（农业工程专业论文）基于RFID技术的奶源产运监控系统研究.pdf

捅要 本论文首先分析论述了奶源产运监控的目的及意义，分析了国内外奶业发展情况及奶源产运 监控的现状和r f i d ( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ) 技术在畜牧业中的应用，分析奶源产运监 控的方法、技术，研究动物个体识别及奶产量流量计技术，研究b s 结构网络监控平台的建设。 数据库建设等问题。 论题研究的基本功能是采用r f i d 技术实现奶牛身份自动识别，通过奶牛产量电子计量器实现 数据采集和记录半自动化或全自动化，间接对奶牛饲喂、体重、兽医及用药情况等奶牛的生长状 况全程监控，系统实现对奶牛产量自动记录、产奶数据通过互联网实时传输到系统管理平台，同 时配备了无线数据传输器及g p s 系统的鲜奶运输车适时将装卸鲜奶数据也传到服务器，监管部门 通过平台及时了解到整个区域奶源产运整体状况，企业通过平台了解奶牛兽医及用药情况以及系 统自动传输的奶牛产奶数据，与实际收奶的数据对照可以及时知道奶源实际产运状况，结合相应 的质量检测措施。可以监控奶源质量，避免掺假现象。 系统主要由以下几部分组成：硬件设备( 耳标、奶牛识别系统即读卡器、产奶量数据采集器、 手持式数据采集器、无线数据传输器) ；系统软件( 数据采集、信息发布、数据库等。分别有政 府监管部门、企业、奶牛小区、散养户四个用户平台) ；附加设备( 计算机、打印机) ；配备g p s 、 流量计和无线数据传输器的鲜奶运输车。 系统软件采用多层b s ( b r o e r s e r v e r ) 基于w e b 的信息系统构架方式。整个监控系统由前 台表现层、中间业务层、数据访问层、后台数据库层组成，客户端只需要浏览器即可，最大程度 的减少了客户端的维护，实现了真正的“瘦客户”。这种方式下，操作人员可以在任意地点进行 处理，提高了各数据采集点工作人员的数据处理速度和安全性。并且，系统可以随时统计出各乳 制品企业、奶牛养殖场、散养户奶牛产运动态数量信息；随时统计出养殖场数量和规模信息；随 时生成需要的各种统计报表；如果发现问题，可以随时查到问题牛奶的养殖场信息、加工厂信息， 并自动生成事故处理建议方案。 关键词：奶源监控射频识别b s 结构 3 t h er e s e a r c ho fr a wm i l kp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o n m o n i t o r e ds y s t e mb a s e do nr f i d t e c h n o l o g y a b s t r a c t ： t h et h e s i sf i r s ts t a t e st h es i g n i f i c a n c ea n dt h ep u r p o s eo fm o n i t o r i n go nt h ep r o d u c t i o na n d t r a n s p o r t a t i o no fl a wm i l k ，a n a l y s e sd e v e l o p m e n to fd a i r yi n d u s t r yh o m ea n da b r o a da n dp r e s e n t s i t u a t i o no f m o n i t o r i n go nt h ep r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no fr a wm i l ka n dt h ea p p l i c a t i o no f r f i d ( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ) t e c h n o l o g yi na n i m a lh u s b a n d r yi n d u s t r ya sw e l la st h e m e t h o d sa n dt e c h n o l o g yo fm o n i t o r i n go nt h ep r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no fl a wm i l k ，a n d s t u d i e so nt e c h n o l o g i e so fi d e n t i f i c a t i o no fi n d i v i d u a la n i m a l sa n dt h a to fm i l k f l o w m e t e r ， r e s e a r c h e so nt h ec o n s t r u c t i o no fn e t w o r km o n i t o r i n gp l a t f o r mo nb ss t r u c t u r ea n dd a t a b a s e c o n s t r u c t i o n t h et h e s i ss t u d i e so nt h eb a s i cf u n c t i o n s ，a c h i e v i n ga u t o m a t i ci d e n t i f i c a t i o no fi n d i v i d u a lc o wb v r f i dt e c h n o l o g y ，r e a l i z i n gs e m i a u t o m a t i o no rf u l l ya u t o m a t i o no nd a t ac o l l e c t i o na n dr e c o r d i n g t h r o u g he l e c t r o n i cm e t e ro nd a i r yp r o d u c t i o n ，m o n i t o r i n gi n d i r e c t l yt h ef u l lp r o c e s so fg r o w i n g c o n d i t i o n so fd a i r yc o w si nr e s p e c t so ff e e d i n g ，w e i g h i n g ，v e ts e r v i c e sa n dm e d i c i n e u s e t h e s y s t e mw i l lr e a l i z ea u t o m a t i cr e c o r d i n go fm i l kp r o d u c t i o na n dt r a n s f e ri nr e a lt i m et h em i l kd a t at o s y s t e mm a n a g e m e n tp l a t f o r mv i ai n t e m e t m e a n w h i l e ，r a wm i l kt r a n s p o r tv e h i c l e sw i l lb e e q u i p p e dw i t haw i r e l e s sd a t at r a n s m i s s i o nd e v i c ea n dt h eg p ss y s t e mf o rt r a n s f e r i n gt h em i l kd a t a t ot h es e r v e r i nc o n s e q u e n c e ，m o n i t o r i n gd e p a r t m e n t sw i l lg e ti n t i m e k n o w l e d g eo fg e n e r a l s i t u a t i o no fr a wm i l kp r o d u c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no ft h ew h o l ea r e at h r o u g ht h ep l a t f o r i l l ， e n t e r p r i s e sw i l lk n o wt h ev e ts e r v i c e sa n dm e d i c i n eu s eo nc o w sv i at h ep l a t f o r ma n dt 1 1 em i l k p r o d u c t i o nd a t ao fc o w sa u t o m a t i c a l l yt r a n s f e r r e db yt h es y s t e ma n dr e a lp r o d u c t i o na n d t r a n s f o r t a t i o no fr a wm i l ka f t e rc o m p a r i n gw i t ht h ed a t ao fr e a lr a wm i l kc o l l e c t i o na tf a c t o r i e sa n d t h e r e f o rc a nm o n i t o rm i l kq u a l i t ya n dp r e v e n ta d u l t e r a t i o ni n t e g r e t i n gw i t l lt h ec o r r e s p o n d i n g m e a s u r e so nq u a l i t yc o n t r 0 1 n l es y s t e mi sm a i n l yc o m p o s e do ft h ef o l l o w i n gp a r t s ：h a r d w a r ed e v i c e s ( e a rt a g s ，i d e n t i f i c a t i o n s y s t e mo fd a i r yc a t t l et h a ti st h er e a d e r ，d a t aa c q u i s i t i o no fm i l kp r o d u c t i o n ，h a n d h e l dd a t ac o l l e c t o r , w i r e l e s sd a t at r a n s m i s s i o nd e v i c e s ) ；s o f t w a r e ( d a t ac o l l e c t i o n ，i n f o r m a t i o nr e l e a s e ，d a t a b a s e s e t c b a s e do nf o u ru s e rp l a t f o r mr e s p e c t i v e l yg o v e r n m e n ts u p e r v i s i o nd e p a r t m e n b ，e n t e r p r i s e s ，d a i r y r a i s i n gp a r k s ，h o u s e h o l du s e r ) ；a d d i t i o n a le q u i p m e n t ( c o m p u t e r s ，p r i n t e r s ) ；m i l kt r a n s p o r tv e h i c l e s e q u i p p e dw i t hg p s ，a n dw i r e l e s sd a t at r a n s m i s s i o na n df l o w m e t e r s t h es o f t w a r eo fs y s t e ma p p l i e sm u t i p l e l a y e rb s ( b r o w e r s e r v e r ) b a s e do nw e bi n f o r m a t i o n s y s t e mc o n s t r u c t i o n t h ew h o l em o n i t o r i n gs y s t e mi sc o m p o s e do ff r o n t d e s kr e f l e c t i o nl a y e r , m i d d l eb u s i n e s sl a y e r ，d a t a - v i s i t i n gl a y e ra n dd a t a b a s el a y e r c l i e n tu s e r so n l yn e e dw e bb r o w s e r s ot h a tt h em a i n t a n c eo nc l i e n tu s e r sr e d u c e st h em o s ta n dt h es y s t e mr e a l i z e st h er e a l “s l i mc l i e n t i nt h i sw a y ，o p e r a t o r sc a np r o c e s sa ta n yp l a c e sa n dt h ed a t ap r o c e s s i n gs p e e da n ds a f e t yc a nb e i m p r o v e do ne a c hd a t ac o l l e c t o r s i na d d i t i o n ，t h es y s t e mc a nm a k es t a t i s t i c so nd y n a m i cq u a n t i t y i n f o r m a t i o no fd a i r yp r o d u c t i o na n dt r a n s f o r t a t i o no fe a c hd a i r ye n t e r p r i s e d a i r yf a r ma n d h o u s e h o l d ，c a l c u l a t eo u tt h en u m b e r so ff a r m sa n ds c a l ei n f o r m a t i o na ta n yt i m e ，a n dg e n e r a t e v a r i o u ss t a t i s t i cs t a t e m e n t s c h e c ka ta n yt i m et h ef a r m sa n df a c t o d e sc o n t a i n i n gp r o b l e mm i l ki f t h ep r o b l e m so c c u r e sa n da u t o m a t i c a l l yg e n e r a t ea d v i c ef o rd e a l i n gw i t hi n c i d e n t s k e yw o r d s ： r a wm i l k m o n i t o rr a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n b ss t r u c t u r e 河南农业大学学位论文独创性声明、使用授权及知识产权归属承诺书 学位论 学位 文题目 基于i u i d 技术的奶源产运监控系统研究工程硕士 级别 学生 周永亮 学科 农业工程 导师 姓名专业 姓名 余泳昌 学位论文 如需保密，解密时间年月日 是否保密 日期：沙呷年 月哲日日期：矽7 年r 屈日 1 学位论文使用授权及知识产权归属承诺 本人完全了解河南农业大学关于保存、使用学位论文的规定，即学生必须按照学 校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷本和电子版 本，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编 学位论文。本人同意河南农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文 的全部或部分内容。 本人完全了解河南农业大学知识产权保护办法的有关规定，在毕业离开河南 农业大学后，就在校期间从事的科研工作发表的所有论文，第一署名单位为河南农业 大学，试验材料、原始数据、申报的专利等知识产权均归河南农业大学所有，否则， 承担相应的法律责任。 。气_ ；， 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书。：；0 、_ 7 黜躲f 躲翩签名斛吻蝴黝：i 笙! j i 日期叼年夕月劣，日日期：p 锌( 角艿日日期：f7 年旷觚 致谢 本文是在河南农业大学余泳昌教授的悉心指导下完成的，感谓十我的导师余泳昌教 授对我在校学习、系统的研究开发、论文写作期间所给予的帮助和指导。在我的论文 选题和论文写作阶段，他花费了很多时间和精力，督促研究课题的进展和指导主要技 术问题的解决，提出了许多意见和建议，得以使我们的研究项目进展顺利。对我的论 文撰写和修改，认真细致、从严要求。他们学识渊博、治学严谨、诲人不倦的精神不 断激励我在学海前进。几年来，导师对我的学习、工作、研究诸方面给予了无微不至 的关心和培养，在此，特向他们致以最衷心的感谢! 同时，我也非常感谢花俊国教授、徐泽君教授和我的朋友张晓松博士，我的同事 张伟峰工程师、晏玲经济师在我学习和论文写作期间给予的帮助和指导。他们在我学 习和论文写作过程中，给我提供了大量的技术资料和有关参考文献，与我共同讨论技 术方案，对我研究课题的顺利完成起到了关键作用。 最后，向几年来给我们授课的所有老师，向对我的学习、工作和研究给予大力帮 助的其他老师、同学和同事们表示衷心的感谢! 1 、概述 1 1 研究的目的与背景 随着人们生活水平的不断提高，人们活着不再仅仅是为了解决温饱问题，而是追求更高层次 的生活水平，对人身体的健康更是放n t 人生追求的第一位，因此，现在对食品安全问题更加的 关心和重视。特别是在奶粉三聚氰胺事件后，引发了人们对乳制品安全的思考，提高了对乳制品 的质量要求，从以前的“有奶喝”到转变为现在的“喝好奶”。 乳制品的质量链涉及到多个部门，主要包括奶牛场对奶源的质量控制、奶源的运输，乳制品 厂产品生产过程的控制、产品质量的控制以及销售中间商的产品保存，直至终端客户的使用。人 们要喝上放心奶，必须控制好每一个环节，才能保证产品的质量安全。牛奶业界人都知道“得奶 源者得天下。有了好奶源，才能产好奶。”好奶不仅需要乳品厂的生产和冷链保证，而且首先奶 牛场必须生产出优质奶源，并且采用正确的运输方式来交给乳品厂，因此，奶源的质量及产运方 式是十分重要的。本文主要以r f i d 技术为手段，以计算机网络技术和数据库技术为支撑。设计奶 源产运监控系统，从奶牛奶源的产运状况的监控来保证奶源的质量。 1 1 1 国外奶牛产业化形式 ( 1 ) 美国奶业产业化程度最高，达9 8 。 美国奶业主要采用的是规模牧场养殖模式。因此可以保证企业较大程度上对奶源质量的控制。 同时，美国奶业是产业化程度最高的产业，产业化程度高达9 8 。奶业合作组织体系在美国相当发 达，主要有供应合作社、奶牛改良合作社、销售合作社三类，为奶牛场提供饲料、种子、农药、 机械等，而且还提供奶牛改良技术、牛奶收购、运输、储存、加工、销售方面的服务。 另外，美国奶业在发展过程中不断追求技术进步，科技在奶业发展中的作用占6 0 以上。良种 繁育技术的推广大大提高了牛群的产奶量，改善牛群饲养管理条件、加强疾病控制方法等使个体 奶牛的产奶量得以继续增加。自1 9 5 0 年以来，美国奶牛存栏总头数一直减少，单产奶量一直增加， 总产奶量持续增加1 。 ( 2 ) 荷兰、芬兰、新西兰一体化经营模式突出。 农工商一体化，产供销一条龙。这是农业产业化最突出的表现形式。它是指农业企业集团内 部、农业企业之间以及农业企业与非农业企业之间，通过某种经济约束或协议，把农业的生产过 程各个环节纳入同一个经营体内，形成风险共担，利益均沾，互惠互利，共同发展的经济利益共 同体。 在荷兰，现有2 2 家乳品厂中有1 3 家是产供销一体化的合作社口1 ，其中包括供应本国8 0 牛奶 及其制品的三家最大的加工厂。印度在政府的扶植下，建立了以奶牛合作社为基础，以乳品加工 为核心，提供产前、产中、产后配套服务的合作组，实行按交售鲜奶多少返还利润的办法。保护 奶农利益。日本9 9 以上的村民都加入了农协，“农协”牌牛奶，就因为农协自己担当“龙头企业” 的角色，借助“合作社+ 农户”的一体化形式，有效地降低了生产成本和交易费用。 4 在芬兰，以股份制形式组成的全国联社性质的一体化奶业公司瓦利奥公司，它是一个具有太 规模生产能力的专业化、社会化和集团化公司。公司从奶牛的饲养、原奶的收购、运输，到乳制 品的精加工、产品的销售和出口进行体化经营不仅效率高、周期短、生产成本低而且随时 可以根据市场的动态需求变化调整产品的品种和数量，该公司吸收全国2 5 6 0 0 个奶牛户( 占全国 80 9 6 ) 参加，在全国设立3 3 个加工厂，产品多达1 4 0 0 种，加工量占全国的7 7 ，年营业额已选1 8 亿美元之多。 新西兰实行高度纵向一体化模式。最低一级是农场主，上面一级是奶农合作社，最上面一级 是乳业委员会。农场主拥有台作社的股份，合作杜叉拥有乳业委员会的股份。农场主把生产出来 的牛奶卖给合作社，合作社又把奶卖给乳业委员会t 乳业委员会通过它的全球营销网络把这些乳 制品销售到海外。 ( 3 ) 德国家庭牧场注重质量。 在德国，由于受到欧盟奶业生产政策的影响，牧场受配额生产限制。饲养奶牛主要是以家庭 牧场形式存在，规模一般在1 0 0 2 0 0 头，同时拥有土地2 0 0 3 0 0 平方米。牛场和土地的管理由3 4 人却可完成”。 近2 0 年来，德国牧场经历了由数量增长型向质量提高型的根本转变，主要表现在技术进步上。 在设施上，德国人还投资* 建了设计先进的牛舍和挤奶厅形成了散栏式牛舍和挤奶厅齐备 的现代化舍饲方式。与此同时，牛舍开始使用漏缝术地板，这样可以储存牛粪减少清洁牛粪时 的劳动强度和劳动力为机械化清粪创造了条件。 奶牛饲养技术也在不断改进，饲料从以前蛆青干草为主改进成草青贮技术，现在德国根多 牧场基本已实现了计算机管理，提高了管理和决策效率。 11 2 目前国外推出的奶源监控方案 目前以色列阿菲金公司推出了基于互联网的远程数据查看和监控系统( 围1 ) 与该公司研制的 “魔盒”和电子计量器配合使用可以实现对奶牛场牛奶质量的监控“1 。 凡一髫 衿糍二。霪 l 静| 一一l 各 图l 基于互联网的远程数据查看和监控系统 圈2 装有。魔盒”的挤奶台( 圈中的部分是与原奶质量控制相关的设备) 该公司设计的“魔盘”，即乳成份在线分析仪是以色列阿菲金特种农业设备公司研制的高 科技产品。该仪器能够在线检铡牛奶成份，主要包括乳艏率、乳蛋白、乳培、尿素、体细胞等。 在2 0 0 8 年l o 月1 4 日已经被山东搴安普宝奶牛场成功运甩，成为。魔盘”在中国的第一个用户 但国内目前主要还是依靠化学分析方法检测。 电子计量器是阿菲叠公司早在1 9 7 8 年率先发明并在垒世界上千个牧场使用至今，不但准确计 量奶牛产量，还能早期发现患病的牛，从而避免祸牛的奶混入奶缸，这也是保证原奶质量的手段。 目前国内已有类似产品。 这些高科技的电子产品安装在各个牧场和奶站的挤奶设备中牛只完成挤奶后数据自动进入 电脑不允许任何修改。同时结合阿菲金网络版管理软件，奶源控制中心、乳品厂、奶站管理入、 牧场场长可以及时知晓所管辖奶源的数量和质量。 i1 3 国内奶牛业发展形势 奶业发展水平是国家畜牧业现代化程度的重要标志。改革开放以来，我田奶业持续快速发展， 饲养规模不断扩大加工能力明显增强，对丰富城乡市场、优化农业结构、增加农民憧入做出了 重要贡献。但从总体看我国奶牛单产仅相当于发达国家的一半，目前纯种荷斯坦奶牛不到5 0 ， 养殖方式较为落后，存栏2 0 头以上的奶牛规模养殖比重只有3 1 。与国外奶业发展谁拼对比，当 前我国奶业总体发展水平比较低还蛀在初级发展阶段，抵御市场风险能力较差，奶业发展机遇 与挑战并存。 有关专家指出随着经济全球化的不断发展，中国奶业发展与国际市场的互动性更强关联 度更高，产业弱质性将更加凸显，去年1 0 月份以来国际乳制品价格逐步回落，甓国乳制品价格明 显处于劣势导致竞争力下降。 总体来说，我国奶业生产正处于重要的转型时期，奶业发展正从单纯水量扩张阶段向整体优 化结构、提高产业豪质和产品竞争力的阶段转变。帆长期技疑来看应着力提高奶牛标准化规模 养殖水平，加强原料奶收购市场管理加大对奶业发展的宏观调控加强奶业国际交流合作促 进奶业生产稳定发展。 i1 4 我国奶源模式分析 6 目前，全国只有不到t o 的牛奶原料来自牧场，其余的9 0 以上都是来自奶农，以及复原乳。 这与新产业政策规定的奶牛规模化养殖比重3 0 相差很远。 目前我国奶源模式分为四种1 ： “公司+ 农户”，即分散饲养、散收牛奶模式； “公司+ 奶站+ 农户”模式，即分散饲养、集中挤奶模式； “公司+ 奶牛合作社”模式，即奶农( 奶牛) 合作社模式： “公司+ 小区+ 奶户”、“公司+ 规模牧场”，即小区模式、规模牧场模式。 这四种奶源模式，企业对奶源控制能力依次增强，但在中国最为盛行的奶源模式，恰恰是前 两种企业对奶源控制能力最差的模式，后两者还只是中国奶业发展的大方向。 “公司+ 农户”( 即分散饲养散收牛奶) 、“公司+ 奶站+ 农户”( 分散饲养集中挤奶模式) 模式在 我国大多数地区存在。因为在此种模式下，乳品企业不用投资建设自己的奶源基地，有足够的资 本高价收奶。这些乳品企业没有建设奶源基地，而是靠中间商高价四处抢奶。因此，出现了以营 利为目的的奶站、奶贩子。一般来讲，奶站并不是赚鲜奶的差价，而是乳品企业付给其一定的服 务费。 但是一般情况下乳品企业付给奶站的服务费很少，每吨只有几十元钱，扣去原料奶的冷却费 用、电费、运费等，这些奶站根本不赚钱，因此部分奶站不是掺假，就是克扣奶农。 奶站这个介于奶农和乳品企业中间的机构。缺乏监管。按照有关规定，收购的奶必须经过质 检部门等第三方的检测。但在没有发生“三鹿事件”之前，几乎没有第三方对奶质进行检测。在 这种情况下，不仅保证不了奶的质量，部分奶站和乳品企业常常克扣奶农，影响奶农饲养奶牛的 积极性。 这些奶站不像奶源基地那样，与奶农建立稳定的利益关系，在产奶淡季的时候，高价抢奶， 旺季时，拒收或限收原料奶。甚至几家奶站形成价格联盟，共同“整治”奶农，以至出现奶农倒 奶的现象。 1 1 5 我国目前牛奶产运的方法及监控措施 ( 1 ) 国家出台新条例，从源头保证奶源。 2 0 0 8 年1 0 月9 日，国务院总理温家宝签署国务院令，公布了乳品质量安全监督管理条例。 条例加强从奶畜养殖、生鲜乳收购到乳制品生产、乳制品销售等全过程的质量安全管理，加 大对违法生产经营行为的处罚力度，加重监督管理部门不依法履行职责的法律责任。为了从源头 保证奶源，条例规定：一是建立奶业发展支持保护体系：全国奶业发展规划即将制定，各地 政府要科学安排生鲜乳生产收购布局：国家建立奶畜政策性保险制度，省级以上财政应当安排支 持奶业发展资金，并鼓励对奶畜养殖者、奶农专业生产合作社等给予信贷支持。二是对奶畜养殖 场、养殖小区加强规范。三是对生鲜乳生产加强质量安全管理。 条例对养殖奶畜有详细的规定，如不得使用国家禁用的饲料、饲料添加剂、兽药以及其 他对动物和人体具有直接或者潜在危害的物质。不得销售用药期、休药期内奶畜产的生鲜乳等。 7 条例明确了企业在收购、运输、销售过程的责任。细化了各项标准，有利于正规企业的 良性发展，奶业的恢复性发展，也鞭策了不规范企业。如：禁止在生鲜乳收购、贮存、运输、销 售过程中添加任何物质；禁止在乳制品生产过程中添加非食品用化学物质或者其他可能危害人体 健康的物质：禁止在生产过程中使用不符合乳品质量安全国家标准的生鲜乳；禁止购进、销售过 期、变质或者不符合乳品质量安全国家标准的乳制品：禁止不符合条例规定的单位或者个人开办 生鲜乳收购站、收购生鲜乳；禁止收购不符合乳品质量安全国家标准的生鲜乳。 监管部门：协调配合强化监督条例的出台有利于“地方政府负总责，各部门指导协调、 联合行动”的工作机制，加强协调配合，强化日常监督，条例既有指导性又有具体性，十分周全， 便于各地结合当地实际操作。下一步待地方政府将条例细化后，将更加全面细致。 ( 2 ) 部分地区( 天津) 鲜奶收购运输环节实行“两证一单”制度，以及“三个记录”溯源制 目前我国某市采取的是奶牛养殖场、生鲜乳收购站派驻2 4 小时监督员，还在收购运输环节实 行“两证一单”制度，以及“三个记录”溯源制，全力保障奶源质量安全口1 。三鹿奶粉事件后， 国家出台了一系列牛奶质量安全保障法律法规和政策。该市畜牧部门按照新规定结合本地实际， 对生鲜乳生产、收购等环节进行监管。首先对全市奶牛场、奶牛养殖小区、生鲜乳收购站派驻监 督员，2 4 小时对奶牛生产环节、收购环节进行监督检查，着重监管奶牛饲料、售药等投入品是否 安全合格。然后在收购运输环节实行“两证一单”和“三个记录”制度：生鲜乳收购站符合生鲜 乳收购站建设规划布局、收购场所符合环保和卫生要求、有与收奶量相适应的冷却、冷藏、保鲜 设施和低温运输设备、有与检测项目相适应的化验和检测仪器设备、从业人员经培训合格并持有 有效健康证明、有卫生管理和质量安全保障制度，具备以上六个条件的生鲜乳收购站由畜牧部门 发放生鲜乳收购许可证。对于运输过程来讲，生鲜乳运输车辆要符合奶罐材料无毒无害、保温卫 生、运输中有能力快速将生鲜乳恒温至4 度等五个条件，才给予办理生鲜乳准运证。“一单”是 指在运输生鲜乳时工作人员要随车携带生鲜乳交接单，上面有关生鲜乳出站到站的相关信息要一 应俱全。与此同时，生鲜乳收购站还要建收购、检查和销售这三项记录。 ( 3 ) 部分地区( 河北) 推出托管奶源新模式从源头确保奶源安全 为加强奶源基地建设、确保奶源安全，河北推出了托管奶源新模式，这一模式。是企业通过 托管、参股、收购等多种方式，全面掌控奶站，派出专业人员二十四小时驻站监管，实现对奶牛 饲养、卫生防疫、科学挤奶、奶站清洁卫生、原奶品质检验把关等全过程管理。以减少原奶供应 链的中间环节，从源头上杜绝掺杂使假，确保奶源质量安全。 ( 4 ) 多次把关，保证源奶，g p s 监控车辆，保证运输。 第一，对每头牛的牛奶进行取样，检测各项营养指标是否达标。分析牛奶是否含有不良物质， 小样抽检合格的奶牛被牵到挤奶厅挤奶。 第二，在所有的牛奶装进冷藏罐后。取样检测一次，即综合样检测，合格才能收购。 第三运用高科技手段对原奶生产和运输进行全程监管，鲜奶的运输车，每辆车车顶都安装 一个摄像头，即g p s 的的监视系统，作用是对鲜奶的运输过程进行全过程的监控。奶车运输过程 8 中停车超过了十分钟规定时间，有一个自动的短信报警，发到工作人员那里。如果奶罐罐盖上面 有人开启的话，自动有一个拍照的功能，传到数据中心，进行追踪。 第四，原奶抵达工厂后，还要运用诸多高科技仪器进行4 次检验，才能进入生产线。以及请 第三方检测机构进行督导和抽检。 基于上述分析，就我国目前奶牛产业的具体形式，要想让大家都喝上放心奶，就要从源头抓 起，奶源的控制监管是一个不可缺少的重要手段，本文主要以奶源的产运监控为目的，以r f i d 技 术为手段，以b s 结构网络技术和数据库技术为支撑，设计奶源产运监控系统，从奶牛奶源的产 运状况的监控来保证奶源的质量。 1 2r f i d 技术及其在畜牧业中的应用 r f i d ( 射频识别) 技术起源于第二次世界大战，最早曾在第二次世界大战中用来在空中作战 行动中进行敌我识别：当时英国用以确认进机场的是否为己方的飞机，以免遭误击。 r f i d 技术是从上个世纪8 0 年代兴起的一项自动识别技术，并已经发展了几十年了，被列为新 世纪十大重要技术项目之一阻1 。9 0 年代后，射频识别技术标准化问题目益得到重视，射频识别技 术的理论得到进一步丰富和完善。到目前由于芯片技术提高、成本急剧下降和功能不断增强，射 频识别产品开始广泛应用，已经进入到制造业、零售业、物流业、金融、电信、交通、医疗、身 份证等各种领域旧1 ，在畜牧业中也有较好的应用。 1 2 1 r f i d 技术简介 射频识别( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ，r f i d ) 技术是一种非接触自动识别技术，利用 射频信号通过空间耦合( 电感或电磁耦合) ，实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识 别目的。射频识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。r f i d 技术可识别高速运动物体并 可同时识别多个标签，操作快捷方便。 基本的r f i d 系统由r f i d 标签、r f i d 读写器及后台数据库等组成( 见图3 ) 。( 1 ) r f i d 标签( 应 答器) ：由芯片与天线组成，具有唯一的电子编码，有一定的信息存储容量，附在物体上以标识 目标对象。( 2 ) r f i d 读写器( 阅读器) ：控制射频模块向标签发射读取信号并接受标签的应答，对 标签对象标识信息进行解码，将对象标识信息连同标签上其他有关信息传输到后台主机以供处理。 ( 3 ) 后台数据库：存放标签的基本信息和企业应用相关的数据。电子标签是射频识别系统真正的数 据载体，读写器是射频识别系统实现的基础保证。系统的工作原理是：标签进入磁场后。如果接 收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信 息，阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，解码后送至电脑主机进行有关 处理，从而达到自动识别物体的目的n 训。 9 图3r f i d 系统组成及原理图 r f i d 技术应用于各个领域所对应的频段及产品特点如下表 鹕七儿= 仆 i 线罔敲油疋线 产晶丰富- 广拥于动物讽瓢进出控中短距识鼽田读 1 3 s 1 0 t z 蒹到f 蛹：i 5 0 口h z铱梅副l 辨髓奉i 目鲥嗍在 速度量产品价格 太多致置瘃群筝斑捌f 睫 电子均晶监视堋于零售业瞬协晶防 i9 5 82 h z j 洌 盔幌峨 町甩于小区物业管理丈厦广卫前e 娆、中墒e 识肌中速 1 3 - 1 ( z 景列十颤：1 0 - - - i si i r t宅子均晶监视及i 翊( x 2 i ：科学和医i 嘛产品价格轭 疗f 业 嶂。 h 岛硎明于工业科学和医疗行业。 a o - , - , , t e m m 景列应用于工业、科学和匪r 亍业 自g ：_ 岱b 移动吃话p j , t 档g 车辅识剐、集装长距讽斟、醯嗣 a 蛇镗删h 最列箱识新峰部分墙阴, t - - , 2 , , 衅l i t l i q读、产晶价格较 别管理与窘动l 挠赍j 溉盘 邬烈g m b 秉刊 应用于工啦鞲研和匠药行业 车管慨盆，茸中s 蜘在部分匿象巳定 啦j t 列为智能交道赢境用棼暇挪登路车- i 管 理与自动嵌费鬟蛲 表1r f i d 技术应用于各个领域所对应的额段及产品特点 1 22r f i d 拄术在畜牧业中的应用： 所谓动物识别与跟踪就是在动物身上安装电子标签，井根据动物电子标签中的唯一的i d 码 与滚动物一一对应，可以随时对动物的相关属性进行跟踪与管理的一项技术。当动物进入r f i d 阅 读器的识别范围或者工人拿着手持阅读器靠近动物时阅读器就会自动将动物的数据信息识别 出来1 。 1 2 2 1r f i d 技术在养猪业中的应用 在2 0 0 6 年，“国家金卡工程”电子标签应用试点项目、“四川牲畜、食品产业链电子标识管 理系统”在四川省邛崃市正式启动。四川省生猪食品加工企业春源集团与四川鼎天电子标识技术 系统有限公司合作采用r f i d 电子标签技术，为首批1 万头生猪安装电子芯片，建立生猪产业链“信 息库”。这是我国首次将r f i d 技术应用于生猪养殖。自动化系统核心组成部分有：自动喂料计量 系统、自动称重系统、电子识别系统和电脑处理系统n 。 艾奥华洲立大学的r h o d e s 研究农场开发了妊娠母猪的自由采食喂养系统。这个系统结合了母 猪电子识别系统和电脑分析动物称重来收集数据。将母猪的平均日益增重与期望的平均日益增重 进行比较计算来确定母猪获取两种饲料配合中的一种。计算机通过系统监测来控制母猪的走动路 线n 2 1 。 在种猪的饲养方面，我国已经引入法国a c e m 0 公司的种猪性能测定自动化系统a c e m a 6 4 ，如北 京养猪育种中心、北京市顺义种猪性能测定站、深圳农牧公司、农业部种猪质量监督检验测试中 心( 武汉) 等。屠宰场的猪和超过一岁的送到其他任何目的地的猪进行了不同的识别规定。 1 2 2 2r f i d 技术对羊的识别与跟踪 从2 0 0 8 年1 月1 日起，欧洲规定强制性对绵羊进行电子识别。为验证电子识别系统的工作性 能，d e l t a 公司于2 0 0 4 年3 月开始进行真实环境下的实时电子识别与数字传输试验，农场主、牧 场和屠宰场将选择不同的电子识别系统。这项测试于2 0 0 5 年3 月结束。同年6 月份提交报告。此 外，英国政府也规定从2 0 0 4 年6 月3 0 日开始，所有的马都要被识别与跟踪3 1 。 1 2 2 3r f i d 技术在奶牛养殖中的应用 2 0 世纪8 0 年代，荷兰、美国、日本、新西兰、澳大利亚等国已经建立了一些数字化程度很高 的奶牛场。 目前，在欧洲已经建立了对牛的跟踪系统。在1 9 9 8 年9 月，英国宣布了牛跟踪系统计划。在 1 9 9 9 年年底，欧共体各成员国都实施这个系统计划。英国政府规定，2 0 0 0 年7 月1 日以后出生的 或者进口的牛必须采取数字识别。牛的识别与注册包括标识、农场记录和许可证等方面。在牛出 生后的2 0 天之内必须安装标识标签，标识标签有这头牛的标识码，这个标识码将伴随牛的一生。 在农场的记录中，记载有关于每一头牛的出生、进口、活动与死亡的全部情况。每头牛都有一 个c t s 许可证，它存储了牛的生命的全部记录。t i p s 是英国建立的对牛进行跟踪和管理的计算机系 统，英国政府为它的建立和在使用的开始阶段支付费用。 奶牛现代化饲养管理及防疫中应用r f i d 电子标签实现了对奶牛个体的标识，电子标签具有如 下作用：( 1 ) 为每头奶牛建立一个永久性的电子档案：( 2 ) 架起信息化管理平台与奶牛个体之间的 桥梁；( 3 ) 实现对奶牛个体的自动监控：( 4 ) 依据奶牛个体体况实现精细饲养n 射。 天津市天农引进以色列“奶牛养殖管理信息系统”设备的基础基于r f i d 技术的奶牛养殖管 理信息系统的研究目前已在益达、润泽两个牧场示范应用。该项目集成电子、通信、信息、r f i d 、 自动控制技术，结合奶牛养殖专家智慧，开发了基于r f i d 技术的奶牛身份识别器，计步器、自动 分群系统、自动称重系统、牛奶流量电导仪。管理与分析系统，形成了以挤奶厅为中心的信息 采集奶牛管理系统和奶牛养殖监控系统”。 1 2 24 r fe d 技术在信鸽竞翔系统中的应用 在信鸽竟翔中，有几百只信鸽在同一时同从距离家多遥远的地方同一地点起e ，取得成功的 重要标准是信鸽从起飞地返回家乡格隆的时间。为此在每个信鹊上装一个脚环( 电子标签) ， 信鸽在起飞地起飞时由阅读器将信鹤所带的电子标签的数据读出进哥亍登记如果信鸽返回，鸽笼 口处的阅读器将他们的信息读出数据传送到管理蛄数据库，管理站进行评判“”。 图4 带有脚环的信鸽 近米，一些研究人员已经研究与开发出一些新型的手持式读卡器。如s p - s 1 0 0 手持式读写器， 融合了智能化信息处理、最先进的微芯片和射频技术、高连率数据传输、大窖量信息存储和l 白 式实时系统等高科技交叉技术。无疑，r f i 读写器将向着典成化、小型化、高速化、高稳定性化、 低成本化、低损耗化、多功能化以及智能化方向发展。 13 本课题研究内容实现的功能 诒题研究的基本功能是采用r f i d 技术实现奶牛身份自动识别实现数据采集和记录半自动化 或全自动化，对奶牛饲喂、兽医用药情况等奶牛的生长状况全程监控系统宴现对奶牛产量自动 记录、产奶教据通过互联网实时传输到系统管理平台，监管部门通过本系统时了解到整个区域 奶源产运整体状况，企业通过该系统了解奶牛兽医及用药情况以及系统自动传输的奶牛产奶数据 与实际收奶的数据对照可以厘时知道奶源实际质量状况。结合相应的质量圣皇铡措施，可咀避免奶 源掺假现象。对于奶源的运输过程在每台鲜奶车上配备致据传辖器和流量计配备g p s 定位系统 童蒸鉴 可监控奶牛运输过程。因此，该系统应具有如下一些功能： 1 3 i 硬件实现功能 ( 1 ) 奶牛个体识别功能。要实现该功能，每头奶牛佩戴一只电子耳标，由阅读器( 固定读卡 器或手持式读卡器) 对耳标信息进行读取，达到奶牛个体识别的功能。 ( 2 ) 奶产量计量功能。实现该功能，需要采用电子流量计对奶牛的产量及鲜奶运输车装卸牛 奶数量监控。 ( 3 ) 无线数据传输功能。主要是对奶牛个体产奶量信息及鲜奶运输车装卸牛奶数量信息整理， 并通过网络传至服务器数据库。 1 3 2 软件实现功能 ( 1 ) 基本信息维护功能，最高监管部门具有超机管理员权限，可进行信息维护、数据统计、 查询、打印、备份，对各级人员进行角色分配、权限设置。 ( 2 ) 监管部门管理功能。实现对本监管部门基本信息的维护，对监管的企业、奶源基地、奶 站、奶牛小区、散养户等提交的信息进行核实认证，对监管企业奶源收购来源、收购奶源质量进 行监控、统计、分析。对监管的奶源基地、奶牛小区、奶站、散养户等的奶源来源、产量、质量、 运输