ماهنامه شماره 20 (فروردين ماه 1396)

مقدمه

طبق بررسی‌های انجام‌شده در چندین پروژه تحقیقاتی، تگ‌های RFID وصل شده به حیوانات نشان داده که در کنار کنترل بیماری‌ها، شناسایی و ردیابی حیوانات می‌تواند مزایای بسیار دیگری را نیز به وجود آورد که درمجموع موجب بهبود پارامتر فایده/هزینه می‌شود. مشتریان گوشت حاضرند برای گوشتی که مبدأ و مسیر آن تا دست مصرف‌کننده شفافیت بیشتری دارد، پول بیشتری پرداخت کنند. بر این اساس اروپا، ژاپن، کانادا، استرالیا و نیوزلند به‌شدت به موضوع ردیابی احشام و گوشت توجه ویژه‌ای نشان داده‌اند.

در سطح خُرد، توجه به شناسایی و ردیابی احشام عمدتاً ناشی از منافعی است که می‌تواند در مراکز تولید و پرورش ایجاد کند. در سال‌های اخیر، افزایش رو به رشد تعداد احشام در مراکز پرورش، موجب مشکل شدن نظارت و مدیریت این احشام شده است. روش‌های دقیق و مؤثر مکان‌یابی و نظارت بر احشام می‌تواند در ایجاد هماهنگی در برنامه‌ها، تشریفات واکسیناسیون و آزمون‌های تولیدمثل منافع زیادی را ایجاد نماید.

کاربردهای فناوری RFID در صنعت دامداری

• امکان انجام دقیق‌تر مطالعات بر روی دام در زمینه‌های مختلف
• کاهش زمان رسیدگی و مراقبت دام
• کنترل و نظارت برشستشوی احشام
• کنترل نحوه انتقال دام
• دسته‌بندی سریع و راحت‌تر دام‌ها
• شناسایی واردکننده دام برای پیگیری‌های مربوطه
• ثبت اطلاعات نژاد دام جهت تصمیم‌گیری لازم
• ثبت بیماری‌ها و اطلاعات دارویی برای تصمیم گیر درباره گوشت آن
• قابلیت کنترل اطلاعات دام در مرحله کشتار
• ثبت آمار ورود و خروج دام
• امکان شناسایی و ردیابی دام و تهیه گزارش‌های موردنیاز
• بهبود برنامه‌های واکسیناسیون، تزریقات، تغذیه
• امکان جدا کردن خودکار دام‌ها در مراحل خاص[4]

نحوه استفاده از RFID در شناسایی و ردیابی خودکار احشام

در سیستم‌های شناسایی ملی استفاده از تگ طرح تازه‌ای نیست ولی عمده مشکل آن نیاز به خواندن تگ و ثبت دیداری اطلاعات است این سیستم وابسته به جابجایی دسته حیوانات است. مثلاً گله گاو تا زمانی که از مزرعه خارج نشوند احتیاجی به تگ گذاری ندارند. پیگیری جابجایی دسته حیوانات توسط شماره شناسایی یکتا برای هر حیوان صورت می‌گیرد که به‌وسیله آن می‌توان تاریخ ورود حیوان به مزرعه را ثبت کرد. با بررسی شماره شناسایی حیوان توسط پرسنل رسمی بهداشت دام، قابلیت محدود کردن بیماری و محل شیوع بیماری مشخص می‌شود. با داشتن این قابلیت‌ها وجود چنین سیستمی در صنعت ضروری است البته بدیهی است که هدف سیستم تعیین فروشنده دام و یا وزن و ارزش دام نیست.

همچنین با بکار گیری تگ‌های RFID مدیریت مسیریابی دام ساده‌تر می‌شود و فایده اصلی بکار گیری تگ‌های RFID مسیریابی دام در مدت 48 ساعت است. در فناوری RFID به پایگاه داده مرکزی نیاز است و همه پایگاه داده‌ها نیاز به شناسایی تغییر مکان دام دارند. برای رسیدن به این هدف محل‌های استقرار دام باید شماره شناسایی یکتا داشته باشند. شناسایی تگ‌ها توسط تگ خوان صورت می‌گیرد. در داخل تگ‌های RFID فرستنده و گیرنده‌های کوچک و آنتن قرار دارد زمانی که تگ‌ها از تگ خوان عبور می‌کنند انرژی رادیویی توسط تگ خوان به تگ داده می‌شود سپس تگ شماره شناسایی خود را به تگ خوان مخابره می‌کند. تنها داده ذخیره‌شده بر روی تگ شماره شناسایی 15 رقمی یکتایی است که این شماره قابلیت تغییر ندارد و هیچ داده الکترونیکی اضافه بر روی آن نوشته نمی‌شود. برخلاف سیستم‌های شناسایی بارکد در قرائت با امواج رادیویی تگ آلوده و اعداد محوشده و یا بدخوانی تأثیری بر شناسایی اطلاعات تگ ندارد با استفاده از فناوری RFID شناسایی دام با سرعت و دقت بیشتری صورت می‌گیرد.

در زمان الصاق تگ‌های RFID بر روی گوش دام شماره‌های خواسته‌شده بر روی تگ ذخیره می‌شود اطلاعات شامل سابقه دام، جنسیت، رنگ، زمان تولد و زمان اولین وضع حمل است که علاوه بر ثبت در پایگاه داده‌ها با شماره تگ RFID مطابقت داده می‌شود. بهتر است محل جایگذاری تگ RFID نزدیک به مبنای گوش باشد تا احتمال گم‌شدن آن کاهش یابد. به نظر می‌رسد تگ‌های دکمه‌ای نسبت به انواع دیگر تگ بهترین انتخاب باشد. علت این انتخاب اطمینان‌پذیری بالا، قرائت آسان و هزینه کم آن است.

انواع تگ‌های قابل‌استفاده برای حیوانات

انواع مختلفی از تگ‌ها برای شناسایی و ردیابی احشام ارائه‌شده‌اند.

تگ‌های گوشی RFID:

برای ماندگاری بیشتر در درجه حرارت بالا و حفاظت در برابر عوامل محیطی در داخل صمغ سخت کپسوله می‌شوند. شماره شناسایی یکتا هر حیوان حاوی خصوصیات جسمی و روحی، سلامت، سابقه تزریقات و غیره است. این تگ‌ها قابلیت مطابقت با سمبل بارکد رادارند بنابراین هر حیوان به سه روش RFID، بارکد و روش‌های شناسایی بصری قابل‌شناسایی خواهد بود.

تگ کاغذی RFID:

برای مسیریابی و شناسایی استفاده می‌شود مدت‌زمان ساخت و ابعاد و هزینه متفاوتی دارد. ساختار هسته تگ TM شامل یک منبع داده است که به مدار RFID کپسوله شده در داخل فنر چرمی با وزن کم پیوند داده‌شده است. داخل هسته لوله کاغذی قرار دارد که به‌وسیله فنرهای داخلی که به محافظ بیرونی هسته و تگ TM نیرو وارد می‌کند، نگهداری می‌شود. هسته تگ TM فقط یک‌بار با محصول درخواست داده‌شده پر می‌شود، تولید و تحویل داده این امکان را به سازنده می‌دهد که اطلاعات موردنیاز برای مسیریابی لوله‌های کاغذی متفاوت را به جهت هدایت محصول خواسته‌شده استخراج کند

تگ گیره فشاری گوسفند RFID:

می‌تواند با شماره آشکار یا نماد بارکد چاپ شود. استفاده از گیره فشاری در تگ‌های RFID بر روی گوش توانایی ردیابی و جمع‌آوری داده‌های ویژه احشام را در سطوح متنوع و وسیع دارد و همچنین تعیین محل پردازش را بدون دخالت انسان انجام می‌دهد.

جمع‌آوری خودکار داده‌های ویژه احشام بدون دخالت انسان در مکان‌های متنوع باعث تضمین دقت بالای داده‌ها می‌شود. این اطلاعات برای مخابره به یک پایگاه داده مرکزی و تضمین سلامتی دام در یک قالب مناسب برای مسیریابی بسیار سودمند است.

تأثیر استفاده از تگ‌های RFID

تگ‌های هوشمند راديويي اطلاعات جامع و بسيار ارزشمندي را از كليه وضعیت‌های یک‌گونه جانوري در اختيار ما قرار می‌دهند كه به‌تبع آن الگوهاي رفتاري دقيقي را می‌توان از شرايط زيستي گونه‌های موردمطالعه استخراج نمود. اين الگوها بهترين منبع اطلاعاتي براي برنامه‌ریزی براي حفاظت از گونه‌ی مدنظر و پیش‌بینی شرايط زيستي آن براي انجام اقدامات پيشگيرانه است. بعلاوه با اين فنّاوری می‌توان هزینه‌های

مستقيم و غیرمستقیم بسياري را كم نمود و به همراه آن اطلاعات صحيح و آني را دريافت كرده و درنهایت بهره‌وری را افزايش داده و كنترل و مديريت و همچنين تصمیم‌گیری را مؤثرتر و فراگیرتر نمود. كه به دليل خودكار بودن و بی‌سیم بودن اين تگ‌های هوشمند، سازمان را با كمترين محدودیت‌های زماني و مكاني روبرو می‌سازد. به دليل وابسته بودن اين تگ‌ها به اطلاعات مكاني، اين عامل نيز اطلاعات مفيدي را به همراه خواهد داشت و در تصمیم‌گیری‌های مكان محور، كاربرد خواهند داشت.

جمع‌آوری جزئیات مربوط به شیر شامل حجم، دما، چربی، پروتئین، هدایت الکتریکی، غیره ازجمله ضروریات هر گاوداری محسوب می‌شود. در صورت دستیابی بلادرنگ به این اطلاعات، گاو دار می‌تواند از تغییرات وضعیت دام خود شامل بیماری به‌موقع مطلع شده و اقدامات لازم را انجام داده و از بروز خسارات جبران‌ناپذیر که اکثراً گریبان گیر دامداری‌های ایران است جلوگیری کند. به دلیل عدم وجود تجهیزات مدرن در اکثر گاوداری‌های ایران یا از جمع‌آوری این اطلاعات صرف‌نظر می‌شود و یا به جمع‌آوری مقدار محدودی از آن توسط نیروی انسانی بسنده می‌شود.

مشخصات فنی تگ‌های RFID برای شناسایی احشام

سازمان استانداردهای بین‌المللی (ISO) برای شناسایی الکترونیکی احشام، فناوری RFID مبتنی بر فرکانس پایین (kHz 134.2 LF) را انتخاب کرد. این استاندارد همچنین دارای فناوری ارتباطی کاملاً دوطرفه (FDX) است. اگرچه تگ‌های FDX ارزان‌تر است اما قابلیت‌های فن‌آوری RFID نیمه دوطرفه HDX را ندارند. تگ‌های HDX قابلیت اطمینان و اجرا بالایی دارند به همین علت معمولاً به‌صورت انحصاری برای شناسایی احشام مورداستفاده قرار می‌گیرد. تگ HDX توسط کارخانه برنامه‌ریزی می‌شود و کدهای شناسایی 64 بیتی و غیرتکراری دارد کاربرد تگ‌های FDX درزمانی است که حیوان به‌صورت یکتا و با تگ خوان دستی شناسایی شود. فناوری RFID نیمه دوطرفه HDX با فرکانس پایین (kHz 134.2 LF) تنها دستگاهی است که در دوره طولانی کارایی خود را برای شناسایی احشام اثبات کرده است.

فرکانس LF(KHz 134) دامنه قرائت اجرایی بهتری را نسبت به فرکانس HF(MHz13.56) ارائه می‌دهد. در فرکانس HF نوع دامنه قرائت کمتر از 20 تا 40 درصد است تاکنون تگ‌های LF(KHz 134) در مرحله اجرایی به 60 تا 80 درصد دامنه قرائت دست‌یافته‌اند. پیدا کردن دامنه قرائت قابل‌اطمینان داده‌های خودکار برای ردیابی احشام متحرک بسیار سخت است.

اولین دلیل انتخاب فرکانس LF(KHz 134) برای شناسایی احشام قابلیت قرائت از میان بدن آن‌ها و مواد حاوی آب است.

کاربرد RFID برای نگهداری حیوانات خانگی

از دیگر کاربردپذیری‌های RFID نگهداری از حیوانات خانگی است. استفاده از تکنولوژی RFID به‌صورت درج تگ‌هایی در حیوانات است که موجب شناسایی و ردیابی حیوانات خواهد شد. قرار دادن تگ‌های RFID در بدن حیوانات به‌منظور نظارت و بررسی قرار دادن حیوان در محیط آزاد اما در قالب تحت کنترل‌شده می‌تواند امکان تحقیقات علمی برای محققان فراهم نماید. جای‌دهی RFID به‌منظور تحقیقات از پستاندارانی مانند گربه، سگ، گوسفند و غیره گرفته تا ماهیان و پرندگان را در برمی‌دارد.

تگ‌های RFID در حیوانات اغلب در غالب حلقه‌ای که بر روی گردن حیوان قرار می‌گیرد قابل‌ردیابی خواهد بود و به واسط آنتن این تگ‌های جاسازی‌شده در حلقه‌های پیگیری خواهند شد. در برخی موارد این تگ RFID در گوش حیوان تعبیه می‌شود و به واسط آن انجام تحقیقات و مطالعات حیوان‌شناسی و همچنین مدیریت مزرعه‌داری را با سهولت همراه می‌نماید.

با تگ‌های RFID می‌توان جلوی ورود حیوانات غیر از حیوان خانگی را گرفت بدین‌صورت که درب مخصوص ورود حیوانات اهلی فقط در صورتی باز می‌شود که تگ RFID حیوان خانگی ما شناسایی‌شده باشد .

نتیجه‌گیری

شناخت كامل وضعيت فيزيكي جانور در زمان‌ها و مکان‌های متفاوت، وضعيت تولیدمثل و زادآوري، تغذيه، بيماري و واكنش جاندار در وضعیت‌های طبيعي و غیرطبیعی می‌تواند تصميمات ارزشمند و تأثیرگذاری زا از جانب متخصصان و متوليان موجب شود كه حيات گونه را بیش‌ازپیش تضمين می‌نماید. براي جمع‌آوری اطلاعات و رديابي گونه‌ها بهترين روش و تكنولوژي تگ‌های RFID می‌باشند كه به لحاظ قيمت و مصرف انرژي و بخصوص اندازه و وزن قابل‌مقایسه با ساير روش‌ها نیست.

اين تگ‌ها با كاشت در بدن جانور و يا خوراندن از طريق خوراك و آب ارزشمندترین اطلاعات را در دوره‌های زماني کوتاه‌مدت تا بلندمدت در اختیار محققان قرار می‌دهد و با توجه به ویژگی‌های فيزيكي آن، تأثيري بر رفتار طبيعي جانور ندارد. اين تگ‌ها در كنار رديابي، اطلاعات كامل زيستي جانور را فراهم كرده كه از اين اطلاعات و داده‌ها الگوهاي رفتاري جانور قابل‌استخراج است. از مجموعه‌ي اين اطلاعات، دانشي در خصوص تهدیدها و بیماری‌های گونه جانوري، پیش‌بینی رفتار گونه در موقعیت‌ها و شرايط گوناگون ايجاد می‌نماید كه مهم، بستري براي انجام اقداماتي براي بهبود شاخص‌های زيستي گونه، خصوصاً گونه‌های نادر فراهم می‌کند.