基于RFID和Web Service的白酒防偽系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

趙偉振+童維楗+高立

摘 要

當(dāng)前，商品的質(zhì)量問題越來越受到人們的關(guān)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(duì)市場(chǎng)上存在假冒偽劣的白酒問題，設(shè)計(jì)一套針對(duì)白酒產(chǎn)品的防偽系統(tǒng)方案，以RFID標(biāo)簽作為唯一識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)，以支持NFC模塊的手機(jī)端作為終端，結(jié)合Web Service技術(shù)，構(gòu)成整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，方便、快捷的幫助消費(fèi)者辨別白酒真?zhèn)巍?/p>

【關(guān)鍵詞】白酒防偽 RFID NFC Web Service 物聯(lián)網(wǎng)

隨著生活水平的提高，現(xiàn)代人們?cè)絹碓阶非笊畹馁|(zhì)量，追求安全、健康則是重要的一方面。而當(dāng)今關(guān)系人們?nèi)粘Ｉ畹南M(fèi)品中，存在大量的假冒偽劣產(chǎn)品，這嚴(yán)重影響著人民的健康問題。為了幫助廣大消費(fèi)者識(shí)別市場(chǎng)上的假冒偽劣產(chǎn)品，也是為了人們的健康考慮，本文針對(duì)人們?nèi)粘ＯM(fèi)的白酒，進(jìn)行設(shè)計(jì)出一套防偽系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于RFID，由于該標(biāo)簽自生產(chǎn)制造出后，便具有了唯一的電子編碼，很難進(jìn)行仿造，從而可以大大幫助消費(fèi)者提高辨識(shí)，購買正規(guī)白酒，減少假冒偽劣產(chǎn)品對(duì)人們健康的危害。

1 關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

RFID（Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別）技術(shù)，是一種無線通信技術(shù)手段，可通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并獲取目標(biāo)對(duì)象的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而完成信息的輸入和進(jìn)一步處理。由于RFID技術(shù)具有體積小、掃描速度快、抗污染能力較強(qiáng)，加之其存儲(chǔ)的是電子信息，而數(shù)據(jù)內(nèi)容可經(jīng)由用戶設(shè)定的密碼來保護(hù)，使其數(shù)據(jù)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(guān)注和應(yīng)用。

整個(gè)RFID系統(tǒng)是由識(shí)別器、電子標(biāo)簽及用戶使用的應(yīng)用軟件三個(gè)部分組成。具體工作原理可以概括為：RFID標(biāo)簽分為有源和無源，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收到識(shí)別器發(fā)出的射頻信號(hào)時(shí)，依托感應(yīng)電流產(chǎn)生能量，然后無源標(biāo)簽發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的某一信息，或者由有源標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，識(shí)別器讀取到返回的信息并解碼，然后系統(tǒng)根據(jù)獲取到唯一的id和其他信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)一步獲取和一系列操作。

WebService就是能通過Web進(jìn)行調(diào)用的API，也就是它向外界暴露出一個(gè)接口，是一個(gè)獨(dú)立的、耦合度低、基于可編程的Web的應(yīng)用程序。整個(gè)WebService的使用需要涉及客戶端和服務(wù)端，分別對(duì)應(yīng)部署和調(diào)用兩方面。如果進(jìn)一步理解，其實(shí)WebService是一個(gè)可進(jìn)行互操作的分布式應(yīng)用程序的平臺(tái)，當(dāng)然這個(gè)平臺(tái)有自己的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)定義了應(yīng)用程序如何在Web上實(shí)現(xiàn)交互和操作。而且WebService還具有跨平臺(tái)性，可以使用多種語言開發(fā)，在多種平臺(tái)上部署WebService，就可以通過標(biāo)準(zhǔn)的輸出接口來調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)之間的交互功能。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)主要有三個(gè)模塊組成，分別是后臺(tái)數(shù)據(jù)庫、web服務(wù)端、支持NFC的移動(dòng)終端，各模塊之間相互關(guān)聯(lián)，協(xié)同工作。整個(gè)系統(tǒng)流程可以概括為：白酒生產(chǎn)商在白酒出廠時(shí)為每一瓶白酒粘貼唯一RFID標(biāo)簽，當(dāng)然要確保標(biāo)簽不可隨意移植，并通過終端連接服務(wù)端，向數(shù)據(jù)庫中RFID標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的信息進(jìn)行添加或修改，各級(jí)經(jīng)銷商在入貨時(shí)，也需進(jìn)行數(shù)據(jù)添加，以對(duì)白酒進(jìn)行追蹤和溯源。當(dāng)消費(fèi)者購買此產(chǎn)品時(shí)，客戶可使用終端進(jìn)行掃描，查看此白酒的產(chǎn)品及溯源信息，以確保來自正規(guī)廠家，保證白酒的質(zhì)量。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

3 系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)

3.1 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

作為服務(wù)器端后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)主要用到了SQL Server，是Microsoft 公司設(shè)計(jì)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。由于其使用方便、伸縮性好、軟件集成度高等優(yōu)點(diǎn)，在軟件系統(tǒng)中得到了廣泛的使用和認(rèn)可。

根據(jù)項(xiàng)目需要，以及白酒包裝的特殊性，經(jīng)過分析最終確定設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫表格有用戶信息表、RDID標(biāo)簽信息表、酒產(chǎn)品信息表、白酒包裝信息表、錄入信息表。

數(shù)據(jù)庫各表之間的關(guān)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(jìn)行了箱和瓶的關(guān)聯(lián)，通過箱的RFID標(biāo)簽可以查詢到箱內(nèi)所有的酒產(chǎn)品RFID標(biāo)簽，并進(jìn)一步查詢到酒產(chǎn)品信息。用戶信息表包括廠商以及各級(jí)經(jīng)銷商，只有存在的用戶方可對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行添加或修改信息。RFID標(biāo)簽作為唯一id用來與其他表進(jìn)行關(guān)聯(lián)，首先酒產(chǎn)品的各類信息與RFID標(biāo)簽進(jìn)行關(guān)聯(lián)，包裝信息與對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽關(guān)聯(lián)，通過RFID的ID可查找到對(duì)應(yīng)的相關(guān)信息；掃描信息表，包括RFID的ID、掃描的用戶，時(shí)間，地點(diǎn)，備注等信息，并通過RFID與酒產(chǎn)品信息或者包裝箱信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過userid與掃描用戶關(guān)聯(lián)。當(dāng)用戶進(jìn)行掃描時(shí)，如果針對(duì)箱則進(jìn)行箱瓶關(guān)聯(lián)操作，查詢箱以及所關(guān)聯(lián)的所有酒產(chǎn)品信息以及溯源信息；如果針對(duì)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(chǎn)品信息。如果用戶掃描無結(jié)果，或者查詢不到此類酒產(chǎn)品以及溯源信息，則說明此類酒產(chǎn)品存在嚴(yán)重問題，要謹(jǐn)慎購買。

3.2 服務(wù)端設(shè)計(jì)

服務(wù)端采用Web Service 技術(shù)，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)高效、快捷交換提供便利，采用Java語言進(jìn)行編寫，因?yàn)閖ava是面向?qū)ο笳Z言，且具有跨平臺(tái)特性，可以在任何系統(tǒng)運(yùn)行。服務(wù)端主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的增刪改查，根據(jù)用戶的請(qǐng)求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并返回結(jié)果。

比如，當(dāng)消費(fèi)者進(jìn)行白酒查詢時(shí)，根據(jù)請(qǐng)求，服務(wù)端需要根據(jù)RFID標(biāo)簽的ID，對(duì)錄入信息表和白酒信息表進(jìn)行查詢，查詢的結(jié)果分為兩部分：一是白酒的溯源信息，此時(shí)服務(wù)端就需要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行根據(jù)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行排序；二是此白酒的信息。然后一并返回給終端，終端進(jìn)行分類顯示。

3.3 移動(dòng)終端設(shè)計(jì)

移動(dòng)端主要是支持NFC的手機(jī)，主要模塊功能根據(jù)使用者類別分為：白酒生產(chǎn)廠家、各級(jí)經(jīng)銷商、消費(fèi)者。其中前兩者使用都需要進(jìn)行登錄，驗(yàn)證成功之后方可進(jìn)行操作，消費(fèi)者只需進(jìn)行掃描，查詢信息，沒有添加和修改的權(quán)限，如圖3所示。endprint

在移動(dòng)終端中Android系統(tǒng)占有較高的比例，根據(jù)本系統(tǒng)可以采用MVP+Dagger2+Rxjava+Retrofit模式進(jìn)行開發(fā)。MVP是新興的一種軟件開發(fā)模式，是經(jīng)過時(shí)間的考驗(yàn)并且大家都認(rèn)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(xié)作，服務(wù)于我們的項(xiàng)目。mode層負(fù)責(zé)本地?cái)?shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的處理，presenter層負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的處理，view層負(fù)責(zé)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(shí)現(xiàn)中間代理的交互邏輯。

Dagger2是Android端的依賴注入框架，依據(jù)依賴注入的思想，可以不用通過new的方式去創(chuàng)建對(duì)象，而是通過注入將對(duì)象托管權(quán)交出來由容器統(tǒng)一管理，而當(dāng)需要的時(shí)候直接從容器中去?。ㄈ绻脗鹘y(tǒng)的方式通過new的方式創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象，當(dāng)類構(gòu)造函數(shù)或內(nèi)部發(fā)生改變后，每個(gè)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(shí)現(xiàn)）。

Rxjava+Retrofit構(gòu)造成網(wǎng)絡(luò)層框架，兩者完美協(xié)作客戶端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)交互，并且Rxjava是響應(yīng)式編程，在Retrofit提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的時(shí)候方便的切換處理線程，大大方便了客戶端網(wǎng)絡(luò)層的開發(fā)。

4 結(jié)束語

本文集合了多種技術(shù)的應(yīng)用，如無線射頻模塊、Web Service等技術(shù)，為廣大消費(fèi)者設(shè)計(jì)出了一套針對(duì)白酒的防偽系統(tǒng)，由于RFID標(biāo)簽獨(dú)特性，很難進(jìn)行仿造，這也確保了本應(yīng)用的實(shí)用性。本文詳細(xì)的介紹了系統(tǒng)的整體架構(gòu)以及各模塊的設(shè)計(jì)等，并針對(duì)Android系統(tǒng)進(jìn)行了初步系統(tǒng)框架的構(gòu)建，為具體實(shí)現(xiàn)提供了巨大的支撐。

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作者單位

安徽大學(xué) 安徽省合肥市 230000endprint