Výzkum návrhu a aplikace systému řízení sledování zvířat založeného na RFID

V současnosti se poptávka lidí po masných a mléčných výrobcích den ode dne zvyšuje: lidé zároveň stále více dbají na spolehlivost kvality těchto výrobků, což pro některé firmy představuje novou výzvu a vyžaduje, aby měly kompletní Systém řízení přísně dohlíží a kontroluje výrobu a zpracování těchto výrobků. Zhruba v posledním desetiletí však po celém světě nadále propukají zvířecí epidemie, jako je nemoc šílených krav, Streptococcus suis, slintavka a kulhavka, ptačí chřipka atd., které vážně ohrožují zdraví a životy lidí a také zasadily těžkou ránu světovému živočišnému průmyslu. průmysl, čímž přitahuje velkou pozornost zemí z celého světa. Za tímto účelem vlády po celém světě rychle formulovaly odpovídající politiky a přijaly různá opatření k posílení sledování a řízení zvířat, mezi nimiž se identifikace a sledování zvířat stalo jedním z těchto důležitých opatření. Britská vláda například stanoví, že pro hospodářská zvířata, jako jsou prasata, koně, skot, ovce a kozy, musí být přijaty různé metody sledování a identifikace.

Účelem tohoto systémového výzkumu je použít technologii RFID (Radio Frequency Identification) k vytvoření kompletního, flexibilního a pohodlného systému řízení pro zlepšení úrovně moderního řízení prasat; zároveň při problémech s vepřovým masem a jeho produkty je pro manažery vhodné rychle zjistit zdroj nákazy a přijmout vhodná opatření k zamezení dalších ztrát. RFID je bezkontaktní technologie automatické identifikace s vlastnostmi ukládání velkých dat, čitelností, silnou penetrací, dlouhou vzdáleností pro čtení a zápis, vysokou rychlostí čtení, dlouhou životností a dobrou přizpůsobivostí prostředí. A je to jediná technologie automatického rozpoznávání, která dokáže dosáhnout rozpoznání více cílů.

1 Struktura systému a princip fungování

Systém řízení identifikace a sledování zvířat založený na RFID se skládá ze tří částí: RFID radiofrekvenční karta, čtečka a zapisovač a počítačová síť, jak je znázorněno na obrázku 1. Čtečka/zapisovač se obecně používá jako počítačový terminál pro čtení, zápis a ukládání dat na RFID karty. Skládá se z řídící jednotky, vysokofrekvenčního komunikačního modulu a antény. Čtečky v tomto systému zahrnují pevné a ruční čtečky. RFID karta je pasivní transpondér, který se skládá hlavně z čipu s integrovaným obvodem (1C) a externí antény. RFID čip obvykle integruje radiofrekvenční front-end, logické řízení, paměť a další obvody a některé dokonce integrují dohromady anténu. na stejném čipu.

Základní pracovní princip tohoto systému je: když prase s "ušní cvočkou" (RFID karta) vstupuje do vysokofrekvenčního pole čtečky, indukovaný proud získaný její anténou je zesílen zesilovacím obvodem a použit jako napájení čipu. Indukovaný proud s informacemi je detekován prostřednictvím vysokofrekvenčního předřazeného obvodu a digitální signál je odeslán do logického řídicího obvodu pro zpracování informací; požadovaná informace o odpovědi je získána z paměti a odeslána zpět do vysokofrekvenčního předního obvodu přes logický řídicí obvod a nakonec odeslána zpět do čtečky přes anténní zapisovač.

Počítačová síť získává přes rozhraní informace o prasatech ve farmě a integruje základní funkce potřebné pro každodenní řízení farmy. Integruje všechny záznamy, statistiky, zprávy a další úkoly spojené s každodenním řízením prasečí farmy, které byly původně prováděny ručně. Implementujte správu počítače. Systém v zásadě odpovídá aktuálním potřebám výroby a řízení chovů prasat, poskytuje informace z makrorozhodovacího pohledu, usnadňuje manažerům včas a přesně porozumět stavu řízení chovů prasat a zlepšuje úroveň moderního managementu.

2. Návrh hardwaru systému

Implementace hardwarového obvodu v tomto systému zahrnuje tři části: instalaci prasečích "ušních kolíků"; (RFID karty), implementace čtečky štítků a zřízení počítačové sítě.

2.1 Instalace „ušních špuntů“ (RFID karty)

V současnosti mezi základní způsoby instalace elektronických štítků na zvířata patří elektronické štítky typu obojek, typ ušní známky (nehtů), injekční typ a typ pilulky. Každý typ štítku má své vlastní vlastnosti a rozsah použití. Náklady na obojkové štítky jsou příliš vysoké a injekční štítky a štítky na pilulky nejsou vhodné pro taková zvířatajako prasata, takže tento systém používá "ear stud" elektronické značky. Elektronické štítky s náušnicemi nejen uchovávají spoustu dat, ale jsou také odolné vůči nečistotám a dešti. Informace uložené v "ušní sponě" radiofrekvenční karta obsahuje: adresu města, kde se prasečí farma nachází, poštovní směrovací číslo, informace o plemeni, datum nošení náušnic, informace o karanténě a imunizaci, informace o nemoci, rodokmen a informace o chovu, datum propuštění atd., všechny Tyto informace musí pokrývat celý životní cyklus prasete od narození, aby se usnadnila identifikace, sledování a řízení prasete.

2.2 Implementace čtečky a zapisovače RFID tagů

V tomto systému se používají dva typy čteček RFID štítků: jedna je pevná čtečka; druhá je ruční čtečka, viz obrázek 2. Hlavní rozdíl mezi pevnou čtečkou a ruční čtečkou je v tom, že ruční čtečka může číst velké množství informací na štítcích RFID a poté vkládat informace do softwarové platformy systému přes USB rozhraní nebo COM port počítače. střední. Poté, co pevná čtečka/zapisovač přečte informace na štítku RFID, jsou tyto informace přeneseny do softwarové platformy v reálném čase, aniž by byly uloženy ve čtecím/zapisovacím zařízení. Pevná čtečka/zapisovač je instalována na pevném místě ve vepříně a může si vyměňovat data a informace v reálném čase prostřednictvím sítě CAN bus a softwarové platformy. Ruční čtečka se velmi pohodlně používá. Pouze centralizovaným způsobem čte informace na štítcích RFID a poté si vyměňuje data s PC.