基于RFID和Web Service的白酒防伪系统方案设计

赵伟振+童维楗+高立

摘 要

当前，商品的质量问题越来越受到人们的关注，作为食用商品，假冒伪劣的白酒直接影响着人民的身体健康。本文针对市场上存在假冒伪劣的白酒问题，设计一套针对白酒产品的防伪系统方案，以RFID标签作为唯一识别标准，以支持NFC模块的手机端作为终端，结合Web Service技术，构成整个物联网系统架构，方便、快捷的帮助消费者辨别白酒真偽。

【关键词】白酒防伪 RFID NFC Web Service 物联网

随着生活水平的提高，现代人们越来越追求生活的质量，追求安全、健康则是重要的一方面。而当今关系人们日常生活的消费品中，存在大量的假冒伪劣产品，这严重影响着人民的健康问题。为了帮助广大消费者识别市场上的假冒伪劣产品，也是为了人们的健康考虑，本文针对人们日常消费的白酒，进行设计出一套防伪系统，该系统基于RFID，由于该标签自生产制造出后，便具有了唯一的电子编码，很难进行仿造，从而可以大大帮助消费者提高辨识，购买正规白酒，减少假冒伪劣产品对人们健康的危害。

1 关键技术的应用与优势

RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）技术，是一种无线通信技术手段，可通过射频信号自动识别目标对象，并获取目标对象的相关数据，进而完成信息的输入和进一步处理。由于RFID技术具有体积小、扫描速度快、抗污染能力较强，加之其存储的是电子信息，而数据内容可经由用户设定的密码来保护，使其数据不容易被不法分子伪造和窃取。所以近几年来，越来越受到人们的关注和应用。

整个RFID系统是由识别器、电子标签及用户使用的应用软件三个部分组成。具体工作原理可以概括为：RFID标签分为有源和无源，当标签进入磁场后，接收到识别器发出的射频信号时，依托感应电流产生能量，然后无源标签发送出存储在芯片中的某一信息，或者由有源标签主动发送某一频率的信号，识别器读取到返回的信息并解码，然后系统根据获取到唯一的id和其他信息，进行数据进一步获取和一系列操作。

WebService就是能通过Web进行调用的API，也就是它向外界暴露出一个接口，是一个独立的、耦合度低、基于可编程的Web的应用程序。整个WebService的使用需要涉及客户端和服务端，分别对应部署和调用两方面。如果进一步理解，其实WebService是一个可进行互操作的分布式应用程序的平台，当然这个平台有自己的标准，这个标准定义了应用程序如何在Web上实现交互和操作。而且WebService还具有跨平台性，可以使用多种语言开发，在多种平台上部署WebService，就可以通过标准的输出接口来调用，从而实现不同系统之间的交互功能。

2 系统整体设计方案

本系统主要有三个模块组成，分别是后台数据库、web服务端、支持NFC的移动终端，各模块之间相互关联，协同工作。整个系统流程可以概括为：白酒生产商在白酒出厂时为每一瓶白酒粘贴唯一RFID标签，当然要确保标签不可随意移植，并通过终端连接服务端，向数据库中RFID标签对应的信息进行添加或修改，各级经销商在入货时，也需进行数据添加，以对白酒进行追踪和溯源。当消费者购买此产品时，客户可使用终端进行扫描，查看此白酒的产品及溯源信息，以确保来自正规厂家，保证白酒的质量。系统框图如图1所示。

3 系统各模块设计

3.1 后台数据库设计

作为服务器端后台数据库的设计主要用到了SQL Server，是Microsoft 公司设计的关系型数据库管理系统。由于其使用方便、伸缩性好、软件集成度高等优点，在软件系统中得到了广泛的使用和认可。

根据项目需要，以及白酒包装的特殊性，经过分析最终确定设计的数据库表格有用户信息表、RDID标签信息表、酒产品信息表、白酒包装信息表、录入信息表。

数据库各表之间的关系图如图2所示。

由于白酒包装的特殊性，为方便用户查询，进行了箱和瓶的关联，通过箱的RFID标签可以查询到箱内所有的酒产品RFID标签，并进一步查询到酒产品信息。用户信息表包括厂商以及各级经销商，只有存在的用户方可对数据库进行添加或修改信息。RFID标签作为唯一id用来与其他表进行关联，首先酒产品的各类信息与RFID标签进行关联，包装信息与对应的RFID标签关联，通过RFID的ID可查找到对应的相关信息；扫描信息表，包括RFID的ID、扫描的用户，时间，地点，备注等信息，并通过RFID与酒产品信息或者包装箱信息进行关联，通过userid与扫描用户关联。当用户进行扫描时，如果针对箱则进行箱瓶关联操作，查询箱以及所关联的所有酒产品信息以及溯源信息；如果针对某一瓶白酒扫描则展示此白酒信息，罗列出此白酒的溯源信息和产品信息。如果用户扫描无结果，或者查询不到此类酒产品以及溯源信息，则说明此类酒产品存在严重问题，要谨慎购买。

3.2 服务端设计

服务端采用Web Service 技术，能够为数据高效、快捷交换提供便利，采用Java语言进行编写，因为java是面向对象语言，且具有跨平台特性，可以在任何系统运行。服务端主要功能是实现对数据库的增删改查，根据用户的请求对数据进行处理，并返回结果。

比如，当消费者进行白酒查询时，根据请求，服务端需要根据RFID标签的ID，对录入信息表和白酒信息表进行查询，查询的结果分为两部分：一是白酒的溯源信息，此时服务端就需要对数据信息进行根据时间点进行排序；二是此白酒的信息。然后一并返回给终端，终端进行分类显示。

3.3 移动终端设计

移动端主要是支持NFC的手机，主要模块功能根据使用者类别分为：白酒生产厂家、各级经销商、消费者。其中前两者使用都需要进行登录，验证成功之后方可进行操作，消费者只需进行扫描，查询信息，没有添加和修改的权限，如图3所示。endprint

在移动终端中Android系统占有较高的比例，根据本系统可以采用MVP+Dagger2+Rxjava+Retrofit模式进行开发。MVP是新兴的一种软件开发模式，是经过时间的考验并且大家都认同的解耦框架，。它不仅能让我们的代码逻辑更加清晰，不同层间分工不同又相互协作，服务于我们的项目。mode层负责本地数据和网络数据的处理，presenter层负责业务逻辑的处理，view层负责ui界面的展示，减少了view层与model层的直接交互，而是通过presenter实现中间代理的交互逻辑。

Dagger2是Android端的依赖注入框架，依据依赖注入的思想，可以不用通过new的方式去创建对象，而是通过注入将对象托管权交出来由容器统一管理，而当需要的时候直接从容器中去取（如果用传统的方式通过new的方式创建实例对象，当类构造函数或内部发生改变后，每个new的地方都需要去改变，工作量可见之大。而通过依赖注入的方式管理后，只需要很小的开销就能实现）。

Rxjava+Retrofit构造成网络层框架，两者完美協作客户端与服务器的数据交互，并且Rxjava是响应式编程，在Retrofit提供网络服务的时候方便的切换处理线程，大大方便了客户端网络层的开发。

4 结束语

本文集合了多种技术的应用，如无线射频模块、Web Service等技术，为广大消费者设计出了一套针对白酒的防伪系统，由于RFID标签独特性，很难进行仿造，这也确保了本应用的实用性。本文详细的介绍了系统的整体架构以及各模块的设计等，并针对Android系统进行了初步系统框架的构建，为具体实现提供了巨大的支撑。

参考文献

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作者单位

安徽大学 安徽省合肥市 230000endprint