基于RFID和Web Service的白酒防偽系統方案設計

趙偉振+童維楗+高立

摘 要

當前，商品的質量問題越來越受到人們的關注，作為食用商品，假冒偽劣的白酒直接影響著人民的身體健康。本文針對市場上存在假冒偽劣的白酒問題，設計一套針對白酒產品的防偽系統方案，以RFID標簽作為唯一識別標準，以支持NFC模塊的手機端作為終端，結合Web Service技術，構成整個物聯網系統架構，方便、快捷的幫助消費者辨別白酒真偽。

【關鍵詞】白酒防偽 RFID NFC Web Service 物聯網

隨著生活水平的提高，現代人們越來越追求生活的質量，追求安全、健康則是重要的一方面。而當今關系人們日常生活的消費品中，存在大量的假冒偽劣產品，這嚴重影響著人民的健康問題。為了幫助廣大消費者識別市場上的假冒偽劣產品，也是為了人們的健康考慮，本文針對人們日常消費的白酒，進行設計出一套防偽系統，該系統基于RFID，由于該標簽自生產制造出后，便具有了唯一的電子編碼，很難進行仿造，從而可以大大幫助消費者提高辨識，購買正規白酒，減少假冒偽劣產品對人們健康的危害。

1 關鍵技術的應用與優勢

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）技術，是一種無線通信技術手段，可通過射頻信號自動識別目標對象，并獲取目標對象的相關數據，進而完成信息的輸入和進一步處理。由于RFID技術具有體積小、掃描速度快、抗污染能力較強，加之其存儲的是電子信息，而數據內容可經由用戶設定的密碼來保護，使其數據不容易被不法分子偽造和竊取。所以近幾年來，越來越受到人們的關注和應用。

整個RFID系統是由識別器、電子標簽及用戶使用的應用軟件三個部分組成。具體工作原理可以概括為：RFID標簽分為有源和無源，當標簽進入磁場后，接收到識別器發出的射頻信號時，依托感應電流產生能量，然后無源標簽發送出存儲在芯片中的某一信息，或者由有源標簽主動發送某一頻率的信號，識別器讀取到返回的信息并解碼，然后系統根據獲取到唯一的id和其他信息，進行數據進一步獲取和一系列操作。

WebService就是能通過Web進行調用的API，也就是它向外界暴露出一個接口，是一個獨立的、耦合度低、基于可編程的Web的應用程序。整個WebService的使用需要涉及客戶端和服務端，分別對應部署和調用兩方面。如果進一步理解，其實WebService是一個可進行互操作的分布式應用程序的平臺，當然這個平臺有自己的標準，這個標準定義了應用程序如何在Web上實現交互和操作。而且WebService還具有跨平臺性，可以使用多種語言開發，在多種平臺上部署WebService，就可以通過標準的輸出接口來調用，從而實現不同系統之間的交互功能。

2 系統整體設計方案

本系統主要有三個模塊組成，分別是后臺數據庫、web服務端、支持NFC的移動終端，各模塊之間相互關聯，協同工作。整個系統流程可以概括為：白酒生產商在白酒出廠時為每一瓶白酒粘貼唯一RFID標簽，當然要確保標簽不可隨意移植，并通過終端連接服務端，向數據庫中RFID標簽對應的信息進行添加或修改，各級經銷商在入貨時，也需進行數據添加，以對白酒進行追蹤和溯源。當消費者購買此產品時，客戶可使用終端進行掃描，查看此白酒的產品及溯源信息，以確保來自正規廠家，保證白酒的質量。系統框圖如圖1所示。

3 系統各模塊設計

3.1 后臺數據庫設計

作為服務器端后臺數據庫的設計主要用到了SQL Server，是Microsoft 公司設計的關系型數據庫管理系統。由于其使用方便、伸縮性好、軟件集成度高等優點，在軟件系統中得到了廣泛的使用和認可。

根據項目需要，以及白酒包裝的特殊性，經過分析最終確定設計的數據庫表格有用戶信息表、RDID標簽信息表、酒產品信息表、白酒包裝信息表、錄入信息表。

數據庫各表之間的關系圖如圖2所示。

由于白酒包裝的特殊性，為方便用戶查詢，進行了箱和瓶的關聯，通過箱的RFID標簽可以查詢到箱內所有的酒產品RFID標簽，并進一步查詢到酒產品信息。用戶信息表包括廠商以及各級經銷商，只有存在的用戶方可對數據庫進行添加或修改信息。RFID標簽作為唯一id用來與其他表進行關聯，首先酒產品的各類信息與RFID標簽進行關聯，包裝信息與對應的RFID標簽關聯，通過RFID的ID可查找到對應的相關信息；掃描信息表，包括RFID的ID、掃描的用戶，時間，地點，備注等信息，并通過RFID與酒產品信息或者包裝箱信息進行關聯，通過userid與掃描用戶關聯。當用戶進行掃描時，如果針對箱則進行箱瓶關聯操作，查詢箱以及所關聯的所有酒產品信息以及溯源信息；如果針對某一瓶白酒掃描則展示此白酒信息，羅列出此白酒的溯源信息和產品信息。如果用戶掃描無結果，或者查詢不到此類酒產品以及溯源信息，則說明此類酒產品存在嚴重問題，要謹慎購買。

3.2 服務端設計

服務端采用Web Service 技術，能夠為數據高效、快捷交換提供便利，采用Java語言進行編寫，因為java是面向對象語言，且具有跨平臺特性，可以在任何系統運行。服務端主要功能是實現對數據庫的增刪改查，根據用戶的請求對數據進行處理，并返回結果。

比如，當消費者進行白酒查詢時，根據請求，服務端需要根據RFID標簽的ID，對錄入信息表和白酒信息表進行查詢，查詢的結果分為兩部分：一是白酒的溯源信息，此時服務端就需要對數據信息進行根據時間點進行排序；二是此白酒的信息。然后一并返回給終端，終端進行分類顯示。

3.3 移動終端設計

移動端主要是支持NFC的手機，主要模塊功能根據使用者類別分為：白酒生產廠家、各級經銷商、消費者。其中前兩者使用都需要進行登錄，驗證成功之后方可進行操作，消費者只需進行掃描，查詢信息，沒有添加和修改的權限，如圖3所示。endprint

在移動終端中Android系統占有較高的比例，根據本系統可以采用MVP+Dagger2+Rxjava+Retrofit模式進行開發。MVP是新興的一種軟件開發模式，是經過時間的考驗并且大家都認同的解耦框架，。它不僅能讓我們的代碼邏輯更加清晰，不同層間分工不同又相互協作，服務于我們的項目。mode層負責本地數據和網絡數據的處理，presenter層負責業務邏輯的處理，view層負責ui界面的展示，減少了view層與model層的直接交互，而是通過presenter實現中間代理的交互邏輯。

Dagger2是Android端的依賴注入框架，依據依賴注入的思想，可以不用通過new的方式去創建對象，而是通過注入將對象托管權交出來由容器統一管理，而當需要的時候直接從容器中去取（如果用傳統的方式通過new的方式創建實例對象，當類構造函數或內部發生改變后，每個new的地方都需要去改變，工作量可見之大。而通過依賴注入的方式管理后，只需要很小的開銷就能實現）。

Rxjava+Retrofit構造成網絡層框架，兩者完美協作客戶端與服務器的數據交互，并且Rxjava是響應式編程，在Retrofit提供網絡服務的時候方便的切換處理線程，大大方便了客戶端網絡層的開發。

4 結束語

本文集合了多種技術的應用，如無線射頻模塊、Web Service等技術，為廣大消費者設計出了一套針對白酒的防偽系統，由于RFID標簽獨特性，很難進行仿造，這也確保了本應用的實用性。本文詳細的介紹了系統的整體架構以及各模塊的設計等，并針對Android系統進行了初步系統框架的構建，為具體實現提供了巨大的支撐。

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作者單位

安徽大學 安徽省合肥市 230000endprint