การวิจัยการออกแบบและประยุกต์ระบบการจัดการการติดตามสัตว์โดยใช้ RFID

ในปัจจุบัน ความต้องการของผู้คนสำหรับผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์และผลิตภัณฑ์นมเพิ่มขึ้นทุกวัน ในขณะเดียวกัน ผู้คนก็ให้ความสำคัญกับความน่าเชื่อถือของคุณภาพของผลิตภัณฑ์เหล่านี้มากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งเป็นความท้าทายใหม่สำหรับบางคน บริษัทและกำหนดให้ต้องมีระบบการจัดการที่ครบถ้วน กำกับดูแลและควบคุมการผลิตและแปรรูปผลิตภัณฑ์เหล่านี้อย่างเคร่งครัด อย่างไรก็ตาม ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา โรคระบาดในสัตว์ยังคงแพร่ระบาดไปทั่วโลก เช่น โรควัวบ้า สเตรปโตคอคคัส ซูส โรคปากและเท้าเปื่อย ไข้หวัดนก ฯลฯ ซึ่งก่อให้เกิดภัยคุกคามร้ายแรงต่อผู้คน' สุขภาพและชีวิตของผู้คน และยังส่งผลกระทบอย่างหนักต่ออุตสาหกรรมปศุสัตว์ของโลกอีกด้วย อุตสาหกรรมจึงได้รับความสนใจอย่างมากจากประเทศต่างๆ ทั่วโลก ด้วยเหตุนี้ รัฐบาลทั่วโลกจึงได้กำหนดนโยบายที่เกี่ยวข้องอย่างรวดเร็วและใช้มาตรการต่างๆ เพื่อเสริมสร้างการตรวจสอบและการจัดการสัตว์ ซึ่งการระบุและการติดตามสัตว์ได้กลายเป็นหนึ่งในมาตรการที่สำคัญเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น รัฐบาลอังกฤษกำหนดว่าต้องใช้วิธีการติดตามและระบุตัวตนต่างๆ สำหรับสัตว์ในฟาร์ม เช่น หมู ม้า วัว แกะ และแพะ

การวิจัยระบบนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประยุกต์ใช้เทคโนโลยี RFID (Radio Frequency Identification) เพื่อสร้างระบบการจัดการที่สมบูรณ์ ยืดหยุ่น และสะดวกสบาย เพื่อปรับปรุงระดับการจัดการที่ทันสมัยของฟาร์มสุกร ขณะเดียวกันเมื่อเกิดปัญหากับเนื้อสุกรและผลิตภัณฑ์ก็สะดวกสำหรับผู้จัดการในการค้นหาแหล่งที่มาของโรคอย่างรวดเร็วและดำเนินมาตรการที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียต่อไป RFID เป็นเทคโนโลยีระบุตัวตนอัตโนมัติแบบไม่สัมผัส โดยมีลักษณะการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ ความสามารถในการอ่าน การเจาะที่แข็งแกร่ง ระยะการอ่านและการเขียนที่ยาว อัตราการอ่านที่รวดเร็ว อายุการใช้งานที่ยาวนาน และการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมที่ดี และเป็นเทคโนโลยีการจดจำอัตโนมัติเพียงชนิดเดียวที่สามารถบรรลุการจดจำหลายเป้าหมายได้

1 โครงสร้างระบบและหลักการทำงาน

ระบบการจัดการการระบุและติดตามสัตว์โดยใช้ RFID ประกอบด้วยสามส่วน: การ์ดความถี่วิทยุ RFID เครื่องอ่านและตัวเขียน และเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ดังแสดงในรูปที่ 1 โดยทั่วไปเครื่องอ่าน/ตัวเขียนจะใช้เป็นเทอร์มินัลคอมพิวเตอร์ในการอ่าน เขียน และ เก็บข้อมูลบนบัตร RFID ประกอบด้วยชุดควบคุม โมดูลการสื่อสารความถี่สูง และเสาอากาศ เครื่องอ่านในระบบนี้ประกอบด้วยเครื่องอ่านแบบตายตัวและแบบมือถือ การ์ด RFID เป็นทรานสปอนเดอร์แบบพาสซีฟ ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิปวงจรรวม (1C) และเสาอากาศภายนอก ชิป RFID มักจะรวมฟรอนต์เอนด์ความถี่วิทยุ การควบคุมลอจิก หน่วยความจำ และวงจรอื่นๆ เข้าด้วยกัน และบางตัวยังรวมเสาอากาศเข้าด้วยกันด้วย บนชิปตัวเดียวกัน

หลักการทำงานพื้นฐานของระบบนี้คือ: เมื่อหมูมี "ต่างหู" (การ์ด RFID) จะเข้าสู่สนามความถี่วิทยุของเครื่องอ่าน กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ได้รับจากเสาอากาศจะถูกเสริมด้วยวงจรบูสต์ และใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟสำหรับชิป กระแสเหนี่ยวนำพร้อมข้อมูลจะถูกตรวจจับผ่านวงจรส่วนหน้าของความถี่วิทยุ และสัญญาณดิจิตอลจะถูกส่งไปยังวงจรควบคุมลอจิกเพื่อประมวลผลข้อมูล ข้อมูลตอบกลับที่ต้องการจะได้รับจากหน่วยความจำและส่งกลับไปยังวงจรส่วนหน้าของความถี่วิทยุผ่านวงจรควบคุมลอจิก และสุดท้ายก็ส่งกลับไปยังเครื่องอ่านผ่านทางตัวเขียนเสาอากาศ

เครือข่ายคอมพิวเตอร์รับข้อมูลสุกรในฟาร์มผ่านอินเทอร์เฟซ และรวมฟังก์ชันพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการจัดการรายวันของฟาร์มสุกร โดยผสานรวมบันทึก สถิติ รายงาน และงานอื่นๆ ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการจัดการรายวันของฟาร์มสุกรที่แต่เดิมทำด้วยตนเอง ดำเนินการจัดการคอมพิวเตอร์ โดยพื้นฐานแล้ว ระบบจะตอบสนองความต้องการด้านการผลิตและการจัดการในปัจจุบันของฟาร์มสุกร โดยให้ข้อมูลจากมุมมองการตัดสินใจระดับมหภาค ช่วยให้ผู้จัดการเข้าใจสถานะการจัดการของฟาร์มสุกรได้อย่างทันท่วงทีและแม่นยำ และปรับปรุงระดับการจัดการสมัยใหม่

2. การออกแบบฮาร์ดแวร์ระบบ

การใช้งานวงจรฮาร์ดแวร์ในระบบนี้ประกอบด้วยสามส่วน: การติดตั้งหมู "ต่างหูสตั๊ด" (บัตร RFID) การใช้งานเครื่องอ่านแท็กและการจัดตั้งเครือข่ายคอมพิวเตอร์

2.1 การติดตั้ง “ต่างหู” (บัตร RFID)

ปัจจุบัน วิธีการพื้นฐานของการติดตั้งแท็กอิเล็กทรอนิกส์บนสัตว์ ได้แก่ แบบปลอกคอ แบบป้ายหู (เล็บ) แบบฉีด และแบบอิเล็กทรอนิกส์แบบเม็ดยา แท็กแต่ละประเภทมีลักษณะและขอบเขตการใช้งานของตัวเอง ป้ายติดปลอกคอมีราคาสูงเกินไป และป้ายฉีดและป้ายยาไม่เหมาะสำหรับสัตว์ดังกล่าวเหมือนหมูเลยระบบนี้ใช้ "ต่างหู" แท็กอิเล็กทรอนิกส์ แท็กอิเล็กทรอนิกส์แบบติดหูไม่เพียงแต่จัดเก็บข้อมูลได้จำนวนมาก แต่ยังทนทานต่อสิ่งสกปรกและฝนอีกด้วย ข้อมูลที่จัดเก็บไว้ใน "หูฟังสตั๊ด" บัตรความถี่วิทยุประกอบด้วย: ที่อยู่ของเมืองที่ฟาร์มสุกรตั้งอยู่ รหัสไปรษณีย์ ข้อมูลสายพันธุ์ วันที่สวมหู ข้อมูลการกักกันและการสร้างภูมิคุ้มกัน ข้อมูลโรค ลำดับวงศ์ตระกูลและข้อมูลการผสมพันธุ์ วันที่ออก ฯลฯ ทั้งหมด ข้อมูลนี้จะต้องครอบคลุมวงจรชีวิตของสุกรทั้งหมดตั้งแต่แรกเกิด เพื่ออำนวยความสะดวกในการระบุ การติดตาม และการจัดการสุกร

2.2 การใช้งานเครื่องอ่านและเขียนแท็ก RFID

เครื่องอ่านแท็ก RFID ที่ใช้ในระบบนี้มีสองประเภท: ประเภทหนึ่งคือเครื่องอ่านแบบตายตัว; อีกอันคือเครื่องอ่านมือถือดูรูปที่ 2 ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างเครื่องอ่านแบบคงที่และเครื่องอ่านแบบมือถือก็คือเครื่องอ่านแบบมือถือสามารถอ่านข้อมูลแท็ก RFID จำนวนมากแล้วป้อนข้อมูลลงในแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ของระบบ ผ่านอินเทอร์เฟซ USB ของพีซีหรือพอร์ต COM กลาง. หลังจากที่เครื่องอ่าน/ตัวเขียนแบบตายตัวอ่านข้อมูลแท็ก RFID แล้ว ข้อมูลจะถูกส่งไปยังแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์แบบเรียลไทม์โดยไม่ต้องจัดเก็บไว้ในเครื่องอ่าน/ตัวเขียน เครื่องอ่าน/เครื่องเขียนแบบตายตัวได้รับการติดตั้งในตำแหน่งคงที่ในโรงเลี้ยงสุกร และสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลและข้อมูลแบบเรียลไทม์ผ่านเครือข่าย CAN บัสและแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ เครื่องอ่านมือถือใช้งานได้สะดวกมาก โดยจะอ่านข้อมูลแท็ก RFID ในลักษณะรวมศูนย์เท่านั้น จากนั้นจึงแลกเปลี่ยนข้อมูลกับพีซี