Badania nad projektowaniem i zastosowaniem systemu zarządzania śledzeniem zwierząt opartego na technologii RFID

Obecnie popyt ludzi na mięso i produkty mleczne rośnie z dnia na dzień: jednocześnie ludzie zwracają coraz większą uwagę na niezawodność jakości tych produktów, co stanowi nowe wyzwanie dla niektórych firm i wymaga od nich posiadania pełnego System zarządzania ściśle nadzoruje i kontroluje produkcję i przetwarzanie tych produktów. Jednak w ciągu ostatniej dekady lub więcej epidemie zwierząt nadal wybuchały na całym świecie, takie jak choroba szalonych krów, Streptococcus suis, pryszczyca, ptasia grypa itp., które stanowiły poważne zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi, a także zadały ciężki cios światowemu przemysłowi hodowlanemu. przemysł, przyciągając w ten sposób dużą uwagę krajów na całym świecie. W tym celu rządy na całym świecie szybko sformułowały odpowiednie polityki i podjęły różne środki w celu wzmocnienia monitorowania i zarządzania zwierzętami, wśród których identyfikacja i śledzenie zwierząt stały się jednym z tych ważnych środków. Na przykład brytyjski rząd stanowi, że różne metody śledzenia i identyfikacji muszą być stosowane w przypadku zwierząt hodowlanych, takich jak świnie, konie, bydło, owce i kozy.

Celem tych badań systemowych jest zastosowanie technologii RFID (Radio Frequency Identification) w celu ustanowienia kompletnego, elastycznego i wygodnego systemu zarządzania w celu poprawy nowoczesnego poziomu zarządzania fermami trzody chlewnej; jednocześnie, gdy pojawiają się problemy z wieprzowiną i jej produktami, menedżerowie mogą szybko znaleźć źródło choroby i podjąć odpowiednie środki w celu uniknięcia dalszych strat. RFID to bezkontaktowa technologia automatycznej identyfikacji o cechach dużej pamięci danych, czytelności, silnej penetracji, dużej odległości odczytu i zapisu, szybkiej szybkości odczytu, długiej żywotności i dobrej adaptacji do środowiska. I jest to jedyna technologia automatycznego rozpoznawania, która może osiągnąć rozpoznawanie wielu celów.

1 Struktura systemu i zasada działania

System zarządzania identyfikacją i śledzeniem zwierząt oparty na technologii RFID składa się z trzech części: karty radiowej RFID, czytnika i urządzenia zapisującego oraz sieci komputerowej, jak pokazano na rysunku 1. Urządzenie odczytujące/zapisujące jest zazwyczaj używane jako terminal komputerowy do odczytu, zapisu i przechowywania danych na kartach RFID. Składa się z jednostki sterującej, modułu komunikacyjnego wysokiej częstotliwości i anteny. Czytniki w tym systemie obejmują czytniki stacjonarne i przenośne. Karta RFID jest pasywnym transponderem, który składa się głównie z układu scalonego (1C) i zewnętrznej anteny. Układ RFID zwykle integruje przednią część częstotliwości radiowej, sterowanie logiczne, pamięć i inne obwody, a niektóre nawet integrują antenę razem. na tym samym układzie.

Podstawowa zasada działania tego systemu jest następująca: gdy świnia z „kolczykiem” (karta RFID) wchodzi w pole częstotliwości radiowej czytnika, indukowany prąd uzyskany przez jej antenę jest wzmacniany przez obwód wzmacniający i wykorzystywany jako źródło zasilania dla układu scalonego. Indukowany prąd z informacją jest wykrywany przez obwód przedniego końca częstotliwości radiowej, a sygnał cyfrowy jest wysyłany do obwodu sterowania logicznego w celu przetworzenia informacji; wymagane informacje zwrotne są uzyskiwane z pamięci i wysyłane z powrotem do obwodu przedniego końca częstotliwości radiowej przez obwód sterowania logicznego, a na koniec wysyłane z powrotem do czytnika przez program zapisujący antenę.

Sieć komputerowa uzyskuje informacje o świniach w gospodarstwie za pośrednictwem interfejsu i integruje podstawowe funkcje wymagane do codziennego zarządzania gospodarstwem świń. Integruje wszystkie rejestry, statystyki, raporty i inne zadania związane z codziennym zarządzaniem gospodarstwem świń, które pierwotnie były wykonywane ręcznie. Wdrażanie zarządzania komputerowego. System zasadniczo spełnia bieżące potrzeby produkcyjne i zarządcze ferm trzody chlewnej, dostarcza informacji z perspektywy podejmowania decyzji makro, ułatwia menedżerom zrozumienie statusu zarządzania fermami trzody chlewnej w terminowy i dokładny sposób oraz podnosi poziom nowoczesnego zarządzania.

2. Projekt sprzętu systemu

Implementacja obwodu sprzętowego w tym systemie obejmuje trzy części: instalację świńskich „kolczyków” (kart RFID), implementację czytnika tagów i utworzenie sieci komputerowej.

2.1 Instalacja „kolczyków do uszu” (kart RFID)

Obecnie podstawowe metody instalacji elektronicznych znaczników u zwierząt obejmują elektroniczne znaczniki typu obroża, znaczniki uszne (pazury), znaczniki typu iniekcja i znaczniki typu pigułka. Każdy typ znacznika ma swoje własne cechy i zakres zastosowania. Koszt znaczników obroży jest zbyt wysoki, a znaczniki typu iniekcja i znaczniki typu pigułka nie nadają się dla zwierząt takich jakjak świnie, więc ten system używa elektronicznych znaczników „kolczyków”. Elektroniczne znaczniki kolczyków nie tylko przechowują wiele danych, ale są również odporne na brud i deszcz. Informacje przechowywane na karcie częstotliwości radiowej „kolczyków” obejmują: adres miasta, w którym znajduje się ferma świń, kod pocztowy, informacje o rasie, datę noszenia kolczyka, informacje o kwarantannie i szczepieniach, informacje o chorobach, drzewo genealogiczne i informacje o hodowli, datę wypuszczenia na wolność itp., wszystkie te informacje muszą obejmować cały cykl życia świni od urodzenia, aby ułatwić identyfikację, śledzenie i zarządzanie świnią.

2.2 Implementacja czytnika i pisarza znaczników RFID

W tym systemie używane są dwa rodzaje czytników znaczników RFID: jeden to czytnik stały; drugi to czytnik ręczny, patrz Rysunek 2. Główną różnicą między czytnikiem stacjonarnym a czytnikiem ręcznym jest to, że czytnik ręczny może odczytać dużą ilość informacji o tagu RFID, a następnie wprowadzić informacje do platformy oprogramowania systemu za pośrednictwem interfejsu USB lub portu COM komputera. środkowy. Po odczytaniu informacji o tagu RFID przez czytnik/zapisywacz stały, są one przesyłane do platformy oprogramowania w czasie rzeczywistym bez przechowywania ich w czytniku/zapisywaczu. Czytnik stacjonarny/zapisywacz jest zainstalowany w stałej lokalizacji w chlewni i może wymieniać dane i informacje w czasie rzeczywistym za pośrednictwem sieci magistrali CAN i platformy oprogramowania. Czytnik ręczny jest bardzo wygodny w użyciu. Odczytuje on tylko informacje o tagu RFID w sposób scentralizowany, a następnie wymienia dane z komputerem.