基于智能手机的RFID酒类原产地溯源体系研究
摘 要：针对白酒市场假冒伪劣现象，在RFID技术的基础上引入智能手机的概念，介绍一种方便广大消费者使用的酒类原产地溯源体系。
关键词：智能手机 RFID 酒类 产地 溯源
中图分类号：TN93 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0198-02
近年来，我国酿酒行业销量在不断提高，据不完全统计，截止2012年底全国白酒制造业实现工业销售产值4265.42亿元，同比增长27.59%[1]。酒类地理标志产品保护产品申请的同时，一些不法分子看到其中所存在的巨大利益，假冒伪劣的地理标志酒制品屡禁不止。制售假酒不仅严重破坏了市场环境，对企业造成了巨大的经济损失，也影响了人们的身体健康与生命安全。这种情况下，迫切需要一种防伪管理技术，有效的追溯产品的原产地，遏制假冒产品在市场的流通，建立起监管追溯一条龙的运营模式。
目前，国内外市场上的防伪技术种类很多，常见的防伪技术有激光全息防伪技术、荧光油墨防伪技术、可查询密码电话防伪技术等，这些防伪技术都有一定的弊端[2]。随着电子技术的迅猛发展，国内外防伪领域兴起一股利用电子技术进行防伪的新潮流，其中利用射频识别技术进行防伪的优势已经引起人们的普遍关注。射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）技术是20世纪80年代兴起的一种非接触式自动识别技术，优点在于为每一产品加装一个独一无二的电子标签。从原产品的生产、仓储、物流运输、到经销商的信息进行全面的记录并提供查询服务，建立起产业链防伪溯源管理，从根本上实现特色食品原产地的保护。本文在RFID技术的基础上引入智能手机的概念，提出一种更方便广大消费者使用的酒类原产地溯源体系。
1 无线射频识别技术简介
1.1 RFID的系统组成
RFID系统一般由电子标签、无线电读写器、记录和处理存储信息的后台数据库构成。电子标签用于存储各类信息；读写器作为信息采集终端，利用射频信号对电子标签进行识别并与数据库系统进行交互。
RFID技术的工作流程：读写器通过发射天线发送出一定频率的射频信号，当附着标签的目标对象进入发射天线工作区域时会产生感应电流，电子标签凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，读写器对接收天线接收到电子标签发送来的载波信号进行解调和解码后，送到数据管理系统进行相关的处理。由此，读写器在RFID应用系统中发挥着至关重要的作用（图1）。
1.1.1 传统RFID读写器
传统RFID读写器有固定式的和手持式的。固定式读写器可以固定于一个位置，并根据需要可以连接电源、数据线等，满足更大频率、更快数据传输的要求。但固定式读写器只能用于特定场所，比较适合工业级应用，在未来物联网的整体规划里占很小的一部分。
手持RFID读写器包含有低频，高频，超高频，有源等。工业级手持式RFID读写器的产品已经相当成熟，在交通运输领域，物流管理领域和生产制造领域中都有着广泛的应用。这些读写器产品不仅具有良好的操作界面，能够在各种不同的环境条件下使用，而且支持多种移动软件，包括数据库管理软件，通信安全性软件等。虽然工业级手持式RFID读写器功能齐全，软件丰富，但是其体积相对都比较庞大，携带很不方便，同时每台读写器高达4000至9000 元人民币，对消费者进行推广使用有相当的难度[3]。
1.1.2 智能手机融合RFID读写器
随着智能手机的发展和普及为人们的生活带来了巨大变化，已经成为我们日常生活中不可缺少的通讯工具。人们对智能手机的期望也越来越高，希望把RFID专用读写器与智能手机结合在一起，使智能手机具有读写RFID电子标签的功能，对大规模推广RFID电子标签防伪和追溯技术具有十分重大的现实意义。
1.2 手机和RFID模块结合的方式
手机和RFID模块的结合有两种方案：一种是增加外接设备来实现，例如手机音频口RFID读写器，采用手机音频口作数据通信的接口，将RFID读头插进智能手机音频口，实现电子标签、智能手机和RFID读写器的巧妙结合。优点是可以适配不同手机，产品成本低。另一种是直接融入手机硬件和系统，即真正意义上的物联网手机。利用外接设备的方法仅是物联网发展初级阶段的过渡，而将智能手机和RFID读写器合二为一是未来的大趋势。
1.2.1 eNFC
将RF射频天线及射频通信控制功能集成在手机终端，将RFID数据存储及数据处理功能放在手机智能卡，卡与手机之间通过SWP协议通信，实现RFID与手机的集成。
1.2.2 双界面卡外挂天线
在手机智能卡上集成RFID处理芯片，将RFID线圈集成在手机终端上，RFID智能卡通过C4、C8引脚与手机终端的线圈相连，实现近距离通信。
1.2.3 双界面卡自带天线
在手机智能卡上集成RFID处理芯片，并从智能卡引出RFID线圈进行近距离通信。
1.2.4 2.4G全卡方案
基于蓝牙通信技术，将蓝牙RF射频芯片集成到手机智能卡中，通过距离控制算法等技术进行现场通信，不需要带天线。
1.2.5 外贴非接触式卡
将非接触IC卡做成异形卡形式粘贴在手机背面，与手机和SIM/UIM卡都相对独立。
1.2.6 智能SD卡
将双界面智能卡（安全芯片）内建于MicroSD卡中，RF天线集成于手机中。
eNFC被公认为是目标方案，而目前快速抢占市场有双界面卡和2.4G全卡两种，而具体选择时需综合考虑运营的优劣势和成本（见表1）。
2 基于智能手机的RFID酒类原产地溯源系统构架
2.1 RFID技术在国内外酒类企业中应用现状
针对酒类产品，从制造、物流到上市、销售，RFID都大有用武之地，国内外的一些酒厂已经有了一定的应用。2006年本日本NTT公司对日本米酒的储存和运输开展了使用RFID技术保持酒质新鲜的试验，NTT公司通过严格监控运输过程中的温度变化来掌握米酒的品质变化；2007年贵州茅台酒集团在“贵州茅台酒”产品上加载防伪电子标签，建立应用环境，并在销售终端布置防伪检验系统，其战略合作方，完成基于RFID技术的茅台酒防伪系统总体设计和系统开发建设；2008年美国eProvenance公司将RFID技术应用到红酒生产的全程中，采用半有源和无源RFID标签以及专用墨水，跟踪、鉴别和监管瓶装红葡萄酒；2009年张裕集团在葡萄酒业率先引入RFID产品追溯系统，为国内首家应用RFID的葡萄酒企业；2010年“五粮液”在出厂的部分产品上使用RFID防伪技术，目前“五粮液”采用的是超高频电子标签，标识记录无法改写，同时在标签读写过程中利用电子签名技术提升了标签的保密性和防伪造性，在专卖门店放置了RFID电子标签识别器和手持式电子标签识别器方便用户对产品进行识别验证。
2.2 基于智能手机的RFID酒类原产地溯源系统设计框架
RFID技术运用于酒类原产地溯源能够在各环节上发挥关键作用，包括生产环节、存储环节、配送环节、运输环节以及零售环节，已经越来越多的用于酒类防伪和溯源。在此基础上，提出基于智能手机的RFID酒类原产地溯源系统，通过电子标签作为信息存储介质来实现对酒类产品原产地溯源、物流、仓储信息的记录，见图2。
由图2所示，基于智能手机的RFID酒类原产地溯源系统包括智能手机读写系统、数据采集系统及酒类信息管理系统这三大部分。在物流过程中，可以通过GPS实时录入定位信息，达到监控商品流通的目的；在销售终端，可以通过内置RFID读写器的智能手机读取酒类产品所带有的RFID电子标签中的信息，通过3G或者Wi-Fi等移动通信网络访问酒类信息管理系统中相关产品的信息，对产品原产地进行溯源，判断真伪。
3 基于智能手机的RFID酒类原产地溯源体系应用前景
RFID在国外应用已经非常广泛，近年来，国内也在大力推广，尤其对打击假冒伪劣产品、保护名优产品，RFID技术发挥了重要作用。由于电子标签的成本高、技术标准不统一、工业读写器携带不方便等因素，RFID技术的推广受到了限制。基于智能手机的RFID溯源系统，开启了RFID技术在防伪应用上的新篇章，方便了广大普通消费者的日常使用，将得到更加广泛深入的应用。
参考文献
[1]小小.2012年白酒实现工业产值4265.42 亿元[J].酿酒科技，2013（3）：129.
[2]李秀芝.基于RFID标签的商品防伪技术研究[D].河南科技大学，硕士论文，2009.