基于RFID技术在规模化奶牛场中的应用

付云宝陈红莉吴妍妍

(1.新疆八师石河子市畜牧兽医工作站,新疆石河子 532000; 2.新疆西部牧业股份有限公司,新疆石河子 532000; 3.新疆兵团畜牧工程技术研究中心,新疆石河子 532000)

基于RFID技术在规模化奶牛场中的应用

付云宝1陈红莉2吴妍妍3*

(1.新疆八师石河子市畜牧兽医工作站,新疆石河子 532000; 2.新疆西部牧业股份有限公司,新疆石河子 532000; 3.新疆兵团畜牧工程技术研究中心,新疆石河子 532000)

近年来，世界各地尤其是欧洲地区，家畜疯牛病、口蹄疫等疾病频发，对奶牛养殖造成了不可估量的损失。国外养殖业发达的国家和地区，已经建立了功能强大的个体识别系统，实现了奶牛自动化和数字化的管理，通过结合精密喂养系统、个体信息采集系统、疾病自动监测系统，能及时的掌握奶牛健康情况和有效的控制疾病的发生。

目前我国奶牛养殖业面临巨大的发展前景，我国奶牛存栏量达到一千多万头，占世界的十分之一，牛奶的总产量也达到了世界的第三位。但是受养殖方式和管理水平的制约，我国奶牛个体产奶量不及发到国家的一半。由于我国人口基数大，牛奶需求量巨大，每年需要大量进口乳制品。

这主要是因为我国奶牛养殖业存在如下弊端：（1）目前我国奶牛养殖以小规模散户养殖为主，养殖观念落后。我国虽然拥有一定数量的千头牛场，其单产量也接近发达国家水平，但占我国总体奶牛数量的比重仍然很小，更多的奶牛还是分散在个体养殖的手里。在很多偏远地区，农村散养户养殖观念落后，养殖方式和猪禽养殖方式一样。（2）词料搭配不合理，奶产量低，乳制品质量不高。奶牛是食草动物，应该配以粗料为主，精料搭配的方式养殖。我国牧草主要在北方草原地区，环境恶化后土地资源有限，牧草价格相对较贵。许多散养奶牛吃不上牧草，往往只能就地取材吃些玉米稻秆，再搭配少许价格高昂的精料，往往奶牛得不到足够的营养。（3）奶牛个体疾病免疫力差。尽管我国奶牛数量呈两位数增长，但是良种牛所占比例较低。我国良种牛主要集屮在规模较大的养殖厂，它们由于身需求大，出售和淘汰的数量有限。大量散养户手中奶牛品种低下，抗病能力差。

以上可以看出我国奶牛养殖还处于初期发展阶段，急需在奶牛养殖方式，特别是奶牛管理发法上做出改进以提高奶牛养殖的生产效率。我国不仅具有奶牛需求的广大市场，还具有把奶牛养殖业规模化、合理化和科学化的有利条件。针对这些问题，我们应该在奶牛养殖中采用大规模养殖为主，散养为辅的方式才更符合目前市场发展趋势。通过建立大规模的养殖厂，可以在奶牛词料方面做出更科学合理的搭配，还可以在奶牛的繁殖过程中改良奶牛的血统状况，以提高奶牛自身的免疫力。另外，在奶牛的养殖管理中，应该采用数字化精细养殖的方式，及时监控奶牛的生长状况，并对奶牛从血统到生长过程中的每一环节进行可追溯管理，以确保整个养殖过程的安全和高效。

1 RFID技术概况

上世纪八十年代起，无线射频识别技术（Radio Frequency Identification，简称RFID 技术）作为自动识别技术日益成熟。RIFD 识别技术是一种通过交变磁场、电磁场利用射频信号将信息以非接触方式进行双向数据通信，并通过其负载的信息数据来实现目标对象自动识别的技术。RFID 具备非视觉、非接触、高精度、无需人工干预的特点，抗干扰能力强，具有很强的环境适应能力，支持多标签的同时识别和运动目标的识别，应用快捷方便。

当前，RFID 技术的应用前景光明，技术发展迅速，已在医疗、生产、防伪、物流、交通、运输等社会各个领域中得到广泛运用。随着我国高新技术的蓬勃发展以及社会对食品安全、智能养管理等方面的需求的不断提高，也促使 RFID 技术及其应用在农畜产业方面的快速发展和普及。近几年来，随着规模化奶牛场的发展，市场信息化技术、自动化控制、人工智能和系统集成等新技术开始广泛应用于奶牛养殖的实际生产中。新技术的应用，在降低奶牛养殖中的生产成本、提高产奶水平以及在实际生产中的高效集中管理等各个方面，都发挥着巨大的作用，为规模化奶牛养殖实现精准养殖奠定了基础。

鉴于此，近年来发展迅速的射频识别技术成为当前建立可追溯体系的最佳选择，目前奶牛养殖中已开始逐步推广应用基于RFID智能奶牛管理系统，利用RFID非接触式自动识别技术实现对牛只的综合管理甚至个体的精确饲养，对养殖环节的全过程实施有序管理和监控，使奶牛养殖业步入信息化、智能化的时代：

（1）利用 RFID 唯一标识的电子耳牌标识奶牛个体，建立唯一识别的牛只档案，管理奶牛个体信息实现身份识别。

（2）通过信息技术对奶牛的采食、发情、疾病、环境等养殖要素进行自动监测，有效把握养殖细节，为科学养殖提供数据依据和决策支持。

（3）基于 RFID 的智能奶牛养殖管理系统的应用可以有效减少人员参与，节省人力成本；通过对奶牛个体监测和实施按需饲养来节省饲料，降低生产成本，提高生产和经济效益。

2 RFID 技术在畜牧业中的应用

2.1 动物识别与跟踪

RFID动物电子标签在动物识别和跟踪方面起到重要作用，电子标签严格按照ISO（国际标准化组织）标准编制 64 位识别代码，存储动物的各种信息和唯一标识，以项圈式、耳标、注射式等不同类型设计，安装在动物身上实现对动物的跟踪识别。随着世界上近十几年来不断爆发的动物疫情，极大的影响了全球畜牧业的发展。为了加强动物管理，各国政府相继出台了相关政策措施，其主要措施之一便是加强对动物的标识识别和跟踪：澳大利亚建立了“国家牲畜认证系统”（NLS），规定境内所有牛河羊必须使用统一编码、外形的电子耳标；英国政府规定必须跟踪和识别境内的所有畜牧饲养动物。在中国，从 2002 年起开始实行动物免疫标识制度，《中华人民共和国畜牧法》明确规定养殖者必须为畜禽建立养殖档案，进行标识；2006 年国家农业部 67 号令颁布的《畜禽标识和养殖档案管理办法》，正式启动建设“动物标识与疫病可追溯体系”并于 2007年起进行全国范围的推广；2009 年颁布并实施的《中华人民共和国食品安全法》则从制度上对肉食品的安全监管体系、风险监测、安全事故的处置和评估等进行了进一步补充和完善。

2.2 畜产品可追溯系统

利用 RFID 电子标签，对畜产品的特定单元或产品批次的整个供应链信息进行管理：生产阶段在 RFID 电子标签中存储畜产品的产品、产地信息，在收购、加工阶段利用 RFID电子标签实现快速分拣，并添加加工信息到 RFID 电子标签中，在仓储和运输阶段通过读写器设备自动更新 RFID 电子芯片中畜产品的进出库记录等信息。通过中心数据库有效识别产品信息，实现畜产品在整个供应链条中的可追溯能力。

2.3 数字化养殖

随着 RFID 技术的出现和发展，牲畜自动化喂养系统开始在畜牧业中得到广泛应用。美国奥斯本公司设计的全自动母猪饲喂系统（Total Electronic Animal Management，TEAM）、全自动种猪生产性能测定系统（Feed Intake Recording Equipment，FIRE）、生产育肥自动分阶段饲养系统（Weight Watch），以及我国依玛克公司设计的奶牛精确饲养系统和产奶自动计量管理系统等多种牲畜饲养和管理系统都是以 RFID 电子标识的使用为前提和基础。基于 RFID 技术识别和跟踪圈养牲畜，进行数字化精细养殖，智能管理畜牧生产活动，是有效提高畜牧业生产效益和产业集约化程度的重要的手段。

3 RFID技术应用的优势

随着科学技术日新月异，自动识别这门高新技术也得以迅速发展起来。现阶段主要的自动识别技术都有优缺点明显：

（1）条码：成本最低的一种自动识别技术，包括条形码和二维码，主要用于数据内容固定的大规模应用，主要以印刷方式印制在商品包装上。缺点是容易磨损，数据量小。

（2）磁卡：成本低，容易受周围环境影响，容易消磁和磨损，存储数据量也比较小。

（3）IC 卡：成本偏高，数据存储量大、安全性能较佳，但由于接触式的使用方式，暴露的触点容易受环境影响或人为因素导致损坏。

RFID 射频技术最大的特点就是非接触性，其识别过程可以无须人工干预，支持对运动物体的自动识别和多标签的同时识别，能够存储大量数据，非常适合用于自动化识别系统。同时 RFID电子标签的封装保证了使用的安全性，环境适应能力很强，不易损坏。多种类型的 RFID 技术方案能够最大程度的满足不同应用情况下的性能、成本需求。

4 结语

基于信息技术的现代管理系统在畜牧业中发挥着日益重要的作用。在奶牛标准化规模养殖场，借助RFID技术，建立奶牛的自动识别和追踪管理系统，可以有效提高管理水平，实现精确饲养，提高经济效益。随着技术的不断完善，RFID技术将在畜牧行业发挥更重要的作用。

[1] 颜世涛，闰银发，宋占华，等.奶牛个体智能化精料变量补饲系统设计与试验[J].农业机械学报，2011，42（2）：168-172.

[2] 耿丽微，钱东平，赵春辉.基于射频技术的奶牛身份识别模块[J].农业工程学报，2009，25（5）：137-140.

[3] 游站清，李苏剑.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].北京：电子工业出版社，2004：231.

[4] C.Shanahan ct a1.A framework for beef traceability from farm to slaughter using global standards：An Irish perspective[J]Computers and Electronics in Agriculture，2009，（66）：62-69.

[5] 赵斌，张红雨.RFID 技术的应用与发展[J].电子设计工程，2010，18（10）：123-126.

[6] 宁焕生，王炳辉.RFID 重大工程与国家物联网[M].北京：机械工业出版社，2009：56-59.

[7] H.W.Son，C.S.Pyo.Design of RFID tag antennas using all inductively coupled feed [J].Electronics Letters，2005，41（81）：120-123.

[8] 李洋.RFID 技术与在物联网中的应用[J].电子设计工程，2011，19（17）：47-48.

[9] 黄鹏，杨云志，李元忠.物联网推动 RFID 技术与通信网络的发展[J].电讯技术，2010，50（3）：85-89.

[10] 周祥.RFID 技术在物联网中应用的关键技术探讨[D].江苏大学，2005.

荷斯坦犊牛冬季饲养环境控制技术的研究（2013NY06）

付云宝（1959-），男，高级畜牧师。本科，学位学仕，主要从事奶牛饲养管理技术的研究；陈红莉(1979-),女,高级畜牧师,硕士,主要从事动物营养与饲料资源开发。

吴妍妍（1987-），女，硕士，主要从事动物营养与饲料资源开发。