最近豬肉價格上漲，將二師兄推向了風口浪尖，繼“水果自由”、“雞蛋自由”后，“豬肉自由”成為大家熱議的話題，有網(wǎng)友戲稱“二師兄身價都要超過師傅了”，關(guān)于科學養(yǎng)豬的話題，今天電臺小叔BG5WKP和你一起來追蹤二師兄的成長，看看如何搭建一個可注射的養(yǎng)豬RFID無線電跟蹤系統(tǒng)。

RFID無線射頻識別技術(shù)，或稱射頻識別技術(shù)，是從二十世紀90年代興起的一項非接觸式自動識別技術(shù)。它是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，具有精度高、適應(yīng)環(huán)境能力強、抗干擾強、操作快捷等許多優(yōu)點。

無線射頻識別技術(shù)通過無線電波不接觸快速信息交換和存儲技術(shù)，通過無線通信結(jié)合數(shù)據(jù)訪問技術(shù)，然后連接數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，加以實現(xiàn)非接觸式的雙向通信，從而達到了識別的目的，用于數(shù)據(jù)交換，串聯(lián)起一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)。在識別系統(tǒng)中，通過電磁波實現(xiàn)電子標簽的讀寫與通信。

在最近的10多年以來，全世界的動物疫情不斷爆發(fā)，嚴重地打擊了全世界特別是歐洲的畜牧業(yè)，引起了世界各國特別是歐洲各國的高度重視，促使各國政府迅速制訂政策和采取各種措施。為此，世界各國都在畜牧業(yè)和商業(yè)中加強了對動物的管理，其中對動物的識別與跟蹤成為各國采取的重大措施之一。例如，英國政府就規(guī)定對牛、豬、綿羊與山羊、馬等飼養(yǎng)動物都必須采取各種跟蹤與識別手段。?

動物識別與跟蹤是指利用特定的標簽，以某種技術(shù)手段與擬識別的動物相對應(yīng)，并能隨時對動物的相關(guān)屬性進行跟蹤與管理的一種技術(shù)。

對各種動物進行識別和跟蹤，能夠加強對外來動物疾病的控制與監(jiān)督，保護本土物種的安全和保證畜產(chǎn)品國際貿(mào)易的安全性;能加強政府對動物的接種與疾病預(yù)防管理，提高對動物疾病的診斷與報告能力，以及對境內(nèi)、外動物疫情的應(yīng)急反應(yīng)。因此，對動物的識別和跟蹤管理，不僅是畜牧業(yè)方面的需要，而且是一種國家政府行為和國際行為。

RFID系統(tǒng)在生豬養(yǎng)殖方面的優(yōu)勢

實現(xiàn)生豬不同時期體重數(shù)據(jù)的信息化采集、分類管理。實時了解生豬的體況變化，便于及時調(diào)整日糧和管理。

根據(jù)生長數(shù)據(jù)表快速找出異常生豬，進行定期治療預(yù)防、精準用藥。準確分析個體重量指標和群體重量指標，加強場數(shù)字化養(yǎng)殖管理RFID手持式讀寫器可通過藍牙將數(shù)據(jù)傳至智能終端與后臺交互數(shù)據(jù)。

RFID固定式讀寫器采用低功耗、高靈度設(shè)計，識別距離30cm。

RFID耳標采用防撕結(jié)構(gòu)和顏色設(shè)計，有效較少掉標。

RFID在生豬養(yǎng)殖的系統(tǒng)原理

在仔豬出生后一定時間段內(nèi)，統(tǒng)一給每頭豬在耳朵上安裝RFID電子耳標，耳標內(nèi)存有號碼(身份識別碼)，號碼與仔豬一一對應(yīng)，通過識別耳標來區(qū)分不同的仔豬。

隨著仔豬的不斷生長，定期取仔進行稱重信息，仔諸進入稱重設(shè)備，RTD讀器讀仔耳朵上的電子耳標信息并和稱重設(shè)備采集的體重信息，同時傳輸給管理服務(wù)器，管理系統(tǒng)根據(jù)標簽ID獲取仔豬相關(guān)信息并將本次體重寫入到生長記錄中。

飼養(yǎng)員通過管理系統(tǒng)終端查看仔豬信息以及仔豬相關(guān)生長記錄來查看分析仔豬生長情況，并可根據(jù)定期的生長情況來監(jiān)測分配進食量，仔豬健康狀況等。

飼養(yǎng)員通過管理系統(tǒng)根據(jù)不同時期提取稱重數(shù)據(jù)匯總表，進行定期治療預(yù)防，精確用藥。

創(chuàng)新性的注射式RFID電子標簽養(yǎng)豬

電子工程師經(jīng)常會按要求設(shè)計RFID跟蹤系統(tǒng)。有很多方法可以做到這一點，它是一個有趣的工程項目，尤其是在牲畜養(yǎng)殖方面，傳統(tǒng)的系統(tǒng)需要安裝在豬身上，現(xiàn)在隨著RDIF技術(shù)的發(fā)展，一種將注射式的電子標簽應(yīng)用于二師兄養(yǎng)殖的想法浮現(xiàn)于腦海之中。

注射標簽的小巧外形非常好。用于插入它們的相當大的針內(nèi)。

一家大型農(nóng)業(yè)公司合作的朋友想要搭建一個可注射的RFID系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以用來跟蹤豬從出生到屠宰的信息。根據(jù)各種建議，將系統(tǒng)架構(gòu)建立在消費者希望能夠追溯的數(shù)據(jù)系統(tǒng)收集上來。從豬到消費者，再從消費者再回到豬身上。

你們中的許多人都會聽說過新聞中報道的可注射RFID標簽，這些標簽描述用針管將封裝的標簽注射進牲畜體內(nèi)。從根本上說，這些是用一卷線緊緊包裹的微小RFID芯片，并封裝在比一粒米大一點的惰性包裝中。市場上的大多數(shù)設(shè)備僅用于獸醫(yī)用途并且非常便宜，盡管也有一些用于人類使用。如果你擁有這樣的裝置，那么就可以為自己圈養(yǎng)的牲畜建立一個可追蹤系統(tǒng)，下面的一些操作可能對你有用!

了解跟蹤植入的電子標簽

與您可能熟悉的13.56MHz NFC / RFID系統(tǒng)不同，這些用于寵物和家畜的植入式系統(tǒng)通常在125kHz載波頻率下工作。他們也有自己的通信標準，ISO11784。筆者只看到幾個更高頻率的標簽，所以筆者去買了既便宜又好的讀卡器和一些淘寶上可用的低頻注射標簽。筆者最后得到了一些像這樣的東西，但有更多未標記的IC。請注意，對于非牲畜使用，您可能不會想要筆者在這里使用的注射標簽，因為它們不支持加密或NFC。

天線只是一個方形線圈的電磁線。

讀卡器并不是一個非常令人印象深刻的設(shè)備，帶有電磁線天線的原始電路板容易斷開，需要在測試期間重新焊接。它提供9600波特串行通信輸出。筆者有一個裝有NodeMCU的WeMos ESP8266開發(fā)板，并選擇使用它來管理設(shè)備。

這里最難的部分是需要在兩個波特率之間切換的串口，用于將代碼加載到ESP8266以及從植入式標簽讀取器接收數(shù)據(jù)。在啟動時，ESP8266希望以115200波特進行通信，并執(zhí)行通過串行端口發(fā)送的任何內(nèi)容。當從閱讀器接收數(shù)據(jù)時，它需要以9600波特率運行，并且絕對不會執(zhí)行任何接收到的...因為"file.format"是豬的可愛名稱，想要支持它。由于筆者以后想要將設(shè)備連接到Internet，通過在設(shè)備連接到Wi-Fi時保留默認串行端口設(shè)置來實現(xiàn)此目的：

然后，在建立Wi-Fi連接后，使用以下名為“ serial.lua”的文件中的代碼來切換串行端口設(shè)置，使其以9600波特的速度工作，并且不會嘗試執(zhí)行接收到的任何內(nèi)容。然后開始掃描：

這將創(chuàng)建大致如下的工作流程，每次有串行設(shè)備連接到ESP8266時，筆者都會遵循以下工作流程：

將Esplorer的波特率設(shè)置為115200設(shè)備連接到Wi-Fi時，將file.remove(“ init.lua”)發(fā)送到設(shè)備并重置將更新的代碼加載到設(shè)備(init.lua和serial.lua)將Esplorer的波特率設(shè)置為9600并重置查看會發(fā)生什么，根據(jù)需要重復(fù)

現(xiàn)在，當將可植入標簽與閱讀器接觸時，它會正確輸出存儲在其上的ID。筆者注意到的第一件事是它的范圍很短-甚至比13.56MHz的RFID存取卡還短：標簽必須精確地接觸要讀取的天線，有時需要進行兩次或三次嘗試。部分原因可能是筆者的閱讀器和標簽的質(zhì)量令人懷疑，但是植入式標簽中的微小天線不太可能與門禁卡的更大，方向更好的天線相提并論?？傮w而言，即使使用更高頻率的NFC系統(tǒng)，這些可植入標簽似乎也是一種難以置信的短距離技術(shù)。

對于那些使用這些植入物的人來說，這可能是個好消息，因為對于筆者來說，要在您的設(shè)備上截獲需要移除手術(shù)的設(shè)備進行通信比較困難。另一方面，與目前使用的遠距離耳標或腳踝標本相比，它對于追蹤牲畜幾乎沒有用。

為客戶建立一個可以接受的演示模型

下一步是為客戶進行演示。這些年來，筆者很難學到的一件事是，當有人要求您演示產(chǎn)品模型時，他們關(guān)心的事情與您所關(guān)心的完全不同。對于所有硬件演示，筆者嘗試將設(shè)備制成獨立的獨立設(shè)備，以免分散注意力。筆者至少要有一個明亮的OLED屏幕，LiPo袋式電池，一個USB充電電路和一個用于連接電源的跳線。電池和充電電路很簡單(它只是一個模塊和任何備用袋式電池)，添加OLED屏幕非常容易。

USB充電器在頂板的背面。在其下方連接第二塊PCB以覆蓋焊接工作，并且天線位于第二層的背面。

筆者還使用了兩層綠色的穿孔板，以便隱藏焊錫痕跡和黃銅墊片，使其與所處的任何表面都保持直立?？傮w而言，這個模型可以將重點從無聊的問題，如為什么將其通過USB電纜(僅用于供電)連接到計算機計算機，轉(zhuǎn)移到了更有趣的問題，如性能和成本上來。

植入RFDI芯片是不是未來的趨勢?

最后，該產(chǎn)品模型表明，與現(xiàn)有解決方案相比，由于系統(tǒng)的通信距離很短，可注射RFID并不是追蹤牲畜的最佳方法，讀取器即使在標簽和標簽之間都裝有0.5mm塑料墊片的情況下還是可以廣泛應(yīng)用的，而目前使用的耳朵和腳踝標簽的工作距離超過了幾十厘米。

盡管如此，筆者還是將它作為一個可進行的項目推進，因為擁有管理二師兄的設(shè)備既有趣又在當前豬價上漲的情況下具有一定的社會意義和價值。