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植入式生物芯片

口蹄疫、瘋牛病、、非洲豬瘟的蔓延嚴(yán)重危及人類生命安全，引發(fā)了人們對(duì)動(dòng)物性食品生產(chǎn)全過程安全追溯管理的重視。因此，有效地利用非接觸式無(wú)線射頻技術(shù)（RFID）對(duì)其進(jìn)行控制成為有效的重要手段。

一、國(guó)際動(dòng)物識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)介紹

ISO 11784：動(dòng)物的射頻識(shí)別——代碼結(jié)構(gòu)。

ISO 11785：動(dòng)物的射頻識(shí)別——技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

ISO 11784和11785分別規(guī)定了動(dòng)物識(shí)別的代碼結(jié)構(gòu)和技術(shù)準(zhǔn)則。標(biāo)準(zhǔn)中沒有對(duì)應(yīng)答器樣式尺寸加以規(guī)定，因此可以設(shè)計(jì)成適合于所涉及動(dòng)物的各種形式，如玻璃管狀、耳標(biāo)、項(xiàng)圈等。

二、 ISO 11784/85標(biāo)準(zhǔn)代碼的結(jié)構(gòu)

ISO 11784/85標(biāo)準(zhǔn)代碼結(jié)構(gòu)

代碼結(jié)構(gòu)為64位，其中的27～64位可由各個(gè)國(guó)家自行定義，也可以分配用于區(qū)別不同的動(dòng)物類型、品種、所在區(qū)域、飼養(yǎng)者等，這些在此標(biāo)簽內(nèi)沒有做出規(guī)定。技術(shù)準(zhǔn)則規(guī)定了標(biāo)簽的數(shù)據(jù)傳輸方法和閱讀器規(guī)范，工作頻率為134．2 kHz，數(shù)據(jù)傳輸方式有全雙工和半雙工兩種，閱讀器數(shù)據(jù)以差分雙相代碼表示，標(biāo)簽采用FSK調(diào)制NRZ編碼。

全雙工／半雙工電子標(biāo)簽通過活化場(chǎng)得到電源，并立即開始傳輸存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。因?yàn)槭遣恍枰陛d波的負(fù)載調(diào)制過程，同時(shí)數(shù)據(jù)表示成差分雙相代碼(DBP)，把讀寫器頻率除以32即可以得到位率。當(dāng)頻率為134．2 kHz時(shí)，傳輸速率(位率)為4 194bps。

全雙工／半雙工數(shù)據(jù)報(bào)文包括了11位的起始域(頭標(biāo))、64位(8字節(jié))有用數(shù)據(jù)、16位(2字節(jié))CRC以及24位(3字節(jié))終止域(尾標(biāo))。每傳輸8 位后，插入一個(gè)邏輯“1”電平的填充位，以便避免出現(xiàn)頭標(biāo)為“”的情況。在給定傳輸速率的情況下，傳輸128位大約需要30．5 ms。

三、ISO 11784/85代碼的寫入原則

根據(jù)ISO 11784/85標(biāo)準(zhǔn)，可以得到RFID電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)發(fā)送的順序，即從第1個(gè)字節(jié)的bitO發(fā)送到第16個(gè)字節(jié)的bit7。內(nèi)容說(shuō)明如下：
1、 DATAl～DATA64

①National ID：高位到低位=DATA27～DATA64=NID37～NIDO

舉例：假設(shè)要寫入的是(十進(jìn)制)(為)，對(duì)應(yīng)于十六進(jìn)制是04A3D2559A，對(duì)應(yīng)于表中的NID就是從NID37～NID0。

②Country ID：高位到低位=DATAl7～DATA26=CID9～CIDO
舉例：假設(shè)要寫入的是999(十進(jìn)制)(為1024)，對(duì)應(yīng)于十六進(jìn)制是03E7，對(duì)應(yīng)于表中的CID就是從CID9～CID0。

③DATA BLOCK：DATAl6。

④Resetved：DATA2～DATAl5。

⑤Animal FLAG：DATAl。

2、 CRC部分為8字節(jié)的校驗(yàn)

CRC計(jì)算例程如下：

bur[0]～buf[7]為8字節(jié)有效數(shù)據(jù)。crc_value為2字節(jié)CRC校驗(yàn)數(shù)據(jù)。

ISO 11784/85代碼的寫入原則

四、ISO 11784/85全雙工（FDX-B）號(hào)碼的寫入操作

本文以D-Think_303H讀寫器為例，對(duì)ISO 11784/85全雙工（FDX-B）號(hào)碼的寫入作進(jìn)一步的說(shuō)明，D-Think_303H是廣州東遠(yuǎn)智能科技有限公司生的產(chǎn)一款低頻全協(xié)議讀寫器，支持對(duì)多種芯片以ISO 11784/85 FDX-B格式寫碼，如常見的ATA5567/ATA5577/ATA5575，HITAG S32/ HITAG S256/ HITAG S2048，EM4205/EM4305等。

1、 驅(qū)動(dòng)安裝

驅(qū)動(dòng)支持WINXP-WIN10操作系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)安裝包

正確安裝后，可以電腦設(shè)備管理器中查看，如下圖：

驅(qū)動(dòng)安裝后，得到虛擬串口

2、 DEMO軟件的操作

解壓縮廠家提供的DEMO軟件包，得到如下文件：

解壓軟件包，得到DEMO軟件

解壓軟件包，得到DEMO軟件，幫助文件有API的詳細(xì)說(shuō)明，支持用戶做二次開發(fā)。

雙擊運(yùn)行可執(zhí)行文件，打開DEMO軟件：

選擇對(duì)應(yīng)的串口號(hào)，點(diǎn)擊連接，讀寫器滴一聲之后，連接成功

在菜單中選擇AnimalID Format進(jìn)入FDX-B燒寫頁(yè)面：

進(jìn)入燒寫界面，分為十六進(jìn)制與十進(jìn)制兩種數(shù)據(jù)格式

進(jìn)入燒寫界面，分為十六進(jìn)制與十進(jìn)制兩種數(shù)據(jù)格式，用戶只需要在十進(jìn)制對(duì)應(yīng)的框內(nèi)輸入數(shù)據(jù)即可，十六進(jìn)制框內(nèi)會(huì)把相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)以十六進(jìn)制的方式顯示出來(lái)。

3、寫入舉例：

假設(shè)要寫入的號(hào)碼是555019928339866，前面已經(jīng)闡述，一個(gè)完整的FDX-B格式數(shù)據(jù)由Country ID（國(guó)家代碼）+ National ID（國(guó)內(nèi)代碼）組成，根據(jù)規(guī)則，我們知道 555是Country ID（國(guó)家代碼），是National ID（國(guó)內(nèi)代碼），將數(shù)據(jù)填入到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)框中，如圖：

數(shù)據(jù)的寫入

尾部數(shù)據(jù)如果無(wú)特別應(yīng)用，輸入0即可，點(diǎn)擊寫標(biāo)簽，即可完成數(shù)據(jù)的寫入。軟件提供了連續(xù)寫、遞增寫、調(diào)入外部文件寫三種功能，方便實(shí)用。

4、標(biāo)簽的放置位置見下圖：

將要寫入的標(biāo)簽放入感應(yīng)區(qū)內(nèi)完成數(shù)據(jù)的寫入

對(duì)于尺寸較小的標(biāo)簽，讀寫的距離相對(duì)較近。

皮下植入芯片的牲畜各國(guó)都有應(yīng)用，養(yǎng)殖場(chǎng)、保護(hù)動(dòng)物、育種等通過皮下植入RFID芯片實(shí)現(xiàn)身份跟蹤已成為有效手段之一。ISO11784/85標(biāo)準(zhǔn)下有FDX-A、FDX-B、HDX等格式，針對(duì)不同的動(dòng)物有不同的格式，以印度尼西亞為例，其出口世界各國(guó)的紅龍，所用的芯片就是FDX-A格式。在我們國(guó)家，以FDX-B居多，其他各式都有在小范圍內(nèi)應(yīng)用。