publ-ohne-podpubl-ohne-podJungbluth, ThomasStekeler, Tobias2024-04-082024-04-082015-11-262015https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5954The aim of the research project was to develop and evaluate technologies and methods which enable a simultaneous identification of fattening pigs marked with RFID technology instead of identifying them individually. Two approaches were pursued for doing so. A multiple reading device was developed operating at RFID low frequency. This reading device was comprised of several small synchronized single readers in order to realize a space division multiple access (SDMA) operation mode. Examinations using a newly developed test bench showed that several transponders could be identified simultaneously. Identification rates of nine transponders moving simultaneously through the reading area of the multiple reading device averaged 88.0 %, six transponders averaged 96.3 % and three transponders averaged 99.8 %. However, a different picture emerged in regards to the number of activated single readers: increasing numbers of activated single readers led to increased average identification rates. An average identification rate of 85.1 % was observed using four single readers, whereas six single readers averaged an identification rate of 99.2 % and eight single readers led to an average identification rate of 99.7 %. With the activation of eight single readers, even nine transponders could be identified simultaneously at an average identification rate of more than 98.0 %. The multiple reading device’s reading distance of less than 10 cm is however not sufficient for practical applications in pig farming. RFID systems operating at ultra-high frequency (UHF) are currently not used in livestock farming though they are well suited for simultaneous identification. The suitability of these systems for animal identification was investigated. In particular, the impact of water on the readability of UHF systems was observed since water acts as a disturbance value and has thus hindered the use of UHF systems for animal identification so far. One standard transponder type (N), two advanced transponder types (A and B) and two reading devices (I and II) were examined. With transponders A and B, reading distances of more than 1 m could be achieved even when impacted by water. A transponder’s actual reading distance achieved varied case by case depending on which reading device was used as well as the transponder’s orientation towards the reading device during the reading process. The examined transponder types A and B were used to build electronic ear tags to tag customary housed pigs. The suitability for electronic tagging and simultaneous identification of pigs were tested through regular identification trials with reading devices I and II over the span of one fattening period. Identification rates of 0 % to 100 % were observed. The average identification rates were 44.9 % for transponder type A and 56.8 % for transponder type B. An interaction between the different transponder types and reading devices was observable. Transponder type A achieved significantly higher identification rates in combination with reading device I, in comparison to reading device II (A.I: 60,5 %; A.II: 29,2 %). Transponder type B showed lower identification rates in combination with reading device I, in comparison to reading device II (B.I: 50,2 %; B.II: 63,5 %). Further interaction between transponder type and the array of the reading devices was observed. The ultra-high frequency trials showed the potential and the current limitations regarding the application of ultra-high frequency in electronic animal identification. UHF systems are capable of achieving reading distances comparable to those of low frequency systems even when impacted by the disturbance value of water. Electronic animal tagging and simultaneous identification are feasible under conditions of practice, the observed identification rates are however not sufficient enough for a reliable identification of tagged animals. Sufficient identification accuracy could not be achieved. In summary, the examined ultra-high and low frequency RFID-systems can be considered to be unsuitable for simultaneous identification of animals. Starting points for further development of the systems resulting in a reliable simultaneous identification under conditions of practice are, however, present. Further research and development is required regarding tagging capabilities, transponder and reading device features and the interaction of system components of RFID systems.Ziel des Vorhabens war es, neue Technologien und Methoden zu entwickeln und zu bewerten, mit denen durch RFID gekennzeichnete Mastschweine zur Erfassung nicht vereinzelt werden müssen, sondern simultan, d.h. gleichzeitig in der Gruppe identifiziert werden können. Hierfür wurden zwei Lösungsansätze verfolgt. Ein Mehrfachlesegerät im RFID-Niederfrequenzbereich wurde entwickelt, das aus mehreren kleineren, aufeinander abgestimmten Einzellesegeräten bestand und so ein Raummultiplexverfahren umsetzte. Untersuchungen an einem neu entwickelten Prüfstand zeigten, dass mehrere Transponder simultan erfasst werden konnten. Die durchschnittlichen Erfassungsquoten lagen mit neun Transpondern, die sich gemeinsam durch die Erfassungsbereiche des Mehrfachlesegerätes bewegten, bei 88,0 %, mit sechs Transpondern bei 96,3 % und mit drei Transpondern bei 99,8 %. Bei der Anzahl der aktiven Einzellesegeräte zeigte sich ein gegenläufiges Bild, d.h. mit steigender Anzahl an aktiven Einzellesegeräten nahm die durchschnittliche Erfassungsquote zu. Mit vier Einzellesegeräten wurde eine durchschnittliche Erfassungsquote von 85,1 % erreicht, mit sechs Einzellesegeräten 99,2 % und mit acht Einzellesegeräten 99,7 %. Wurden acht Einzellesegeräte verwendet, konnte auch mit neun Transpondern eine durchschnittliche Erfassungsquote von über 98,0 % erreicht werden. Die Erfassungsreichweite des Mehrfachlesegerätes von unter 10 cm ist allerdings für eine Praxisanwendung bei Schweinen, die mit Ohrmarken gekennzeichnet werden, zu gering. RFID-Systeme im Ultrahochfrequenzbereich (UHF) werden zurzeit nicht in der landwirtschaftlichen Tierhaltung verwendet, eignen sich aber gut für eine Simultanerfassung und wurden auf ihre Eignung für die elektronische Tierkennzeichnung untersucht. Insbesondere die Wirkung der Einflussgröße Wasser wurde betrachtet, da diese bei UHF-Anwendungen als Störgröße wirkt und eine Verwendung von UHF-Systemen in der Tierhaltung bisher verhindert hat. Ein Standard-Transpondertyp (N), zwei weiterentwickelte Transpondertypen (A und B) und zwei Lesegerätetypen (I und II) wurden untersucht. Es zeigte sich, dass mit den Transpondern A und B auch unter Einfluss von Wasser Erfassungsreichweiten von über 1 m erreicht werden können. Die im Einzelfall tatsächlich erreichte Erfassungsreichweite eines Transponders war abhängig von dem verwendeten Lesegerätetyp und der Orientierung des Transponders zum Lesegerät beim Erfassungsvorgang. Mit den untersuchten Transpondertypen A und B wurden elektronische Ohrmarken gefertigt und praxisüblich aufgestallte Schweine gekennzeichnet. Ob sich diese zur elektronischen Kennzeichnung und Simultanerfassung von Schweinen eignen, wurde durch regelmäßige Erfassungsversuche mit den Lesegerätetypen I und II über eine Mastperiode hinweg untersucht. Es wurden Erfassungsquoten von 0 bis 100 % erreicht. Die durchschnittliche Erfassungsquote von Transpondertyp A lag bei 44,9 %, die von Transpondertyp B bei 56,8 %. Es wurde dabei eine Interaktion zwischen Transpondertyp und Lesegerätetyp deutlich. Bei Transpondertyp A wurden mit Lesegerätetyp I höhere durchschnittliche Erfassungsquoten beobachtet als mit Lesegerätetyp II (A.I: 60,5 %; A.II: 29,2 %). Bei Transpondertyp B dagegen zeigten sich mit Lesegerätetyp I geringere Erfassungsquoten als mit Lesegerätetyp II (B.I: 50,2 %; B.II: 63,5 %). Eine weitere Wechselwirkung wurde zwischen dem Transpondertyp und der Anordnung der Lesegeräte festgestellt. Die Untersuchungen im Ultrahochfrequenzbereich zeigten das Potenzial und die aktuellen Grenzen dieses Frequenzbereiches für eine Anwendung zur elektroni-schen Tierkennzeichnung. Mit UHF-Systemen können auch unter Einfluss der Störgröße Wasser Erfassungsreichweiten erreicht werden, die sich im Bereich der Niederfrequenzsysteme bewegen. Unter Praxisbedingungen ist eine elektronische Tierkennzeichnung mit Simultanerfassung möglich, allerdings sind die beobachteten Erfassungsquoten nicht ausreichend für eine zuverlässige Erfassung von gekennzeichneten Tieren. Eine ausreichende Erfassungssicherheit war nicht gegeben. Zusammenfassend können die untersuchten RFID-Systeme im Niederfrequenz- und Ultrahochfrequenzbereich daher als nicht geeignet für eine elektronische Tierkennzeichnung mit Simultanerfassung bezeichnet werden. Ansatzpunkte für eine Weiterentwicklung der Systeme hin zu einer zuverlässigen Simultanerfassung unter Praxisbedingungen sind aber gegeben. Hier besteht weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf hinsichtlich Kennzeichnungsmöglichkeiten, Transponder- und Lesegeräteeigenschaften und Interaktion der Systemkomponenten eines RFID-Systems.gerhttp://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_ubh.phpRFIDPigSimultaneousSimultan630RFIDSchweinDoctoralThesis452399092urn:nbn:de:bsz:100-opus-11405