基于射频识别技术的进口种牛检疫采样记录系统的设计与开发

魏金海，许建明，严 安，金 铮，段向英，鲁龙翔，王晓洁，张开展，赵 鹏

（1.通州出入境检验检疫局，北京通州 101113；2.北京中地种畜有限公司，北京朝阳 100028）

基于射频识别技术的进口种牛检疫采样记录系统的设计与开发

魏金海1，许建明1，严 安1，金 铮1，段向英1，鲁龙翔1，王晓洁1，张开展2，赵 鹏2

（1.通州出入境检验检疫局，北京通州 101113；2.北京中地种畜有限公司，北京朝阳 100028）

针对进口种牛检疫采样人员需求多、容易出错、耗时长的问题，设计开发了基于射频识别技术的动物检疫采样记录系统。该系统通过便携式电子耳标识别设备直接读取牛电子耳牌信息，通过蓝牙录入计算机，由电脑核对并记录动物耳号信息后制作样品标签，实现了采样记录的自动化，节省了人力、时间，降低了差错率。

射频识别；电子耳牌；检疫采样；检疫记录

射频识别（Radio Frequency Identifi cation，RFID）是无线电频率识别的简称，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据[1]。目前已广泛应用于奶牛饲养管理的电子耳标，是基于射频识别技术的一种专用于动物识别和信息化管理的电子产品。它储存代表动物身份信息的一串数字，通过特定的读取设备，对每一个动物个体进行快速地身份识别，从而实现自动化系统与动物个体之间的信息传递[2，3]。目前已成为现代化牧场对动物进行自动化和信息化管理的重要工具[1]。

检疫采样是进口奶牛检疫过程中最为重要的关键环节。以往在对动物逐头采血时，动物数量核对、耳号记录、样品标识、耳号核对等工作完全依赖人工完成，效率低，且容易出现差错。传统采样工作模式，在种牛进口数量少的情况下，是可以胜任采样工作需要的，但是一旦面临数量较大的进口牛群，这种采样模式，就显出了不足。复杂的环节设计，容易出现人为失误；落后的纠错手段，很难满足识错、纠错的需要；人员需求大，但利用率低；工作繁重，尤其是重复的记号、核号，占用了大量的时间。这些都成为制约采样工作效率的重要因素，尤

其是在分组采样的情况下，各组之间采样数据不能实时共享，这种不足就显得更加突出。

在这种情形下，北京出入境检验检疫局根据多年进口种牛检疫工作经验，充分利用信息化手段，将射频识别技术应用到进口奶牛检疫工作中，设计开发了动物检疫采样记录系统，以实现记号、核号、样品标识制作的自动化。

1 系统总体设计

系统主要由便携式电子耳标识别设备、计算机、服务器、无线网络设备、打印设备等组成，其工作模式见图1。其中，便携式电子耳标识别设备、计算机和打印设备可单独组成一个系统，可以单机使用，也可以通过无线网络设备和服务器与其他计算机联网，实现数据共享，满足分组采样，集中数据处理的需要。

系统运行环境要求不高，在普通电脑上就可以正常工作。另外，通过无线网络设备构建的局域网，布置简便，不需要在工作区域进行人工布线，适用于在偏远隔离场的检疫采样工作。

图1 采样记录系统模式

2 系统组成与工作原理

2.1 便携式电子耳标识别设备

读取电子耳标中的数据，并将其传输到计算机中，进行后续的数据处理。读码设备通过蓝牙与计算机进行数据传输，不受实体线路的限制，传输距离远，可极大地扩展设备的使用范围，操作起来灵活便捷。

2.2 计算机（信息处理系统）

使用微软ACCESS数据库管理系统设计的小型数据库，是整个采样记录系统的核心，主要功能是代替人工完成记号、核号和制作样品标签等工作。该系统预先存储待检电子耳标信息和可视耳牌号码，通过与读码设备录入的数据进行比对、核对，自动计算采血顺序号，输出样品标签。同时，可对出现重复采样、耳号与名单不符时即时提醒，以防出错。

除了配合便携式读码设备使用外，该系统还具备另一个补充功能——接受可视牛耳牌号的手工录入。一方面可以保证对电子耳标损毁的动物的记/核号；另一方面，也可以与平板电脑等移动无线设备对接，实现远程录入牛可视耳牌号，从而完成采样记、核号工作。

除此之外，采样工作中需要的各种记录表单也都集成到了该系统中，不再需要人工记录，可根据需要由系统直接调出。

2.3 服务器

服务器是在分组采样时，提供数据共享的平台。

2.4 无线网络设备

无线网络设备用来构建工作区的局域网，在分组采样时，构建与服务器连接的桥梁，实现各组之间的数据共享。

2.5 打印设备

打印设备用来完成样品标签的打印，打印出的不干胶标签，可直接粘贴在采血管上。通过固定格式的预制标签，对采集样品进行管理，既可以使标识更加清晰，识读时不易出错，又可以使标签所含信息更加详细，对应更加准确，方便样品管理和追溯。

3 系统的优势对比

该系统的优势：一是简化了采样工作流程，使采样参与人员的平均工作量的大为减少；二是对人员的组成和分工进行了重新整合，减少了辅助人员数量。采样工作中，不需要设立专门的耳号核查人员、采血记录表登记人员等辅助人员，也不需要再安排专人进行后期的核号工作 ；三是采样速度加快；四是准确率更高；五是样品的管

理更加科学规范。系统优势对比如图2所示。

图2 系统优势对比

2014年12月，在北京完成的4500头进口奶牛采样工作中，对该系统进行了实际应用测评，每批牛（平均40头/批）的平均采血速度为2头牛/分钟，最快达到2.9头/分钟，其中记/核号、制作样品标签仅耗时2分钟左右。在奶牛数量、采血人员数量、熟练程度相当的情况下，与传统手工记（核）号相比节省至少2/3时间，且未出现重号、错号、漏号现象。

4 问题与展望

北京出入境检验检疫局设计开发的采样记录系统，是对传统采样工作进行创新的大胆尝试，它的成功应用，也体现了信息技术在检疫工作中的应用优势。

当然，在实际应用中，也遇到了以下一些困难和问题：一是网络设备问题。由于网络设备采用的是普通家用产品，在信号覆盖及传输速度上存在不足，在交换数据量大的时候，会影响系统的运行速度。最终我们选择采用外接大功率无线网卡来解决信号和传输问题。二是低温的影响。冬季，在户外温度较低的情况下，路由器和打印机的运行都会受到影响。在实际应用时，我们需要用电热器对路由器和打印机进行保暖，以保证其正常运行。

信息技术的应用不单是专门的软件开发，或是各种高端设备的应用。正如本文所述，一个简单的ACCESS程序，或者一个简单的辅助设备的应用，都会起到意想不到的效果，简单实用是信息化的生命力。信息化的手段带来的不仅仅是工作效率的提高，更多的还是对检疫工作流程的改进和规范。

[1] 谭春林，坎杂，曾明军，等. 无线射频识别技术在奶牛饲喂机器人上的应用[J]. 农机化研究，2007（2）：169-171.

[2] 张晶声，周河. 动物标识技术比较研究[J].中国畜牧杂志，2008，44（11）：55-58.

[3] 陆荣鑑，章琦，李品. 基于射频识别技术的奶牛自动放料系统设计[J]. 中国奶牛，2012（4）：49-52.

Sample Record System Based on RFID for Quarantine of Imported Cattles

Wei Jinhai1，Xu Jianming1，Yan An1，Jin Zhen1，Duan Xiangying1，Lu Longxiang1，Wang Xiaojie1，Zhang Kaizhan2，Zhao Peng2
（1.Tongzhou Exit-entry Inspection and Quarantine Bureau，Tongzhou，Beijing 101113；2. Beijing SinoFarm Stud Livestock Co.Ltd，Chaoyang，Beijing 100028 ）

In view of the sampling problems occurred during the quarantine of the imported cattle including more staffs，frequently mistaking，and time consuming，an sampling record system was designed which based on the radio frequency identifi cation technology （RFID）.The system read the cattle EID tag information by portable RFID reader and transmitted to the computer with the blue tooth technology，and then printed a serial number as the corresponding sample label after checking the information with the ear tag list automatically. The system made progress on the information recording of sampling automatically，which needs fewer staff numbers，shorts the time and reduces the error rate to the minimum.

RFID；EID tag；Quarantine Sampling；Quarantine Record

S851.34+5.2

B

1005-944X（2015）05-0024-03