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自动识别技术为“身份猪”保驾护航

  生猪养殖过程中引入条码RFID等自动识别信息化技术,对生猪从购进、喂养、防疫、消毒、治疗到出售的全过程进行记录跟踪、建立生猪质量可倒查追溯制度和体系,使猪肉产品无公害得到保障。利用二维条码RFID技术的电子耳标作为畜产品的标签身份号码,为商品猪数字化养殖可溯源管理系统的实现奠定了基础。

猪牛羊等全上二维条码标签来证明其“身份”
  北京某养猪场场景,每头猪的耳朵上都有一枚圆形的带有条码的塑料标签,这个标签从猪出生起就被固定在耳朵上。每枚标签对应着一个唯一的二维条码,条形码的内容信息包含:猪的出生地、免疫注射、检疫、运输等信息。在饲养环节,每次强制免疫信息如口蹄疫、蓝耳病、猪瘟等都会被记录下来,传输到中央数据库。当猪进入屠宰场时,工作人员扫描二维码耳标,查看其防疫信息和检疫信息,然后按程序实施屠宰检疫,并登记、保存摘除的二维码耳标。至此,这枚二维条码技术的标签就完成了它的使命。
  据悉,北京一些地区的条码识读器和IC卡还被发放到县、乡两级兽医人员,以确保基层防检疫人员人手一台,同时,重点地区的村级防疫员、规模养殖场也配发了识读器,便携式条码打印机主要配发到产地检疫报检点(乡镇站)、固定式打印机则配发到屠宰厂。
  除了猪以外,牛和羊也都戴上了耳标,二维码成为动物终生的惟一标识,这是物联网在动物溯源中的切实应用,耳标变成了牲畜随身携带的“身份证”。截至2010年11月,系统共收到溯源业务数据4.3万次,涉及牲畜166.5万头/(只),其中平谷区溯源业务的数据占了很大的比例。
  当然,这仅仅是全国动物标识及疫病可追溯体系(简称“追溯体系”)的一个微缩样本。农业部从2006年开始,就将北京市列为全国动物标识及疫病可追溯体系建设试点省市。据了解,北京市从2006年到2010年11月底,共采购耳标1000.7万枚。

二维条码耳标材质价格和识别阅读流程
  目前,二维码耳标根据牲畜种类的不同,价钱也不一样。其中猪标的价格是1角钱左右、羊标3角钱、牛标4角钱。价格的差异跟材料相关,大小不同使用的材质也不一样,猪标小,可以用聚乙烯材料,牛标和羊标大,而且要允许折弯,所以得用聚氨酯材料,成本较高。
  据了解,动物标识及疫病的可追溯主要通过动物标识申购与发放管理、动物生命周期全程监管、动物产品质量安全追溯这三个方面的管理流程来实现。三大系统既紧密衔接,又相互独立,构成从耳标生产、配发,到动物饲养、流通,再到动物屠宰、动物产品销售全程监管追溯体系。
  畜禽标识申购与发放管理通过耳标申请、耳标审核、耳标审批、编码生成、下达编码、耳标生产、耳标签收和耳标发放等程序,实现耳标编码的统一生成和耳标生产、收发、使用的全程监控;动物生命周期全程监管流程是在动物饲养、运输、屠宰的全部生命周期中,利用移动智能识读器采集并传输规定数据信息到中央数据库,实现对防疫、检疫、监督工作和动物运转轨迹的实时监控;动物产品质量安全追溯流程通过对屠宰动物的耳标注销和条码转换,并对动物产品进行标识,实现对动物产品的全程可追溯。

条码自动识别技术保障追溯体系运行
  在研发过程中,以二维条码影像自动识别为代表的技术保障了追溯体系的可靠运行。动物防疫标识溯源系统应用到了二维条码溯源标识、移动智能识读器、电子票据打印机设备、数据库及数据分析软件等先进手段。系统以动物标识编码为数据轴心,将牲畜从出生到屠宰历经的防疫、检疫、监督工作贯穿起来,利用Internet和GPRS网络把生产管理和数据汇总到数据中心,建立从动物出生到动物产品销售各环节一体化全程追踪监管的管理系统。
  动物标识是追溯体系建设的基本信息载体,所采用的主要是二维码动物标识,藉以建立全国统一、惟一的动物个体编码体系。标识由二维码和编码两个部分组成,二维码耳标具有低成本、易识读、耐磨损等优势。二维码采用加密技术的行业专用码,还具有防伪防篡改功能;编码由动物种类+区划编码+标识顺序号组成,共15位数字。由于二维码识读技术应用涉及知识产权,当时全球掌握条码识读知识产权的7家企业又对二维码识读使用形成了价格垄断。为突破此瓶颈,中国动物疫病预防控制中心牵头,指导有关单位自主研发了二维码影像识读技术。

RFID无线射频技术深入应用追溯体系
  RFID无线射频技术比二维码有着更广阔的应用前景,突破关键技术,追溯体系才能够得以深入应用,中国物联网也才能真正起步快跑。二维码畜禽标识的特点是密度高、容量大、成本低。不过,中国动物疫病预防控制中心的下一步打算是,提高信息新技术手段的利用,引用RFID无线射频标识技术逐步替代现有的二维码影像标识,以提高动物标识识读的便利性;用5年左右时间,逐步建立既适合我国国情又与国际通行做法接轨的动物标识及疫病可追溯体系。
  实际上,可追溯体系堪称目前全国物联网最切实的应用之一,今年,全国产地检疫动物83.2亿头/只,屠宰检疫动物43.4亿头/只,全国已经累计发放牲畜耳标18.49亿枚,耳标佩戴率接近70%。全国每年出生6亿多头猪、3亿多只羊、7000万8000万头牛,全年新增的耳标需求就有近10亿,应用前景很广阔。几年前,由于RFID成本太高,进口一枚芯片将近3元,加上制造成本,一枚猪标要20多元,财政承担不起,因此退而求其次,采用了二维码影像,使耳标成本降低到一枚1角钱左右。
  二维码虽然成本低,弊端却也不可忽视。首先,二维码是光学读取,受光线影响大,需要在太阳光线不足或光线过强时用正补光或负补光,非常麻烦;其次,二维码受距离影响,只能识别15?20厘米以内的距离,对于牲畜来说这是个难以克服的缺陷,毕竟,揪着猪耳朵进行识别难度太大;第三是读取时间问题,二维码要求静止2秒钟进行读取,这对固定物体很容易,可是对于牲畜来说,就很难做到;第四,二维码读取还要求试读设备和耳标之间的角度要垂直,不能倾斜太多;第五就是磨损问题,牲畜的耳标被污染或磨损是常有的事情,会造成信息无法读取。
  这些问题如果要逐一解决,会极大地增加成本,例如现在一台识读器的售价在1700~1800元,如果要延长到读取50厘米的距离,识读器的成本会增加数倍。如果采用RFID作为耳标,这些问题都可以得到很好的解决。超高频芯片可以很轻易地实现50厘米到1米的识读,这个距离是畜牧行业应用的最佳距离。近年来,RFID的发展使其成本下降了许多,以一枚霍尼韦尔的超高频耳标为例,大概成本在10美分左右,封装后可以控制在一元以内。
  超高频虽然在成本、读取距离等方面都可以达到要求,但是在封装过程中却遇到一个难解的问题:注塑工艺要求严格,280度的高温容易使芯片受损,会造成读取不稳定,虽然在别的行业,可以直接把芯片镶嵌到卡中,不用经过注塑过程。但是在牲畜行业,存在许多特殊的应用场景,比如在黑龙江,冬天温度低至零下40度,塑料发脆,容易开焊;此外,牲畜间喜欢互相撕咬,很容易将耳标咬成两半,因此,芯片必须要进行一次成型的注塑。

  自动识别技术包括条码、射频识别和生物特征识别三大块。在建立以RFID标识为信息载体的全国动物疫病可追溯体系过程中,下一步要重点攻克的难题主要有两方面:一是标准的制订,主要是以RFID技术为基础的标准制订,以便下一步大规模推广应用;二是RFID产品在应用中的适应性,如耳标封装的一次性注塑,耳标封装材料的柔软度和韧性、对高低温的适应性等。

 


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