引 言

　　奶牛養(yǎng)殖業(yè)是畜牧業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分。自“十五”以來，中國奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，奶業(yè)發(fā)展 出現(xiàn)高速增長，規(guī)?；?、集約化、標準化已成為奶牛養(yǎng)殖現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。

　　近年來，瘋牛病、口蹄疫、 奶?！皟刹　钡葌魅拘约膊〉牧餍薪o中國奶牛養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展帶來很大影響。加強奶牛養(yǎng)殖的現(xiàn)代化管理，積極進行疫情防控，建立奶牛養(yǎng)殖溯源系統(tǒng)，對保障乳制品質(zhì)量安全及疾病防控具有重要意義。

　　計算機與通信技術(shù)的發(fā)展，為奶牛養(yǎng)殖現(xiàn)代化提供了技術(shù)基礎。在國外，無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)(wirelesssensor network，WSN)與射頻識別技術(shù)(radiofrequency identification，RFID)在動物健康監(jiān)測與食品質(zhì)量監(jiān)督等方面都進行了深入的研究。Ivan Andonovic等采用無線傳 感器網(wǎng)絡監(jiān)測牛群活動，在牛頸部佩戴無線傳感器節(jié)點 對牛的行為特征實時監(jiān)測以及時發(fā)現(xiàn)重大疫情。

　　SteveWarre 通過安裝在牛身上的心電圖儀測量牛的心跳頻率來監(jiān)測其健康狀態(tài)。澳大利亞則建立了畜牧標示與追溯系統(tǒng)，其養(yǎng)殖業(yè)廣泛采用 RFID技術(shù)對動物識別和牛羊肉制品追蹤監(jiān)管。

　　中國養(yǎng)殖業(yè)近幾年發(fā)展迅速，各種先進的技術(shù)手段被應用到養(yǎng)殖管理中來，耿麗微等利用射頻識別技術(shù)建立了奶牛養(yǎng)殖身份識別系統(tǒng);康瑞娟等提出利用 PDA采集養(yǎng)殖信息串口通信傳輸?shù)焦芾硐到y(tǒng)進行養(yǎng)殖追溯; 尹令通過無線傳感器網(wǎng)絡采集奶牛的體溫、運動、呼吸 等體征參數(shù)，建立了奶牛健康狀況實時監(jiān)測系統(tǒng)。

　　在上述研究中，數(shù)據(jù)采集與傳輸方式主要有2種， 一種是射頻識別與有線通信結(jié)合的方式，另一種是使用 無線傳感器網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)采集與傳輸?shù)姆绞?。若?2種 技術(shù)結(jié)合，充分發(fā)揮 RFID與 WSN 2種無線通信技術(shù)各 自的優(yōu)勢，手持讀寫器通過無線網(wǎng)絡與電腦連接，可解 決手動有線連接的傳輸效率低、實時性差等問題，實現(xiàn)RFID 采集與 WSN 傳輸?shù)臒o縫隙銜接，養(yǎng)殖數(shù)據(jù)可以實時傳送到溯源系統(tǒng)。

　　本文提出一種將RFID與 WSN結(jié)合 的奶牛養(yǎng)殖信息采集與傳輸方法，并對養(yǎng)殖溯源方案、 網(wǎng)絡體系架構(gòu)、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等主要內(nèi)容進行研究，以實現(xiàn)奶牛溯源信息采集與實時傳輸管理。

　　1 RFID 與 WSN 結(jié)合的養(yǎng)殖信息溯源方案

　　1.1 溯源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設計

　　奶牛養(yǎng)殖溯源是在信息系統(tǒng)支持下，準確、快速查 詢和監(jiān)控奶牛養(yǎng)殖生命周期內(nèi)活動的有效機制。依據(jù)農(nóng) 業(yè)部第 67號文件《畜禽標識和養(yǎng)殖檔案管理辦法》中對畜禽養(yǎng)殖檔案的記載要求，設計了奶牛養(yǎng)殖溯源系統(tǒng)數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

　　養(yǎng)殖數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿菰粗行囊杂涗浀?形式存入數(shù)據(jù)庫，溯源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要包括 5個追溯單元 模塊，提供從奶牛入場、日常飼喂、病疫及用藥，直到離場整個養(yǎng)殖環(huán)節(jié)記錄的追溯查詢。模塊設計成表格形 式存儲在數(shù)據(jù)庫，表中記錄反映牛只不同時期的養(yǎng)殖狀 況。數(shù)據(jù)提交模塊實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的校驗和初步處理功能， 最終以記錄形式存入對應模塊表。信息記錄顯示模塊可以對奶牛養(yǎng)殖記錄進行檢索和查詢，并以指定形式展示 給查詢用戶。

　　圖 1 溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖

　　1.2 溯源信息采集與傳輸流程

　　基于 RFID與 WSN相結(jié)合的奶牛養(yǎng)殖信息溯源方 案，其信息采集與傳輸流程如圖 2所示。在奶牛入場檢 驗合格后為其制作電子耳標，射頻寫入編號、品種、出生日期等信息建立養(yǎng)殖檔案。

　　日常飼養(yǎng)過程用手持讀寫 器采集飼喂、病疫、繁殖等數(shù)據(jù)信息，通過基于 Zigbee的 WSN網(wǎng)絡傳輸?shù)剿菰磾?shù)據(jù)中心。用戶追溯通過奶牛編 號檢索養(yǎng)殖環(huán)節(jié)所有信息，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，如飼喂環(huán)節(jié)便可溯源到當值飼養(yǎng)員、飼料品牌、產(chǎn)地來源等 信息，從而完成養(yǎng)殖信息采集、傳輸與追溯的整個流程。

　　圖 2 RFID 與 WSN 結(jié)合的溯源信息采集與傳輸流程

　　該方案通過手持讀寫器高效快捷的采集養(yǎng)殖信息， 數(shù)據(jù)被無縫隙傳輸至數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)溯源記錄的實時動 態(tài)更新，能夠很好解決數(shù)據(jù)采集與傳輸分離問題。利用 實時在線的 WSN網(wǎng)絡，飼養(yǎng)員可利用讀寫器查詢奶牛繁殖、檢驗、免疫等信息，實現(xiàn)智能提醒功能。

　　2 RFID 與 WSN 結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)分析

　　將RFID 與 WSN 結(jié)合實現(xiàn)養(yǎng)殖數(shù)據(jù)的采集與傳輸，需要解決網(wǎng)絡體系架構(gòu)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換 2個關(guān)鍵技術(shù)。

　　2.1 網(wǎng)絡體系設計

　　2.1.1 網(wǎng)絡體系架構(gòu)

　　RFID 是一種利用射頻信號或空間耦合傳輸特性實現(xiàn)對物體非接觸的自動標識技術(shù)。射頻識別系統(tǒng)一般由電子標簽、讀寫器和應用系統(tǒng)組成，讀寫器射頻讀取 RFID標簽信息并傳輸?shù)綉孟到y(tǒng)。目前應用廣泛的多為無源RFID 標簽，其通信距離較短，信號覆蓋范圍有限。

　　WSN 是由大量傳感器節(jié)點通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡，它能夠協(xié)同地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡 覆蓋區(qū)域中監(jiān)測對象的信息，數(shù)據(jù)處理后以無線自組多 跳的方式傳送到應用系統(tǒng)。WSN具有可大規(guī)模布置、 無需人工值守、傳輸距離遠的特點，有效傳輸半徑高達100m，將 RFID 與 WSN 結(jié)合便可形成一個覆蓋整個奶牛場的網(wǎng)絡。

　　WSN 和 RFID 的技術(shù)優(yōu)勢具有互補性，要形成一個功能強大的傳輸網(wǎng)絡，需要設計一種合適的網(wǎng)絡體系架 構(gòu)?；?Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡有星型網(wǎng)、簇樹狀網(wǎng) 和網(wǎng)狀網(wǎng) 3種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。

　　星型網(wǎng)是一個輻射狀網(wǎng)絡， 中心節(jié)點為全功能節(jié)點(FFD)，其他節(jié)點為簡化功能節(jié) 點(RFD)，數(shù)據(jù)和指令均通過中心節(jié)點傳輸;簇樹狀網(wǎng)是多個星型拓撲的集合，用路由器進行連接擴充和數(shù) 據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)，易于實現(xiàn)和管理，但網(wǎng)絡鏈路可靠性低; 網(wǎng)狀網(wǎng)中任意兩個節(jié)點間都存在通信路徑且不唯一，每 個節(jié)點都是FFD節(jié)點，具有自動組網(wǎng)與動態(tài)路由功能， 一條路由出現(xiàn)故障，節(jié)點自動尋找其他路由進行數(shù)據(jù)傳 輸，網(wǎng)絡健壯性、抗毀性較好，能夠很好地適應復雜環(huán)境要求。

　　在分析對比 WSN網(wǎng)絡 3種拓撲結(jié)構(gòu)特點后，結(jié)合奶 牛養(yǎng)殖溯源系統(tǒng)應用需求，設計了如圖3所示星型網(wǎng)與 網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)合的射頻傳感網(wǎng)絡體系架構(gòu)。

　　圖 3 網(wǎng)絡體系架構(gòu)

　　2.1.2 射頻傳感網(wǎng)絡節(jié)點

　　在網(wǎng)絡體系架構(gòu)中包含 5類節(jié)點：協(xié)調(diào)器節(jié)點、路 由節(jié)點、終端節(jié)點、讀寫器節(jié)點和標簽節(jié)點。協(xié)調(diào)器與 路由器為 FFD節(jié)點，終端節(jié)點為 RFD節(jié)點。

　　1)協(xié)調(diào)器及路由節(jié)點在網(wǎng)絡體系架構(gòu)中協(xié)調(diào)器也是網(wǎng)關(guān)節(jié)點，負責網(wǎng)絡

　　組建和維護。Zigbee協(xié)調(diào)器建立新網(wǎng)絡，首先執(zhí)行能量 檢測掃描確定可用信道，然后選擇PAN標識符來標注此 信道，并為協(xié)調(diào)器分配一個 16位網(wǎng)絡地址，同時設置

　　MAC 層MacShortAddress PIB 參數(shù)等于該網(wǎng)絡地址。新網(wǎng)絡創(chuàng)建成功后，則允許其他節(jié)點申請加入網(wǎng)絡，入網(wǎng)成功后節(jié)點間利用網(wǎng)絡進行通信。

　　路由節(jié)點加入到 WSN網(wǎng)絡后，提供數(shù)據(jù)幀的路由轉(zhuǎn) 發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)、路由維護與路由修復等功能，路由算法 的好壞直接影響到網(wǎng)絡系統(tǒng)性能，考慮到降低成本、節(jié) 能和使用方便，本文采用AODV改進的 AODVjr路由算 法。在 Zigbee路由算法中，AODVjr的許多優(yōu)點使得路 由協(xié)議簡單化且實現(xiàn) AODV的基本路由功能。

　　2)讀寫器節(jié)點

　　基于 ARM9平臺的嵌入式 Linux讀寫器，是 RFID與 WSN技術(shù)結(jié)合的體現(xiàn)。讀寫器設計為手持便攜式裝有小型信息采集系統(tǒng)，射頻讀取牛只耳標獲取身份信息后， 結(jié)合鍵盤與觸摸屏輸入養(yǎng)殖記錄到信息采集系統(tǒng)。數(shù)據(jù) 編碼處理后由 WSN網(wǎng)絡送至網(wǎng)關(guān)上傳溯源中心，供用戶 查詢追溯，還可為飼養(yǎng)員提供繁殖、免疫信息等智能提醒功能。

　　3)終端及標簽節(jié)點路由節(jié)點與終端節(jié)點組成星型拓撲，終端節(jié)點彼此間不能直接通信。

　　終端節(jié)點佩戴于奶牛頸部，以 CC2430模塊為核心，連接有溫度傳感器和振動傳感器，定時采 集奶牛的體溫、運動量等體征數(shù)據(jù)，通過 WSN網(wǎng)絡無線 發(fā)送到管理中心，實時監(jiān)測奶牛的健康狀況。RFID標簽 節(jié)點在奶牛身份識別與系統(tǒng)溯源中具有不可替代的作 用，以耳標形式設計存儲奶牛數(shù)據(jù)信息。

　　2.2 通信協(xié)議轉(zhuǎn)換

　　RFID 與 Zigbee 的通信協(xié)議規(guī)范、數(shù)據(jù)單元格式和內(nèi)容互不相同，二者間無法直接通信，需要進行協(xié)議轉(zhuǎn) 換后才能實現(xiàn)數(shù)據(jù)無縫隙傳輸。ISO/IEC15693-2標準 規(guī)定的讀寫器與標簽通信協(xié)議物理層接口由S6700芯 片來實現(xiàn)，讀寫器節(jié)點射頻發(fā)出的指令必須符合ASIC通信協(xié)議和 ISO/IEC15693-3規(guī)范格式，實現(xiàn)對標簽讀寫操作。本文設計的 RFID與 Zigbee協(xié)議轉(zhuǎn)換過程 如圖 4所示。

　　通信協(xié)議轉(zhuǎn)換過程主要是對數(shù)據(jù)幀格式進行轉(zhuǎn)換。讀寫器發(fā)出讀取指令后，標簽返回響應數(shù)據(jù)是 ASIC標準 的數(shù)據(jù)幀，首先取其數(shù)據(jù)域內(nèi)容為 ISO/IEC15693-3標準 的數(shù)據(jù)幀，然后取出 ISO/IEC15693-3標準幀包含的數(shù)據(jù) 域信息，再經(jīng)過 Zigbee協(xié)議棧從應用層到物理層逐層打 包，封裝成 Zigbee協(xié)議格式數(shù)據(jù)幀由 WSN網(wǎng)絡送至數(shù) 據(jù)中心。

　　圖 4 協(xié)議轉(zhuǎn)換過程

　　3 RFID 與 WSN 結(jié)合的讀寫器節(jié)點

　　讀寫器節(jié)點是奶牛養(yǎng)殖溯源信息采集與傳輸?shù)年P(guān)鍵 設備，是 RFID與 WSN技術(shù)結(jié)合的交匯點。軟件與硬件設計在所有節(jié)點中最為復雜，其余節(jié)點軟硬件均可在此 節(jié)點上修改實現(xiàn)，本文重點闡述手持讀寫器節(jié)點的設計 與實現(xiàn)。

　　3.1 讀寫器節(jié)點硬件設計

　　讀寫器節(jié)點硬件采用模塊化設計，RFID射頻通信模 塊、Zigbee無線通信模塊、S3C2440核心模塊，共同構(gòu) 成硬件基礎，實現(xiàn)射頻采集與無線傳輸功能。還包括LCD模塊、USB模塊、鍵盤模塊、調(diào)試模塊、存儲模塊和電源模塊等。

　　3.1.1 RFID射頻通信模塊

　　S6700 是 TI 公司生產(chǎn)的 13.56 MHz 多協(xié)議射頻收發(fā)器芯片，支持 ISO/IEC15693、ISO/IEC14443等多種通信 協(xié)議，通信接口為 SCK、DIN、DOUT和 M_ERR 4條線， 其中 SCK為時鐘線，在發(fā)送數(shù)據(jù)時由 S3C2440控制，接 收數(shù)據(jù)時由 S6700控制;DIN為數(shù)據(jù)輸入線，S6700通過 DIN 線接收命令和數(shù)據(jù);DOUT 為數(shù)據(jù)輸出線，S6700通過 DOUT線將響應數(shù)據(jù)發(fā)送給 S3C2440;M_ERR線用 來檢測多標簽讀取沖突情況。S3C2440微處理器與 S6700 構(gòu)成射頻通信模塊，硬件結(jié)構(gòu)如圖 5 所示。

　　圖 5 射頻通信模塊硬件結(jié)構(gòu)圖

　　3.1.2 Zigbee無線通信模塊

　　S3C2440 處理器是三星公司生產(chǎn)的 ARM920T 嵌入式微處理器，主頻高達 400 MHz，片上資源豐富，集成 有多種外設接口，非常適合于嵌入式設備開發(fā)。CC2430是 TI公司生產(chǎn)的符合 Zigbee技術(shù)的 2.4 GHz無線收發(fā)器， 支持高達 250 kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。CC2430無線模塊通過 RXD與 TXD引腳與 S3C2440微處理器連接通信，兩者 結(jié)合組成 Zigbee無線通信模塊，硬件結(jié)構(gòu)如圖 6所示。

　　圖 6 無線通信模塊硬件結(jié)構(gòu)圖

　　3.2 讀寫器節(jié)點軟件設計

　　軟件設計實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信以及人機交互功能，主要包括模塊驅(qū)動程序開發(fā)，數(shù)據(jù)通信 程序開發(fā)和數(shù)據(jù)采集軟件開發(fā) 3部分內(nèi)容。

　　1)嵌入式 Linux 系統(tǒng)中，設備驅(qū)動程序是操作系統(tǒng)內(nèi)核的重要組成部分，在內(nèi)核與硬件設備之間建立了標 準的抽象接口，使得用戶可以像處理普通文件一樣，對 設備進行打開、關(guān)閉和讀寫操作。

　　讀寫器驅(qū)動程序編寫主要包括 RFID射頻驅(qū)動、Zigbee串口驅(qū)動和行列掃描鍵 盤驅(qū)動，驅(qū)動程序以模塊方式動態(tài)加載到Linux內(nèi)核。 LCD 驅(qū)動與 USB 驅(qū)動已集成內(nèi)核，參數(shù)修改后重新編譯內(nèi)核，系統(tǒng)啟動后直接調(diào)用。

　　2)讀寫器通信編程分為射頻通信與 Zigbee 通信兩部分。讀寫器與 RFID標簽通信的 S6700收發(fā)系統(tǒng)是一個時 序識別系統(tǒng)，讀寫器的高頻場依時序發(fā)射出去，為射頻 標簽提供能量并向其發(fā)出指令，在讀寫器發(fā)送的停頓期間，RFID標簽將數(shù)據(jù)返回。

　　在 Zigbee協(xié)議棧中加入無線 通信的應用程序，添加任務到 OSAL任務列表，編寫處 理函數(shù)實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的接收發(fā)送。編寫完畢后使用 IAREW8051 工具將協(xié)議棧燒寫到 CC2430 模塊，配合 Zigbee串口驅(qū)動數(shù)據(jù)通信。讀寫器數(shù)據(jù)采集流程如圖 7所示。

　　圖 7 讀寫器數(shù)據(jù)采集流程圖

　　3)養(yǎng)殖信息采集采用 QT 開發(fā)了基于 SQLite 數(shù)據(jù)庫的奶牛溯源移動智能系統(tǒng)，包括牛只管理、飼喂管理、病疫管理、繁殖管理、智能提醒、系統(tǒng)設置等模塊，實 現(xiàn)圖形化操作的養(yǎng)殖數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸與存儲功能。

　　4 性能試驗與測評

　　4.1 測試條件及方案

　　測試條件：在戶外場地參照牛舍信息，長100 m，寬 50 m 范圍內(nèi)，放置 1 個中心節(jié)點為網(wǎng)關(guān)，4 個距中心節(jié)點 25m的路由節(jié)點，構(gòu)成頂點朝上的正方形分布。10個 RFID 標簽節(jié)點，10 個終端節(jié)點隨機分布，1 個手持讀寫器用來采集數(shù)據(jù)，1臺 PC機與網(wǎng)關(guān)節(jié)點連接作為數(shù)據(jù)中心。

　　測試內(nèi)容及方法： 1)射頻讀寫測試。利用讀寫器將奶牛信息編碼寫入RFID 標簽。當標簽進入識別范圍內(nèi)時，按掃描鍵射頻讀寫 RFID標簽，并記錄其讀寫距離、讀寫正確率和防沖突 識別標簽數(shù)量。測試共計 4個批次，每批次進行 50次的 讀寫試驗。

　　2)網(wǎng)絡性能測試。WSN 網(wǎng)絡架設好后，用普通卷尺測定 Zigbee節(jié)點有效傳輸距離;用秒表測定系統(tǒng)組網(wǎng)和故障修復能力;用主動測量方式測算網(wǎng)絡傳輸延遲， 延遲測試設定為 2級路由的 3跳網(wǎng)絡，網(wǎng)關(guān)節(jié)點每隔500ms 發(fā)送一個時戳數(shù)據(jù)包到終端節(jié)點。

　　終端節(jié)點收到后加入新時戳，并將數(shù)據(jù)包返回至網(wǎng)關(guān)節(jié)點再次記錄時戳信息，每次發(fā)送 100個數(shù)據(jù)包，連續(xù)測試10次。鏈路的時 延差為取多次測試的平均值，通過算法處理后獲得端到端鏈路的單向時延。

　　3)數(shù)據(jù)采集傳輸測試。設定網(wǎng)關(guān)節(jié)點為固定起點，每隔 10 m取 1個測試點直至 100 m為止。用讀寫器采集 養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，選定其中 100條記錄分別編碼為大小 50 Byte的數(shù)據(jù)包，設定程序每隔 500 ms發(fā)送一個數(shù)據(jù)包，連續(xù) 發(fā)送 100次進行點對點測試，每個測試點測試 10次取平 均值，對丟包率 PLR(packet loss rate)進行統(tǒng)計分析。 丟包率定義為丟失數(shù)據(jù)包數(shù)與總發(fā)送數(shù)據(jù)包數(shù)之比。

　　4.2 測試結(jié)果及分析

　　射頻讀寫測試結(jié)果如表 1所示。手持讀寫器在 8 cm以內(nèi)時，射頻讀寫正確率到達 100%，但是隨著距離增加 讀寫正確率均大幅下降。試驗還表明，讀寫距離受標簽 與讀寫器的角度和方向影響很大，通過增加功率放大模 塊和天線增益可以進一步提升射頻讀寫性能。防沖突機制采用二進制搜索算法正確識讀 4張射頻標簽耗時約為 500 ms，基本滿足多牛只射頻采集養(yǎng)殖信息的需要。

　　表 1 讀寫器數(shù)據(jù)測試結(jié)果

　　性能測試結(jié)果表明，CC2430 2個節(jié)點的無線通信距離在空曠場地有效傳輸可達 75 m以上，在有障礙的室內(nèi)傳輸距離降至 35 m。WSN系統(tǒng)啟動后 1 min內(nèi)完成節(jié)點 綁定，形成自組網(wǎng)絡，系統(tǒng)拓撲穩(wěn)定后，關(guān)閉網(wǎng)絡中某個路由節(jié)點，該路徑孤點拓撲加入網(wǎng)絡在 3 s內(nèi)完成，具 有較好的自我修復能力。終端節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)包，經(jīng)過2級路由的 3跳網(wǎng)絡到達網(wǎng)關(guān)節(jié)點單向延遲約為 30 ms，延遲時間隨路由復雜度而變化。

　　數(shù)據(jù)采集與傳輸測試，分別在有障礙的室內(nèi)與空曠 場地的戶外不同背景下進行，測試結(jié)果如圖 8所示。

　　圖 8 室內(nèi)外測試數(shù)據(jù)丟包率

　　測試結(jié)果表明，通信距離和背景環(huán)境對丟包率影響 很大，為了得到良好的通信效果，應盡量縮短通信距離 和保持通信范圍的空曠。多次測試還表明，丟包率大小 與數(shù)據(jù)包的長度、發(fā)送頻率有關(guān)，連續(xù)采集與傳輸大量數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)包長度控制在 100 Byte內(nèi)，發(fā)送頻率控制在 500 ms左右較為適宜。讀寫器養(yǎng)殖數(shù)據(jù)采集與傳輸如圖 9所示。

　　圖 9 奶牛免疫信息采集與傳輸

　　5 結(jié) 論

　　1)本文提出基于RFID 與WSN 的溯源信息采集與傳輸方法，對其系統(tǒng)方案、網(wǎng)絡架構(gòu)、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等方面進行了研究，其構(gòu)建的射頻傳感網(wǎng)絡，節(jié)點間直接 通信距離牛舍內(nèi)部為 35m范圍內(nèi)，牛舍間為 75m范圍內(nèi)， 現(xiàn)場采集的養(yǎng)殖數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳送，其傳輸丟包率在 5%以內(nèi)，系統(tǒng)運行穩(wěn)、可靠，數(shù)據(jù)信息能夠?qū)崟r、高效的 發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，以便用戶查詢追溯。

　　2)讀寫器節(jié)點通過基于 Zigbee 的 WSN 網(wǎng)絡接入到溯源數(shù)據(jù)中心，既可以在線查詢每頭奶牛的養(yǎng)殖記錄， 又可從數(shù)據(jù)中心獲取奶牛繁殖、免疫保健等信息，為飼 養(yǎng)人員提供智能提醒功能，具有很好的實用價值。