Investigación sobre el diseño y aplicación de un sistema de gestión de rastreo animal basado en RFID

En la actualidad, la demanda de carne y productos lácteos por parte de las personas aumenta día a día: al mismo tiempo, la gente también presta cada vez más atención a la fiabilidad de la calidad de estos productos, lo que plantea un nuevo desafío para algunas empresas y les exige tener un completo El sistema de gestión supervisa y controla estrictamente la producción y el procesamiento de estos productos. Sin embargo, en la última década, aproximadamente, han seguido estallando epidemias animales en todo el mundo, como la enfermedad de las vacas locas, Streptococcus suis, fiebre aftosa, gripe aviar, etc., que han supuesto graves amenazas para la salud y la vida de las personas, y también han asestado un duro golpe a la industria ganadera mundial, atrayendo así una gran atención de países de todo el mundo. Con este fin, los gobiernos de todo el mundo han formulado rápidamente políticas correspondientes y han tomado diversas medidas para fortalecer el seguimiento y la gestión de los animales, entre las que la identificación y el seguimiento de los animales se ha convertido en una de estas importantes medidas. Por ejemplo, el gobierno británico estipula que se deben adoptar varios métodos de seguimiento e identificación para animales de granja como cerdos, caballos, ganado vacuno, ovejas y cabras.

El propósito de esta investigación del sistema es aplicar la tecnología RFID (identificación por radiofrecuencia) para establecer un sistema de gestión completo, flexible y conveniente para mejorar el nivel de gestión moderno de las granjas porcinas; al mismo tiempo, cuando surgen problemas con la carne de cerdo y sus productos, es conveniente para los gerentes descubrir rápidamente la fuente de la enfermedad y tomar las medidas adecuadas para evitar más pérdidas. RFID es una tecnología de identificación automática sin contacto con las características de gran almacenamiento de datos, legibilidad, fuerte penetración, larga distancia de lectura y escritura, velocidad de lectura rápida, larga vida útil y buena adaptabilidad ambiental. Y es la única tecnología de reconocimiento automático que puede lograr el reconocimiento de múltiples objetivos.

1 Estructura del sistema y principio de funcionamiento

El sistema de gestión de identificación y seguimiento de animales basado en RFID consta de tres partes: tarjeta de radiofrecuencia RFID, lector y escritor, y red informática, como se muestra en la Figura 1. El lector/escritor se utiliza generalmente como terminal de computadora para leer, escribir y almacenar datos en tarjetas RFID. Está compuesto por una unidad de control, un módulo de comunicación de alta frecuencia y una antena. Los lectores de este sistema incluyen lectores fijos y portátiles. La Tarjeta RFID es un transpondedor pasivo, que se compone principalmente de un chip de circuito integrado (1C) y una antena externa. El chip RFID generalmente integra un front-end de radiofrecuencia, control lógico, memoria y otros circuitos, y algunos incluso integran la antena juntos en el mismo chip.

El principio básico de funcionamiento de este sistema es: cuando un cerdo con un "pendiente de oreja" (La tarjeta RFID) ingresa al campo de radiofrecuencia del lector, la corriente inducida obtenida por su antena es amplificada por el circuito amplificador y utilizada como fuente de alimentación para el chip. La corriente inducida con información se detecta a través del circuito frontal de radiofrecuencia y la señal digital se envía al circuito de control lógico para el procesamiento de la información; la información de respuesta requerida se obtiene de la memoria y se envía de regreso al circuito frontal de radiofrecuencia a través del circuito de control lógico y, finalmente, se envía de regreso al lector a través del escritor de antena.

La red informática obtiene información sobre los cerdos en la granja a través de la interfaz e integra las funciones básicas requeridas para la gestión diaria de la granja porcina. Integra todos los registros, estadísticas, informes y otras tareas involucradas en la gestión diaria de la granja porcina que originalmente se hacían manualmente. Implementa la gestión informática. El sistema básicamente satisface las necesidades actuales de producción y gestión de las granjas porcinas, proporciona información desde una perspectiva de toma de decisiones macro, facilita que los gerentes comprendan el estado de gestión de las granjas porcinas de manera oportuna y precisa y mejora el nivel de gestión moderna.

2. Diseño del hardware del sistema

La implementación del circuito de hardware en este sistema incluye tres partes: la instalación de los “tapones para las orejas” (tarjetas RFID), la implementación del lector de etiquetas y el establecimiento de la red informática.

2.1 Instalación de los “tapones para las orejas” (tarjetas RFID)

En la actualidad, los métodos básicos de instalación de etiquetas electrónicas en animales incluyen etiquetas electrónicas de tipo collar, de tipo etiqueta de oreja (clavo), de tipo inyección y de tipo píldora. Cada tipo de etiqueta tiene sus propias características y ámbito de aplicación. El costo de las etiquetas de collar es demasiado alto, y las etiquetas de inyección y de tipo píldora no son adecuadas para animales comoComo los cerdos, este sistema utiliza etiquetas electrónicas de tipo "orejera". Las etiquetas electrónicas de tipo "orejera" no solo almacenan una gran cantidad de datos, sino que también son resistentes a la suciedad y la lluvia. La información almacenada en la tarjeta de radiofrecuencia "orejera" incluye: la dirección de la ciudad donde se encuentra la granja porcina, el código postal, información de la raza, fecha de uso de la oreja, información de cuarentena e inmunización, información de enfermedades, árbol genealógico e información de cría, fecha de liberación, etc., toda esta información debe cubrir todo el ciclo de vida del cerdo desde el nacimiento para facilitar la identificación, el seguimiento y el manejo del cerdo.

2.2 Implementación del lector y escritor de etiquetas RFID

Hay dos tipos de lectores de etiquetas RFID utilizados en este sistema: uno es un lector fijo; El otro es un lector portátil, consulte la Figura 2. La principal diferencia entre un lector fijo y un lector portátil es que el lector portátil puede leer una gran cantidad de información de etiquetas RFID y luego ingresar la información en la plataforma de software del sistema a través de la interfaz USB o el puerto COM de la PC. Después de que el lector/escritor fijo lee la información de la etiqueta RFID, se transmite a la plataforma de software en tiempo real sin almacenarla en el lector/escritor. El lector/escritor fijo se instala en una ubicación fija en la porqueriza y puede intercambiar datos e información en tiempo real a través de la red de bus CAN y la plataforma de software. El lector portátil es muy cómodo de usar. Solo lee la información de la etiqueta RFID de manera centralizada y luego intercambia datos con la PC.