFID技术为基础的数字化精细养殖既是体现和实现我国畜牧业规范化、标准化和现代化的需要,也是缩短与其他国家之间差距的必然要求。
2 RFID技术在养殖中的应用
2.1精细养殖技术体系简介
精细农业技术思想不仅适用于种植业,也适用于养殖业,精细养殖技术体系如表1所示。针对特定畜禽个体,分配识别编号,建立个体基本档案(包括血缘关系、生育记录、个体条件等)。并通过各类传感器采集和记录个体数据,如每日喂饲量、每日增重、产奶量、疫病情况、用药情况等,同时采集气候环境参数。将这些数据输入数据库中,通过决策支持系统的运算、分析、处理,制定出针对性的个体饲喂、防疫等管理方案。最后通过相关的小气候调控系统及变量执行装置实现相应的方案。
3应用现状分析
3.1奶牛精细养殖
2003年在我国863数字农业项目中首次列入了数字养殖研究课题,目前,一套基于远距离系统的RFID牛个体识别系统已经进入实用阶段。江苏省农业科学院也采用项圈式应答器挂在牛颈上,用手持式PDA进行数据的读取和上传。这两个系统的完成,体现了RFID技术在我国农业应用中的初步实现。熊本海等构建了”奶牛精细饲养综合技术平台”,通过应用信息技术采集动物的个体信息,将所得信息作为参数输入到所建平台相应的数据表和预测模型中,由计算机按系统预制的预测模型,由泌乳曲线预测产奶量开始,到预测奶牛对干物质采食量及其它主要养分的需要量,对于处在相同生理阶段或具有相似生产性能的牛只,拟选用相同的精饲料饲喂,按线性规划原理优化出符合条件的奶牛的日粮饲喂系列方案,为实现按个体奶牛的精细饲养探索出一套技术解决方案。
实现奶牛数字化精细养殖的关键在于奶牛饲养和繁殖过程中动态数据的获取、管理、分析。精细养殖的数据采集内容包括:牛只识别、体重、采食量、体况、产奶量、运动量、环境温度和湿度,还包括养殖场的饲料存储数据。基于无线射频技术(RFID)、计算机和网络技术开发的数字化养殖系统,可以动态识别、记录牛只的体重、采食量、运动量等数据,通过其它传感器传输记录牛只体况、牛场环境温度湿度,在计算机终端对牛只状况进行动态监控,利用专家知识系统,判断牛只的生理状态,调整饲料结构和供给数量。系统适应性强,既能满足独立奶场数据采集、管理、分析,面向养殖过程的需要,也能满足分布式数据源采集调度、生产管理全过程的需要。
在牛场中,将牛只主要的活动路径范围分为3个区:
饲养区、运动区、挤奶区,在3个区定点设置读写器并赋予识别编号。饲养区安装读写器和体重计,牛只进入饲养区后,在感应区触发应答器并反射标示牛只身份的代码信息,读取单元经天线接收后传输到命令/响应单元,命令/响应单元与计算机通信,从数据中心调用牛只管理数据库数据,获取该牛只应该摄取的饲料数量、比例和结构,并将数据返回现场的计算机,计算机发送指令到饲料供给设备,设备将各种比例的饲料释放到饲养槽中。牛只在进入感应区围栏时,通过埋设的体重计统计牛只重量并将数据传送到计算机。牛只活动区和挤奶区的数据采集内容分别是牛只的每日移动距离和日产奶量。牛只的移动数据采集主要通过计步器计算,日产奶量主要通过挤奶器测量,二者的统计数据结果与牛只识别代码建立映射,以牛只的识别标示符为索引将数据存储在牛只管理动态数据库中。牛只的健康状态及用药情况也记录在数据库中,并作为对于牛只进行饲喂、治疗方案确定及对其所产牛奶的进行处理的依据。
3.2生猪管理
目前,基于RFID的养猪信息化平台主要有美国奥斯本公司设计的全自动母猪饲喂系统(TEAM)、全自动种猪生产性能测定系统(FIRE)、生长育肥猪自动分阶段饲养系统(Weight Watcher)等。以母猪饲喂自动化为例。不同生理状态下的母猪,其饲养管理是不同的。饲喂量应随着猪的生理和生产阶段的不同而变化。采用电子辨识饲喂系统,当母猪进入喂料位置时,系统自动关闭后门,不许其它母猪进入。同时计算机查询该母猪是否吃完该时段的配额,如没有吃完,则自动落料器以lo0g/次的量落料,并给予至少2min以上的采食时间。l台电脑可控制l-24栏,每栏能够饲养50-60头母猪,除供应饲料外,还可供饮水、供应激素、发情识别、进行母猪自动筛选与分隔等。系统包括妊娠站、发情站、分娩站。各个工作站具有特定的功能。
3.3肉类安全信息追溯系统
近年来,肉类安全事故频繁发生,”瘦肉精”、注水肉、垃圾猪、病害肉屡禁不止,公众对肉类安全给予了前所未有的关注。肉类安全信息追溯系统,是利用射频电子技术,对畜禽养殖、屠宰、加工、运输、销售等各环节的信息进行记载,以供生产者、消费者和监管者查询和追踪的系统工程。该系统既是当前确保肉类食品安全最先进的方法,也是肉类食品质量安全管理体系的一场新的变革,对肉类安全管理具有重要的现实意义。
在畜产品的典型供应链中,每个环节都有相应的信息需要被采集,然后由相应的应用信息系统上传汇总到数据中心的数据仓库。在养殖企业、屠宰场和批发市场等环节可以通过RFID应用大大提高信息采集和处理的效率。而在零售市场和消费者这两个环节,由于数量过于庞大,主要靠相对成本较低的条形码实现信息传递。为此,需要在农产品分拣和包装时将RFID上的追溯编号读出,然后据此生成对应的条形码。
根据畜牧业供应链各环节实际生产加工情况的不同,各环节中RFID标签的形式也有所不同。例如,在养猪场采用个体RFID耳标和栏舍RFID标签结合的方式标识猪只,在市境道口采用RFID卡的形式标识生产场及物流企业,在屠宰场通过RFID脚标和挂钩RFID标签结合的方式标识白条猪,在批发市场则通过RFID卡和挂钩RFID标签结合的方式标识货品和交易双方。而在各环节中,不同RFID标签通过采用统一的编码规则来进行个体信息传递和跟踪。
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