基于智能手機的RFID酒類原產(chǎn)地溯源體系研究

劉玲玲 陳橋 王繼坤

摘 要：針對白酒市場假冒偽劣現(xiàn)象，在RFID技術(shù)的基礎(chǔ)上引入智能手機的概念，介紹一種方便廣大消費者使用的酒類原產(chǎn)地溯源體系。

關(guān)鍵詞：智能手機 RFID 酒類 產(chǎn)地 溯源

中圖分類號：TN93 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0198-02

近年來，我國釀酒行業(yè)銷量在不斷提高，據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2012年底全國白酒制造業(yè)實現(xiàn)工業(yè)銷售產(chǎn)值4265.42億元，同比增長27.59%[1]。酒類地理標志產(chǎn)品保護產(chǎn)品申請的同時，一些不法分子看到其中所存在的巨大利益，假冒偽劣的地理標志酒制品屢禁不止。制售假酒不僅嚴重破壞了市場環(huán)境，對企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失，也影響了人們的身體健康與生命安全。這種情況下，迫切需要一種防偽管理技術(shù)，有效的追溯產(chǎn)品的原產(chǎn)地，遏制假冒產(chǎn)品在市場的流通，建立起監(jiān)管追溯一條龍的運營模式。

目前，國內(nèi)外市場上的防偽技術(shù)種類很多，常見的防偽技術(shù)有激光全息防偽技術(shù)、熒光油墨防偽技術(shù)、可查詢密碼電話防偽技術(shù)等，這些防偽技術(shù)都有一定的弊端[2]。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，國內(nèi)外防偽領(lǐng)域興起一股利用電子技術(shù)進行防偽的新潮流，其中利用射頻識別技術(shù)進行防偽的優(yōu)勢已經(jīng)引起人們的普遍關(guān)注。射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)是20世紀80年代興起的一種非接觸式自動識別技術(shù)，優(yōu)點在于為每一產(chǎn)品加裝一個獨一無二的電子標簽。從原產(chǎn)品的生產(chǎn)、倉儲、物流運輸、到經(jīng)銷商的信息進行全面的記錄并提供查詢服務(wù)，建立起產(chǎn)業(yè)鏈防偽溯源管理，從根本上實現(xiàn)特色食品原產(chǎn)地的保護。本文在RFID技術(shù)的基礎(chǔ)上引入智能手機的概念，提出一種更方便廣大消費者使用的酒類原產(chǎn)地溯源體系。

1 無線射頻識別技術(shù)簡介

1.1 RFID的系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)一般由電子標簽、無線電讀寫器、記錄和處理存儲信息的后臺數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。電子標簽用于存儲各類信息；讀寫器作為信息采集終端，利用射頻信號對電子標簽進行識別并與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行交互。

RFID技術(shù)的工作流程：讀寫器通過發(fā)射天線發(fā)送出一定頻率的射頻信號，當附著標簽的目標對象進入發(fā)射天線工作區(qū)域時會產(chǎn)生感應(yīng)電流，電子標簽憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號，讀寫器對接收天線接收到電子標簽發(fā)送來的載波信號進行解調(diào)和解碼后，送到數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行相關(guān)的處理。由此，讀寫器在RFID應(yīng)用系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用（圖1）。

1.1.1 傳統(tǒng)RFID讀寫器

傳統(tǒng)RFID讀寫器有固定式的和手持式的。固定式讀寫器可以固定于一個位置，并根據(jù)需要可以連接電源、數(shù)據(jù)線等，滿足更大頻率、更快數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆５潭ㄊ阶x寫器只能用于特定場所，比較適合工業(yè)級應(yīng)用，在未來物聯(lián)網(wǎng)的整體規(guī)劃里占很小的一部分。

手持RFID讀寫器包含有低頻，高頻，超高頻，有源等。工業(yè)級手持式RFID讀寫器的產(chǎn)品已經(jīng)相當成熟，在交通運輸領(lǐng)域，物流管理領(lǐng)域和生產(chǎn)制造領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。這些讀寫器產(chǎn)品不僅具有良好的操作界面，能夠在各種不同的環(huán)境條件下使用，而且支持多種移動軟件，包括數(shù)據(jù)庫管理軟件，通信安全性軟件等。雖然工業(yè)級手持式RFID讀寫器功能齊全，軟件豐富，但是其體積相對都比較龐大，攜帶很不方便，同時每臺讀寫器高達4000至9000 元人民幣，對消費者進行推廣使用有相當?shù)碾y度[3]。

1.1.2 智能手機融合RFID讀寫器

隨著智能手機的發(fā)展和普及為人們的生活帶來了巨大變化，已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚耐ㄓ嵐ぞ摺Ｈ藗儗χ悄苁謾C的期望也越來越高，希望把RFID專用讀寫器與智能手機結(jié)合在一起，使智能手機具有讀寫RFID電子標簽的功能，對大規(guī)模推廣RFID電子標簽防偽和追溯技術(shù)具有十分重大的現(xiàn)實意義。

1.2 手機和RFID模塊結(jié)合的方式

手機和RFID模塊的結(jié)合有兩種方案：一種是增加外接設(shè)備來實現(xiàn)，例如手機音頻口RFID讀寫器，采用手機音頻口作數(shù)據(jù)通信的接口，將RFID讀頭插進智能手機音頻口，實現(xiàn)電子標簽、智能手機和RFID讀寫器的巧妙結(jié)合。優(yōu)點是可以適配不同手機，產(chǎn)品成本低。另一種是直接融入手機硬件和系統(tǒng)，即真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)手機。利用外接設(shè)備的方法僅是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初級階段的過渡，而將智能手機和RFID讀寫器合二為一是未來的大趨勢。

1.2.1 eNFC

將RF射頻天線及射頻通信控制功能集成在手機終端，將RFID數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)處理功能放在手機智能卡，卡與手機之間通過SWP協(xié)議通信，實現(xiàn)RFID與手機的集成。

1.2.2 雙界面卡外掛天線

在手機智能卡上集成RFID處理芯片，將RFID線圈集成在手機終端上，RFID智能卡通過C4、C8引腳與手機終端的線圈相連，實現(xiàn)近距離通信。

1.2.3 雙界面卡自帶天線

在手機智能卡上集成RFID處理芯片，并從智能卡引出RFID線圈進行近距離通信。

1.2.4 2.4G全卡方案

基于藍牙通信技術(shù)，將藍牙RF射頻芯片集成到手機智能卡中，通過距離控制算法等技術(shù)進行現(xiàn)場通信，不需要帶天線。

1.2.5 外貼非接觸式卡

將非接觸IC卡做成異形卡形式粘貼在手機背面，與手機和SIM/UIM卡都相對獨立。

1.2.6 智能SD卡

將雙界面智能卡（安全芯片）內(nèi)建于MicroSD卡中，RF天線集成于手機中。

eNFC被公認為是目標方案，而目前快速搶占市場有雙界面卡和2.4G全卡兩種，而具體選擇時需綜合考慮運營的優(yōu)劣勢和成本（見表1）。

2 基于智能手機的RFID酒類原產(chǎn)地溯源系統(tǒng)構(gòu)架

2.1 RFID技術(shù)在國內(nèi)外酒類企業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)狀

針對酒類產(chǎn)品，從制造、物流到上市、銷售，RFID都大有用武之地，國內(nèi)外的一些酒廠已經(jīng)有了一定的應(yīng)用。2006年本日本NTT公司對日本米酒的儲存和運輸開展了使用RFID技術(shù)保持酒質(zhì)新鮮的試驗，NTT公司通過嚴格監(jiān)控運輸過程中的溫度變化來掌握米酒的品質(zhì)變化；2007年貴州茅臺酒集團在“貴州茅臺酒”產(chǎn)品上加載防偽電子標簽，建立應(yīng)用環(huán)境，并在銷售終端布置防偽檢驗系統(tǒng)，其戰(zhàn)略合作方，完成基于RFID技術(shù)的茅臺酒防偽系統(tǒng)總體設(shè)計和系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)；2008年美國eProvenance公司將RFID技術(shù)應(yīng)用到紅酒生產(chǎn)的全程中，采用半有源和無源RFID標簽以及專用墨水，跟蹤、鑒別和監(jiān)管瓶裝紅葡萄酒；2009年張裕集團在葡萄酒業(yè)率先引入RFID產(chǎn)品追溯系統(tǒng)，為國內(nèi)首家應(yīng)用RFID的葡萄酒企業(yè)；2010年“五糧液”在出廠的部分產(chǎn)品上使用RFID防偽技術(shù)，目前“五糧液”采用的是超高頻電子標簽，標識記錄無法改寫，同時在標簽讀寫過程中利用電子簽名技術(shù)提升了標簽的保密性和防偽造性，在專賣門店放置了RFID電子標簽識別器和手持式電子標簽識別器方便用戶對產(chǎn)品進行識別驗證。

2.2 基于智能手機的RFID酒類原產(chǎn)地溯源系統(tǒng)設(shè)計框架

RFID技術(shù)運用于酒類原產(chǎn)地溯源能夠在各環(huán)節(jié)上發(fā)揮關(guān)鍵作用，包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)、存儲環(huán)節(jié)、配送環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)以及零售環(huán)節(jié)，已經(jīng)越來越多的用于酒類防偽和溯源。在此基礎(chǔ)上，提出基于智能手機的RFID酒類原產(chǎn)地溯源系統(tǒng)，通過電子標簽作為信息存儲介質(zhì)來實現(xiàn)對酒類產(chǎn)品原產(chǎn)地溯源、物流、倉儲信息的記錄，見圖2。

由圖2所示，基于智能手機的RFID酒類原產(chǎn)地溯源系統(tǒng)包括智能手機讀寫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及酒類信息管理系統(tǒng)這三大部分。在物流過程中，可以通過GPS實時錄入定位信息，達到監(jiān)控商品流通的目的；在銷售終端，可以通過內(nèi)置RFID讀寫器的智能手機讀取酒類產(chǎn)品所帶有的RFID電子標簽中的信息，通過3G或者Wi-Fi等移動通信網(wǎng)絡(luò)訪問酒類信息管理系統(tǒng)中相關(guān)產(chǎn)品的信息，對產(chǎn)品原產(chǎn)地進行溯源，判斷真?zhèn)巍?/p>

3 基于智能手機的RFID酒類原產(chǎn)地溯源體系應(yīng)用前景

RFID在國外應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，近年來，國內(nèi)也在大力推廣，尤其對打擊假冒偽劣產(chǎn)品、保護名優(yōu)產(chǎn)品，RFID技術(shù)發(fā)揮了重要作用。由于電子標簽的成本高、技術(shù)標準不統(tǒng)一、工業(yè)讀寫器攜帶不方便等因素，RFID技術(shù)的推廣受到了限制。基于智能手機的RFID溯源系統(tǒng)，開啟了RFID技術(shù)在防偽應(yīng)用上的新篇章，方便了廣大普通消費者的日常使用，將得到更加廣泛深入的應(yīng)用。

參考文獻

[1] 小小.2012年白酒實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)值4265.42 億元[J].釀酒科技，2013（3）：129.

[2] 李秀芝.基于RFID標簽的商品防偽技術(shù)研究[D].河南科技大學(xué)，碩士論文，2009.

[3] 王寧.智能手機與RFID讀寫器融合的設(shè)計與研究[D].黑龍江大學(xué)，碩士論文，2012.