射频识别技术（RFID）是一种通过无线电信号识别对人、动物或其他物品进行信息采集的通信技术，适用于大部分牲畜种类。相比于传统耳标，电子耳标具有终身唯一性、非接触和识别速度快等特点。
与低频电子耳标相比，超高频电子耳标具有可靠性和寿命高、识读距离远、传输速度快、保存时间长、多标签防冲突等特点，在动物追溯领域的应用更加广泛。目前各检测机构均依据ISO18000－63、ISO18047等国际标准及GB29768、GB35102等国家标准对超高频电子耳标进行符合性测试，在检测技术和检测方法上基本成熟。然而，在实际应用中，电子耳标的技术性能仍面临诸多挑战，如掉标率、识读距离、抗干扰能力和环境适应性等问题，针对电子耳标在复杂养殖环境下的综合性能评估和改进方向的研究也仍显不足，这些问题直接影响着电子耳标的应用效果和推广价值。
1、试验材料与方法
1.1设备要求
采用一体化设计的手持式识读器，其识读模块发射频率需满足以下技术参数：低频模式：134.2±5.2 kHz、超高频模式：922.5±2.5 MHz。
1.2实验室测试方法
1.2.1外观质量检测
依据试验产品技术规范，对电子耳标及识读器进行表面光洁度与边缘完整性、色泽均匀性检测和物理安全性评估（无毛刺、无异味、无刺激）。
1.2.2射频性能测试
1.2.2.1空气介质识读距离
在27 dBm国家规定安全发射功率下，分别选取低频/超高频识读设备，通过标准测试环境测定最大有效识读距离。
1.2.2.2方位角适应性测试
厂家A、B、C分别随机选取15枚超高频耳标，分别在0°、30°、60°、90°四个角度下测定最大识读距离，每个角度重复测试3次。
1.2.3环境耐受性测试
1.2.3.1化学稳定性试验
将耳标分别浸入pH=3（酸性）和pH=12（碱性）溶液中，经72 h浸泡后评估识读性能。
1.2.3.2热稳定性试验
（1）高温消毒：70～80℃恒温处理2 h。
（2）温度循环：-40℃（1 h）与70℃（1 h）交替处理，完成3个循环周期。
1.3生产现场试验方案
1.3.1电子耳标佩戴评估
分别选取10 000头仔猪，右耳打上电子耳标，佩戴4个月后记录指标：仔猪耳朵发炎率、掉标率、挂栏率。
1.3.2饲养场景测试
1.3.2.1静态群读测试
在产房环境下，使用群读识读器进行存栏数量核查，对比识读数与实际存栏数的差异。
1.3.2.2动态识读验证
在转栏作业通道设置识读点，记录断奶转栏过程中识读器捕获数与实际转移动物数量的匹配度。
1.3.2.3密集识别试验
选取100头佩戴耳标的基础母猪，在定位栏采食状态下进行近场识读，验证最近个体优先识别功能的可靠性。
2、试验结果
2.1实验室测试结果
2.1.1外观检测结果
厂家A采用正方形耳标，厂家B和厂家C均采用圆形耳标，耳标表面光洁，边缘光滑，色泽均匀，无毛刺，无异味，无刺激，无污染。A平均重量5.4 g，B平均重量4.66 g，C平均重量4.75 g，B改良版4.23 g，直径均为30 mm。
2.1.2射频性能检测结果
厂家C的产品在空气介质中的最大有效识读距离达到6.7 m，显著优于厂家A和厂家B的3.8 m和3.6 m。在读写角度测试中，厂家C的产品同样表现出较好的稳定性，尤其在90°角时仍能保持较高的识读距离，数据如表1所示。
2.1.3环境耐受性测试结果
厂家A的产品在酸碱溶液浸泡和低温储存后，识读距离均会显著下降，而厂家B和厂家C的产品则表现出较好的稳定性。
2.2生产现场试验结果
2.2.1电子耳标佩戴评估结果
3个厂家的电子耳标掉标率均为0.1%，无明显差异，且断奶时未出现耳朵发炎现象。但是3款电子耳标佩戴后耳标重量较重，初生仔猪出现歪脑袋情况，且耳牌易挂在栏杆上（见图1），导致挂栏率偏高。如果猪栏的隔栏是栅栏型的，会导致猪只耳朵撕裂，造成极大应激。经过与厂家B的沟通，设计出改良版电子耳标，改良后重量减少，柔软度提升，挂栏现象大幅度减少，掉标率无变化，数据如表2所示。
与低频电子耳标相比，超高频电子耳标具有可靠性和寿命高、识读距离远、传输速度快、保存时间长、多标签防冲突等特点，在动物追溯领域的应用更加广泛。目前各检测机构均依据ISO18000－63、ISO18047等国际标准及GB29768、GB35102等国家标准对超高频电子耳标进行符合性测试，在检测技术和检测方法上基本成熟。然而，在实际应用中，电子耳标的技术性能仍面临诸多挑战，如掉标率、识读距离、抗干扰能力和环境适应性等问题，针对电子耳标在复杂养殖环境下的综合性能评估和改进方向的研究也仍显不足，这些问题直接影响着电子耳标的应用效果和推广价值。
1、试验材料与方法
1.1设备要求
采用一体化设计的手持式识读器，其识读模块发射频率需满足以下技术参数：低频模式：134.2±5.2 kHz、超高频模式：922.5±2.5 MHz。
1.2实验室测试方法
1.2.1外观质量检测
依据试验产品技术规范，对电子耳标及识读器进行表面光洁度与边缘完整性、色泽均匀性检测和物理安全性评估（无毛刺、无异味、无刺激）。
1.2.2射频性能测试
1.2.2.1空气介质识读距离
在27 dBm国家规定安全发射功率下，分别选取低频/超高频识读设备，通过标准测试环境测定最大有效识读距离。
1.2.2.2方位角适应性测试
厂家A、B、C分别随机选取15枚超高频耳标，分别在0°、30°、60°、90°四个角度下测定最大识读距离，每个角度重复测试3次。
1.2.3环境耐受性测试
1.2.3.1化学稳定性试验
将耳标分别浸入pH=3（酸性）和pH=12（碱性）溶液中，经72 h浸泡后评估识读性能。
1.2.3.2热稳定性试验
（1）高温消毒：70～80℃恒温处理2 h。
（2）温度循环：-40℃（1 h）与70℃（1 h）交替处理，完成3个循环周期。
1.3生产现场试验方案
1.3.1电子耳标佩戴评估
分别选取10 000头仔猪，右耳打上电子耳标，佩戴4个月后记录指标：仔猪耳朵发炎率、掉标率、挂栏率。
1.3.2饲养场景测试
1.3.2.1静态群读测试
在产房环境下，使用群读识读器进行存栏数量核查，对比识读数与实际存栏数的差异。
1.3.2.2动态识读验证
在转栏作业通道设置识读点，记录断奶转栏过程中识读器捕获数与实际转移动物数量的匹配度。
1.3.2.3密集识别试验
选取100头佩戴耳标的基础母猪，在定位栏采食状态下进行近场识读，验证最近个体优先识别功能的可靠性。
2、试验结果
2.1实验室测试结果
2.1.1外观检测结果
厂家A采用正方形耳标，厂家B和厂家C均采用圆形耳标，耳标表面光洁，边缘光滑，色泽均匀，无毛刺，无异味，无刺激，无污染。A平均重量5.4 g，B平均重量4.66 g，C平均重量4.75 g，B改良版4.23 g，直径均为30 mm。
2.1.2射频性能检测结果
厂家C的产品在空气介质中的最大有效识读距离达到6.7 m，显著优于厂家A和厂家B的3.8 m和3.6 m。在读写角度测试中，厂家C的产品同样表现出较好的稳定性，尤其在90°角时仍能保持较高的识读距离，数据如表1所示。
2.1.3环境耐受性测试结果
厂家A的产品在酸碱溶液浸泡和低温储存后，识读距离均会显著下降，而厂家B和厂家C的产品则表现出较好的稳定性。
2.2生产现场试验结果
2.2.1电子耳标佩戴评估结果
3个厂家的电子耳标掉标率均为0.1%，无明显差异，且断奶时未出现耳朵发炎现象。但是3款电子耳标佩戴后耳标重量较重，初生仔猪出现歪脑袋情况，且耳牌易挂在栏杆上（见图1），导致挂栏率偏高。如果猪栏的隔栏是栅栏型的，会导致猪只耳朵撕裂，造成极大应激。经过与厂家B的沟通，设计出改良版电子耳标，改良后重量减少，柔软度提升，挂栏现象大幅度减少，掉标率无变化，数据如表2所示。
图1仔猪佩戴电子耳标后出现挂栏现象
2.2.2饲养场景测试结果
3个厂家电子耳标个读抗干扰能力均较好，无耳标干扰现象，但赶猪道识读结果均不能达到100%准确性，说明当前群读功能准确率有待提高，如在大生产中应用会造成数据偏差，需谨慎选择合适的识别设备配合电子耳标使用。
3、猪用电子耳标应用效果分析
3.1掉标和挂栏现象
掉标率和挂栏问题是电子耳标在实际应用中面临的两大挑战。本研究的试验结果表明，三个厂家的产品在掉标率方面没有显著差异，均为0.1%，说明电子耳标经过多年的进化和改良，掉标率已经得到较好地控制。然而，在临床试验中，三个厂家的产品均出现了挂栏现象，尤其是在保育猪阶段，挂栏率高达每10 min一头。这与L F Gosálvez的研究结果一致，其中一个养殖场的电子耳标损失率受围栏类型的影响，分别增加了20.4%。在365日龄时，将栅栏改为石块后，耳标损失减少。值得注意的是，厂家B通过改良电子耳标的塑料层柔软度和调整公标母标距离，成功解决了挂栏问题。
3.2群读功能测试
群读功能是电子耳标在规模化养殖场中的重要应用场景。然而，本研究的试验结果显示，所有厂家的电子耳标在群读功能上均无法达到100%的准确率。高效的群读功能对于提高管理效率至关重要，因此如何优化群读功能仍是未来研究的重要方向。
3.3养殖场采购需重视环境耐受性测试
不同地区猪场可根据当地气温情况和生物安全标准进行评估，特别是在北方寒冷地区或需要频繁洗消的养殖场中，电子耳标的环境适应性直接影响其使用寿命和可靠性。
4、结语
本研究系统评估了不同厂家猪用电子耳标的技术性能，包括识读性能、抗干扰能力和环境适应性等方面。研究结果表明，各厂家产品在技术性能上存在显著差异，其中厂家C的产品在识读距离和抗干扰能力方面表现突出，而厂家B在解决挂栏问题方面取得了显著进展。然而，电子耳标在群读功能方面仍存在较大的技术挑战。未来的研究应着重于开发新型材料、优化天线设计和识读算法，以及探索多传感器融合技术，以进一步提高电子耳标的综合性能。
随着技术的不断进步，电子耳标有望在畜牧业中发挥更大的作用，不仅限于个体识别和数据采集，还可能扩展到动物健康监测、行为分析等更广泛的领域。这将为畜牧业的精细化管理和可持续发展提供有力支持，同时也为食品安全追溯和疫病防控做出重要贡献。
