Ricerca sulla progettazione e l'applicazione di un sistema di gestione del tracciamento degli animali basato su RFID

Attualmente, la domanda di carne e latticini da parte delle persone aumenta di giorno in giorno: allo stesso tempo, le persone prestano sempre più attenzione all'affidabilità della qualità di questi prodotti, il che pone una nuova sfida per alcune aziende e richiede loro di avere un sistema di gestione completo che supervisiona e controlla rigorosamente la produzione e la lavorazione di questi prodotti. Tuttavia, nell'ultimo decennio circa, le epidemie animali hanno continuato a scoppiare in tutto il mondo, come la mucca pazza, lo Streptococcus suis, l'afta epizootica, l'influenza aviaria, ecc., che hanno rappresentato gravi minacce per la salute e la vita delle persone e hanno anche inferto un duro colpo all'industria zootecnica mondiale, attirando così grande attenzione da parte dei paesi di tutto il mondo. A tal fine, i governi di tutto il mondo hanno rapidamente formulato politiche corrispondenti e adottato varie misure per rafforzare il monitoraggio e la gestione degli animali, tra cui l'identificazione e il tracciamento degli animali è diventata una di queste importanti misure. Ad esempio, il governo britannico stabilisce che devono essere adottati vari metodi di tracciamento e identificazione per gli animali da allevamento come maiali, cavalli, bovini, pecore e capre.

Lo scopo di questa ricerca di sistema è quello di applicare la tecnologia RFID (Radio Frequency Identification) per stabilire un sistema di gestione completo, flessibile e conveniente per migliorare il livello di gestione moderno degli allevamenti di suini; allo stesso tempo, quando sorgono problemi con la carne di maiale e i suoi prodotti, è conveniente per i manager scoprire rapidamente la fonte della malattia e adottare misure appropriate per evitare ulteriori perdite. RFID è una tecnologia di identificazione automatica senza contatto con le caratteristiche di grande archiviazione dati, leggibilità, forte penetrazione, lunga distanza di lettura e scrittura, velocità di lettura rapida, lunga durata e buona adattabilità ambientale. Ed è l'unica tecnologia di riconoscimento automatico in grado di ottenere il riconoscimento multi-target.

1 Struttura del sistema e principio di funzionamento

Il sistema di gestione dell'identificazione e del tracciamento degli animali basato su RFID è costituito da tre parti: scheda a radiofrequenza RFID, lettore e scrittore e rete di computer, come mostrato nella Figura 1. Il lettore/scrittore è generalmente utilizzato come terminale di computer per leggere, scrivere e memorizzare dati su schede RFID. È composto da un'unità di controllo, un modulo di comunicazione ad alta frequenza e un'antenna. I lettori in questo sistema includono lettori fissi e portatili. La scheda RFID è un transponder passivo, che è composto principalmente da un chip a circuito integrato (1C) e un'antenna esterna. Il chip RFID di solito integra front-end a radiofrequenza, controllo logico, memoria e altri circuiti, e alcuni integrano persino l'antenna insieme. sullo stesso chip.

Il principio di funzionamento di base di questo sistema è: quando un maiale con un "orecchino a perno" (scheda RFID) entra nel campo di radiofrequenza del lettore, la corrente indotta ottenuta dalla sua antenna viene potenziata dal circuito di potenziamento e utilizzata come alimentazione per il chip. La corrente indotta con informazioni viene rilevata tramite il circuito front-end a radiofrequenza e il segnale digitale viene inviato al circuito di controllo logico per l'elaborazione delle informazioni; le informazioni di risposta richieste vengono ottenute dalla memoria e inviate al circuito front-end a radiofrequenza tramite il circuito di controllo logico e infine inviate al lettore tramite lo scrittore dell'antenna.

La rete di computer ottiene informazioni sui suini nell'allevamento tramite l'interfaccia e integra le funzioni di base richieste per la gestione quotidiana dell'allevamento di suini. Integra tutti i record, le statistiche, i report e le altre attività coinvolte nella gestione quotidiana dell'allevamento di suini che originariamente venivano eseguite manualmente. Implementare la gestione del computer. Il sistema soddisfa sostanzialmente le attuali esigenze di produzione e gestione degli allevamenti di suini, fornisce informazioni da una prospettiva macro decisionale, facilita i manager nella comprensione dello stato di gestione degli allevamenti di suini in modo tempestivo e accurato e migliora il livello di gestione moderna.

2. Progettazione hardware del sistema

L'implementazione del circuito hardware in questo sistema include tre parti: l'installazione dei "borchie auricolari" per maiali (schede RFID), l'implementazione del lettore di tag e l'istituzione della rete di computer.

2.1 Installazione di "borchie auricolari" (schede RFID)

Attualmente, i metodi di base per l'installazione di tag elettronici sugli animali includono tag elettronici di tipo collare, tag auricolare (chiodo), tipo iniezione e tipo pillola. Ogni tipo di tag ha le sue caratteristiche e il suo ambito di applicazione. Il costo dei tag per collare è troppo alto e i tag per iniezione e per pillole non sono adatti ad animali comecome i maiali, quindi questo sistema utilizza tag elettronici "ear stud". I tag elettronici ear stud non solo memorizzano molti dati, ma sono anche resistenti allo sporco e alla pioggia. Le informazioni memorizzate nella scheda radiofrequenza "ear stud" includono: l'indirizzo della città in cui si trova l'allevamento di maiali, il codice postale, le informazioni sulla razza, la data di utilizzo dell'ear stud, le informazioni sulla quarantena e l'immunizzazione, le informazioni sulle malattie, l'albero genealogico e le informazioni sulla riproduzione, la data di rilascio, ecc. Tutte queste informazioni devono coprire l'intero ciclo di vita del maiale dalla nascita per facilitare l'identificazione, il tracciamento e la gestione del maiale.

2.2 Implementazione del lettore e scrittore di tag RFID

Esistono due tipi di lettori di tag RFID utilizzati in questo sistema: uno è un lettore fisso; l'altro è un lettore portatile, vedere Figura 2. La differenza principale tra un lettore fisso e un lettore portatile è che il lettore portatile può leggere una grande quantità di informazioni sui tag RFID e quindi immettere le informazioni nella piattaforma software del sistema tramite l'interfaccia USB o la porta COM del PC. al centro. Dopo che il lettore/scrittore fisso legge le informazioni sui tag RFID, queste vengono trasmesse alla piattaforma software in tempo reale senza memorizzarle nel lettore/scrittore. Il lettore/scrittore fisso è installato in una posizione fissa nel porcile e può scambiare dati e informazioni in tempo reale tramite la rete bus CAN e la piattaforma software. Il lettore portatile è molto comodo da usare. Legge solo le informazioni sui tag RFID in modo centralizzato e quindi scambia dati con il PC.