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[分享] 二师兄身价上涨,如何科学养猪并搭建一个可注射的无线电跟踪系统

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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-11-26 08:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

      最近猪肉价格上涨,将二师兄推向了风口浪尖,继“水果自由”、“鸡蛋自由”后,“猪肉自由”成为大家热议的话题,有网友戏称“二师兄身价都要超过师傅了”,关于科学养猪的话题,今天电台小叔BG5WKP和你一起来追踪二师兄的成长,看看如何搭建一个可注射的养猪RFID无线电跟踪系统。

RFID无线射频识别技术,或称射频识别技术,是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信,以达到自动识别目标对象并获取相关数据,具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。

无线射频识别技术通过无线电波不接触快速信息交换和存储技术,通过无线通信结合数据访问技术,然后连接数据库系统,加以实现非接触式的双向通信,从而达到了识别的目的,用于数据交换,串联起一个极其复杂的系统。在识别系统中,通过电磁波实现电子标签的读写与通信。

       在最近的10多年以来,全世界的动物疫情不断爆发,严重地打击了全世界特别是欧洲的畜牧业,引起了世界各国特别是欧洲各国的高度重视,促使各国政府迅速制订政策和采取各种措施。为此,世界各国都在畜牧业和商业中加强了对动物的管理,其中对动物的识别与跟踪成为各国采取的重大措施之一。例如,英国政府就规定对牛、猪、绵羊与山羊、马等饲养动物都必须采取各种跟踪与识别手段。?

      动物识别与跟踪是指利用特定的标签,以某种技术手段与拟识别的动物相对应,并能随时对动物的相关属性进行跟踪与管理的一种技术。

     对各种动物进行识别和跟踪,能够加强对外来动物疾病的控制与监督,保护本土物种的安全和保证畜产品国际贸易的安全性;能加强政府对动物的接种与疾病预防管理,提高对动物疾病的诊断与报告能力,以及对境内、外动物疫情的应急反应。因此,对动物的识别和跟踪管理,不仅是畜牧业方面的需要,而且是一种国家政府行为和国际行为。

RFID系统在生猪养殖方面的优势

     实现生猪不同时期体重数据的信息化采集、分类管理。实时了解生猪的体况变化,便于及时调整日粮和管理。

根据生长数据表快速找出异常生猪,进行定期治疗预防、精准用药。准确分析个体重量指标和群体重量指标,加强场数字化养殖管理RFID手持式读写器可通过蓝牙将数据传至智能终端与后台交互数据。

RFID固定式读写器采用低功耗、高灵度设计,识别距离30cm。

RFID耳标采用防撕结构和颜色设计,有效较少掉标。

RFID在生猪养殖的系统原理

     在仔猪出生后一定时间段内,统一给每头猪在耳朵上安装RFID电子耳标,耳标内存有号码(身份识别码),号码与仔猪一一对应,通过识别耳标来区分不同的仔猪。

     随着仔猪的不断生长,定期取仔进行称重信息,仔诸进入称重设备,RTD读器读仔耳朵上的电子耳标信息并和称重设备采集的体重信息,同时传输给管理服务器,管理系统根据标签ID获取仔猪相关信息并将本次体重写入到生长记录中。

     饲养员通过管理系统终端查看仔猪信息以及仔猪相关生长记录来查看分析仔猪生长情況,并可根据定期的生长情况来监测分配进食量,仔猪健康状况等。

饲养员通过管理系统根据不同时期提取称重数据汇总表,进行定期治疗预防,精确用药。

创新性的注射式RFID电子标签养猪

    经常会按要求设计RFID跟踪系统。有很多方法可以做到这一点,它是一个有趣的工程项目,尤其是在牲畜养殖方面,传统的系统需要安装在猪身上,现在随着RDIF技术的发展,一种将注射式的电子标签应用于二师兄养殖的想法浮现于脑海之中。

注射标签的小巧外形非常好。用于插入它们的相当大的针内。

      一家大型农业公司合作的朋友想要搭建一个可注射的RFID系统,该系统可以用来跟踪猪从出生到屠宰的信息。根据各种建议,将系统架构建立在消费者希望能够追溯的数据系统收集上来。从猪到消费者,再从消费者再回到猪身上。

      许多人都会听说过新闻中报道的可注射RFID标签,这些标签描述用针管将封装的标签注射进牲畜体内。从根本上说,这些是用一卷线紧紧包裹的微小RFID芯片,并封装在比一粒米大一点的惰性包装中。市场上的大多数设备仅用于兽医用途并且非常便宜,尽管也有一些用于人类使用。如果你拥有这样的装置,那么就可以为自己圈养的牲畜建立一个可追踪系统,下面的一些操作可能对你有用!

了解跟踪植入的电子标签

      可能熟悉的13.56MHz NFC / RFID系统不同,这些用于宠物和家畜的植入式系统通常在125kHz载波频率下工作。他们也有自己的通信标准,ISO11784。笔者只看到几个更高频率的标签,所以笔者去买了既便宜又好的读卡器和一些淘宝上可用的低频注射标签。笔者最后得到了一些像这样的东西,但有更多未标记的IC。请注意,对于非牲畜使用,您可能不会想要笔者在这里使用的注射标签,因为它们不支持加密或NFC。

天线只是一个方形线圈的电磁线。

      读卡器并不是一个非常令人印象深刻的设备,带有电磁线天线的原始电路板容易断开,需要在测试期间重新焊接。它提供9600波特串行通信输出。笔者有一个装有NodeMCU的WeMos ESP8266开发板,并选择使用它来管理设备。

      这里最难的部分是需要在两个波特率之间切换的串口,用于将代码加载到ESP8266以及从植入式标签读取器接收数据。在启动时,ESP8266希望以115200波特进行通信,并执行通过串行端口发送的任何内容。当从阅读器接收数据时,它需要以9600波特率运行,并且绝对不会执行任何接收到的...因为"file.format"是猪的可爱名称,想要支持它。由于笔者以后想要将设备连接到Internet,通过在设备连接到Wi-Fi时保留默认串行端口设置来实现此目的:

然后,在建立Wi-Fi连接后,使用以下名为“ serial.lua”的文件中的代码来切换串行端口设置,使其以9600波特的速度工作,并且不会尝试执行接收到的任何内容。然后开始扫描:

这将创建大致如下的工作流程,每次有串行设备连接到ESP8266时,笔者都会遵循以下工作流程:

将Esplorer的波特率设置为115200设备连接到Wi-Fi时,将file.remove(“ init.lua”)发送到设备并重置将更新的代码加载到设备(init.lua和serial.lua)将Esplorer的波特率设置为9600并重置查看会发生什么,根据需要重复

现在,当将可植入标签与阅读器接触时,它会正确输出存储在其上的ID。笔者注意到的第一件事是它的范围很短-甚至比13.56MHz的RFID存取卡还短:标签必须精确地接触要读取的天线,有时需要进行两次或三次尝试。部分原因可能是笔者的阅读器和标签的质量令人怀疑,但是植入式标签中的微小天线不太可能与门禁卡的更大,方向更好的天线相提并论。总体而言,即使使用更高频率的NFC系统,这些可植入标签似乎也是一种难以置信的短距离技术。

     对于那些使用这些植入物的人来说,这可能是个好消息,因为对于笔者来说,要在您的设备上截获需要移除手术的设备进行通信比较困难。另一方面,与目前使用的远距离耳标或脚踝标本相比,它对于追踪牲畜几乎没有用。

为客户建立一个可以接受的演示模型

      下一步是为客户进行演示。这些年来,笔者很难学到的一件事是,当有人要求您演示产品模型时,他们关心的事情与您所关心的完全不同。对于所有硬件演示,笔者尝试将设备制成独立的独立设备,以免分散注意力。笔者至少要有一个明亮的OLED屏幕,LiPo袋式电池,一个USB充电电路和一个用于连接电源的跳线。电池和充电电路很简单(它只是一个模块和任何备用袋式电池),添加OLED屏幕非常容易。

USB充电器在顶板的背面。在其下方连接第二块PCB以覆盖焊接工作,并且天线位于第二层的背面。

         还使用了两层绿色的穿孔板,以便隐藏焊锡痕迹和黄铜垫片,使其与所处的任何表面都保持直立。总体而言,这个模型可以将重点从无聊的问题,如为什么将其通过USB电缆(仅用于供电)连接到计算机计算机,转移到了更有趣的问题,如性能和成本上来。

植入RFDI芯片是不是未来的趋势?

     最后,该产品模型表明,与现有解决方案相比,由于系统的通信距离很短,可注射RFID并不是追踪牲畜的最佳方法,读取器即使在标签和标签之间都装有0.5mm塑料垫片的情况下还是可以广泛应用的,而目前使用的耳朵和脚踝标签的工作距离超过了几十厘米。

此帖出自RF/无线论坛


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管理员

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发表于 2019-11-26 11:36 | 显示全部楼层

不如瘦肉精、抗生素关键。



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纯净的硅(初级)

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发表于 2019-11-27 08:48 | 显示全部楼层

二师兄现在贵的要命,这个分享不错,万一搞错了头猪,就是损失超大啦,不错,不错,赶快行动吧。



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