畜牧业中的物联网——黄虚怀

摘要:说起畜牧业,你首先想到的是不是面朝黄土背朝天的放牛娃,心血来潮去赶集,手里拿着小皮鞭心里正得意,不知怎么哗啦啦啦摔了一身泥。这是一首传统的中国童谣,但它确实概括了百年来中国人对畜牧以及畜牧人的看法。而如今这种看法似乎应该被颠覆了。

关键词:物联网,畜牧,RFID,创业

在进入今天的正片之前,我们先来了解一下在物联网中一个重要的名词RFID,射频识别技术。射频识别(RFID)是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。射频的话,一般是微波,1-100GHz,适用于短距离识别通信。RFID读写器也分移动式的和固定式的,目前RFID技术应用很广,如:图书馆,门禁系统,食品安全溯源等。射频标签是产品电子代码(EPC)的物理载体,附着于可跟踪的物品上,可全球流通 并对其进行识别和读写。

RFID(Radio Frequency Identification)技术作为构建“物联网” 的关键技术近年来受到人们的关注。RFID 技术早起源于英国,应用于第二次世界大战中辨别敌我飞机身份,20 世纪 60 年代开始商用。RFID 技术 是一种自动识别技术,美国国防部规定 2005 年 1 月 1 日以后,所有军需物资都要使用 RFID 标签;美国食品与药品管理局(FDA)建议制药商从 2006 年起利用 RFID 跟踪常 造假的药品。Walmart,Metro 零售业应用 RFID 技术等一系列行动更是推动了 RFID 在全 世界的应用热潮。2000 年时,每个 RFID 标签的价格是 1 美元。许多研究者认为 RFID 标 签非常昂贵,只有降低成本才能大规模应用。2005 年时,每个 RFID 标签的价格是 12 美分 左右,现在超高频 RFID 的价格是 10 美分左右。RFID 要大规模应用,一方面是要降低 RFID 标签价格,另一方面要看应用 RFID 之后能否带来增值服务。欧盟统计办公室的统计数据表明,2010 年,欧盟有 3%的公司应用 RFID 技术,应用分布在身份证件和门禁控制、供应 链和库存跟踪、汽车收费、防盗、生产控制、资产管理。

从2003年开始,中国已开始将先进的RFID射频识别技术运用于现代化的动物养殖加工企业,开发出了RFID实时生产监控管理系统。该系统能够实时监控生产的全过程,自动、实时、准确的采集主要生产工序与卫生检验、检疫等关键环节的有关数据,较好的满足质量监管要求,对于过去市场上常出现的肉质问题得到了妥善的解决。此外,政府监管部门可以通过该系统有效的监控产品质量安全,及时追踪、追溯问题产品的源头及流向,规范肉食品企业的生产操作过程,从而有效的提高肉食品的质量安全。

RFID技术在畜牧业的应用主要有两个方面,一方面是建立畜牧管理系统进行动物的精细养殖,另一方面是建立动物的追踪管理系统。当前牛羊肉的产品安全已经成为供应链中的关键因素,鉴于此,全世界20多个国家和地区对食品的生产过程都采用RFID技术进行跟踪与追溯,并获得了良好的效果。基于RFID的追踪系统对牛羊肉的生长、加工、储藏及零售等环节的管理对象进行标识并进行连接,然后将这些标识用条码与人工可识读方式表示出来,一旦产品出现卫生安全问题,可以通过这些标识进行追溯,准确的缩小安全问题的范围,查出问题出现的环节,这样就可以阻断问题货源流入市场,可以进行有效治理。

电子标识管理在西方国家已使用数年,并已成为技术的展示标准。除了企业内部在饲养的自动配给和产量统计方面的应用外,还可用于动物标识、疫病监控、质量控制及追踪动物的品种等方面。RFID技术在畜牧业的应用主要有以下特点:

  •   采用非接触式自动识别技术,数据采集方法更加实时有效

RFID技术是利用非接触式的射频识别方式,将安置于动物耳垂或体内的电子标识内的数据进行采集并进行系统管理,是掌握动物的健康状况和控制动物疫情发生的极为有效的管理方法。

  •   防水效果显著,可以应用于动物机体

采用电子标签,可以穿透水和动物机体,对水和金属不敏感,无论标签是安放在动物体内还是安放在耳朵上,都可以方便快捷的进行识读。

  •   编号唯一,不易仿造,便于管理

当动物出生时电子标识就被安置于动物耳垂或体内,电子标识一次性使用、统一编号、号码唯一。通过对奶牛个体的可追踪管理,进行精密喂养,同时进行健康预警和牛奶品质监控,提高优质奶产量,大大提高企业经济效益。

  •   与信息技术结合,有利于跟踪管理

通过配套的软件管理程序,对其生长的周期进行全程监控。如是否在无污染的自然环境中放养,水土、空气等指数是否达标,药物添加剂的使用情况,饲料是否受到过农药的污染等,并记录它在不同时期在何牧场进行放养,以及其防疫情况、健康状况等重要信息。当食品动物达到出栏标准时,屠宰场将严格审阅动物的“品质档案”,只有通过严格的检查并合格后才能进行宰杀,并将“档案”存档,以备今后“品质追踪”。

新牧网中有一篇关于物联网在猪场的实际使用的文章。这是物联网在畜牧业中应用的另一个方面。文章中有一个关于温氏集团副总经理讲述他们集团正在创建物联网智能养殖平台的视频。这个平台大概从2012年开始研发,通过2年多的时间不断改进和突破,安卓和IOS都可以使用。从2013年开始,物联网智能养殖平台开始为合作农民试点,目前运行稳定。它所做的是三大功能:

1)采集环境数据:可以采集温度,湿度,氨气,光照共4个指标,随时监测环境状况,并作为追溯备用。

2)自动化设备监控:通过操作面板集成包括风机、自动喂料,自动清粪、电箱等,并采用视频、软件控制。如果有异常,能够第一时间推送客户端。

3)智能工作模式:将生产作业流程注入系统,风机随温度变化控制开关数量,自动喂料系统系统自动输送,刮粪机定时启动。以前5、6个人养殖1000头猪,现在一个人可以养1000头猪。

据了解,新建栏舍加入物联网控制系统大概1.5万元/栋。

再举一个例子,36岁的沃西(Brian Walsh)看起来很酷,但与他做的事情相比,外表的确不算什么。作为生死畜牧公司(Vital Herd,Inc.)的CEO、联合创始人,沃西正在通过物联网的技术手段,全天候追踪每头牛的身体状况和动态,并以此帮助饲养者提升牛奶和牛肉品质和产量。  “目前,人们对于大部分牲畜的健康、营养管理都是通过每天肉眼观察和经验来判断的。这是一种十分低效率的方法,因为当发现问题的时候纠正难度很大,并且代价高昂。”沃西说。

生死畜牧公司的做法是让牛吞下一个集成了各种传感器、芯片、通讯系统的长约4.5英寸的“电子药片”(ePill),“电子药片”进入牛的“瘤胃”(反刍动物4个胃中的第一个,也是最大的一个,主要作用是暂存饲料和微生物发酵)后停留下来,并由此开始不间断追踪牛的各种生命信息,包括心跳频率、体温、反刍时间、胃酸浓度、激素分泌等。

这些生命信息通过微波传送到附近的信息接收器,并发送到云端平台进行数据分析、处理。依据一定的标准,人们可以随时随地通过终端设备查看牛的体征动态,任何一头被追踪的牛出现异常系统就会报警。在大数据分析的基础上,人们甚至可以对牛的行为方式做出预测,饲养者也因此可以改善喂养、预防疾病和改进管理。

生死畜牧公司目前正在研发的首款产品面向乳制品生产商,通过对于奶牛的追踪,最终帮助生产商提升牛奶品质和产量。“我们预计今年下半年完成最后阶段的测试,并在年底前投入商业化运营,明年我们在乳制品行业的业务将全面铺开,”沃西透露说,自2012年4月公司成立以来,生死畜牧累积获得约130万美元天使投资,“此前我们对数千家乳制品生产商的调查显示,9成以上的调查者对我们的服务非常感兴趣。”

如果商业发展如沃西的期望,生死畜牧公司将步入一个前景广阔的大市场。据美国农业部的报告统计显示,美国每年有将近四百万的动物在乳肉生产过程中死亡,同时有更多数量的动物患病。这意味着美国乳肉制品生产商每年遭受数十亿美元的经济损失,包括收入损失、极高的治疗成本和喂养成本——这数十亿美元的损失恰恰就是生死畜牧公司的发展空间。

“我们将是全球首家真正开始对牛进行大规模数据监测的软件服务公司,与以往尝试这一领域的研究机构不同,我们可以把成本做得很低,甚至达到以往的1/20,”沃西说,“对于乳制品生产商来说,他们只要按年给每头被追踪的奶牛交纳几十美元的服务订阅费即可。”

沃西颇具开拓性的商业故事不仅给包括我在内的听众带来了很多乐趣,而且也引发了我对物联网创业的几点思考。

其一,物联网时代可能给创业者提供了创造前所未有的产品创新的可能,这些产品基本特征是结合了传感器和芯片。毫无疑问,生死畜牧公司的核心——“电子药片”是开创性的产品。这项技术的发明者是沃西的合作伙伴,曾经为美国军方所用,此后因为缺乏投入项目被剥离出来,因此成就了生死畜牧公司。

“未来每一件物体都可能被集成芯片,不管是家用电器,还是大型挖掘机,甚至灯泡,”PTC全球传播副总裁斯诺(Eric Snow)说,“这一变化会彻底改变产品设计、创新的理念和方式,因而给新进入者带来很多机会。”

其二,物联网创业不再是独立的行为,与传统领域的创业相比,它需要联合、利用更多生态资源、采纳更多开放式创新。以生死畜牧公司为例,集成了传感技术、通讯技术的“电子药片”是其核心专利,而要让大数据养牛真正能够帮助乳制品生产商,仅仅依靠“电子药片”显然是不够的——这将是一个庞大的工程,包括软件、通讯、云平台以及数据分析。

“我们最擅长的是 电子药片 ,对于创业公司来说,我们很灵活、快速,但我们缺乏资源,所以必须聚焦,不可能兼顾所有。对于商业的其它方面,我们采取了合作和借用现有平台的方式。”沃西解释说。正因为如此,已经创立2年多生死畜牧公司目前仍然是一个“轻公司”,除了两位创始团队成员外,其它10多位成员为根据项目推进需求组建的临时外聘专家团队,跨越软件、通讯、畜牧等领域。

结尾,有一天我们的放牛娃不再拿着小皮鞭,他手里拿着一部iphone,时间到了,他就打开手里的软件,点击喂养的图标,再点击自动放养。然后放牛娃抬起头,继续听着讲台上老师讲的课程,近现代历史——人工畜牧业的衰败。

参考文献:《物联网-射频识别核心技术详解(第2版》作者:黄玉兰

《温尚海:温氏集团如何探索物联网在猪场的使用》来源:新牧网 作者:不详

《从大数据养牛看物联网创业思维》来源:福布斯中文网 作者:不详

《物联网手持终端在畜牧业应用》来源:RFID世界网 作者:不详

转载请注明来源:吉林农业大学物联网工程2013级 » 畜牧业中的物联网——黄虚怀

表情

Hi,您需要填写昵称和邮箱!

  • 昵称 (必填)
  • 邮箱 (必填)
  • 网址