RFID-põhise loomade jälgimissüsteemi disaini ja rakendamise uuring

Praegu kasvab inimeste nõudlus liha- ja piimatoodete järele iga päevaga: samal ajal pööravad inimesed üha enam tähelepanu ka nende toodete kvaliteedi usaldusväärsusele, mis seab mõnele ettevõttele uue väljakutse ja nõuab neilt täielikku juhtimissüsteemi, mis rangelt jälgib ja kontrollib nende toodete tootmist ja töötlemist. Viimase kümnendi jooksul on aga kogu maailmas jätkuvalt puhkenud loomade epideemiaid, näiteks hullu lehma tõbi, Streptococcus suis, suu- ja sõrataud, linnugripp jne, mis on kujutanud endast tõsist ohtu inimeste tervisele ja elule ning andnud ränga löögi ka maailma loomakasvatussektorile, pälvides seeläbi suurt tähelepanu riikidest üle maailma. Sel eesmärgil on valitsused üle maailma kiiresti välja töötanud vastavad poliitikad ja võtnud mitmesuguseid meetmeid loomade seire ja majandamise tugevdamiseks, mille hulgas on loomade identifitseerimine ja jälgimine muutunud üheks oluliseks meetmeks. Näiteks Suurbritannia valitsus sätestab, et põllumajandusloomade, näiteks sigade, hobuste, veiste, lammaste ja kitsede puhul tuleb kasutusele võtta erinevad jälgimis- ja identifitseerimismeetodid.

Selle süsteemiuuringu eesmärk on rakendada RFID (raadiosagedustuvastuse) tehnoloogiat, et luua terviklik, paindlik ja mugav juhtimissüsteem seakasvatusettevõtete kaasaegse juhtimise taseme parandamiseks; samal ajal on sealiha ja selle toodetega seotud probleemide korral juhtidel mugav kiiresti välja selgitada haiguse allikas ja võtta asjakohaseid meetmeid edasiste kahjude vältimiseks. RFID on kontaktivaba automaatne identifitseerimistehnoloogia, millel on suur andmemaht, loetavus, tugev läbitungivus, pikk lugemis- ja kirjutamiskaugus, kiire lugemiskiirus, pikk kasutusiga ja hea keskkonnasõbralikkus. See on ainus automaatne tuvastamistehnoloogia, mis suudab saavutada mitme sihtmärgi tuvastamise.

1 Süsteemi struktuur ja tööpõhimõte

RFID-põhine loomade tuvastamise ja jälgimise haldussüsteem koosneb kolmest osast: RFID-raadiosageduskaart, lugeja ja kirjutaja ning arvutivõrk, nagu on näidatud joonisel 1. Lugejat/kirjutajat kasutatakse üldiselt arvutiterminalina andmete lugemiseks, kirjutamiseks ja salvestamiseks RFID-kaartidele. See koosneb juhtseadmest, kõrgsageduslikust sidemoodulist ja antennist. Selle süsteemi lugejate hulka kuuluvad statsionaarsed ja pihuarvutid. RFID-kaart on passiivne transponder, mis koosneb peamiselt integraallülituse (1C) kiibist ja välisest antennist. RFID-kiip integreerib tavaliselt raadiosagedusliku esiosa, loogilise juhtimise, mälu ja muud vooluringid ning mõned integreerivad isegi antenni samale kiibile.

Selle süsteemi põhiline tööpõhimõte on järgmine: kui siga, kellel on "kõrvarõngas", (RFID-kaart) siseneb lugeja raadiosagedusvälja, selle antenni poolt saadud indutseeritud vool võimendatakse võimendusahela abil ja seda kasutatakse kiibi toiteallikana. Indutseeritud vool koos informatsiooniga tuvastatakse raadiosagedusliku esiotsa vooluahela kaudu ja digitaalsignaal saadetakse loogilise juhtimisahela infotöötluseks; vajalik vastuseinfo saadakse mälust ja saadetakse loogilise juhtimisahela kaudu tagasi raadiosagedusliku esiotsa vooluahelale ning lõpuks antennikirjutaja kaudu tagasi lugejale. Arvutivõrk saab liidese kaudu farmis sigade kohta käivat teavet ja integreerib seafarmi igapäevaseks juhtimiseks vajalikud põhifunktsioonid. See integreerib kõik seafarmi igapäevase juhtimisega seotud dokumendid, statistika, aruanded ja muud ülesanded, mis algselt tehti käsitsi. Rakendage arvutipõhist juhtimist. Süsteem vastab põhimõtteliselt seafarmide praegustele tootmis- ja juhtimisvajadustele, annab teavet makrotasandi otsustusprotsessist, hõlbustab juhtidel seafarmide juhtimisseisundi õigeaegset ja täpset mõistmist ning parandab kaasaegse juhtimise taset.

2. Süsteemi riistVara disain

Selle süsteemi riistvaraahela rakendamine hõlmab kolme osa: sea "kõrvaklappide" (RFID-kaartide) paigaldamine, sildilugeja rakendamine ja arvutivõrgu loomine.

2.1 "Kõrvaklappide" (RFID-kaartide) paigaldamine

Praegu on loomadele elektrooniliste siltide paigaldamise põhimeetodid kaelarihmatüüpi, kõrvamärgise (küüne)tüüpi, süstimistüüpi ja tabletitüüpi elektroonilised sildid. Igal silditüübil on oma omadused ja rakendusala. Kaelarihmadega siltide hind on liiga kõrge ning süstimis- ja tabletitüüpi sildid ei sobi sellistele loomadele...Nagu sigadel, kasutab see süsteem elektroonilisi kõrvaklappe. Kõrvaklappidega elektroonilised sildid mitte ainult ei salvesta palju andmeid, vaid on ka mustuse- ja vihmakindlad. Raadiosageduskaardile „kõrvaklapp“ salvestatud teave sisaldab: linna aadressi, kus seakasvatus asub, postiindeksit, tõuinfot, kõrvaklappide kandmise kuupäeva, karantiini- ja immuniseerimisteavet, haigusteavet, sugupuud ja aretusteavet, vabastamiskuupäeva jne. See teave peab hõlmama kogu sea elutsüklit sünnist alates, et hõlbustada sea identifitseerimist, jälgimist ja haldamist.

2.2 RFID-sildi lugeja ja kirjutaja rakendamine

Selles süsteemis kasutatakse kahte tüüpi RFID-sildi lugejaid: üks on statsionaarne lugeja; Teine on pihuarvuti, vt joonis 2. Peamine erinevus fikseeritud lugeja ja pihuarvuti vahel on see, et pihuarvuti suudab lugeda suures koguses RFID-sildi teavet ja seejärel sisestada teabe süsteemi tarkvaraplatvormile arvuti USB-liidese või COM-pordi kaudu. Pärast seda, kui fikseeritud lugeja/kirjutaja on RFID-sildi teabe loeb, edastatakse see reaalajas tarkvaraplatvormile ilma seda lugejas/kirjutajas salvestamata. Fikseeritud lugeja/kirjutaja paigaldatakse sigalasse kindlasse kohta ja saab andmeid ja teavet reaalajas vahetada CAN-siinivõrgu ja tarkvaraplatvormi kaudu. Pihuarvutit on väga mugav kasutada. See loeb RFID-sildi teavet ainult tsentraliseeritud viisil ja vahetab seejärel andmeid arvutiga.