郭　云　李　軍　包先雨

(深圳市檢驗(yàn)檢疫科學(xué)研究院　廣東 深圳 518045)(深圳市超寬帶通訊與射頻識(shí)別重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　廣東 深圳 518010)

0　引　言

NFC[1]是由飛利浦公司發(fā)起，諾基亞、索尼等聯(lián)合主推的一種近距離無(wú)線通信方式。它是由RFID及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來，其讀寫模式是指用NFC閱讀器來讀取NFC標(biāo)簽，在近距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和交換數(shù)據(jù)。

NFC技術(shù)由RFID技術(shù)進(jìn)化發(fā)展而來[2]，RFID技術(shù)的高速發(fā)展掀起了物聯(lián)網(wǎng)的革命性應(yīng)用，但是RFID技術(shù)本身的局限性又限制了其進(jìn)一步發(fā)展：RFID標(biāo)簽讀寫依賴與專業(yè)設(shè)備，成本高昂，在帶來便利的同時(shí)會(huì)增加企業(yè)負(fù)擔(dān)。二維碼以其技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低廉的特征迅速搶占了生活消費(fèi)應(yīng)用市場(chǎng)，但二維碼本身存在防偽性能差、易損壞等缺點(diǎn)，因此大多見于低端應(yīng)用場(chǎng)景。NFC技術(shù)作為RFID技術(shù)的延伸，具有成本更低、容量更大、安全性更高的優(yōu)點(diǎn)。近年來，各大手機(jī)廠商均推出了多款支持NFC技術(shù)的智能手機(jī)，為NFC技術(shù)的大范圍推廣應(yīng)用建立了良好的硬件基礎(chǔ)。目前NFC技術(shù)主要應(yīng)用于高端酒類、奢侈品防偽、大額移動(dòng)金融支付等對(duì)安全性要求較高的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。

A Juntunen[3]于2010年提出了一種應(yīng)用于移動(dòng)票務(wù)服務(wù)的NFC技術(shù)關(guān)鍵業(yè)務(wù)模型，嘗試將旅行卡、會(huì)員卡等傳統(tǒng)票務(wù)集成到手機(jī)NFC芯片上，并建立了一套稱為STOF的NFC通信框架模型，從而實(shí)現(xiàn)安全可靠的手機(jī)票務(wù)服務(wù)。J Pesonen[4]于2012年探索了NFC技術(shù)在現(xiàn)代旅游業(yè)中的應(yīng)用，嘗試從商業(yè)模式、生態(tài)系統(tǒng)、軟件和應(yīng)用、安全和硬件等四個(gè)方面建立起基于NFC技術(shù)的旅游模型。在國(guó)內(nèi)，國(guó)酒茅臺(tái)于2013年推出了基于NFC技術(shù)的茅臺(tái)酒防偽溯源體系[5]，并在2015年進(jìn)一步整合優(yōu)化，逐步推向產(chǎn)品市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了“手機(jī)掃一掃 可驗(yàn)身茅臺(tái)”的預(yù)期目標(biāo)。南開大學(xué)軟件學(xué)院的馬捷[6]提出了一種基于NFC技術(shù)的藍(lán)牙設(shè)備快速配對(duì)技術(shù)，使得藍(lán)牙設(shè)備可通過NFC近場(chǎng)通信，實(shí)現(xiàn)快速、安全、簡(jiǎn)易的配對(duì)。華南理工大學(xué)的黃梅珍[7]嘗試將NFC通信技術(shù)與谷歌Android軟件開發(fā)平臺(tái)相結(jié)合，設(shè)計(jì)、開發(fā)出一種高效、便捷、易于推廣的手機(jī)操作系統(tǒng)與手機(jī)支付模式并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

基于上述文獻(xiàn)分析，NFC近場(chǎng)通信技術(shù)適用于以智能手機(jī)為讀寫設(shè)備的大規(guī)模推廣應(yīng)用場(chǎng)景，具有安全、可靠、低成本和操作簡(jiǎn)便等特征。包先雨等[8]于2014年對(duì)NFC技術(shù)在集裝箱電子鉛封領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，主要側(cè)重于防偽。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新研究，開發(fā)設(shè)計(jì)出一種通用的基于NFC技術(shù)的電子標(biāo)簽防偽溯源系統(tǒng)，具有加密防偽、信息溯源、可定位、可支持無(wú)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境讀寫等特征，并將其在進(jìn)出口物流行業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

1　系統(tǒng)架構(gòu)

基于NFC技術(shù)的防偽溯源系統(tǒng)可分為標(biāo)簽物理層、標(biāo)簽邏輯層、加密防偽算法模塊、溯源信息存儲(chǔ)模塊、通信接口API、防偽溯源數(shù)據(jù)庫(kù)、NFC防偽溯源系統(tǒng)和手機(jī)查驗(yàn)APP等幾大部分，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　基于NFC技術(shù)的防偽溯源系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)的標(biāo)簽選型型號(hào)為飛利浦MF1 S50感應(yīng)式芯片，分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)分為4塊，每個(gè)塊容量大小為16字節(jié)，一起構(gòu)成了容量為1 024字節(jié)的標(biāo)簽物理層。標(biāo)簽物理層是防偽溯源信息的實(shí)際載體。

該標(biāo)簽的特點(diǎn)是容量大，遠(yuǎn)超過一般的RFID標(biāo)簽(一般只含有一個(gè)8字節(jié)的ID號(hào)和12字節(jié)的EPC數(shù)據(jù)區(qū))。因此，可將防偽溯源信息直接寫入標(biāo)簽，從而實(shí)現(xiàn)不依賴于互聯(lián)網(wǎng)的防偽溯源功能。為充分利用標(biāo)簽容量，我們從邏輯層面對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行分區(qū)，分為ID號(hào)存儲(chǔ)區(qū)、密文區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、定位信息區(qū)和保留區(qū)5個(gè)分區(qū)，形成標(biāo)簽的邏輯層。

每個(gè)NFC標(biāo)簽在出廠時(shí)都固化有全球唯一的ID號(hào)，該ID號(hào)在防偽性能上有著特殊的意義，保證了標(biāo)簽的不可復(fù)制性。本系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，利用RSA等加密算法對(duì)ID號(hào)進(jìn)行加密，將密文存儲(chǔ)至標(biāo)簽的密文區(qū)，手機(jī)查驗(yàn)APP可通過解密算法進(jìn)行離線真?zhèn)悟?yàn)證。

標(biāo)簽通過接口API同軟件平臺(tái)、手機(jī)查驗(yàn)APP等應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)溯源信息讀寫、真?zhèn)尾轵?yàn)等應(yīng)用功能。

2　NFC標(biāo)簽邏輯層設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的標(biāo)簽選型型號(hào)為飛利浦MF1 S50感應(yīng)式芯片，其容量為1 024字節(jié)，分為16個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)分為4塊，每個(gè)塊容量大小為16字節(jié)。該標(biāo)簽的特點(diǎn)是容量大，遠(yuǎn)超過一般的RFID標(biāo)簽(一般只含有一個(gè)8字節(jié)的ID號(hào)和12字節(jié)的EPC數(shù)據(jù)區(qū))。因此，在標(biāo)簽設(shè)計(jì)時(shí)可在標(biāo)簽物理層的基礎(chǔ)上引入了“邏輯層”的概念，對(duì)1 024字節(jié)的存儲(chǔ)容量進(jìn)行邏輯劃分，目的是將防偽信息和關(guān)鍵溯源信息直接存儲(chǔ)至標(biāo)簽指定邏輯區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)不依賴于互聯(lián)網(wǎng)的防偽溯源功能。

首先對(duì)標(biāo)簽物理層進(jìn)行編號(hào)標(biāo)注，將16個(gè)扇區(qū)編號(hào)為0～15，每個(gè)扇區(qū)分為4塊，編號(hào)為0～3。用函數(shù)block(x,y)來表示第x扇區(qū)的第y塊，每個(gè)塊容量大小均為16 B，共64個(gè)塊，總?cè)萘繛? 024 B。根據(jù)不同的邏輯定義，將整個(gè)標(biāo)簽劃分為以下5個(gè)片區(qū)：

(1)ID號(hào)存儲(chǔ)區(qū)block(0,0)是廠商預(yù)定義的只讀塊，大小為16 B。該數(shù)據(jù)塊內(nèi)存儲(chǔ)著全球唯一的標(biāo)簽ID號(hào)，是用來驗(yàn)證NFC標(biāo)簽真?zhèn)蔚闹匾獦?biāo)志。本文中將其用作加密防偽算法的明文。

(2) 系統(tǒng)參數(shù)區(qū)block(0,1)為16 B的系統(tǒng)參數(shù)區(qū)，其中第1個(gè)字節(jié)用來存儲(chǔ)加密算法類型，用來記錄加密防偽算法的具體類型。例如各個(gè)不同種類的RSA、哈希算法等，手機(jī)程序讀取該字節(jié)后，自動(dòng)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的解密程序進(jìn)行真?zhèn)悟?yàn)證。

第2個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)用戶區(qū)寫入標(biāo)志，如標(biāo)簽被用戶寫入用戶備注，則置為true；若未寫備注，則置為false。該設(shè)置可有效防止手機(jī)程序每次都讀取用戶區(qū)的操作，縮短防偽查驗(yàn)的響應(yīng)時(shí)間。

第3個(gè)字節(jié)用來記錄定位信息區(qū)使用情況，方便查驗(yàn)軟件自動(dòng)將新的查驗(yàn)信息寫在已記錄的定位信息之后。

第4～16字節(jié)為保留區(qū)，用于之后的進(jìn)一步擴(kuò)展應(yīng)用。

(3) 密文區(qū)block(0,2)、block(1,0)、block(1,1)三個(gè)塊為加密區(qū)，長(zhǎng)度共為48 B=384 bit，用來存放使用加密算法對(duì)ID號(hào)進(jìn)行加密后的密文。

(4) 溯源區(qū)block(1,2)和block(x,y)(其中x=2,3,4,5,6，y=0,1,2)共16個(gè)塊為溯源區(qū)，長(zhǎng)度為256 B，用來記錄標(biāo)簽的溯源數(shù)據(jù)信息，溯源信息通過手機(jī)軟件輸入，輸入后將系統(tǒng)參數(shù)區(qū)block(0,1)的第2個(gè)字節(jié)置為true，表示用戶區(qū)已被寫入。寫入用戶區(qū)的時(shí)候以終止符結(jié)束，讀到終止符后即停止讀取。

(5) 定位信息區(qū)block(x,y)(其中x=7，8，9，10，y=0，1，2)共12個(gè)塊為定位信息區(qū)，長(zhǎng)度為168 B，用來記錄查驗(yàn)地點(diǎn)定位信息，定位坐標(biāo)由手機(jī)查驗(yàn)APP發(fā)送，每次查驗(yàn)均自動(dòng)將查驗(yàn)人、查驗(yàn)時(shí)間和查驗(yàn)地點(diǎn)GPS坐標(biāo)發(fā)送至標(biāo)簽，存儲(chǔ)在定位信息區(qū)內(nèi)。

(6) 保留區(qū)剩下區(qū)塊均為保留區(qū)，用于后期開發(fā)時(shí)寫入其他信息，或繼續(xù)劃分更多的邏輯分區(qū)。

3　非對(duì)稱加密防偽

NFC標(biāo)簽的防偽功能主要是為了防止標(biāo)簽的非授權(quán)盜用、復(fù)制、仿造等非法操作。每個(gè)NFC標(biāo)簽均具有全球唯一的ID標(biāo)識(shí)號(hào)，這本身就說明NFC標(biāo)簽具有很好的防偽性能。通過記錄授權(quán)途徑發(fā)放的標(biāo)簽ID號(hào)，查驗(yàn)軟件通過互聯(lián)網(wǎng)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)的方式，即可輕易驗(yàn)證標(biāo)簽的真?zhèn)巍?/p>

據(jù)我們實(shí)地調(diào)研情況，很多養(yǎng)殖場(chǎng)、蔬菜種植基地、查驗(yàn)場(chǎng)等物流鏈的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)往往網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳或者干脆沒有網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)，“離線防偽”的重要性就凸顯出來了。本系統(tǒng)嘗試運(yùn)用非對(duì)稱加密算法[9]，實(shí)現(xiàn)NFC標(biāo)簽的離線防偽功能，以滿足國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，增強(qiáng)NFC標(biāo)簽防偽技術(shù)的適用廣度。

以RSA非對(duì)稱加密算法為例，在標(biāo)簽生產(chǎn)過程中將加密密鑰作為私鑰(這和標(biāo)準(zhǔn)RSA算法有所區(qū)別)，對(duì)標(biāo)簽ID號(hào)進(jìn)行加密計(jì)算，計(jì)算出來的密文直接存儲(chǔ)至標(biāo)簽的密文區(qū)內(nèi)，即可完成標(biāo)簽的初始化生產(chǎn)。生產(chǎn)過程中使用的加密密鑰應(yīng)被保密保管，并定期更換。

RSA算法的解密密鑰作為公鑰對(duì)外發(fā)布，不同的軟件服務(wù)商均可獲知該公鑰用來開發(fā)查驗(yàn)軟件，查驗(yàn)軟件通過解密密鑰對(duì)NFC標(biāo)簽的密文區(qū)進(jìn)行解密，解密后的明文用來和標(biāo)簽ID號(hào)進(jìn)行比對(duì)，相一致的標(biāo)簽為授權(quán)標(biāo)簽，不一致的標(biāo)簽則為偽造標(biāo)簽。由于密文和比對(duì)明文均存儲(chǔ)在標(biāo)簽內(nèi)部，因此該查驗(yàn)軟件無(wú)需聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行真?zhèn)悟?yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)了“離線版”的真?zhèn)尾轵?yàn)。NFC標(biāo)簽的非對(duì)稱加密防偽如圖2所示。

圖2　NFC標(biāo)簽的非對(duì)稱加密防偽技術(shù)示意圖

由于加密程序和解密程序之間的非對(duì)稱性，很難在有限時(shí)間內(nèi)根據(jù)解密密鑰暴力破解出加密密鑰，從而無(wú)法通過加密算法對(duì)NFC標(biāo)簽進(jìn)行非授權(quán)仿制。同時(shí)解密密鑰作為公鑰可被廣泛傳播，即實(shí)現(xiàn)了防偽安全性，又增加了標(biāo)簽的易推廣性。

為進(jìn)一步增強(qiáng)安全性，加密密鑰作為私鑰必須被定期更換。我們?cè)谙到y(tǒng)參數(shù)區(qū)里用一個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間用來記錄加密算法類型，更新密鑰或更換非對(duì)稱加密算法后，可對(duì)應(yīng)生成一個(gè)算法號(hào)隨解密密鑰一同公布，查驗(yàn)軟件根據(jù)不同算法號(hào)調(diào)用不同的解密算法即可保證算法更新的時(shí)效性。

4　GPS定位功能

在大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中，能夠記錄標(biāo)簽的位置信息，進(jìn)而獲知對(duì)應(yīng)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用意義重大，但NFC標(biāo)簽本身不具備定位功能。我們?cè)谝酝捻?xiàng)目中，曾經(jīng)采用過集成GPS定位模塊的RFID標(biāo)簽用來記錄貴重商品的運(yùn)行軌跡，但GPS定位模塊價(jià)格昂貴，且存在供電困難、信號(hào)屏蔽等維護(hù)問題，不適合大范圍推廣?？紤]到運(yùn)行成本和可推廣性，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一種廉價(jià)的GPS定位功能，用來記錄物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)中NFC標(biāo)簽的位置信息。

NFC標(biāo)簽本身不具備GPS定位功能，但是NFC標(biāo)簽的查驗(yàn)設(shè)備——智能手機(jī)均配有GPS定位模塊。因此，可利用預(yù)裝在智能手機(jī)上的查驗(yàn)軟件，在標(biāo)簽查驗(yàn)的時(shí)候自動(dòng)寫入查驗(yàn)地點(diǎn)的GPS定位坐標(biāo)、查驗(yàn)時(shí)間和查驗(yàn)人信息，從而間接地獲得NFC標(biāo)簽在物流鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的流轉(zhuǎn)信息。查驗(yàn)時(shí)間、查驗(yàn)地點(diǎn)和查驗(yàn)人信息被離線存儲(chǔ)在標(biāo)簽的定位信息區(qū)內(nèi)，同時(shí)通過接口API由手機(jī)APP同步至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)(若手機(jī)為脫網(wǎng)狀態(tài)，則等其接入互聯(lián)網(wǎng)后自動(dòng)同步)。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了定位信息的離線讀寫和在線備份。

本系統(tǒng)采用了一種廉價(jià)的解決方案解決了物流鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的GPS定位問題。雖然該定位信息并不完整，但相比集成GPS模塊的解決方案，具有成本低廉的顯著特征，在不增加硬件成本的前提下，在軟件層面實(shí)現(xiàn)了物流鏈GPS定位功能。關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的定位信息在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中依然意義重大，它能夠保證標(biāo)簽對(duì)應(yīng)物體在指定的時(shí)間、指定的地點(diǎn)接受指定的業(yè)務(wù)流程。這對(duì)于無(wú)論是業(yè)務(wù)監(jiān)管還是后臺(tái)的大數(shù)據(jù)分析均有著重大意義。

5　應(yīng)用層

本系統(tǒng)的應(yīng)用層由中間件通信接口、手機(jī)查驗(yàn)APP、防偽溯源業(yè)務(wù)系統(tǒng)等部分組成。

中間件通信接口是NFC芯片的硬件讀寫接口，依據(jù)Google公司的Andriod平臺(tái)NFC通信函數(shù)封裝而成，根據(jù)實(shí)際需要自定義了加密函數(shù)、解密函數(shù)、寫溯源數(shù)據(jù)、讀溯源數(shù)據(jù)、寫定位信息、讀定位信息等多個(gè)通信接口函數(shù)。

手機(jī)查驗(yàn)APP同時(shí)兼顧和NFC芯片的信息讀寫以及和防偽溯源業(yè)務(wù)系統(tǒng)的通信功能，同時(shí)可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求定義相應(yīng)業(yè)務(wù)模塊。本節(jié)以NFC標(biāo)簽的真?zhèn)悟?yàn)證模塊為例，描述授權(quán)用戶進(jìn)行NFC標(biāo)簽防偽驗(yàn)證的相應(yīng)步驟：

(1) 點(diǎn)擊“電子鉛封查驗(yàn)”按鈕進(jìn)入查驗(yàn)頁(yè)面，系統(tǒng)會(huì)提示用戶點(diǎn)擊“查驗(yàn)”按鈕驗(yàn)證電子鉛封，用戶按提示點(diǎn)擊下方 “查驗(yàn)”按鈕，即可激活NFC設(shè)備并嘗試讀取電子鉛封，如圖3(b)所示。

(2) 點(diǎn)擊“查驗(yàn)”按鈕后，系統(tǒng)會(huì)提示用戶將手機(jī)背面的NFC模塊貼近電子標(biāo)簽，如圖3(c)所示。

(3) 將手機(jī)靠近電子標(biāo)簽，嘗試讀取NFC標(biāo)簽信息，并進(jìn)行防偽驗(yàn)證。如驗(yàn)證合格，則會(huì)顯示綠色提示“驗(yàn)證合格”，并在下方顯示溯源信息；如驗(yàn)證失敗，則會(huì)顯示紅色告警信息“非法標(biāo)簽”，如圖3(d)所示。

(a) 查驗(yàn)頁(yè)面　　　　　　　(b) 激活設(shè)備

(c) 貼近電子鉛封　　　　　　(d) 驗(yàn)證結(jié)果圖3　NFC標(biāo)簽防偽驗(yàn)證模塊

NFC防偽溯源業(yè)務(wù)系統(tǒng)是根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求定制的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，用來記錄物流鏈溯源信息、登記查驗(yàn)結(jié)果、對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析等，也可對(duì)接大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、智能學(xué)習(xí)等高級(jí)功能。

6　推廣應(yīng)用實(shí)例

本系統(tǒng)已在江西出入境檢驗(yàn)檢疫局進(jìn)行推廣應(yīng)用，給出了江西省內(nèi)出口蔬菜水果檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。依據(jù)相關(guān)法規(guī)，出口蔬菜必須在質(zhì)檢總局注冊(cè)種植基地進(jìn)行種植，出口前按批次向產(chǎn)地檢驗(yàn)檢疫部門進(jìn)行申報(bào)，按時(shí)在集中監(jiān)管區(qū)統(tǒng)一進(jìn)行產(chǎn)地檢驗(yàn)檢疫。檢驗(yàn)檢疫部門施檢后給集裝箱加裝鉛封鎖，通過高速公路運(yùn)輸至出境口岸進(jìn)行出口，出境口岸檢驗(yàn)檢疫部門核驗(yàn)鉛封鎖和產(chǎn)地局施檢信息后予以放行。

我們?cè)谙绕谘芯康幕A(chǔ)上設(shè)計(jì)了集裝箱電子鉛封，將NFC標(biāo)簽集成在鉛封的鎖面內(nèi)，并進(jìn)行了防水、防高溫、抗拉扯等物理設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，如圖4所示。

圖4　集成NFC標(biāo)簽的集裝箱電子鉛封鎖

手機(jī)查驗(yàn)APP根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求進(jìn)行定制開發(fā)，主要包括真?zhèn)悟?yàn)證、出貨登記、產(chǎn)地檢驗(yàn)檢疫施檢、高速公路查驗(yàn)、口岸局查驗(yàn)等幾個(gè)模塊，具體流程為：

(1) 生產(chǎn)商向產(chǎn)地檢驗(yàn)檢疫部門申報(bào)出口批次，獲批后領(lǐng)取NFC電子鉛封鎖，在蔬菜出口裝車環(huán)節(jié)用手機(jī)查驗(yàn)APP對(duì)電子鉛封進(jìn)行查驗(yàn)，寫入出貨時(shí)間、出貨地點(diǎn)和出貨人信息。如果出貨時(shí)間和申報(bào)時(shí)間差異較大、或者出貨地點(diǎn)不在質(zhì)檢總局批復(fù)的備案種植基地內(nèi)，則后臺(tái)系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)警，提示該批次貨物存在非法串貨風(fēng)險(xiǎn)。

(2) 產(chǎn)地檢驗(yàn)檢疫部門在集中監(jiān)管區(qū)對(duì)出口商品進(jìn)行施檢，施檢合格后將集裝箱封鎖鎖死。同時(shí)用手機(jī)查驗(yàn)APP向NFC標(biāo)簽寫入產(chǎn)地檢驗(yàn)檢疫信息，包括施檢時(shí)間、施檢地點(diǎn)、施檢人員、載貨信息、檢驗(yàn)檢疫結(jié)果等。

(3) 高速公路收費(fèi)站點(diǎn)在載貨車輛駛離高速公路時(shí)利用手機(jī)查驗(yàn)APP查詢車輛載貨信息，確認(rèn)為鮮活農(nóng)產(chǎn)品的則根據(jù)國(guó)家發(fā)改委“綠色通道”相關(guān)政策予以免收高速公路通行費(fèi)的優(yōu)惠，無(wú)需開箱查驗(yàn)。同時(shí)，手機(jī)查驗(yàn)APP將高速公路部門的查驗(yàn)時(shí)間、查驗(yàn)地點(diǎn)信息寫入標(biāo)簽。

(4) 口岸檢驗(yàn)檢疫部門對(duì)集裝箱電子鉛封的完好性進(jìn)行檢查，隨后用手機(jī)查驗(yàn)APP自動(dòng)比對(duì)產(chǎn)地檢驗(yàn)檢疫部門施檢信息，合格后自動(dòng)放行。同時(shí)手機(jī)查驗(yàn)APP將通關(guān)時(shí)間、通關(guān)地點(diǎn)等信息寫入標(biāo)簽。

NFC手機(jī)查驗(yàn)APP實(shí)現(xiàn)了脫網(wǎng)狀態(tài)的信息讀寫，使得整個(gè)物流鏈溯源操作可以完全不依賴互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行。同時(shí)，查驗(yàn)APP提供自動(dòng)同步功能，在讀取NFC標(biāo)簽內(nèi)容后，發(fā)現(xiàn)未被同步到后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息，在手機(jī)聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)同步，防止部分手機(jī)因長(zhǎng)時(shí)間脫網(wǎng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能及時(shí)上傳。

NFC防偽溯源平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了出口批次申報(bào)、出口批次審核、NFC電子鉛封發(fā)放管理、溯源信息查詢、查驗(yàn)結(jié)果登記、GIS地圖展示等業(yè)務(wù)模塊，并對(duì)接了相應(yīng)的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，并進(jìn)行輔助決策與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

本物聯(lián)網(wǎng)解決方案實(shí)現(xiàn)了江西省內(nèi)出口水果蔬菜從種植基地到口岸通關(guān)的全流程監(jiān)管，有效防止了非法串貨、不按規(guī)定時(shí)間施檢等潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)和高速公路管理部門聯(lián)動(dòng)，使得高速公路收費(fèi)站在不打開集裝箱鉛封鎖的前提下，即可獲至載貨信息，并對(duì)滿足條件的車輛按照“綠色通道”政策減免高速公路收費(fèi)。整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管流程示意圖如圖5所示。

圖5　江西省出口水果蔬菜物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管流程

7　結(jié)　語(yǔ)

本文提出了一種基于NFC技術(shù)的通用物流鏈防偽溯源解決方案，解決了標(biāo)簽的離線防偽、離線溯源、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)GPS定位等關(guān)鍵問題。該解決方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 成本低廉。相對(duì)于傳統(tǒng)RFID方案，本系統(tǒng)不增加額外硬件成本，以智能手機(jī)作為NFC讀寫設(shè)備和GPS定位設(shè)備，大大節(jié)省了硬件投入成本。

(2) 易于推廣。隨著智能手機(jī)的普及，使得本解決方案易于大規(guī)模推廣，這是傳統(tǒng)RFID方案所不具備的優(yōu)點(diǎn)。

(3) 適合中國(guó)國(guó)情。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全離線的物

流鏈信息讀寫功能。這使得本系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)條件差的種植場(chǎng)、養(yǎng)殖場(chǎng)、山區(qū)查驗(yàn)場(chǎng)等地點(diǎn)均可無(wú)障礙運(yùn)行，更加符合中國(guó)國(guó)情。

本系統(tǒng)是一種通用的物聯(lián)網(wǎng)防偽溯源解決方案，可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，適用于多種不同的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。我們已在江西檢驗(yàn)檢疫局出口蔬菜水果業(yè)務(wù)上進(jìn)行了推廣應(yīng)用。下一步，擬在全國(guó)出口陸生動(dòng)物監(jiān)管領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模推廣，對(duì)于探索我國(guó)出口農(nóng)產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管新模式具有重要意義。

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