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基于RFID射频识别技术的产品防伪溯源系统设计与实现

发布时间:2016-5-30 10:04:32

防伪行业:技术引导未来


    ——基于RFID射频识别技术的产品防伪溯源系统设计与实现


    为了加强对产品监督和管理,防止假冒伪劣,净化市场环境,有效保护生产者和消费者的合法权益,许多生产企业都在不断加大其产品的防伪溯源特性。


    传统的防伪技术,如激光全息、激光打标、特殊油墨、特制纸张、传统数码防伪、组合印刷防伪和3D立体防伪等,这些技术在应用初期有一定防伪效果,都是容易获得的通用技术,比较容易仿制造假,防伪效力有限,或者根本不能防伪。在这种情况之下我们迫切需要一种新的防伪溯源技术来有效制止假冒劣质产品在市场的流通,建立起完善的监管追溯运营模式。


    基于RFID射频识别技术的产品防伪溯源系统是经过对行业的深入分析研究推出的,采用先进的RFID自动识别技术,以RFID电子标签作为防伪溯源信息载体,是集成RFID自动识别技术、计算机网络技术、数字通信技术、数据库技术、软件工程技术于一体的大型信息系统。该系统可应用于高档酒类、烟草、护肤品、药品、茶叶等商品的防伪溯源,也可用于高附加值的贵重物品,如珠宝等的防伪溯源。


    该系统不仅可以对假冒伪劣现象进行有效抵制,还可以提高企业生产、物流的效率,提升企业整体管理水平,从而增强消费者信心,提高产品的知名度,树立产品品牌。利用RFID技术防伪溯源,与传统防伪技术相比,其优点在于每个标签具有全球唯一的ID号码,号码直接写入芯片,无法修改、难以仿造;无机械磨损,防污损。


    系统组成和场景描述及子系统划分


    系统架构


    基于RFID的产品防伪溯源系统主要由核心数据库、防伪认证中心、Web商品定义管理系统、商品注册客户端软件、手机防伪查询终端软件、手持机防伪溯源终端软件、防伪查询机终端软件构成,如图1。



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图1 防伪溯源系统架构图


    核心数据库是整个系统的数据中心,采用磁盘冗余和双机热备技术,并提供定期数据备份、灾难恢复等功能,保证数据安全。


    防伪认证中心由核心数据库及防伪溯源服务构成,为整个系统的防伪查询及溯源终端提供统一的服务接口。


    商品注册客户端提供商品的注册,即商品与标签建立关联。


    Web产品定义管理系统实现了以太网上商品定义及管理功能,其主要包括商品防伪溯源信息查询、商品定义、商品信息维护、基于角色的用户权限管理、商品展示等功能。


    防伪查询机终端用于在销售点便于消费者对商品防伪查询,确认商品的生产及流通信息。


    手机防伪查询终端提供随时随地验证商品真伪的功能。


    手持机防伪溯源终端用于商品在流通过程中跟踪产品流向实时上传到防伪认证中心数据库并提供防伪溯源查询功能。


    系统应用场景描述


    当产品生产出后,需要对该产品进行防伪溯源操作。制造商登录“Web商品定义管理系统”,定义商品相关属性,如:品牌、生产日期等。商品属性定义完后,系统自动转入到“增加商品”页面,输入商品属性具体信息,保存到数据库。如果需要添加更加详细的商品信息,如图片、视频、商品介绍等,可以进入“编辑商品信息”页面,进行加载图片等操作,保存到数据库。商品信息定义完后,进行“商品注册”操作。


    制造商登录“商品注册客户端软件”,通过调用“防伪认证中心”提供的服务接口,获取待注册的商品,进行商品与防伪码的关联操作,即商品注册操作。商品注册完后,进入商品流通中的防伪溯源操作。用户通过手机可以随时随地查询商品的防伪认证信息;用户通过防伪查询机可以在商品专卖店、超市、商店、零售点等地点,查询商品的防伪认证信息;用户通过手持机可以查询商品的防伪认证信息,也可以把商品流通中的交割环节信息上传到“防伪认证中心”的数据库。任何用户可以在任何时间、任何地点通过浏览器查询商品的防伪认证信息。



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图2 系统流程图


    各子系统


    防伪认证中心


    防伪认证中心由核心数据库及防伪溯源服务构成。核心数据库保存了商品贴标写入数据、储运、销售、售后整个流程溯源信息、商品介绍信息以及系统运行管理相关的信息,是整个系统数据中心。数据库采用磁盘冗余和双机热备技术,并提供定期数据备份、灾难恢复等功能,保证数据安全。为了保证数据库的安全,系统不允许客户端直接访问数据库,提供了“防伪溯源服务”接口,供客户端使用。客户端必须经过系统授权,才能使用系统提供的服务。“防伪溯源服务”采用WCF( Windows Communication Foundation )技术开发。WCF是Microsoft为构建面向服务的应用提供的分布式通信编程框架,采用WCF技术为开发人员可以构建跨平台、安全、可靠和支持事务处理的企业级互联应用解决方案。WCF服务通过IIS(Internet Information Services)发布。客户端对数据库的插、删、改、查操作,都必须通过WCF实现,如图3。



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图3 系统软件分层图


    Web商品定义管理系统


    Web产品定义管理系统实现了以太网上商品定义及管理功能,其主要包括商品防伪溯源信息查询、字典管理、商品字典、商品定义、商品信息维护、商品展示功能。普通消费者无须登录,通过防伪码能查询商品的防伪溯源信息。采用角色管理用户权限,便于用户管理及系统操作安全。


    商品防伪溯源信息查询:通过防伪码查询商品防伪及溯源信息并图文并茂显示,包括商品验证信息及产品在流通过程中记录的信息。


    字典管理:管理所有商品属性,即商品属性字典。首先定义所有商品属性,用户可以从中选择个别属性组成具体商品属性。


    商品定义:根据商品所具有的属性,从商品字典中选择相关属性,动态生成商品表。


    商品字典:某种类型商品属性的维护,如修改、排序、是否显示等。


    商品信息维护:某件商品信息的插、删、改、查操作。


    商品展示功能:登录Web,页面图文并茂显示商品信息。


    Web商品定义管理系统UI部分采用了jQueryEasyUI框架,后台使用C#语言。jQueryEasyUI是一组基于jQuery的UI插件集合,而jQueryEasyUI的目标就是帮助web开发者更轻松的打造出功能丰富并且美观的UI界面。Web服务器采用微软公司Internet Information Server(IIS)。


    商品注册客户端软件


    商品注册客户端软件用于待防伪商品的注册,即商品与RFID电子标签建立关联。其主要包括标签注册、产品注销、标签检测。


    用户通过授权登录商品注册客户端软件,根据用户定制的商品信息,形成不同商品结构和属性,提供各种类型的商品的注册。


    标签注册:通过调用“防伪认证中心”提供的标签注册服务接口,对商品进行注册,同时向标签中写入信息,支持商品生产流水线操作。


    产品注销:阅读器首先读到RFID电子标签信息,然后通过调用“防伪认证中心”提供的商品注销服务接口,解除商品与RFID电子标签的关联,标签初始化操作。


    标签检测:阅读器首先读到RFID电子标签信息,然后通过调用“防伪认证中心”提供的商品查询服务接口,获取商品信息并图文并茂显示。


    防伪查询机终端软件


    防伪查询机终端软件提供对商品防伪认证的在线查询功能,该终端软件作为客户端,调用WCF服务获取数据。该查询机终端部署在公共场合(如超市、专卖店),终端软件通过调用“防伪认证中心”提供的防伪服务接口,能够及时准确地返回商品信息数据,提供了安全有效的防伪查询。该软件界面友好精美,语音提示丰富准确,查询到信息图文并茂。软件在空闲时,提供商品相关信息视频播放。


手机防伪查询终端软件


    手机防伪查询终端软件是一款基于Android平台的商品防伪码查询软件。Android手机作为客户端,调用WCF服务获取数据,双方采用JSON数据格式传递数据。


    手机首先设置连接的服务器,然后登录手机。当手机获取标签信息后,通过无线网络,将数据传送到防伪认证中心,防伪认证中心将防伪码与核心数据库进行比对,即可识别出产品的信息,达到为消费者提供商品溯源及防伪的效果。


    手持机防伪溯源终端软件


    手持机MT5000在读取RFID电子标签方面,读取距离远,一次能读取多个标签的特性,比手机更适合做商品防伪溯源管理设备。因此,本系统防伪溯源终端采用手持机MT5000,MT5000是我司研发的4核安卓智能手持终端,CPU配置高达1.4GHz,结合3.5英寸IPS电容触控屏,配置功能丰富的数据采集模块。手持机软件功能分为两大部分,防伪和溯源。防伪即通过防伪码验证商品的真伪;溯源即为商品在供销的各个环节中,商品质量安全及其相关信息能够被顺向追踪(生产源头—消费终端)或者逆向回溯(消费终端—生产源头),从而使产品的整个生产经营活动始终处于有效监控之中。手持机作为客户端,通过调用防“防伪认证中心”提供的相关服务获取商品防伪数据和存储的商品流通信息。主要功能如下:产品入库:制造商保存产品入库操作记录;产品出库:制造商保存产品出库操作记录;产品出厂:制造商保存产品出厂操作记录;产品收货:经销商保存产品收货操作记录;产品销售:经销商保存产品销售操作记录;产品查询:对产品信息的查询以及产品物流信息追溯。


    基于RFID技术的产品防伪溯源的应用,作为一种创新的应用模式,突破了原有的应用横式局限,完善了企业管理,提高了管理效率,提升了消费者满意度,并塑造了良好的企业和政府形象。系统以RFID电子标签为载体,有效整合物流、防伪和溯源三大领域的应用,是帮助企业突破应用局限,充分调动资源,解决物流、防伪及溯源方面困扰的一种行之有效的方式。针对物流、防伪和溯源方面存在的问题,RFID技术可以有效地打通生产和销售环节中的物流信息流通渠道,提高防伪功效,并将溯源信息有效地传递给消费者。

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