现代养殖牛牧场物联网应用

赵海萍

【摘 要】现代养殖牛牧场管理技术核心是利用RFID射频牛耳标作为信息媒介，利用物联网、互联网、数据库、射频技术，在现代化乳肉兼用牛牧场内设立物联网智能化应用平台，在全产业链中提供饲料、实现养殖、防疫、屠宰、加工、储藏、运输，全生命周期的管理可以对终端消费的各个环节进行全流程记录，并且可以追溯到上游或下游进行溯源和查询。

【关键词】现代养殖;RFID射频;物联网;RFID耳标

正文：

现代养殖牛牧场管理技术核心是利用RFID射频牛耳标作为信息媒介，利用物联网、互联网、数据库、射频技术，在现代化乳肉兼用牛牧場内设立物联网智能化应用平台，在全产业链中提供饲料、实现养殖、防疫、屠宰、加工、储藏、运输，全生命周期的管理可以对终端消费的各个环节进行全流程记录，并且可以追溯到上游或下游进行溯源和查询。现代养殖牛牧场管理平台具有极强的平台拓展性。管理方可以实现与相关政府职能部门的数据对接，通过该平台对产业链的各种活动进行有效的调查和监督管理，正确进行数据统计。消费者可以利用这个平台来追踪牛肉产品的相关食品安全及质量信息，确保市场上销售的每“一块肉”通过严格的监督管理。

第一章牧场综合管理平台

牧场综合管理平台有RFID电子档案平台、牧场精细化及自动化养殖管理平台、肉牛分割及供应链管理平台、疫情监测与管理平台、牛饲料供应及追踪追溯管理平台、食品安全跟踪与追溯平台。

一、RFID牛电子档案平台

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）是一种非接触的的自动识别技术，它通过无线射频信号的收发识别目标对象的相关数据，无人工介入仅需读写器具的工作即可获得相关信息和数据识别的工作。RFID技术能够识别高速运动物体中所加载的射频信号，同时识别多个标签的技术，识别距离范围在数十厘米到几米，并且根据读写方式的不同，可对芯片内存储区域进行数千字节与数万次的信息读写。

1、RFID牛耳标为每只牛个体建立精确电子档案

与传统的乳牛卡片式档案和纸质类档案文件不同，针对乳牛设计的电子RFID标签的数字标识上保存着乳牛的各种基本信息，并按照国际标准化组织（ISO）的编码基准规则进行严格编制的编号。当每只牛初生时RFID牛耳标就被固定于牛体上，RFID电子耳标使用的是牛只整个生命周期、采用符合管理规则的统一编号和内在编码唯一的编号。牛耳标志通常以耳挂型的形式设计并使用，通过软件程序进行数据调用及管理，对应保存各种动物生命动态的数据，并做实时更新，形成牛只养殖个体的动态数字档案。

外来引进品种家畜的科学管理。从外国和外省市运来的肉类屠宰产品进入本地市场，先到指定的监督管理场所进行产品检测，通过RFID标签识别外来家畜的数字身份，进行认证，合格后贴上产品信息及相关检查信息的电子标签。

2、实时监控养殖信息和数据采集

应用无线射频RFID技术，牧场管理者可以实时监控牛群和牛只个体，及时准确收集RFID标签上记录的各种数据信息。根据RFID整合集成的各类功能模块，射频RFID标签能够动态识别并记录牛的体重、饲料摄入量、各类运动行为数量等数据，与各养殖模块的各类信息化传感器联合采集到的数据传达到后台数据库中相应的牛的状况、牛场环境温度、湿度等数据，并电脑终端上动态监测牛的健康状况与各类量化指标，一旦从采集到的数据在电脑中超出设定的健康警报的界限，管理系统就可以自动识别养殖异常信息，及时反馈到管理平台及信息中心，为管理者判断牛的生理状态、健康状态、调整饲料的结构和供应数量制定处理、兽医提前进行人为管理干预等管理环节提供有效参考数据。

3、跟踪溯源防控动物疫情

利用RFID耳标感温模块及RFID耳标ID的唯一性，管理者可以密切跟踪和监测牛场中每一头牛的体温变化。一旦发现体温异常，可以迅速确认异常来源，立即采取人为干预，采取相应的个体隔离，并对接触群体进行病理分析，排查动物疫情状况，防控动物疫情，减少疫病形成大规模扩散的可能性。

同时可以利用这个系统的网络平台进行功能应用的多维度拓展，第一时间为政府动物养殖管理及防疫部门和相关科学研究单位提供有效且及时、精准、详细的可参考数据。

二、牧场精细化及自动化养殖管理平台

1、利用RFID射频识别技术的快速、批量、远距离读写的特性、RFID耳标为牧场各管理环节的精细化养殖提供快速识别牛只个体身份、批量管理或盘点、精确养殖流程、坚实耐用等优势，被现代各种规模化养殖的场景所采用，用于牛的自动盘点、智能牛只称重、自动记录关键节点管理数据等牧场日常管理工作。

2、RFID系统在精细化养殖过程的管理中，也推广到乳牛挤奶台，用标签化管理的方式达到乳牛挤奶智能化过程管理。建立乳牛奶档案，通过平台数据跟踪与分析对奶牛个体进行产奶跟踪，从而动态调整饲养流程、饲料配比等饲养管理，建立精密饲养数据库做到精细化饲养，用科学而有效的手段提高牧场奶牛整体产奶量。

三、牧场疫情监测和管理平台

1、牧场疫病状况监测和管理平台是通过RFID芯片中数据标签化标识牛的个体或群体，以射频RFID牛耳标内信息为数据核心编号，贯穿从出生到屠宰牛的防疫、检疫、监督工作并利用射频RFID技术将牧场生产管理和畜牧防疫监督数据，动态地汇总到养殖数据平台中心，在线记录畜牧管理的全生命周期数据，实现牛从出生到屠宰的过程的数据全记录。

2、结合RFID感温功能，通过牛体温的主动侦测、异常体温报警等方式，将牛只疫情监控从传统的被动防疫升级为主动防疫，通过管理平台的疫情应急，直接通知到应急方案中的管理责任人，用现代化、数字化的方式从根本上避免大面积疫情的传染事件，实现对患病牛的快速准确监测、精准溯源进而应急处理，为行政决策和快速处理疫情提供高效的信息平台和管理方式。

RFID有源感温耳标对动物提问的监测曲线

四、肉牛喂养、分割及供应链管理平台

1、在肉牛喂养、分割及供应链管理平台建立肉制品供应链可控性管理，构建肉牛精密饲养数据库。系统由RFID标签化管理，实现各单位对牛场集中化养殖中的饮食、运动、健康状态实现24h全天候在线管理。

2、养殖企业可以利用平台数据中心轻松获取宏观数据及个体数据的在牧场存栏数量、出栏数量、疫情状态等管理环节各数据状态，并对管理数据所需响应的管理方式做出模型化判断，为管理者提供辅助性建议。政府、养殖企业、农户集体等对牧场或牛只的生长变化数据在线跟踪和异常追溯，养殖企业、农户集体进行管理配置引入到综合管理系统后，牛的成长状况、牛只的健康情况都将会纳入标准化管理体系当中，形成区域性大数据、追溯等信息中心。

3、建立从肉品分割生產加工环节，到食品仓储环节、食品配送调度环节、食品销售环节的记录与管理，RFID标签化管理涉及到每一个环节，标签内记录各环节相应数据信息，包括养殖农场编号信息，发运时间信息，批次信息，分割人员编号信息等，这些信息与生产企业自身的内部信息系统数据库相联系。在数据批量进行出环节通过RFID自动获取各类出入库信息，实现智能管理。配合各个销售网点的历史销售数据以及销售环节的数据的实时反馈，对食品库存量的精确跟踪及配给计划的监控得以实现。

4、在实际肉类市场的销售端，RFID标签化管理同样建立单个食品与消费者之间的关联数据记录，根据消费习惯、采购频次等的大数据分析，实时向仓储系统进行数据反馈，以销售供应端数据指导进货、补货频次等供应链决策。

五、牛饲料供应及追踪追溯管理平台

1、建立饲料管理系统的经济性管理，优化乳牛、肉牛场日常管理饲料系统进销存记录档案。自动化管理的饲料系统可根据牛只生长环节的体重变化、脂肪状况等通过数据模型配比来调节饲料配给，优化饲养成本体系，为牧场饲料的采购提供科学数据。

2、对于饲料来源的科学管理，应用RFID标签，对牧草来源进行产地跟踪、原料供应链、物流管理，为牧场和饲料企业之间建立规范、稳步发展的应用管理方式。

六、食品安全追溯平台

RFID技术尤其是超高频RFID在国际ISO标准中作为防伪追溯的重要数据化技术被广泛应用在食品安全追溯的各种管理系统中，食品安全追溯体系或跟踪平台的技术应用中引入RFID射频的技术规程和质量管理举措可以建立“从农场到餐桌”的食品供应链跟踪与可追溯体系。从肉牛出生开始数据纳入到肉类食品安全及追溯管理平台进行统一管理，实现食品安全的供应链各关联企业和各政府管理部门的信息接入和共享，实现从肉制品生产源头到销售零售环节的端到端监控。

1、在牛只养殖环节和牛肉运输环节中，RFID智能设备、RFID标签和各系统配套技术方式实现其全过程的饲养跟踪，实现与后端畜牧养殖与分割等生产环节的集成，数据中心化管理与行业主管部门的畜产检疫检疫系统对接，将相关信息输入肉类食品监督监管大数据平台。

2、牛只屠宰环节，通过RFID智能设备、RFID标签和各系统配套技术方式实现牛的健康状况确认，整合屠宰场后端生产环节的管理系统，并将相关信息同步实时输入到肉类食品监督管理体系。

3、牛肉加工环节中RFID技术标签化管理技术实现牛养殖信息与牛肉质量信息的关联，并将相关信息输入肉类食品监督管理平台。

4、超高频RFID技术应用在肉类供应链环节可加速供应链物流环节的工作效率，在肉类批发、肉类零售、卖场销售等批发及零售环节追踪来源信息，加强市场交易管理，同时将相关信息输入肉类食品监督管理平台。

第二章RFID射频技术设备组成

RFID牛耳标是一种基于物联网RFID射频技术，用于牛只个体的识别和数字化管理的电子元器件。它通过芯片进行标识数据存储，配合智能射频读写设备进行芯片内信息的读取，是自动化系统与牛个体之间一个信息传递的桥梁，是牛类物联网最基础的数据载体，也是最核心的信息标识。RFID牛耳标可以说就是牛的可被自动识别的电子身份证，管理人员可以通过各种专用阅读器自动识别各种动物的个体。

现代RFID牛耳标除在芯片中具有牛只身份数据的基础物联网标识功能外，还可以通过专业的标签设计整合感温器件、计步器件、GPS定位器件等，来实现现代畜牧管理中对于牛的物联网管理更丰富的管理需求。

射频RFID硬件系统智能设备

根据应用场景的物理环境、需求功能的要求，射频RFID硬件系统智能设备通常包括：RFID读写器、RFID天线、手持RFID读写设备、智能RFID通道设备、RFID标签打印机、服务器、组网设备等。

第三章项目经济效益与社会效益分析

一、经济效益分析

1、物联网技术在现代畜牧业的应用，将大大提升现代化乳肉牛类牧场管理水平，在畜牧业养殖管理流程中，结合RFID有源射频及无源RFID射频技术，以RFID标签内唯一身份芯片标识码为载体，以现代计算机网络为基础架构，通过RFID标识编码，RFID标签可穿戴，数据身份ID识别，节点信息自动录入与传输，大数据模型分析和数据挖掘及查询，物联网各技术应用可帮助管理者实现畜牧管理从牛只出生，产奶，肉制屠宰，物流配送，供应链管理，消费端应用各个环节一体化管理及全流程监控与数据追溯。

2、将乳肉牛的养殖，防疫，检疫，监督有机结合，不仅可以达到对动物疫情的快速预判及精准溯源能力，以预期告警的方式主动提高疫情的可防可控能力，在产生大范围内的疫情传染之前提早发现进而采取有效的治理手段，避免重大经济损失。

3、加强了畜禽类产品“从农场到餐桌”的全生命周期、全流程管理，实现畜牧行业的管理科学化、制度化，从而提高整体畜牧业管理水平。在牧场的管理环节上，用各类信息化设备、数据、管理模型等提高管理人员对于牧场运营与牛只的管理效率，减少人工投入，实现现代牧场管理的自动化、数据化、信息化、科学化。

二、社会效益分析

1、现代化乳肉兼用牛牧场管理通过现代化信息平台的普惠性和包容性可以提高农业畜牧业的社会效益。正如《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》所述：“实施高标准农田建设工程，强化农业科技和装备支撑，提高农业良种化水平，健全动物防疫和农作物病虫害防治体系，建设智慧农业。强化绿色导向、标准引领和质量安全监管，建设农业现代化示范区。

2、对维护食品质量安全，确保人民群众饮食安全有效具有重大的现实意义。在确保饮食安全的基础上，该项目有利于提升牛乳、牛肉制品质量管理水平，树立区域性农产品生产、养殖等企业的生产质量诚信经营的社会品牌形象，构建由政府职能监管部门为主导，养殖及相关企业和行业从业人员为主体，全社会监督和参与的食品安全共治体系。

3、节约自然能源以及社会资源。现代化牧场管理对于RFID物联网技术的投入使用除了使用技术手段节约人力、物力投入成本，有效提高区域经济效益之外，还能在降低能源消耗、保护能源与资源的安全等方面具有极高的社会价值。

4、依靠物联网、大数据等数据分析模型可从源头对现代化养殖产品产出做预测和统计，引导发展农业产业间结构的平衡。农业物联网技术的广泛应用可通过各个传感器对农作物产量进行分析预测，有利于引导农业结构平衡发展，避免因数据模型信息不全面所引起的产业结构失衡，保障农牧养殖等行业增产增收等情况。

5、在提高现代牧场管能力水平和信息化程度的同时，物联网等各类科学技术可有效提高整体行业从业人员的从业水平。由于物联网技术的应用具有网络化、远程化和自动化等所特有的优势管理模式，因此工作人员通过现代化设备、系统科学管理，智能设备设施、数字化平台应用等在养殖、流通等环节纵向加强农产品智能管理的应用可使从业者快速得到专业培训，这将对整个行业人员的职业素质和专业水平得到提升具有极其重大的社会价值和意义。