基于智能标签的防伪系统设计与研究

摘 要：假冒伪劣产品的泛滥很大程度上刺激了防伪产业链的发展，目前市场上销售好、市场定位较高的产品基本都采用了防伪标志技术。本文运用RFID射频识别技术的特点，提出了一种基于RFID智能标签和NFC技术的防伪系统，并以国内家具制造业为实例进行系统的设计与研究。

关键词：防伪技术 RFID射频识别 NFC技术 家具制造业

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0006-02

随着我国市场经济的蓬勃发展，假冒伪劣商品的生产和流通日益猖獗，涉及服装、食品、药品等各个领域，严重侵害企业和消费者的利益[1]。近年来，我国的家具市场迎来了高速的发展期，与此同时也带来了商品的质量问题。市场上经常有一些涉嫌虚假宣传、以假乱真、欺诈消费者等的恶劣事件，为杜绝一些小品牌家具贴牌品牌家具，以次充好的现象，在家具行业迅速建立防伪机制成为刻不容缓的问题。因此许多产品防伪技术应运而生，但大多数传统的防伪技术效果不够理想，消费者无法识别真假产品[2]。基于这一实际问题，结合RFID射频识别技术的特点，本文提出了一种基于RFID智能标签和NFC技术的家具防伪系统，从而增强产品的防伪功能，并且消费者易于操作和识别。

1 RFID和NFC技术结合的思路

1.1 RFID和NFC技术概念

射频识别（radio frequency identificaation，RFID）是一种利用无线射频方式在读写器和电子标签之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换目的的非接触式自动识别技术[3～4]。RFID电子标签承载的是电子信息，所以其数据可通过算法加密保护，使其信息不容易被伪造，在防伪应用中有很大的优势。

NFC近场通信是一种短距离的高频无线通信技术，系统允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输交换数据，由RFID射频识别技术演变而来，并且向下兼容RFID。NFC设备可工作于卡模式、点对点模式和读卡器模式。目前具有NFC功能的智能手机已经在国内市场迅速普及。

1.2 RFID和NFC技术结合的基本思想

一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签也就是所谓的应答器及应用软件系统三个部份所组成[5]。阅读器通过内置天线与RFID标签进行数据的无线交换，从而读取RFID标签内的识别码和对标签的内存数据区域进行读写操作，是RFID系统中信息的控制和处理中心，也是系统的核心部分；电子标签由天线，耦合元件及芯片组成，每个标签都具有唯一的电子编码和数据区，一般附着在物体上作为标识目标对象；应用软件系统主要是负责把阅读器读取到电子标签信息进行深层次处理。

RFID读写器作为信息控制和处理中心，在防伪验证过程中是必不可少的设备，所以作为验证终端，它的普遍性是一个必须解决的问题。如果仅采用专用读写器的话只有企业或者企业授权的供应商才能持有，导致消费者不能直接参与，防伪效果可想而知，所以本设计引入NFC技术，利用具有NFC功能的智能手机的普及，开发基于NFC的智能手机终端应用软件，完美解决这个问题。

2 家具防伪系统的设计

2.1 总体框架介绍

系统总体框架如图1所示，生产企业为每个家具分配一个RFID电子标签，并把RFID电子标签嵌入到家具板材中，利用RFID电子标签的可读写特点，可在电子标签的用户数据区中记录家具从材料选用、生产、流通到销售的各个环节信息。消费者可通过企业授权商家手中的专用读取设备或使用具有NFC功能的智能手机安装产商提供的终端应用软件来读取RFID电子标签中的防伪信息，读取设备在读取到电子标签数据后向厂商的防伪认证平台发送认证请求，防伪认证平台在接收到各种设备的认证请求后，在系统中进行数据处理并认证，并向设备返回认证结果。

RFID技术与NFC技术结合的防伪系统是一个非常的方案，不仅实现了高等级的信息系统安全，并解决了厂商布局查验终端设备难而导致防伪效果不明显的问题。NFC智能手机切换为读卡器模式即主动模式时，结合厂商提供的终端应用软件就成了RFID防伪查验识别设备，这样消费者就可以在购买前查验到产品的真假情况，实现了即时验证即时反馈，免去传统防伪验证的先购买后验证的困扰。

2.2 专用读取设备设计和NFC智能手机终端软件开发

专用读取设备属于便携式设备，因此设备采用嵌入式芯片作为主控制器。设备结构框图如图2所示，ARM控制器作为主控制芯片，为加密数据的复杂运算提供保障；人机交互模块包括键盘输入和液晶显示，在验证过程中为用户提供输入相关的数据和显示验证的结果信息；RFID读取模块主要负责对家具中的RFID电子标签ID码和防伪信息数据的读取，并输送到ARM控制器中进行解密运算；数据传输模块采用WIFI和USB两种传输方式，用户可选择有线或无线方式与后台的防伪认证平台进行数据的交互，方便数据传输操作。

除了专用读取设备外，还为用户提供NFC智能手机设备的终端软件扩展，极大地方便和提高用户验证的可操作性，提高防伪效果。NFC智能手机终端软件根据目前市场流行的Android系统开发，Android系统在升级到4.0后为应用程序开发者提供了Android Beam功能接口[6～7]，应用软件通过切换手机中NFC设备的工作模式为读卡器模式，读取RFID电子标签的ID码和防伪信息，通过算法解析数据并运用移动网络将数据信息发送到厂商的防伪认证平台，最后将获取的认证信息反馈给消费者。NFC智能手机终端软件的使用，突破了原RFID在防伪领域应用只能使用企业专用设备，消费者无法直接参与的缺陷，极大地提高了产品的防伪效果。

2.3 防伪数据安全

每个RFID电子标签有一个全球唯一的ID码，此唯一ID是在制作芯片时放在ROM中的，无法修改、难以仿造，其用户数据区的数据可用算法进行加密处理，以此实现安全策略[8]。每块RFID芯片都有全球唯一的固化ID码，并且不可修改，所以通过ID码就可判别该芯片的“身份”，在芯片内部，有一个用户数据区可供用户读写数据，根据这些特点，可以利用唯一的ID码和要写入的数据通过加密算法运算生成加密数据，然后写入芯片的用户数据区，使能够改写的用户数据区与不能改写的唯一ID码形成特定的逻辑关系。非法用户虽然可以读取数据，但读出来的数据是经过加密算法处理过的，没有正确的解密算法是无法复制的，而且任何用户都无法修改本标签的ID码，有效防止了伪造标签行为，所以RFID应用于防伪领域中，具有极高的安全性能。

3 结语

本设计利用RFID和NFC技术的特点，使两者技术互相融合，不但实现了高等级的防伪安全，并解决了RFID在防伪领域中厂商布局查验终端设备困难的问题。系统在数据处理中利用RFID电子标签的特点和加密算法相结合，有效防止了伪造标签的行为，从而增强了产品的防伪功能。随着RFID技术的发展和具有NFC功能的便携设备的普及，这项防伪技术势必在各行业中得到广泛的使用。

参考文献

[1]芦佳，卫强，陈兵.基于RFID技術的防伪平台的设计与实现[J].计算机技术与发展，2012（5）：233-241.

[2]曾启杰，贺秋芳.基于RFID的产品防伪系统的设计与实现[J].微计算机信息，2010（29）：147-149.

[3]游战清，李苏剑，张益强，等.无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M].北京：电子工业出版社，2005：6-8.

[4]倪晚成，刘禹，刘伟，等.RFID多级商品防伪系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2009（15）：3615-3618.

[5]孟伟冬，阮水清，周旋.RFID和ETC技术在门禁系统中的应用[J].计算机时代，2013（2）：32-37.

[6]http：//developer.android.com/guide/topics/connectivity/nfc/nfc.html.

[7]http：//developer.android.com/reference/android/nfc/tech/MifareClassic.html.

[8]张翼凌，黎明.RFID在商品防伪领域的应用[J].计算机与信息技术，2007（1）：37-42.