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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620116619.3 (22)申请日 2016.02.05 (73)专利权人 福建农林大学 地址 350002 福建省福州市仓山区上下店 路15号 (72)发明人 陈清耀 林宇洪 胡喜生 邱荣祖 (74)专利代理机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 代理人 蔡学俊 (51)Int.Cl. A01K 11/00(2006.01) G06K 17/00(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种复合型RFID动物耳标及。
2、追踪装置 (57)摘要 本实用新型涉及一种复合型RFID动物耳标 及追踪装置,包括： 现场采集终端以及远程监测 终端； 现场采集端包括： 超高频RFID耳标单元、 高 频RFID耳标单元、 超高频RFID读取单元、 高频 RFID写入单元、 工控单元、 监测端通信单元； 远程 监测终端包括： 管理端通信单元、 集中控制器以 及牧场管理系统。 本实用新型所提出的一种复合 型RFID动物耳标及追踪装置， 通过结合现有的软 件， 可以在运动中进行远距离识别动物身份， 还 支持近距离扫描更新现场饲养数据， 可以帮助牧 场追踪动物的饲养过程， 避免动物在活动中错漏 重要的防疫流程， 并加强了动物档案的管。
3、理， 复 合型耳标又能支持流通环节的NFC扫描， 极大地 方便了用户的对相关信息的获取。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 205511505 U 2016.08.31 CN 205511505 U 1.一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 包括： 现场采集终端以及远程监 测终端； 所述现场采集终端包括： 一设置于被监测动物耳部且用于耳标标签信息远距离识 别的超高频RFID耳标单元、 一设置于被监测动物耳部且用于离线存储牲畜饲养日志信息的 高频RFID耳标单元、 一用于读取所述超高频RFID耳标单元内耳标信息的超高频RFID读取单 元、 一用于将离线存储牲畜饲养日志信。
4、息写入所述高频RFID耳标单元内的高频RFID写入单 元、 一通过串口与所述超高频RFID读取单元相连的工控单元以及一与所述工控单元相连的 现场采集端通信单元； 所述远程监测单元包括： 一用于与所述现场端通信单元以及所述高 频写入单元通信的管理端通信单元、 一与所述管理端通信单元相匹配的集中控制器以及经 所述集中控制器与所述管理端通信单元相连的主机。 2.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 所述超高 频RFID耳标单元包括一的Monza 5芯片。 3.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 所述超高 频RFID读取单元包括。
5、一超高频RFID读卡器； 所述超高频RFID读卡器包括依次相连的一读卡 器网络通讯电路以及一读卡器控制电路。 4.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 所述工控 单元包括一工控机； 所述工控机包括依次相连的读卡器读写电路、 工控处理电路以及无线 通讯电路。 5.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 所述现场 采集端通信单元包括一GPRS Modem； 所述管理端通信单元包括一移动基站， 所述移动基站 连接至所述集中控制器。 6.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 所述高频 RFID耳标。
6、单元包括一Mifare one IC S50。 7.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 所述高频 RFID写入单元包括一高频RFID手持机。 8.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 所述超高 频RFID读取单元、 所述工控单元、 所述监测端通信单元以及一太阳能电池供电单元均设置 于一RFID监控杆上； 所述太阳能电池供电单元分别为所述超高频RFID读取单元、 所述工控 单元以及所述监测端通信单元供电； 所述RFID监控杆设置于一车载移动载台上。 9.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于。
7、， 所述主机 包括设置于政府监管机构的第一主机以及设置于牧场管理处的第二主机。 10.根据权利要求1所述的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 其特征在于， 还包括 一用于与所述高频RFID耳标单元配合的NFC手持机。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 205511505 U 2 一种复合型RFID动物耳标及追踪装置 技术领域 0001 本实用新型涉及一种复合型RFID动物耳标及追踪装置。 背景技术 0002 近年来， 国内肉产品、 奶产品安全事故频发， 引起了社会对食品安全问题的关注， 部分消费者甚至对国产农产品形成了恐慌情绪， 抵制国内制造的肉奶产品， 转而高价购买 进口产品。 。
8、因此， 如何保证肉奶产品的安全性， 实施肉奶产品加工信息追踪系统， 形成对违 法者的追责机制， 增强消费者信心， 成为了农产品领域的研究热点。 在发达国家因为技术环 境好， 有学者应用移动通信技术实现无线联网， 将牲畜饲养日志远程写入网络上的数据库； 采用DNA(Deoxyribonucleic Acid， 脱氧核糖核酸)技术实现对肉产品来源检测， 有效地打 击各种造假行为； 设计了基于WSN(Wireless Sensor Networks， 无线传感网)的养殖追溯系 统； 对生鲜供应链建模， 实现了生鲜供应链的无缝追溯。 而中国受国情限制， 养殖牲畜的牧 场、 饲养场、 交易场所大多缺乏无。
9、线通讯的环境， 联接数据库困难， 因此无法照搬发达国家 成熟的技术路线。 中国的流通市场也无力承担DNA溯源的成本开支。 国内有学者对追踪系统 的信息采集和通讯自动化进行了探索； 应用PDA(Personal Digital Assistant， 掌上电脑) 技术开发了猪肉产品追溯系统； 应用RFID(Radio Frequency Identification， 无线射频识 别)标签作为动物身份标识， 并记录了饲养日志， 应用信息技术实现了生鲜农产品的追溯； 应用数据库技术建立了猪场综合管理系统。 由此可见， 国内还未有学者针对多功能的复合 型RFID动物标识方面开展研究。 而且， 大型的饲。
10、养场以及奶业集团牧场均存在对产品生产 以及售后数据信息监管的迫切需求， 如当发生肉奶安全事故时， 逆向追溯至问题环节， 确定 受该问题环节影响的动物编号， 再从这些编号正向追踪肉奶产品的流向， 以高效率地封存 未售出的产品， 控制事故损失， 实现对牲畜从饲养、 销售、 产奶及屠宰全程的严密监管。 因此 针对中国野外移动通信环境的特点， 设计了一种复合型RFID动物耳标， 既能远距离识别活 动的牲畜， 又能近距离读写饲养日志， 并基于物联网技术设计了相应的追踪系统。 发明内容 0003 本实用新型的目的在于提供一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 以克服现有技 术中存在的缺陷； 本实用新型结构。
11、简单， 易于实现。 0004 为实现上述目的， 本实用新型的技术方案是： 一种复合型RFID动物耳标及追踪装 置， 包括： 现场采集终端以及远程监测终端； 所述现场采集终端包括： 一设置于被监测动物 耳部且用于耳标标签信息远距离识别的超高频RFID耳标单元、 一设置于被监测动物耳部且 用于离线存储牲畜饲养日志信息的高频RFID耳标单元、 一用于读取所述超高频RFID耳标单 元内耳标信息的超高频RFID读取单元、 一用于将离线存储牲畜饲养日志信息写入所述高频 RFID耳标单元内的高频RFID写入单元、 一通过串口与所述超高频RFID读取单元相连的工控 单元以及一与所述工控单元相连的现场采集端通信。
12、单元； 所述远程监测单元包括： 一用于 与所述现场端通信单元以及所述高频写入单元通信的管理端通信单元、 一与所述管理端通 说 明 书 1/4 页 3 CN 205511505 U 3 信单元相匹配的集中控制器以及所述经所述集中控制器与所述管理端通信单元相连的主 机。 0005 在本实用新型一实施例中， 所述超高频RFID耳标单元包括一Monza 5芯片。 0006 在本实用新型一实施例中， 所述超高频RFID读取单元包括一超高频RFID读卡器； 所述超高频RFID读卡器包括依次相连的一读卡器网络通讯电路以及一读卡器控制电路。 0007 在本实用新型一实施例中， 所述工控单元包括一工控机； 所述。
13、工控机包括依次相 连的读卡器读写电路、 工控处理电路以及无线通讯电路。 0008 在本实用新型一实施例中， 所述现场采集端通信单元包括一GPRS Modem； 所述管 理端通信单元包括一移动基站， 所述移动基站连接至所述集中控制器。 0009 在本实用新型一实施例中， 所述高频RFID耳标单元包括一Mifare one IC S50。 0010 在本实用新型一实施例中， 所述高频RFID写入单元包括一高频RFID手持机。 0011 在本实用新型一实施例中， 所述超高频RFID读取单元、 所述工控单元、 所述监测端 通信单元以及一太阳能电池供电单元均设置于一RFID监控杆上； 所述太阳能电池供电。
14、单元 分别为所述超高频RFID读取单元、 所述工控单元以及所述监测端通信单元供电； 所述RFID 监控杆设置于一移动载台上。 0012 在本实用新型一实施例中， 所述主机包括设置于政府监管机构的第一主机以及设 置于牧场管理处的第二主机。 0013 在本实用新型一实施例中， 还包括一用于与所述高频RFID耳标单元配合的NFC手 持机。 0014 相较于现有技术， 本实用新型具有以下有益效果： 本实用新型所提出的一种复合 型RFID动物耳标及追踪装置， 能够适应中国饲养环境无线网络条件不佳的国情现状， 通过 结合现有的软件， 实现了饲养日志的离线存储， 待无线网络条件恢复时， 将耳标中存储离线 日。
15、志上传， 及时更新集中控制中的数据。 该耳标可以帮助牧场追踪动物的饲养过程， 追踪动 物活动过程， 避免错漏重要的防疫流程， 加强了动物档案的管理； 又能支持动物、 肉奶产品 流通环节的追踪和追溯， 客户可以通过手机扫描耳标的方式， 透明地阅读动物饲养日志， 实 现溯源， 参与对牲畜的生产过程的监管。 附图说明 0015 图1是本实用新型复合型RFID动物耳标及追踪装置的系统架构图。 0016 图2是本实用新型复合型RFID动物耳标及追踪装置的RFID读卡器网络通讯电路以 及读卡器控制电路的电路图。 0017 图3是本实用新型复合型RFID动物耳标及追踪装置的牧场端移动通讯单元的电路 框图。 。
16、0018 图4是本实用新型复合型RFID动物耳标及追踪装置的超高频RFID耳标单元工作原 理图。 0019 图5为本实用新型复合型RFID动物耳标及追踪装置中NFC手机读取信息示意图。 具体实施方式 0020 下面结合附图， 对本实用新型的技术方案进行具体说明。 为了让本领域技术人员 说 明 书 2/4 页 4 CN 205511505 U 4 进一步了解本实用新型所提出的一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 下面结合现有软件 对该装置进行说明， 现有指出的是， 该说明过程中所涉及的现有的软件均不是本实用新型 所保护的客体， 本实用新型仅保护该装置的结构及其连接关系。 0021 本实用新型提。
17、供一种复合型RFID动物耳标及追踪装置， 如图1所示， 包括： 现场采 集终端以及远程监测终端； 所述现场采集终端包括： 一设置于被监测动物耳部且用于耳标 标签信息远距离识别的超高频RFID耳标单元、 一设置于被监测动物耳部且用于离线存储牲 畜饲养日志信息的高频RFID耳标单元、 一用于读取所述超高频RFID耳标单元内耳标信息的 超高频RFID读取单元、 一用于将离线存储牲畜饲养日志信息写入所述高频RFID耳标单元内 的高频RFID写入单元、 一通过串口与所述超高频RFID读取单元相连的工控单元以及一与所 述工控单元相连的现场采集端通信单元； 所述远程监测单元包括： 一用于与所述现场端通 信单。
18、元以及所述高频写入单元通信的管理端通信单元、 一与所述管理端通信单元相匹配的 集中控制器以及所述经所述集中控制器与所述管理端通信单元相连的主机。 0022 进一步的， 在本实施例中， 集中控制器由一台安装SQL SERVER数据库的工业控制 机(研华IPC610H)和硬件网络防火墙(CISCO ASA5505-K8)组成， 集中控制器通过网络端口 和RFID读卡器相连接， 向RFID读卡器、 RFID手持机发送读写指令， 并存储RFID读卡器和RFID 手持机发送的饲养日志。 企业的牧场管理系统、 政府监管机构的计算机系统、 消费者的个人 手机通过互联网连接集中控制器， 下载特定编号动物的饲养。
19、日志， 实现对肉食品供应链的 三方监管。 0023 进一步的， 在本实施例中， 所述超高频RFID耳标单元包括一Monza 5芯片， 其读写 速度快， 存在着一定的方向性， 通讯距离20m， 具有优秀的抗碰撞能力， 广泛应用于物流领 域， 超高频段(UHF)典型频率有915Mhz， 遵循ISO18000系列国际标准。 0024 进一步的， 在本实施例中， 所述超高频RFID读取单元包括一超高频RFID读卡器； 所 述超高频RFID读卡器包括依次相连的一读卡器网络通讯电路以及一读卡器控制电路， 如图 2所示。 0025 进一步的， 在本实施例中， 所述工控单元包括一工控机； 所述工控机包括依次相。
20、连 的读卡器读写电路、 工控处理电路以及无线通讯电路， 进一步的， RFID读卡器采用JR20X0， 工控主机型号采用RICH-300， 无线通讯电路与现场采集端通信单元匹配， 电路框图如图3以 及图4所示。 0026 进一步的， 在本实施例中， 所述现场采集端通信单元包括一GPRS Modem， 且在本实 施例中， 该GPRS Modem采用SIM900A； 所述管理端通信单元包括一移动基站， 所述移动基站 连接至所述集中控制器。 0027 进一步的， 在本实施例中， 所述高频RFID耳标单元包括一Mifare one IC S50。 高 频段(HF)典型频率有13.56Mhz， 也采用电感。
21、耦合工作方式， 距离20cm， 读写速度快， 具有代 表性的产品有Mifare one IC S50芯片， 遵循ISO14443系列国际标准， 可以存储1kbyte容量 的信息， 具有很高的安全性， 广泛应用于小额支付场景。 0028 进一步的， 在本实施例中， 所述高频RFID写入单元包括一高频RFID手持机。 高频 RFID手持机可以是支持13.56Mhz的Mifare one IC S50芯片读写的RFID手持机， 例如 “CARIBE PL-43” ； 也可以是带有NFC传感器的安卓手机， 例如 “三星Galaxy S3” 。 手持机或手 机内置移动APP， 实现了向高频芯片写入饲养日。
22、志及通过GPRS、 3G等移动网络向云数据中心 说 明 书 3/4 页 5 CN 205511505 U 5 上传饲养日志的功能。 0029 进一步的， 在本实施例中， 所述超高频RFID读取单元、 所述工控单元、 所述监测端 通信单元以及一太阳能电池供电单元均设置于一RFID监控杆上； 所述太阳能电池供电单元 分别为所述超高频RFID读取单元、 所述工控单元以及所述监测端通信单元供电； 所述RFID 监控杆设置于一移动载台上。 在本实施例中， 该移动载台可以为小车或搭载于汽车。 0030 进一步的， 在本实施例中， 所述主机包括设置于政府监管机构的第一主机以及设 置于牧场管理处的第二主机。 。
23、0031 进一步的， 在本实施例中， 还包括一用于与所述高频RFID耳标单元配合的NFC手持 机。 0032 进一步的， 在本实施例中， 在饲养基地内， 超高频的RFID监控杆可以安置在小车 上， 在小车和牲畜各自运动的场景中， 通过Monza 5芯片以及超高频RFID读卡器的配合， 能 实现动物群体的快速盘点， 也可以用于从大批牲畜中寻找某个特定的个体。 0033 当移动通信条件不佳时， 通过高频RFID手持机将饲养日志写入S50芯片， 并更新日 志的时间戳。 待移动通信条件恢复后， 高频手持机发现该动物耳标日志时间戳大于集中控 制器中的日志时间戳， 则将动物耳标中的日志上传至集中控制器的数。
24、据库中， 并更新数据 库的时间戳和耳标一致。 在牲畜出栏时， 耳标数据也会被读取， 上传于监管中心的数据库。 如果动物在活动中耳标丢失了， 则可以通过从集中控制器下载饲养日志， 重建新耳标， 也可 以用车载的超高频监控杆对动物活动区域搜寻失落的耳标。 此外， 政府监管机构以及牧场 管理处可从集中控制器中获取相关数据。 0034 当动物的奶产品进入流通环节前， 扫描耳标编号， 编码为二维码， 粘贴至奶桶上。 一个奶桶可能会有多张二维码， 如果发生安全事故， 则相同饲养条件的动物都将被追溯， 并 追踪相关产品流向。 0035 如果动物自身进入流通环节， 因为S50芯片兼容NFC(Near Fiel。
25、d Communication， 近场通信)技术， 所以使用具有NFC功能的手机靠近耳标， 如图1所示， 手机内置的NFC的通用 程序将会自动扫描耳标的S50芯片， 获得饲养日志， 如图5所示。 0036 以上是本实用新型的较佳实施例， 凡依本实用新型技术方案所作的改变， 所产生 的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时， 均属于本实用新型的保护范围。 说 明 书 4/4 页 6 CN 205511505 U 6 图1 图2 说 明 书 附 图 1/4 页 7 CN 205511505 U 7 图3 说 明 书 附 图 2/4 页 8 CN 205511505 U 8 图4 说 明 书 附 图 3/4 页 9 CN 205511505 U 9 图5 说 明 书 附 图 4/4 页 10 CN 205511505 U 10 。