基于RFID的酒類產品防偽架構設計與研究

　　1 引 言

　　酒類產品利潤高，是造假者偽造的常選目標。生產廠家為了保護自身的利益，常以提高防偽技術的先進性來加大仿制的難度，但始終不能杜絕假貨，很多廠家對此無能為力?，F(xiàn)在使用的防偽技術存在2個問題：

　　(1)雖然防偽標簽制作工藝復雜，但標簽貼裝工藝簡單，只要造假者通過一定途徑獲得標簽(通過標簽生產廠商、回收等)，造假就容易被他們掌握;

　　(2)標簽可識別性較差，防偽標簽的辨別過于復雜，普通消費者常不能判斷標簽的真?zhèn)巍?/P>

　　利用射頻識別(Radio Frequeny Identification，RFID)技術進行酒類防偽可以解決以上的2個問題：

　　(1)酒瓶上的EPC標簽封裝工藝復雜，小批量生產成本較高，使得造假者投資過大且難以掌握;

　　(2)消費者通過由政府相關部門和生產廠商共同出資設立并管理的RFID防偽識別器進行真假辨別，識別的整個過程都是可視化顯示，不存在防偽標簽難識別問題。下面就是以Sense-1864E讀寫器和EPC G2標簽技術參數(shù)為基礎，從EPC標簽、RFID防偽識別器和酒類產品全生命周期追蹤的設計來搭建基于射頻識別技術的酒類產品防偽架構。

　　2 酒類產品EPC標簽設計

　　2.1 射頻識別(RFID)技術簡介

　　射頻識別技術是一項非接觸式自動識別技術，是利用射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，具有精度高、適應環(huán)境能力強、抗干擾強、操作快捷等許多優(yōu)點。射頻識別系統(tǒng)通常由電子標簽、閱讀器和數(shù)據(jù)傳輸與處理系統(tǒng)組成。

　　2.2 酒類射頻防偽標簽設計模式

　　用于酒類產品防偽的RFID標簽在產品售出或消費時需一次性破壞(過程不可逆)，以防止造假者回收利用。根據(jù)原理的不同，酒類射頻防偽標簽有兩種設計模式：

　　(1)軟件設計模式

　　通過經酒類生產商授權的閱讀器發(fā)送不可逆的自毀指令到已經出售給消費者的酒類產品標簽，通過指令設定標簽自毀的時間，在這時間段內消費者可以通過防偽識別器進行真假識別。此種標簽設計困難，需加入時間控制模塊，各功能模塊如圖1所示。

　　(2)硬件設計模式

　　通過EPC標簽自身結構設計來完成標簽破壞，使標簽的物理模塊不可逆的分離。如把讀寫模塊和存儲模塊分別固定在瓶蓋和酒瓶上，在開啟瓶蓋時就可破壞射頻標簽，如圖2所示，目前已經有了此種類型的專利。此種模式的標簽制作容易實現(xiàn)，但在標簽的粘貼上卻相對復雜。

　　2.3 酒類射頻防偽標簽的數(shù)據(jù)信息

　　EPC編碼結構標準包括：EPC-64，EPC-96，EPC-256?？紤]到酒類產品出貨量為中等，選擇64 b進行EPCID編碼?，F(xiàn)有條形碼的主要數(shù)據(jù)信息為商品身份，其他包括生產廠家、產地、規(guī)格、生產日期等。EPC標簽存儲的信息要遠大于條形碼，但數(shù)據(jù)信息影響標簽的讀取速度，用RFID防偽是根據(jù)EPC ID碼進行數(shù)據(jù)庫的檢索操作，射頻標簽的數(shù)據(jù)格式關鍵在數(shù)據(jù)庫的檢索碼DSC(DataSearched Code)。出于上述考慮，酒類EPC標簽數(shù)據(jù)信息設計為APC+PTC+ATC+UID，每塊分配16 b數(shù)據(jù)，也可根據(jù)需要分配。其中，APC為生產廠家代碼，PTC為產品類型代碼，ATC為產地、生產日期，UID為單個產品的惟一序列標識碼。

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　　3 防偽識別器的構架設計

　　防偽識別器(Identifying Counterfeit Equipment，ICE)是檢測產品真?zhèn)蔚慕K端設備，由政府和酒類企業(yè)共同設立、管理，可通過視頻顯示消費者需要的真?zhèn)涡畔?。ICE類似于公用電話，分布于城市的主要街頭，消費者可以很方便地在銷售酒類產品的地點附近找到。

　　3.1 ICE硬件、軟件設計

　　3.1.1 ICE硬件組成

　　(1)閱讀器(Reader)，讀取酒類EPC標簽信息，并傳送到處理平臺;

　　(2)工業(yè)計算機(Industry Computer，IC)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、傳送、查詢、顯示;

　　(3)中間件，轉換不同標準Reader和IC的連接。

　　硬件架構設計的關鍵在于讀寫器，這里設計了3種搭建方式，如圖3所示。

　?、購S商選擇各自的讀寫器，不同讀寫器通過中間件和IC相連;

　?、谕蛔x寫器讀取不同廠家的EPC標簽，每個廠商都有特殊的授權模式，標簽只有在相應的授權模式下讀取;

　?、蹖ψx寫器進行地址設定，每個廠商都有惟一地址，只有選擇對應的地址，讀寫器才可以讀取標簽。前一種構架的技術要求相對后兩種要簡單，圖3的軟件構成是以第一種搭建方式來設計的。

　　3.1.2 ICE軟件構成

　　(1)用戶操作平臺，提供各酒類品牌操作界面，集成的模塊化軟件設計，操作簡單;

　　(2)產品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，管理與標簽數(shù)據(jù)對應產品信息的查詢、更新、刪除等;

　　(3)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，負責與信息管理中心的數(shù)據(jù)交換;

　　(4)讀寫器控制模塊，發(fā)送各種讀寫器控制命令，實現(xiàn)標簽數(shù)據(jù)讀取、傳輸、定時“Kill”命令寫入。軟件系統(tǒng)具體構架如圖4所示。

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　　3.2 ICE的特點

　　(1)可讀取不同酒類廠家的RFID防偽標簽，統(tǒng)一酒類生產商的防偽方法，減少設置防偽識別器的費用(為了進一步降低成本，可以由政府部門牽頭把香煙等假冒偽劣產品猖獗行業(yè)的廠家集合起來共同承擔防偽識別器的費用);

　　(2)消費者可以方便地找到，操作簡單，并能在屏幕上可視化地顯示產品詳細信息;

　　(3)有獨立的數(shù)據(jù)庫，查詢時不必通過互聯(lián)網傳輸或直接調用本地防偽識別系統(tǒng)的信息中心，能即時準確地調出所查詢的產品信息，解決了現(xiàn)有電話、Internet查詢打不通、連不上的問題;

　　(4)EPC標簽數(shù)據(jù)庫、產品信息數(shù)據(jù)庫直接由生產廠家和政府相關部門共同管理，酒類廠家根據(jù)供給各地經銷商產品標簽中UID不同，在對ICE的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)導人時，發(fā)送給每個防偽識別信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫和各地經銷商的產品相對應，沒有重復性，如果經銷商之間有竄貨行為，則被竄貨的產品不能被識別，被視為假貨，可杜絕竄貨行為;

　　(5)防偽識別系統(tǒng)管理中心定期對數(shù)據(jù)庫進行更新，對已識別的數(shù)據(jù)進行刪除，各個防偽識別器的數(shù)據(jù)庫盡量變小以加快處理速度。

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　　4 基于RFID的酒類產品全生命周期追蹤設計

　　廠家通過EPC標簽可對酒類產品的生產、流通、銷售和防偽識別過程進行追蹤，能獲取酒類產品全生命周期內的信息，基于RFID技術的酒類產品全生命周期追蹤流程構架設計如圖5所示。

　　主要環(huán)節(jié)：

　　(1)生產商網絡數(shù)據(jù)信息中心(PIDIC)與智能倉庫(IW)之間

　　廠家收到經銷商的定單后，PIDIC給IW發(fā)出取貨消息，IW完成出庫標簽讀取、記錄，并返回所發(fā)出產品的標簽數(shù)據(jù).PIDIC把經銷商的代碼加入產品數(shù)據(jù)信息，準備發(fā)送給區(qū)域信息管理中心(LIMC);

　　(2) PIDIC與LIMC之間

　　PIDIC根據(jù)(1)步所記錄的標簽數(shù)據(jù)給對應產品銷售區(qū)域的LIMC發(fā)送產品數(shù)據(jù)信息，此信息與銷售商的標簽信息有區(qū)別，可給消費者提供更為詳細的產品信息，LIMC則返回被消費者查詢過的標簽數(shù)據(jù);

　　(3)PIDIC與經銷商之間

　　產品出庫進入物流階段后，PIDIC傳輸所發(fā)貨物標簽數(shù)據(jù)給經銷商，給予的數(shù)據(jù)為標簽數(shù)據(jù)EPC ID碼，可對產品惟一標識，在銷售時充當現(xiàn)有條形碼的功能，當經銷商接收核實產品后，給PIDIC發(fā)送接受確認消息，廠家可從經銷商的銷售中心得到產品銷售情況，實時地了解產品流通情況。

　　5 防偽識別器構架設計的演示實驗

　　利用Sense-1864E讀寫器、Sense-G900E天線和EPC G2無源標簽進行RFID防偽識別器可行性方面實驗，通過PC控制Sensc-1864E讀寫器讀取不同類型的RFID標簽來驗證防偽識別器可以識別不同標準的標簽。

　　實驗重點是通過用VC++6.0開發(fā)的系統(tǒng)軟件控制讀寫器對不同標簽進行讀寫操作，來測試用PC控制不同讀寫器對不同酒類生產廠商所使用的標簽進行讀取。具體實施步驟如下：

　　(1)利用VC++6.0編寫控制軟件界面，控制界面由2個控制模塊組成：電子標簽標準選擇模塊和讀寫器系統(tǒng)參數(shù)設定模塊(包括工作頻率調節(jié)、天線功率調節(jié)、讀/寫控制模塊);

　　(2)各個功能模塊集成Sense公司提供的SDK軟件開發(fā)包，使所編寫的操作軟件系統(tǒng)能控制讀寫器控制系統(tǒng)，通過PC控制RFID系統(tǒng)工作;

　　(3)選擇電子標簽標準控制Sense-1864E讀寫器來分別讀取只采用單一標準的電子標簽，實驗中使用的標準有：Amtech Intellitag500，Philips UCODE和ISO-18000-6B標準。

　　實驗結果表明：PC機可以通過RFID產品生產商提供的API來控制讀寫器對不同標準的標簽進行讀取，防偽識別器能兼容不同行業(yè)、不同標準的RFID標簽，AIE的設計存在可行性。

　　6 結 語

　　本文給出了用于酒類的EPC標簽設計方法，設計出標簽的數(shù)據(jù)格式，提出防偽識別器的概念，搭建了貼有EPC標簽的酒類產品流通過程構架，并通過實驗進行了防偽識別器的可行性驗證。本文缺點是理論相對較多，在基于RFID技術的酒類產品防偽進行構架中，有些存在實現(xiàn)的困難。目前，很多基于RFID酒類產品防偽技術還處于理論研究階段，要達到實際應用還有比較長的距離，但前景光明。