Prüfverfahren für UHF-RFID-Ohrmarken bei Schweinen: Weiterentwicklung von Labor- und Praxistestmethoden

Abstract

Diese Dissertation untersucht Ultrahochfrequenz-RFID-Transponderohrmarken (UHF-RFID) für die elektronische Einzeltiererkennung bei Ferkeln und Schweinen unter Labor- und Praxisbedingungen. Angesichts der wachsenden Bedeutung von UHF-RFID in der Nutztierhaltung besteht ein hoher Bedarf an standardisierten, praxisnahen Prüfverfahren, da bislang existierende Laborstandards nur eingeschränkt mit realen Einsatzbedingungen übereinstimmen. Ziel der Arbeit war es daher, eine bestehende Testumgebung systematisch zu optimieren und ein anwendungsorientiertes Prüfverfahren für UHF-RFID-Ohrmarken zu entwickeln. Im ersten Teil wurden Laboruntersuchungen an einem statischen Prüfstand durchgeführt. Die teilweise Auskleidung des Prüfbereichs mit elektromagnetischen Absorbern reduzierte Sweet Spots und Dead Spots und führte zu stabileren Messergebnissen sowie einer verbesserten Wiederholbarkeit. Diese Effekte waren beim Prüffaktor Ohr geringer, dennoch wird der Einsatz von Absorbern für zukünftige Messungen empfohlen. Der zweite Teil befasste sich mit der Entwicklung eines flüssigkeitsbasierten Ohrphantoms, dessen dielektrische Eigenschaften an Schweineohrgewebe angepasst wurden. Das Phantom ermöglichte reproduzierbare Messungen, zeigte transpondertypspezifische Leistungsunterschiede und unterstrich die Bedeutung einer zielgerichteten Vertrimmung von Transpondern auf das Schweineohr. Der Praxisteil validierte UHF-RFID-Ferkelohrmarken in einem Praxisversuch (Ferkelaufzucht). Alle Transponder blieben über den gesamten Zeitraum lesbar; Unterschiede ergaben sich durch Lesetechnik, Gruppenverhalten und Ohrwachstum. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Laborprüfstände eine wichtige Vorauswahl ermöglichen, Praxisversuche jedoch weiterhin unerlässlich sind. Das entwickelte kombinierte Vorgehen bietet eine belastbare Grundlage für zukünftige Prüf- und Entwicklungsprozesse von UHF-RFID-Ohrmarken bei Schweinen.

This dissertation examines ultra-high-frequency radio-frequency identification (UHF-RFID) ear tags for the electronic identification of piglets and pigs under laboratory and on-farm conditions. Given the increasing relevance of UHF-RFID in livestock production, there is a growing need for standardized and practice-oriented testing procedures, as existing laboratory methods only partially reflect real-world performance. The aim of this work was therefore to systematically optimize an existing test environment and to develop an application-oriented testing protocol for UHF-RFID ear tags. In the first part, laboratory investigations were conducted using a static test bench. Partial lining of the test area with electromagnetic absorbers reduced sweet spots and dead spots, resulting in more stable measurements and improved repeatability. Although these effects were less pronounced when using ears (ear testing factor), the use of absorbers is recommended for future measurements. The second part focused on the development of a liquid-filled ear phantom whose dielectric properties were adjusted to match pig ear tissue. This phantom enabled reproducible measurements, revealed type-specific differences in transponder performance, and highlighted the importance of properly tuning transponders to the target object, the pig ear. The practical study validated UHF-RFID ear tags in a piglet rearing facility. All transponders remained readable throughout the trial; differences were observed due to reading technique, group behavior, and ear growth. The results demonstrate that while laboratory test benches allow an effective preselection of transponders, on-farm trials remain essential. The combined laboratory–field approach developed in this work provides a robust foundation for future testing and development of UHF-RFID ear tags for pigs.