基于智能手機的RFID酒類原產地溯源體系研究

劉玲玲 陳橋 王繼坤

摘 要：針對白酒市場假冒偽劣現象，在RFID技術的基礎上引入智能手機的概念，介紹一種方便廣大消費者使用的酒類原產地溯源體系。

關鍵詞：智能手機 RFID 酒類 產地 溯源

中圖分類號：TN93 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0198-02

近年來，我國釀酒行業銷量在不斷提高，據不完全統計，截止2012年底全國白酒制造業實現工業銷售產值4265.42億元，同比增長27.59%[1]。酒類地理標志產品保護產品申請的同時，一些不法分子看到其中所存在的巨大利益，假冒偽劣的地理標志酒制品屢禁不止。制售假酒不僅嚴重破壞了市場環境，對企業造成了巨大的經濟損失，也影響了人們的身體健康與生命安全。這種情況下，迫切需要一種防偽管理技術，有效的追溯產品的原產地，遏制假冒產品在市場的流通，建立起監管追溯一條龍的運營模式。

目前，國內外市場上的防偽技術種類很多，常見的防偽技術有激光全息防偽技術、熒光油墨防偽技術、可查詢密碼電話防偽技術等，這些防偽技術都有一定的弊端[2]。隨著電子技術的迅猛發展，國內外防偽領域興起一股利用電子技術進行防偽的新潮流，其中利用射頻識別技術進行防偽的優勢已經引起人們的普遍關注。射頻識別技術（Radio Frequency Identification，RFID）技術是20世紀80年代興起的一種非接觸式自動識別技術，優點在于為每一產品加裝一個獨一無二的電子標簽。從原產品的生產、倉儲、物流運輸、到經銷商的信息進行全面的記錄并提供查詢服務，建立起產業鏈防偽溯源管理，從根本上實現特色食品原產地的保護。本文在RFID技術的基礎上引入智能手機的概念，提出一種更方便廣大消費者使用的酒類原產地溯源體系。

1 無線射頻識別技術簡介

1.1 RFID的系統組成

RFID系統一般由電子標簽、無線電讀寫器、記錄和處理存儲信息的后臺數據庫構成。電子標簽用于存儲各類信息；讀寫器作為信息采集終端，利用射頻信號對電子標簽進行識別并與數據庫系統進行交互。

RFID技術的工作流程：讀寫器通過發射天線發送出一定頻率的射頻信號，當附著標簽的目標對象進入發射天線工作區域時會產生感應電流，電子標簽憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，或者主動發送某一頻率的信號，讀寫器對接收天線接收到電子標簽發送來的載波信號進行解調和解碼后，送到數據管理系統進行相關的處理。由此，讀寫器在RFID應用系統中發揮著至關重要的作用（圖1）。

1.1.1 傳統RFID讀寫器

傳統RFID讀寫器有固定式的和手持式的。固定式讀寫器可以固定于一個位置，并根據需要可以連接電源、數據線等，滿足更大頻率、更快數據傳輸的要求。但固定式讀寫器只能用于特定場所，比較適合工業級應用，在未來物聯網的整體規劃里占很小的一部分。

手持RFID讀寫器包含有低頻，高頻，超高頻，有源等。工業級手持式RFID讀寫器的產品已經相當成熟，在交通運輸領域，物流管理領域和生產制造領域中都有著廣泛的應用。這些讀寫器產品不僅具有良好的操作界面，能夠在各種不同的環境條件下使用，而且支持多種移動軟件，包括數據庫管理軟件，通信安全性軟件等。雖然工業級手持式RFID讀寫器功能齊全，軟件豐富，但是其體積相對都比較龐大，攜帶很不方便，同時每臺讀寫器高達4000至9000 元人民幣，對消費者進行推廣使用有相當的難度[3]。

1.1.2 智能手機融合RFID讀寫器

隨著智能手機的發展和普及為人們的生活帶來了巨大變化，已經成為我們日常生活中不可缺少的通訊工具。人們對智能手機的期望也越來越高，希望把RFID專用讀寫器與智能手機結合在一起，使智能手機具有讀寫RFID電子標簽的功能，對大規模推廣RFID電子標簽防偽和追溯技術具有十分重大的現實意義。

1.2 手機和RFID模塊結合的方式

手機和RFID模塊的結合有兩種方案：一種是增加外接設備來實現，例如手機音頻口RFID讀寫器，采用手機音頻口作數據通信的接口，將RFID讀頭插進智能手機音頻口，實現電子標簽、智能手機和RFID讀寫器的巧妙結合。優點是可以適配不同手機，產品成本低。另一種是直接融入手機硬件和系統，即真正意義上的物聯網手機。利用外接設備的方法僅是物聯網發展初級階段的過渡，而將智能手機和RFID讀寫器合二為一是未來的大趨勢。

1.2.1 eNFC

將RF射頻天線及射頻通信控制功能集成在手機終端，將RFID數據存儲及數據處理功能放在手機智能卡，卡與手機之間通過SWP協議通信，實現RFID與手機的集成。

1.2.2 雙界面卡外掛天線

在手機智能卡上集成RFID處理芯片，將RFID線圈集成在手機終端上，RFID智能卡通過C4、C8引腳與手機終端的線圈相連，實現近距離通信。

1.2.3 雙界面卡自帶天線

在手機智能卡上集成RFID處理芯片，并從智能卡引出RFID線圈進行近距離通信。

1.2.4 2.4G全卡方案

基于藍牙通信技術，將藍牙RF射頻芯片集成到手機智能卡中，通過距離控制算法等技術進行現場通信，不需要帶天線。

1.2.5 外貼非接觸式卡

將非接觸IC卡做成異形卡形式粘貼在手機背面，與手機和SIM/UIM卡都相對獨立。

1.2.6 智能SD卡

將雙界面智能卡（安全芯片）內建于MicroSD卡中，RF天線集成于手機中。

eNFC被公認為是目標方案，而目前快速搶占市場有雙界面卡和2.4G全卡兩種，而具體選擇時需綜合考慮運營的優劣勢和成本（見表1）。

2 基于智能手機的RFID酒類原產地溯源系統構架

2.1 RFID技術在國內外酒類企業中應用現狀

針對酒類產品，從制造、物流到上市、銷售，RFID都大有用武之地，國內外的一些酒廠已經有了一定的應用。2006年本日本NTT公司對日本米酒的儲存和運輸開展了使用RFID技術保持酒質新鮮的試驗，NTT公司通過嚴格監控運輸過程中的溫度變化來掌握米酒的品質變化；2007年貴州茅臺酒集團在“貴州茅臺酒”產品上加載防偽電子標簽，建立應用環境，并在銷售終端布置防偽檢驗系統，其戰略合作方，完成基于RFID技術的茅臺酒防偽系統總體設計和系統開發建設；2008年美國eProvenance公司將RFID技術應用到紅酒生產的全程中，采用半有源和無源RFID標簽以及專用墨水，跟蹤、鑒別和監管瓶裝紅葡萄酒；2009年張裕集團在葡萄酒業率先引入RFID產品追溯系統，為國內首家應用RFID的葡萄酒企業；2010年“五糧液”在出廠的部分產品上使用RFID防偽技術，目前“五糧液”采用的是超高頻電子標簽，標識記錄無法改寫，同時在標簽讀寫過程中利用電子簽名技術提升了標簽的保密性和防偽造性，在專賣門店放置了RFID電子標簽識別器和手持式電子標簽識別器方便用戶對產品進行識別驗證。

2.2 基于智能手機的RFID酒類原產地溯源系統設計框架

RFID技術運用于酒類原產地溯源能夠在各環節上發揮關鍵作用，包括生產環節、存儲環節、配送環節、運輸環節以及零售環節，已經越來越多的用于酒類防偽和溯源。在此基礎上，提出基于智能手機的RFID酒類原產地溯源系統，通過電子標簽作為信息存儲介質來實現對酒類產品原產地溯源、物流、倉儲信息的記錄，見圖2。

由圖2所示，基于智能手機的RFID酒類原產地溯源系統包括智能手機讀寫系統、數據采集系統及酒類信息管理系統這三大部分。在物流過程中，可以通過GPS實時錄入定位信息，達到監控商品流通的目的；在銷售終端，可以通過內置RFID讀寫器的智能手機讀取酒類產品所帶有的RFID電子標簽中的信息，通過3G或者Wi-Fi等移動通信網絡訪問酒類信息管理系統中相關產品的信息，對產品原產地進行溯源，判斷真偽。

3 基于智能手機的RFID酒類原產地溯源體系應用前景

RFID在國外應用已經非常廣泛，近年來，國內也在大力推廣，尤其對打擊假冒偽劣產品、保護名優產品，RFID技術發揮了重要作用。由于電子標簽的成本高、技術標準不統一、工業讀寫器攜帶不方便等因素，RFID技術的推廣受到了限制。基于智能手機的RFID溯源系統，開啟了RFID技術在防偽應用上的新篇章，方便了廣大普通消費者的日常使用，將得到更加廣泛深入的應用。

參考文獻

[1] 小小.2012年白酒實現工業產值4265.42 億元[J].釀酒科技，2013（3）：129.

[2] 李秀芝.基于RFID標簽的商品防偽技術研究[D].河南科技大學，碩士論文，2009.

[3] 王寧.智能手機與RFID讀寫器融合的設計與研究[D].黑龍江大學，碩士論文，2012.