بحث حول تصميم وتطبيق نظام إدارة تتبع الحيوانات المعتمد على RFID

في الوقت الحاضر، يتزايد طلب الناس على اللحوم ومنتجات الألبان يوما بعد يوم: وفي الوقت نفسه، يولي الناس المزيد والمزيد من الاهتمام لموثوقية جودة هذه المنتجات، الأمر الذي يشكل تحديا جديدا لبعض الشركات ويتطلب ذلك. للحصول على نظام إدارة كامل يشرف ويتحكم بشكل صارم في إنتاج وتجهيز هذه المنتجات. ومع ذلك، في العقد الماضي أو نحو ذلك، استمرت الأوبئة الحيوانية في الانتشار في جميع أنحاء العالم، مثل مرض جنون البقر، والمكورات العقدية الخنزيرية، ومرض الحمى القلاعية، وأنفلونزا الطيور، وما إلى ذلك، والتي شكلت تهديدات خطيرة على صحة الناس وحياتهم. كما وجه ضربة قوية لصناعة الماشية في العالم. الصناعة، وبالتالي جذب اهتمام كبير من دول العالم. ولتحقيق هذه الغاية، سارعت الحكومات في جميع أنحاء العالم إلى صياغة سياسات مقابلة واتخذت تدابير مختلفة لتعزيز مراقبة وإدارة الحيوانات، ومن بينها أصبح تحديد الحيوانات وتتبعها أحد هذه التدابير المهمة. على سبيل المثال، تنص الحكومة البريطانية على وجوب اعتماد طرق تتبع وتحديد مختلفة لحيوانات المزرعة مثل الخنازير والخيول والماشية والأغنام والماعز.

الغرض من بحث النظام هذا هو تطبيق تقنية RFID (التعرف على ترددات الراديو) لإنشاء نظام إدارة كامل ومرن ومريح لتحسين مستوى الإدارة الحديثة لمزارع الخنازير؛ في الوقت نفسه، عندما تنشأ مشاكل مع لحم الخنزير ومنتجاته، فمن الملائم للمديرين اكتشاف مصدر المرض بسرعة واتخاذ التدابير المناسبة لتجنب المزيد من الخسائر. RFID هي تقنية تعريف تلقائي بدون اتصال تتميز بخصائص تخزين البيانات الكبيرة، وسهولة القراءة، والاختراق القوي، ومسافة القراءة والكتابة الطويلة، ومعدل القراءة السريع، وعمر الخدمة الطويل، والقدرة على التكيف البيئي الجيد. وهي تقنية التعرف التلقائي الوحيدة التي يمكنها تحقيق التعرف على الأهداف المتعددة.

1 هيكل النظام ومبدأ العمل

يتكون نظام إدارة التعرف على الحيوانات وتتبعها القائم على RFID من ثلاثة أجزاء: بطاقة الترددات الراديوية RFID والقارئ والكاتب وشبكة الكمبيوتر، كما هو موضح في الشكل 1. يُستخدم القارئ/الكاتب بشكل عام كمحطة كمبيوتر للقراءة والكتابة والطباعة. تخزين البيانات على بطاقات RFID. وهي تتألف من وحدة تحكم ووحدة اتصالات عالية التردد وهوائي. القراء في هذا النظام تشمل القراء الثابتة والمحمولة. بطاقة RFID عبارة عن جهاز إرسال واستقبال سلبي، يتكون بشكل أساسي من شريحة دائرة متكاملة (1C) وهوائي خارجي. عادةً ما تقوم شريحة RFID بدمج الواجهة الأمامية للتردد الراديوي والتحكم المنطقي والذاكرة والدوائر الأخرى، بل إن بعضها يدمج الهوائي معًا. على نفس الشريحة.

مبدأ العمل الأساسي لهذا النظام هو: عندما يدخل خنزير ذو "مسمار أذن" (بطاقة RFID) إلى مجال التردد اللاسلكي للقارئ، يتم تعزيز التيار المستحث الذي يتم الحصول عليه بواسطة هوائيه بواسطة دائرة التعزيز ويستخدم كمصدر طاقة للرقاقة. يتم الكشف عن التيار المستحث بالمعلومات من خلال الدائرة الأمامية للتردد الراديوي ويتم إرسال الإشارة الرقمية إلى دائرة التحكم المنطقية لمعالجة المعلومات؛ يتم الحصول على معلومات الرد المطلوبة من الذاكرة وإرسالها مرة أخرى إلى الدائرة الأمامية للتردد الراديوي من خلال دائرة التحكم المنطقي، وأخيراً إرسالها مرة أخرى إلى القارئ من خلال كاتب الهوائي.

تحصل شبكة الكمبيوتر على معلومات الخنازير في المزرعة من خلال الواجهة، وتدمج الوظائف الأساسية المطلوبة للإدارة اليومية لمزرعة الخنازير. فهو يدمج جميع السجلات والإحصائيات والتقارير والمهام الأخرى المشاركة في الإدارة اليومية لمزرعة الخنازير والتي تم إجراؤها يدويًا في الأصل. تنفيذ إدارة الكمبيوتر. يلبي النظام بشكل أساسي احتياجات الإنتاج والإدارة الحالية لمزارع الخنازير، ويوفر معلومات من منظور اتخاذ القرار الكلي، ويسهل على المديرين فهم حالة إدارة مزارع الخنازير في الوقت المناسب وبطريقة دقيقة، ويحسن مستوى الإدارة الحديثة.

2. تصميم أجهزة النظام

يتضمن تنفيذ الدائرة العتادية في هذا النظام ثلاثة أجزاء: تركيب سدادة الأذن الخنزيرية (بطاقات RFID)، وتنفيذ قارئ العلامات، وتأسيس شبكة الحاسوب.

2.1 تركيب "أزرار الأذن" (بطاقات RFID)

في الوقت الحاضر، تشمل الطرق الأساسية لتثبيت العلامات الإلكترونية على الحيوانات نوع الطوق، ونوع بطاقة الأذن (الظفر)، ونوع الحقن، والعلامات الإلكترونية من نوع حبوب منع الحمل. كل نوع من العلامات له خصائصه الخاصة ونطاق التطبيق. تكلفة علامات الياقات مرتفعة للغاية، وعلامات الحقن وعلامات الحبوب ليست مناسبة للحيوانات مثل الخنازير، لذلك يستخدم هذا النظام العلامات الإلكترونية "مسمار الأذن". لا تقوم العلامات الإلكترونية المثبتة على الأذن بتخزين الكثير من البيانات فحسب، بل إنها أيضًا مقاومة للأوساخ والمطر. تتضمن المعلومات المخزنة في بطاقة الترددات اللاسلكية "أذن الأذن" ما يلي: عنوان المدينة التي تقع فيها مزرعة الخنازير، والرمز البريدي، وتاريخ السلالة

التكوين، وتاريخ ارتداء مسمار الأذن، ومعلومات الحجر الصحي والتحصين، ومعلومات المرض، وشجرة العائلة ومعلومات التكاثر، وتاريخ الإصدار، وما إلى ذلك، يجب أن تغطي جميع هذه المعلومات دورة حياة الخنزير بأكملها منذ الولادة لتسهيل تحديد وتتبع وإدارة الخنزير.

2.2 تنفيذ قارئ وكاتب علامات RFID

هناك نوعان من قارئات بطاقات RFID المستخدمة في هذا النظام: أحدهما قارئ ثابت؛ والآخر هو قارئ محمول، انظر الشكل 2. والفرق الرئيسي بين القارئ الثابت والقارئ المحمول هو أن القارئ المحمول يمكنه قراءة كمية كبيرة من معلومات علامة RFID ثم إدخال المعلومات في منصة برمجيات النظام من خلال USB الخاص بالكمبيوتر واجهة أو منفذ COM. وسط. بعد أن يقرأ القارئ/الكاتب الثابت معلومات علامة RFID، يتم إرسالها إلى منصة البرنامج في الوقت الفعلي دون تخزينها في القارئ/الكاتب. يتم تثبيت القارئ/الكاتب الثابت في مكان ثابت في بيت الخنازير ويمكنه تبادل البيانات والمعلومات في الوقت الفعلي من خلال شبكة CAN bus ومنصة البرامج. القارئ المحمول مريح جدًا في الاستخدام. فهو يقرأ فقط معلومات علامة RFID بطريقة مركزية ثم يتبادل البيانات مع الكمبيوتر.