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物联网在畜禽养殖管理中的应用之—母猪电子耳标与防疫保险 ...

2020-2-27 15:50| 发布者: admin| 查看: 1| 评论: 0|原作者: 东远科技
摘要: 一、方案概述系统构建在物联网基础架构上,由RFID电子耳标、移动智能识读器、移动互联网和数据中心组成。母猪防疫电子耳标构成网络感知层,由4G/5G网络组成网络层,移动智能识读器和后台数据中心是系统应用层。二、 ...

一、方案概述

系统构建在物联网基础架构上,由RFID电子耳标、移动智能识读器、移动互联网和数据中心组成。母猪防疫电子耳标构成网络感知层,由4G/5G网络组成网络层,移动智能识读器和后台数据中心是系统应用层。

二、方案架构

网络架构图

三、方案主要内容

主要设计方法包括:

1、天线设计

天线的选型是天线设计的第一步。天线的辐射方向性是由天线的整体结构解决的,天线的选型决定后,方向图就大体确定了。

超高频RFID系统是远场通信的,标识天线的增益直接决定了天线的辐射效率和电子标识的读写距离,只有达到足够大的增益,才能够实现良好的远场通信。因此,调整天线增益是设计的很重要的一步。

电子标识的体积限制了它的应用范围,而标识天线的体积直接决定了它的体积,所以标签天线必须实现小型化。

电子标识天线的阻抗是否与标识芯片的阻抗相匹配,决定了电子标识的供电效率和天线的灵敏度,也决定了标识的读写距离和识别成功率。因此,天线阻抗匹配时电子标识天线设计的重要目标。

2、基材选择

多种薄膜材料能够适应RFID前提基材的生产要求,其中包括聚氨酯、聚酰脂、聚氯乙烯或者聚碳酸酯。质量、性能和可靠性是决定电子标识基材的关键因素。

3、封装工艺

根据应用的不同特点和使用环境,电子标识往往采用不同的封装形式。根据不同畜禽品种和用途,动物电子标识可封装成注射植入式、耳挂式、留胃式和环扣式等多种形式。耳挂式电子标识是体外电子标识,收发器嵌入传统耳标的母标内使用,可以挂在猪、牛、羊、兔等动物的耳朵上。本项目主要研究适用于生猪的耳挂式小尺寸电子标识,充分考虑生猪饲养环境和生活习性,确定耐撕咬、耐脏污、耐腐蚀的封装形式和封装工艺。

4、电子耳标模内注塑工艺

针对畜牧耳标长时间在室外工作的特点,选用注塑工艺封装。选用PE作为耳标的基本材料,保证耳标在恶劣环境下的抗拉及抗微生物腐蚀的能力和良好的可识读性能。针对能繁母猪辅标内含芯片的特性,采取二次注塑的方式对芯片进行封装,可以有效的提高耳标产品的成品率,PE材料特有的韧性及抗老化能力使最终的成品使用寿命不小于3年。为保证模具在长期使用中的耐久性,选用 NAK80模具钢作为模具的模芯材料,进行深加工,使耳标产品在外形尺寸的偏差小于0.3% 。

5、模内封装注塑工艺流程

注塑参数的设定→调配原料(辅料的加入)并倒入料筒→合模→料筒进行预热(达到PE要求 温度)→注塑机螺杆转动下料并开始储料→注塑机进入半自动溶胶状态→当溶胶达到设定值时胶体从喷嘴射出进入模穴→注塑机根据设定的保压时间和冷却时间进行处理→开模

6、注塑过程中的主要参数类型

a) 注塑参数

注射量、计量行程、余料量、防诞量、螺杆转速、塑化量、预塑背压、注射压力和保压压力、注射速度

b) 合模参数

合模力、合模速度、合模行程、开模力、开模速度、开模行程、顶出压力、顶出速度

c) 温控参数

烘料温度、料管与喷嘴温度、模具温度、油温

d) 成型周期

循环周期、冷却时间、注射时间、保压时间、塑化时间、顶出及停留时间、低压保护时间

7、电子耳标防伪

为了提高能繁母猪电子耳标的综合防伪性能,本方案提供了一种通过在中央数据库系统、耳标生产厂和RFID识读设备终端应用基于3DES加密技术和数字签名技术的信息安全方法,从而能够防范来自本系统网络外部的攻击。主要技术方法是:

a) 中央数据库建立RFID耳标编码的集中控制系统。RFID耳标编码与二维码编码系统独立运行,统一管理。所有RFID耳标生产厂商的编码许可授权由中央数据库统一发放。RFID耳标信息由中央数据库统一生产、传输和控制写入。RFID识读终端设备的解码授权由中央数据库统一发放。

b) 耳标生产商建立在线生产和检测系统。耳标生产线、耳标生产服务器与中央数据库之间建立在线加密网络系统。RFID耳标生产检测设备使用专用IC芯片,实现FRID耳标的写入授权、数据加密以及数据签名的产生。

c) RFID识读设备终端中嵌入专用IC芯片。实现对RFID耳标芯片内签名认证和数据解码。

d) 选用带读写保护功能的RFID芯片产品。RFID耳标芯片读保护功能可以防止非法用户获取FRID耳标上的数据信息并进行非法复制;通过对RFID耳标芯片内的存储数据做签名,防止非法用户篡改里面的数据信息,还可以对耳标真实性做验证,避免仿造RFID耳标进入行业内流通。

8、集成配套现场试验

项目通过在养殖场进行的生产性试验,检验种猪防疫电子耳标及软件系统平台的是否达到应用需求指标。试验重点一是电子耳标功能和性能指标的符合程度,二是测试软件功能和流程与保险业务规范的符合程度。

现场试验的主要内容包括:

a) 空气介质识读距离。测试其在空气介质中最大有效识读距离和最小有效识读距离。

b) 含水介质识读距离。测试耳标在被水沾淋后识读器与耳标之间的最大有效识读距离。

c) 读写角度试验。固定读取距离为50cm,测试其有效读取角范围(0~180度)。

d) 戴标试验。使用耳标钳在其一侧耳标佩戴电子标识。记录每次佩戴操作时间、破损率等数据。

e) 戴标后识读测试。耳标佩戴到能繁母猪耳部后,记录每次成功读取所需尝试次数、最大有效识读距离。

f) 耐水性、耐脏污性试验

g) 测试脏污耳标每次成功读取所需尝试次数、最大有效识读距离。

h) 多耳标识读冲突试验。测试母猪个体与群体之间不受干扰的安全识读距离。

四、厂商信息

东远科技提供无线射频识别技术产品的设计、研发与销售;计算机软硬件设计、研发、集成与销售。

五、东远科技畜禽养殖管理系统的重要组成部分

1、畜禽养殖智能监测系统

通过传感器、音频、视频和远程传输技术在线采集养殖场环境信息(二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温湿度、噪声、粉尘等)和畜禽的生长行为(进食、引水、排泄等),实时监测设施内的养殖环境信息,及时预警异常情况,减少损失。

2、畜禽养殖视频监控系统

在养殖区域内设置可移动监控设备,可实现:

1)现场环境实时查看;

2)远程实时监控;

3)视频信息可回看、传输和存储,及时发现养殖过程中碰到的问题,查找分析原因,确保安全生产。

3、畜禽养殖智能控制系统

实现畜禽舍内光照、温湿度、饲料添加等功能的智能化控制,根据畜禽的生长需要,分阶段智能调整环境条件,智能投放不同类别的饲料,实现精细化管理,减少病害发生,减少损失。

4、数据库系统

基于物资管理,便于盘点饲料、精液、兽药等的输入与输出量,避免库存空缺或积压。基于销售管理,可以实时录入客户资源信息与销售信息。

5、信息管理平台

各监督部门可通过该平台查看各畜禽生产、检疫、免疫、销售等情况,计划良种引进、培育与推广,维持良好的市场秩序。

六、应用范围:

畜牧局、动物卫生监督局、动物疫病防控中心等政府监管部门;

畜牧技术服务(推广)中心;

农业科技示范区、农场等大型农业生产加工企业。


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