RFIDを活用した動物追跡管理システムの設計と応用に関する研究

現在、肉や乳製品に対する人々の需要は日に日に高まっており、同時にこれらの製品の品質の信頼性に対する人々の注目も高まっており、一部の人々にとっては新たな課題となっています。 これらの製品の生産と加工を厳密に監督および制御する完全な管理システムを企業に要求します。 しかし、過去 10 年ほどの間、狂牛病、溶連菌感染症、口蹄疫、鳥インフルエンザなどの動物の伝染病が世界中で発生し続けており、人々に深刻な脅威をもたらしています。 人々の健康と命を脅かすだけでなく、世界の畜産業にも大きな打撃を与えました。 世界各国から大きな注目を集めています。 この目的を達成するために、世界中の政府は迅速に対応する政策を策定し、動物の監視と管理を強化するためのさまざまな措置を講じてきましたが、その中でも動物の識別と追跡は重要な措置の 1 つとなっています。 たとえば、英国政府は、豚、馬、牛、羊、ヤギなどの家畜に対してさまざまな追跡および識別方法を採用する必要があると規定しています。

このシステム研究の目的は、RFID (無線周波数識別) 技術を適用して、完全で柔軟かつ便利な管理システムを確立し、養豚場の最新の管理レベルを向上させることです。 同時に、豚肉とその製品に問題が発生した場合、管理者にとっては、病気の原因を迅速に突き止め、さらなる損失を避けるために適切な措置を講じるのに便利です。 RFID は、大容量データ保存、可読性、強力な浸透性、長い読み書き距離、速い読み取り速度、長い耐用年数、優れた環境適応性などの特徴を備えた非接触自動識別技術です。 また、複数対象の認識を実現できる唯一の自動認識技術です。

1 システムの構造と動作原理

RFID ベースの動物識別および追跡管理システムは、図 1 に示すように、RFID 無線周波数カード、リーダおよびライタ、およびコンピュータ ネットワークの 3 つの部分で構成されます。リーダ/ライタは、通常、読み取り、書き込み、および読み取りを行うためのコンピュータ端末として使用されます。 データをRFIDカードに保存します。 制御ユニット、高周波通信モジュール、アンテナで構成されます。 このシステムのリーダーには、固定式リーダーと手持ち式リーダーが含まれます。 RFID カードは受動トランスポンダーであり、主に集積回路 (1C) チップと外部アンテナで構成されています。 RFID チップには、通常、無線周波数フロントエンド、ロジック制御、メモリ、その他の回路が統合されており、アンテナも統合されているものもあります。 同じチップ上にあります。

このシステムの基本的な動作原理は次のとおりです。「イヤースタッド」を付けた豚が耳を傾けると、 (RFID カード) がリーダーの無線周波数フィールドに入ると、そのアンテナによって得られる誘導電流がブースト回路によってブーストされ、チップの電源として使用されます。 情報を伴う誘導電流は高周波フロントエンド回路を通じて検出され、デジタル信号は情報処理のためにロジック制御回路に送信されます。 必要な応答情報がメモリから取得され、ロジック制御回路を介して無線周波数フロントエンド回路に送り返され、最後にアンテナ ライタを介してリーダに送り返されます。

コンピュータネットワークは、インターフェースを介して農場の豚情報を取得し、養豚場の日常管理に必要な基本機能を統合しています。 これは、元々手作業で行われていた養豚場の日常管理に関わるすべての記録、統計、レポート、その他のタスクを統合します。 コンピューター管理を実装します。 このシステムは、養豚場の現状の生産・管理ニーズに基本的に応え、マクロ的な意思決定の観点から情報を提供し、経営者が養豚場の経営状況をタイムリーかつ正確に把握し、現代的な経営レベルを向上させるものです。

2. システムハードウェア設計

このシステムのハードウェア回路の実装には、次の 3 つの部分が含まれます。 （RFIDカード）、タグリーダーの導入、コンピュータネットワークの構築。

2.1 「イヤースタッド」（RFIDカード）の取り付け

現在、動物に電子タグを取り付ける基本的な方法としては、首輪型、耳札（爪）型、注射型、錠剤型の電子タグが挙げられる。 タグの種類ごとに独自の特性と適用範囲があります。 首輪タグのコストが高すぎるため、注射タグや錠剤タグは次のような動物には適していません。ブタと同様に、このシステムは「イヤースタッド」を使用します。 電子タグ。 耳穴型電子タグは大量のデータを保存できるだけでなく、汚れや雨にも強い。 「イヤースタッド」に保存されている情報は、 無線周波数カードには、養豚場がある町の住所、郵便番号、品種情報、イヤースタッドの装着日、検疫と予防接種の情報、病気の情報、家系図と繁殖情報、発売日などが含まれます。 この情報は、豚の識別、追跡、管理を容易にするために、出生から豚のライフサイクル全体をカバーする必要があります。

2.2 RFIDタグリーダライタの実装

このシステムでは 2 種類の RFID タグ リーダーが使用されます。1 つは固定型リーダー、もう 1 つは固定型リーダーです。 もう 1 つはハンドヘルド リーダーです (図 2 を参照)。固定式リーダーとハンドヘルド リーダーの主な違いは、ハンドヘルド リーダーは大量の RFID タグ情報を読み取り、その情報をシステムのソフトウェア プラットフォームに入力できることです。 PC の USB インターフェイスまたは COM ポート経由で。 真ん中。 固定リーダライタがRFIDタグ情報を読み取った後、リーダライタ内に蓄積することなくリアルタイムにソフトウェアプラットフォームに送信します。 固定式リーダー/ライターは豚舎内の固定位置に設置され、CAN バス ネットワークとソフトウェア プラットフォームを通じてリアルタイムでデータと情報を交換できます。 ハンドヘルドリーダーは非常に使いやすいです。 RFIDタグの情報を集中的に読み取り、PCとデータをやり取りするだけです。