植入式带温度感知RFID芯片助力智慧畜牧系统

中国是畜牧大国，2018年我国生猪存栏42817万头，奶牛存栏1400万头，但畜牧业的发展面临着一系列的问题，其中动物体温监测难度大、疫情防控不及时是困扰畜牧业多年亟待解决的重要问题之一。动物体温可以表征动物健康，预警动物疾病，加强动物体温监测对畜牧疫情防控、保障动物福利具有重要意义。2018年，由于疫情监测力度不够，导致“非洲猪瘟”在中国蔓延，造成了大量经济损失。传统动物体温检测方法精度差、非实时性、无法实现自动感知，且需要消耗大量人力资源。另外，人们对食品安全问题的重视，也导致食品溯源的需求日益旺盛。

本项目设计的具有温度感知功能植入式RFID芯片，植入动物体内，可以实时感知、自动采集动物体温，及时发现问题，可成为强化畜牧疫情防控的重要手段，也为食品溯源提供了硬件支撑。芯片结构包含射频模拟前端、数字基带、温度传感器和存储器，如图1所示。其中，射频模拟前端用于将天线接收到的交流电压转换为供电电源，解调其中包含的数字命令并提供给数字基带信号，同时提供上电复位信号和时钟信号；数字基带处理来自读写器的命令，并返回相应的数字信号；温度传感器检测温度，并产生对应的数字信号输入数字基带；存储器用于储存芯片的身份信息，必要时存储温度信息。

本项目研究成果，包括温度感知RFID芯片射频前端和温度传感电路两个模块的MPW流片。

技术特点

（1）系统结合RFID技术和温度传感器技术，设计一款植入式低功耗带温度传感器RFID；

（2）芯片可实现远程身份识别和体温检测；

（3）芯片整体采用小型化设计，方便植入式应用；

（4）结合了植入式芯片和互联网技术，智慧畜牧系统极大提高了畜牧产业的管理效率，减少了人工投入，缩短了劳动周期。

专利情况

适用于无源低功耗RFID芯片的上电复位电路；低功耗温度传感前端电路。

应用领域及市场前景

基于所设计的带温度感知RFID芯片，结合互联网技术，可实现一套智慧畜牧系统，如图2所示，可用于养殖管理、疫情预测诊断、产品溯源、生物资产管理、代系管理、保险公司调查等。未来将形成整个畜牧产业的数据联网，迎来畜牧业的变革。   

（1）动物疫情智能监控系统。通过植入带温度感知RFID芯片，远程识别身份信息和温度数据，达到监控牧场每一只动物的健康状况，减小了人力劳动的同时保证了信息的实时性。从而实现以最小的人力资源实现最大程度的疫情预防监测。目前该应用市场需求较大，具有较好的经济效益。

（2）食品溯源。在实现统一标准后，全国每一只牲畜对应一个身份编号，结合互联网云平台，上传数据统一管理，实现每一只牲畜的全程跟踪，达到食品溯源的目的。食品溯源保证了肉类食品来源的安全可靠性，消除顾客购买高档肉类产品的后顾之忧，具有较大市场效益。

（3）保险公司调查。通过植入式芯片，将每一只牲畜资料都上传到云平台统一管理，跟踪其健康状况和，保险公司可以更加容易判断牲畜丢失、病死等索赔的真实性，对保险公司来说具有较大的市场意义。