电子标签 (RFID) 技术在畜牧业的典型应用

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电子标签 (RFID) 技术在畜牧业的典型应用

2009 年 08 月 24 日

赵华国 MIT 博士

上海市政府采购中心专家上海盛锐软件技术有限公司董事长

上海集盛信息技术有限公司执行总裁中国电子标签国家标准组专家委员会委员


目录：公司介绍

基于电子标签 (RFID) 技术的良种选育管理

基于电子标签 (RFID) 技术的畜禽疫苗流通监督及追溯管理

• 基于电子标签 (RFID) 技术的畜产品质量安全追溯管理系统系列产品介绍

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公司介绍

是一家集专业的 RFID 应用解决方案与数据运营服务提供商。是国家工信部 RFID 产业联盟理事单位。是国家科技部 RFID 创新联盟发起单位。是中国 RFID 产业联盟标准工作组成员企业。是国家电子标签标准工作组专家委员会委员。是国家 “金卡”工程管理办公室应用工作组成员。是国内最大最专业的 RFID 食品安全追溯解决方案提供商。


公司介绍

国家农业部 948 项目“畜产品质量安全追溯体系”课题的唯一技术提供单位。

2008 年奥运会食品安全追溯系统解决方案提供商之一。

2010 年 EXPO 世博会 RFID 食品安全追溯系统课题承担单位 --- 上海市经息委委托。


研发－课题和项目农业部“ 948” 项目－肉牛生产全程质量安全追溯体系关键技术研究和应用科技部“ 863 项目” －基于 SOA 架构的分布式 RFID 中间件研发和产业化科技部“星火计划” －畜产品全程质量安全监督和追溯技术与产品的研究与开发上海－基于 RFID( 电子标签 ) 的冷链食品物流管理系统的开发与示

范－基于 RFID 的世博农产品质量安全监督与追溯系统北京－肉类食品质量安全追溯管理系统


技术－成果鉴定

建立了“全国肉牛生产全程质量安全追溯体系”从产地到餐桌的技术体系，包括肉牛身份标识系统、产业链环节追溯管理系统、追溯查询系统。该技术体系的建立，解决了我国肉牛生产追溯体系建设中急需解决的关键技术难题，为加强我国肉牛业的规范化管理，促进肉牛健康养殖业快速发展和转变经济增长方式，提供了技术依据。

解决了肉牛产业链中育种－育肥－屠宰－加工 / 分割－流通 / 销售各环节的从身份标识到信息可追溯的系列关键技术难题。选用频率为 13.56MHz 的高频 RFID 耳标芯片和支持 ISO 14443(A/B)/ISO 15693 双协议的读写器芯片进行二次开发，生产出了用于肉牛生产全程质量安全追溯的专用耳标和读写设备。将 RFID 电子耳标与可视耳标相结合，不仅解决了国外选用低频RFID 耳标芯片识读距离短和读写器读写范围窄的困难，而且也解决了我国不同地区用于肉牛身份识别备选信息载体限制的难题，为 RFID 技术在肉牛追溯领域的应用开辟了广阔空间。

基于 RFID 技术的触控打码一体机设备解决了在肉牛屠宰场潮湿和多水环境下设备漏电、浸水和操作复杂等难题，同时使 RFID 信息与二维码信息成功无缝链接，为肉牛追溯信息在屠宰场环节的成功链接，提供了安全保证。


技术－成果鉴定续

研发了系统应用软件和 RFID 中间件。包括：全国肉牛国家数据库、带犊母牛饲养管理、育肥场追溯管理、屠宰场管理、互联网查询追溯系统和 RFID 中间件在内的软件共 6 套，设计的指标充分考虑我国肉牛业的特点，具有自主知识产权，全简体中文语言支持，使用简便，功能齐全，满足了我国肉牛产业链各环节追溯的需要。

电子耳标信息加密和芯片特殊功能设计：为防止 RFID 耳标芯片的重复应用，保证“一牛一片”一次性追溯使用，在屠宰场读写器上编制了“技术自杀”程序，使最后一次读取待宰牛信息后实现芯片自行销毁；读写器芯片对耳标信息的“漏读”和“错读”直接影响追溯系统的成功率，本项目通过在读写器上设置“漏读”和“错读”报警提示，使得追溯信息能够最大限度的读取、贮存和传输；密钥功能设计：鉴于肉牛身份数据贮存和管理的安全性考虑，本项目对芯片进行了密钥加密设计。

建立了牛肉多途径（五种）终端查询手段，使不同终端客户利用不同的查询途径即可获得牛肉产品的追溯查询信息。特别是利用手机短信和手机图像解析二维码技术完成的追溯信息查询，使得普通消费者也能轻松实现牛肉质量安全的低成本和便捷的查询追溯愿望。


技术－发明专利 (3 项 )


研发－著作权 (16 项 )


其它知识产权一览

著作权与专利：RFID 种畜 DNA 跟踪方法（发明专利）RFID 畜牧专用采集器（实用新型）RFID 冷链物流控制技术（发明专利）RFID 屠宰生产线控制系统（著作权）RFID 畜牧质量追溯系统（实用新型）





基于电子标签 (RFID) 技术的畜产品质量安全追溯管理系统系列产品介绍


1 、背景我国是世界畜禽养殖大国、消费大国、同时也是种畜进口第一大国，俗话讲“母猪好，好一窝；公猪好，好一坡”，“公的好，母的好，后代错不了”，种畜的质量实质上直接的决定着畜禽的质量和养殖成本。对比国外，我国目前畜禽在良种选育的过程中主要面临的问题有：如何提高繁育水平 , 如何科学评估选育 ?

如何保护优良品种 , 提高繁育质量 ?

如何才能吃上好品质肉 ?

缺少对种畜基础信息的采集和管理；育种管理过程不连续，受人员流动影响很大；种畜养殖过程人工管理工作量大，错配、漏配现象十分普遍；最新的生物研究技术的复杂化与人工操作效率上的严重脱离 ;

…...

基于电子标签 (RFID) 技术的良种选育管理：


1.1 、目标实现品种选育；保护优良品种和培育优良品种 ;

提供科学的遗传评估与评价；建立品种谱系管理与追溯；提高繁育质量与水平；建立我国肉品品质标准体系 , 实现优质优价 ;

为农民增收创收 ;

……



2 、技术实现路径主要关键技术 :

把 DNA 生物信息的电子化 , 用 RFID 来标识并记录种畜个体信息 ;

把 DNA 生物信息与 RFID 信息系统化 .

建立谱系遗传跟踪与追溯模型 .

改进现有 RFID 电子标签和读写器，为种畜佩戴包含 DNA 生物信息和电子标识的电子信息的 RFID 电子耳标和 RFID 读写器。

开发并运行谱系追溯和良种选育管理软件系统，包括 RFID 中间件、种猪谱系追溯管理软件和良种选育管理软件三个子系统软件。

在种畜基础信息采集采集的基础上，利用信息技术，快速确定各个种畜间的谱系及子代关系；

将最新的基于 DNA 和谱系的育种研究成果模型化，简化操作的复杂度及提高智能化；

采用 RFID 读写设备，在 RFID 标识的基础上，实现对养殖全程的信息的记录，避免错配和漏配。



3 、良种选育系统功能结构



4 、种畜管理系统主要功能



5 、系统使用



6 、系统特点可以适应现有规模化育种的管理需要；可以提高育种管理效率；使育种工作保持连续性；实现不同区域、不同部门育种数据的共享，避免重复劳动，分享科

研成果；






• 基于电子标签 (RFID) 技术的畜产品质量安全追溯管理系统系列产品介绍


1 、背景畜禽在养殖的过程中，需要不断的检疫，并进行疫苗的注射，以提高畜禽的抗病能力，提高养殖质量，因畜禽的养殖较为分散，距离疫苗生产地距离较远，主要存在的问题有：

疫苗的配送层级过多，管理上难度较大；疫苗管理设施落后或缺失 ;

在疫苗流通的过程中，管理手段相对落后，容易产生质量问题；疫苗失效或无活性经常发生 ;

作为用户本身，缺少有效的方式来判定疫苗质量的实际情况；

基于电子标签 (RFID) 技术的畜禽疫苗流通监督及追溯管理：


2 、主要工作改进现有有源 RFID 电子标签，在现有冷链配送设备的基础上，实现

畜禽疫苗在配送过程中的物流管理和温度监控，达到：优化疫苗流通管理，提高流通效率，如查找、配单等；实现冷链环境下 , 全程温度跟踪与控制 ;

通过 GIS 与 GPS, 实现疫苗发放监督与疫情控制 ;

对疫苗全程流通的温度记录，实现疫苗的可追溯性 .

畜禽疫苗冷链物流：


3 、系统设备



4 、系统应用情况



5 、系统特点系统利用 3S 技术 , 提高了疫苗与疫情管理的可视性与透明性；系统利用 3G 技术 , 提高了数据的实时性与准确性 ;

通过电子标签冷链检测技术 ,实现了畜禽疫苗管理的可追溯性 ;

充分补充并完善了我国畜禽疾病疫情的可防可控性措施 ;

大大地提高了畜禽疫苗的流通管理效率 ;

极大的加强了老百姓的监督与评价 ;






基于电子标签 (RFID) 技术的畜产品质量安全追溯管理系统系列产品介绍




产品实物示意图


畜禽养殖管理饲养管理屠宰管理检疫、检疫管理

RFID 在畜禽养殖中的应用

RFID 在畜牧业行业的应用情况：


养殖过程 : 电子耳标 /侗体标

用半导体编码器进行编码，内置激光工艺刻录的 64 位二进制，全球唯一编码的硅晶片，外面用强树脂材料封装，具有超强的抗冲击，防静电，防腐蚀，防水，防尘，耐磨擦等性能。耳标是无源器件。现场安装无须布线，不受现场条件限制、无需日常维护，使用寿命 20年以上，是国际通用型信息标识物 .

技术指标：重量： 1.0g

识读次数： >100万次使用寿命： >20年工作温度：— 40℃ ～ 85℃

基于电子标签 (RFID) 技术的品牌畜产品质量管理 :


非接触感应式数据采集器采用射频识别技术开发的高科技产品。由于读取标示物内码时可避免接触，故记录器无接触性的损耗、寿命长。采用压模金属外壳，坚固耐用，可以保护内部电子设备免受冲击和工作时意外损伤。没有可拆动的零件；LCD 中文显示，可充电锂电池，实时时钟，非易失存储器，特别适合于实际工作。天线可伸缩，方便实际实用；技术指标：工作电源： 5.6V

通讯接口： USB

内存容量： 4M

读卡距离： 3CM 至 40CM （ 134.2kHZ ）充电电池： 970mAH锂离子电池

无线手持读写器


高频猪用手持识读器

KD110 是一款手持式的 RFID 读写终端，特别适合在户外、车内等没有网络和电源的环境下实现灵活的无线射频应用。 KD110 体积小巧，是业内体积最小的无线射频手持式终端，在其紧凑的设计中 , 包含一个用户卡和一个 SAM 卡槽，并具备大屏幕汉字显示和汉语拼音及数字输入键盘，可以支持多种应用，如畜牧管理、资产管理、会员卡积分、物流等。通讯协议： ISO15693 & ISO 14443A / B

性能特点： ● 体积小重量轻，便于携带 ● 支持汉语拼音输入方式，可以完成需要汉字输入的应用 ● 省电设计，最大负载电流小于 110mA ，平均工作电流小于 65mA ● 带有一个标准 RS232 接口或红外接口，可以方便地和外部交换数据 ● 无需外接电源，采用两节 5 号电池供电，充电电池或普通电池均可，可选配充电器


兼容 RFID 及条码的手持终端

更换不同的模块，可以支持从低频到超高频全线的射频标签；可以支持 2 维及 1 维条码的阅读；超三防设计，是业内唯一可以提供水下 2米防水的手持机，并提供防爆，防尘功能支持红外， WUSB,ZIG BEE,CDMA,GPRS 等多种无线通讯方式支持汉语拼音输入方式，可以完成需要汉字输入的应用2.2寸， 320X240彩色屏幕 , 显示更加清晰明了。ARM9 的内核，功能更强，速度更快。省电设计，最大负载电流小于 300mA ，平均工作电流小于 100mA

大容量电池： 4800毫安时，连续工作的时间大于 48小时。


固定式屠宰线 RFID 读写设备

工作频率： 134.KHZ

读取距离： 50CM± 10%

重量： 780g

工作电压： 9V

输出： RS232


分割车间触控一体机

在分割时屏幕可显示所有分割的品种，工作人员可根据所分割的情况触摸点选相应品种就可打印相应二维码；列印模式热感式 /热转式两用感应能力具背胶之间距标签纸、黑线标记纸、连续式或折叠式标签纸、无背胶之收据纸卷标签长度自动侦测或手动命令强制控制列印速度 50.8 mm/秒 ~152.4 mm/秒列印长度 1727 mm

列印宽度 25 mm ~ 104 mm


二维包装追溯条码

在包装时，利用软件将肉品的信息（如：肉的标号、屠宰场地、检疫是否合格、肉制品级别、部位、分割时间、批次、重量、包装时间等）加密，然后编制成二维条码（ GM 或 GM-U码）的形式印制在肉制品的包装上。


专运店或超市二维码查询终端及 POS 设备 :

部署在终端零售地点如超市、卖场、专卖店等；供消费者根据二维码查询所购买食品供应信息；液晶触摸屏；操作方便简单 , 功能实用合理 , 维护方便后台统一维护管理、统计功能，便于集中监控。


消费者手机识读追溯查询

对商品上的 GM-U 码进行识读

识读成功后接入到“编码解析平台”

平台对数据进行解析转入到“ GM-U 码数据服务平台”

由“ GM-U 码数据服务平台”查询数据库，匹配条码对应的数据

返回显示商品信息在消费者手机上


案例介绍

希望通过该项目的实施，建立一套符合四川实际并具推广价值的“生猪食品产业链电子标识管理”模式，为政府提供有效的生猪防疫监管手段，解决生猪食品安全问题，打造放心食品品牌，提升生猪产品市场竞争力。




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