CN104217344B - 标签标识器及商品全程追踪rfid标签*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种商品全程追踪RFID标签***，包括：附着在产品上的RFID商品标签，生产与销售各环节使用的标签标识器和客户管理端，包含验证程序的NFC手机，以及RFID商品标签管理中心和应用平台。首次采用商品标签承载信息、网上产品信息注册和标签信息应用平台组合的商品信息模式；利用标签标识器移动在线工作方式和数字认证上传功能，实现完整而安全的商品信息收集，信息真实不可抵赖；利用地名跟踪验证功能，将标识器定位地名与信息地名核实并检查地名衔接连续性，实现服务端商品迁移地名跟踪验证；将商品标签信息比对和完整性检验结合起来，实现服务端复合认证；实现包括生产、物流、经销、商场和用户移动端管理的完整商品相关方管理和监督。

Description

标签标识器及商品全程追踪RFID标签***

技术领域

本发明涉及一种商品全程追踪RFID标签***，尤其涉及一种基于RFID商品标签、标签标识器、客户管理端、标签***管理中心和标签***应用平台组成的商品全程追踪和分布式在线管理***。涉及专利分类号：G06计算；推算；计数G06Q专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的数据处理***或方法；其他类目不包含的专门适用于行政、商业、金融、管理、监督或预测目的的处理***或方法G06Q30/00商业，例如购物或电子商务。

背景技术

商品出厂前需要包装、检验、加标签，然后进入物流和经销渠道，历经总销商、分销商、商场和用户。由于分段管理，商品信息变得支离破碎，无法提供清晰连贯的、可靠的管理。

RFID标签具有存储信息量大，安全可靠、读写方便的技术优势。移动互联网通过移动智能终端提供了一种可在任何地点、任何时间提供信息管理服务的可能。数字认证技术提供一种安全在线认证方式。

发明内容

鉴于商品生产和流通的管理现状，本发明提出的一种标签标识器，包括无线上网模块、数字加解密认证模块、微处理器、在线控制模块、RFID标签读写器、GPS定位模块、上传控制模块、本地信息生成模块和存储模块ROM/RAM；

所述的数字加解密认证模块至少具有一存储身份信息的CPU卡。

所述的数字加解密认证模块为一存储身份信息的CPU卡。该CPU卡由标签***管理中心的CA认证服务模块颁发。所有与服务端的连接首先进行双向数字证书认证，若证书已经注销，连接就被中断。

在线控制模块，为无限循环态的电子开关，当与服务端接口接通时，开启GPS定位模块和RFID标签读写器正常工作；当与服务端中断连接时，关闭GPS定位模块和RFID标签读写器。

定位模块GPS/AGPS，经程序提取所产生的RFID标签标识器所在地名信息，提供给标签***应用平台的地名验证和跟踪检验模块。

本地信息生成模块，在与服务端建立连接之后，下载本单位的产品注册信息，与本地数据组合，生成生产方的标签信息或者中间方的中转信息。

RFID标签读写器，在执行读写操作时，与RFID商品标签经过交互认证，获取标签顺序码。在执行写操作时，在上传控制模块完成服务端标签注册之后，完成标签写操作。

上传控制模块，控制读写器执行写操作时的顺序为，上传标签顺序码和标签信息或者中转信息，完成标签网上注册，执行标签写操作，最后完成标签信息或中转信息网上存储。

存储模块ROM/RAM，存放RFID标签标识器初始化程序；存放程序处理过程的中间信息，包括标签写入信息、读取信息、上传及下载信息、状态信息等。

微处理器，执行内置程序指令，协调各模块工作。

供电单元，为一锂电池，提供移动环境下电源供给。

触摸显示屏，提供RFID标签读写信息、认证信息、工作状态及操作指令按键显示。

一种商品全程追踪RFID标签***。

为了提供完善的RFID商品标签服务，所述的标签***管理中心具有：

接口，与商品参与方的客户端连接的服务端程序接口，建立与客户端的安全连接。

CA认证服务模块，具有CA认证服务器的功能，，按照申请数据注册、产生、发放标签标识器的数字证书和私钥；日常维护所有标签标识器的数字证书信息和注销数字证书列表。

客户端管理模块，记录***内各商品参与方的注册信息及管理客户端程序并实现安全连接和数据传输的客户端管理模块。

产品注册管理模块，承接各参与方从客户管理端发来的商品注册信息，提供给标签标识器下载，生成标签信息或中转信息。

手机验证程序推送模块，响应手机短信请求，提供手机认证程序下载地址和下载服务。

所述的标签***应用平台具有：

接口，与标签标识器连接的服务端程序接口，通过双向数字证书认证后建立连接，实现移动在线工作方式。

地名验证和跟踪检验模块，地名验证是将上传信息中的商品所在地名与标识器GPS定位地名比较，若地名不符，***将禁止该上传信息有效；地名跟踪是从商品产地开始，经过物流、经销商、商场的转移，将商品所经过地名连成一条闭合的直线，若直线出现断裂，***将禁止断裂处的上传信息有效；

RFID商品标签信息库，所有对于上传信息的存储请求，都要通过地名验证和跟踪检验后方可执行，存储顺序为：商品标签注册、商品标签信息、生产商/物流/经销商/商场等的中间商的中转信息，完成商品标签认证后，存储认证的用户信息；

比对验证和完整检验模块，响应用户用NFC手机发出的上传标签信息，检索数据库中对应的标签信息和中转信息，经过比对和检验反馈两类结果：标签信息比对结果-真或者假，中转信息检验结果-完整或者缺项。商品完整检验是指检验商品从产地到销售地的中间环节参与方信息是否完整。

相当于现有的商品追溯***，本***采用移动互联网信息管理技术和RFID标签技术，通过RFID商品标签、标签标识器和NFC智能手机等载体和设备，实现商品生存周期全过程追踪和分布式在线管理；通过服务端地名验证和跟踪检验，通过服务端商品比对验证和完整检验，实现商品质量监督、安全认证、全程追踪等管理目标；为商品质量、安全、认证、监管、销售服务等提供有效管理模式。

所述的标签标识器具有：

上网模块GPRS/3G，数字加解密认证模块、在线控制模块、定位模块GPS/AGPS、本地信息生成模块、RFID标签读写器、上传控制模块、触摸显示屏、供电单元、存储模块ROM/RAM和微处理器。

上网模块GPRS/3G，负责开机后提供无线上网方式与标签***应用平台的程序接口建立连接。

所述RFID商品标签具有以下结构：

由IC芯片、铝膜天线、绝缘层组成，包裹在上下两层胶中间，胶外层为标签面纸，胶底层与商品包装粘贴。

所述商品全程追踪RFID标签***工作过程包括：

生产商确定产品生产数据后，通过生产客户管理端向标签***管理中心上传产品生产注册信息。提供给标签标识器下载信用。其信息包括：

1)产品名称

2)产地

3)产品注册日期

4)生产商名称、地址、联系方式

5)产品型号或批号

6)商品条码编号

7)产品计量单位、重量或容积、数量

8)标签标识器编号、产品编号范围、包装编号范围

标签标识器工作于在线模式。开机后，预装程序启动，建立网络连接，标识器的上网模块与标签***应用平台通信，进行CA认证。所述的CPU卡中存储有持有者的私钥和数字证书；所述的CA认证服务模块中存储有注册的标签标识器的数字证书以及证书注销列表。上传所述CPU卡中记载的数字证书；标签***应用平台验证标签标识器的数字证书有效，同时完成反向认证；双方通过验证后，约定传输密钥，网络连接建立。在线控制模块开启GPS定位模块和RFID标签读写器正常工作。服务端自动获取本标识器的地名信息。

在线模式下，标签标识器检索本单位产品注册信息，下载该注册信息，送至本地信息生成模块与本地信息组合，生成标签信息。其信息包括：

1)产品名称

2)产地

3)生产日期(自动)

4)生产者名称、地址、联系方式

5)产品型号或批号

6)商品条码编号

7)标签标识器编号(自动)

8)计量单位、重量或容积

9)产品编号(自动)

10)包装编号(自动)

其中，产品编号由内置的编号程序按下载的编号范围起止码自动跳变。包装编号按预置的包装容量设置，每完成一组包装量自动跳号。

为运输方便，大包装可设RFID商品标签，每一大包装外标签与内标签具有一对多的对应关系，可相互替代。当读取大包装外标签时，内标签已经覆盖。

标签标识器在向标签写数据时，按上传控制模块指令的顺序，首先获取标签顺序码，连同标签信息上传，申请标签注册；服务端启动地名验证程序通过验证，进行标签注册；RFID标签读写器执行标签信息写操作；服务端确定标签信息完成存储。这样一种程序控制可以保障所有的写记录全部上传不会遗漏。若出现连接中断导致有注册无写入无上传时，再次连接，服务端会提出已注册标签的信息补充要求，通过后续操作补足所缺信息。

若地名验证不符，***将阻止服务端的任何存储操作，标签的写操作也不会执行。

物流商、经销商、商场或描述为中间商在确定承揽的商品数据后，通过各自的客户管理端向标签***管理中心上传本单位承揽产品注册信息。其信息包括：

产品物流注册

1)产品名称

2)产地

3)注册日期

4)物流单位名称、地址、联系方式

5)承运产品数量、包装件数

6)物流起始地名、物流终到地名

7)标签标识器数量、编号

产品经销注册

1)产品名称

2)产地

3)注册日期

4)经销单位名称、地址、联系方式

5)承销产品数量、包装件数

6)承销地名

7)标签标识器数量、编号

产品商场注册

1)产品名称

2)产地

3)注册日期

4)商场名称、地址、联系方式

5)商品计量单位、重量或容积、数量、包装件数

6)商场地名

7)标签标识器数量、编号

标签标识器工于在线模式。开机后，预装程序启动，建立网络连接，标识器的上网模块与应用平台通信，进行CA认证。上传所述CPU卡中记载的数字证书；应用平台验证标签标识器的数字证书有效，同时完成反向认证；双方通过验证后约定传输密钥，网络连接建立。在线控制模块开启GPS定位模块和RFID标签读写器正常工作。服务端自动获取本标识器的地名信息。

在线模式下，标签标识器检索本单位产品注册信息下载，送至本地信息生成模块并与本地信息组合，形成中转信息。其中本地采集的信息包括：

1)业务时间

2)标签标识器编号

标签标识器在读数据时，按上传控制模块指令，获取标签顺序码，再与中转信息组合，共同上传至服务端。

服务端对中转信息做地名验证和跟踪检验，将中转信息中的业务承揽地名信息与GPS定位模块的地名信息进行比对验证，通过后，***按照商品迁移顺序提取每一个地名信息，做连续性跟踪检验，通过后执行中转信息存储。若地名不符，或者地名不连续，***将阻止中转信息的存储。

用户认证RFID商品标签时，首先应具有NFC功能手机，利用标签***管理中心的手机验证程序推送功能，下载并运行该程序。

用户使用手机抵近RFID商品标签，读取该标签顺序码及标签信息，与产品包装视觉信息进行简单比对，获取单位认证；并通过手机验证程序上传标签顺序码及标签信息，商品标签应用平台的比对验证和完整检验模块将完成验证工作。

服务端将返回两类信息：商品标签信息比对结果，商品中转信息完整检验结果。同时，服务端将保留验证用户的记录，成为该商品的用户信息。

由于采用了不对称密钥和数字证书管理的加密体制，即生产商通过自身的私钥进行数字签名，与服务端经过双向认证，保证了工作状态中的标签标识器为合法的经过认证的终端，从所写入的信息的源头，保证了产品信息的可靠性。

更进一步的，所述的RFID商品标签写入一次信息后，不可更改，作为优选的实施方式，所述的RFID商品标签基于OTA技术，在由生产商写入一次信息后，即不可再修改。

为了防止RFID商品标签被篡改，标签读写过程的安全措施包括：三次相互认证，认证后的信息交换过程中，所有数据均加密以防止信号截取，每张芯片的序列号唯一不可修改，每一扇区均有相互独立的密钥控制，在传输过程中访问EEPROM具有传输密钥保护。

作为一个优选的实施方式，所述的标签标识器还包括：时钟校准单元，该时钟校准单元通过所述的上网模块与标签***应用平台通信，校准本地时间。保证了读写机具端和数据中心的时间统一，避免了数据库中记载的数据冲突的可能。

作为一个较佳的实施方式，标签标识器设置检验编号，通常为检验顺序号或者检验员编号。可以印迹图形方式，将检验顺序号图形印到RFID商品标签面纸上，使与外包装合为一体。标签面纸是空白的纸，在该空白处加盖一枚检印，就会把标签与包装加封。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种商品全程追踪RFID标签***，利用RFID技术、网络数字认证技术和移动互联网信息管理技术的组合，首次实现服务端商品地名验证和跟踪检验功能；地名验证是将上传信息中的商品所在地名与标识器GPS定位地名比较，若地名不符，***将禁止该上传信息有效。地名跟踪是从商品产地开始，经过物流、经销商、商场的转移，将商品所经过地名连成一条闭合的直线，若直线出现断裂，***将禁止断裂处的上传信息有效；

首次实现商品双重认证，即RFID标签信息网络比对验证和商品信息完整性检验；服务端输出两类认证结果：商品信息比对结果和信息完整性检验结果。

首次实现商品全程信息化采集、所有相关方统一管理的信息应用平台。采用RFID商品标签承载商品信息、产品信息网上注册、标签信息应用平台三位一体商品信息管理模式，利用商品各环节的标签标识器移动在线工作方式和数字认证上传功能，实现完整而安全的商品信息收集，信息真实不可抵赖，实现包括生产、物流、经销、商场和用户等全方位管理和监督。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明标签标识器组成示意图

图2为本发明商品全程追踪RFID标签***信息流程示意图

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

实施例1，如图1-2所示：本商品全程追踪RFID标签***，主要由RFID商品标签、标签标识器、NFC手机、客户端、标签***管理中心和标签***应用平台构成。

RFID商品标签包括IC芯片、铝膜天线、绝缘层。外部包括上下2层胶结构，下层胶直接与产品或产品包装贴合，上层与标签面纸粘贴，芯片位于位于标签面纸与商品包装粘贴面之间，在本实施例中该芯片基于OTP技术，写入一次后，即变为只读芯片。

标签标识器主要包括：RFID标签读写器、GPS定位模块和微处理器，还包括至少支持wifi协议和通信网络无线上网模块，可以是包括3G、4G或2G网络(由于数据传输量以数字信息为主，依靠gsm网络也可完成数据传输)。

还包括：数字加解密认证模块，该模块主要由CPU卡组成，该CPU卡内主要存储标签标识器的加解密程序、私钥和数字证书等，其中，私钥具有唯一性的只存储于CPU卡内。

本数字加解密认证模块通过CPU卡中存储的私钥，生成数字签名，具有极高的保密性，能够解决处理终端与服务端连接时的相互认证及信息传输安全。

还包括：在线控制模块，在向RFID商品标签写入商品出厂信息时，所述的标签标识器的上网模块与标签***应用平台通信，并与该平台进行实时身份验证，并由在线控制模块时刻监控网络连接状态，当网络连接断开时，所述的在线控制模块关闭所述的射频标签读写器和GPS定位模块，即整个标签标识器停止工作。直到当前的网络状态回复连接时，标签标识器与服务端相互认证数字证书合法(同时CA服务器验证该读写机具的身份，即双向认证，相关技术较为成熟，在此不再赘述)，连接重新建立，在线控制模块开启射频标签读写器和GPS定位模块，开始进入读写操作状态。

GPS定位模块提供标签标识器所在地的地名信息，与服务端建立连接后即自动上传，以实现服务端的地名验证和跟踪检验功能。

还包括：上传控制模块，提供服务端注册先决机制。按照上传控制模块的执行顺序，在写入标签信息之前，先将标签顺序号和标签信息上传，在服务端通过地名验证并注册标签成功。通过先注册，再写入，最后网络存储，保证网上存储与标签存储同步。

还包括：本地信息生成模块，从服务端下载本单位的产品注册信息，经过与本地信息组合，生成标签信息或者中转信息。

标签标识器还包括一时钟模块，用于与应用平台和互联网同步时间，在本实施例中采用DS1302时钟模块，实现上述内容。

在本实施例中还设有触摸显示屏，提供RFID标签读写信息、认证信息、工作状态及操作指令按键显示。

对于中间商，在操作标签标识器时，该标识器的内置程序启动，首先与标签***应用平台进行数字证书的身份验证，在验证成功后，连接建立，在线控制模块开启RFID标签读写器和GPS定位模块正常工作；服务端自动获取GPS定位模块的地名信息；本地信息生成模块下载本单位的产品注册信息，与本地信息组合，生成中转信息；经过与防伪标签的三重认证，读取其顺序码和标签信息；标签信息显示在触摸显示屏上供核对；上传控制模块执行预定顺序，向服务端上传标签顺序码及中转信息，在服务端通过地名验证和跟踪检验，若地名不符，或者地名不连续，***将阻止服务端存储中转信息。

用户(消费者)认证RFID商品标签时，首先应具有NFC功能手机，利用标签***管理中心的手机验证程序推送功能，获取该程序。用户使用手机抵近RFID商品标签，读取该标签记录的生产信息，与产品包装视觉信息进行简单比对；通过手机验证程序上传该信息，服务端完成比对验证和完整检验工作，将返回两类信息：标签信息比对结果，中转信息完整检验结果。

本发明的商品全程追踪RFID标签***，并由其延伸的商品防伪认证方法具有普遍性意义。可适用于涉及民生的食品、药品、肉类、蔬菜、粮食、烟、酒、高档消费品，还可适用于电子产品、材料、设备等工业品和种子、化肥等原料。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种商品全程追踪RFID标签***，其特征在于具有：附着在商品上的RFID商品标签、读写所述RFID商品标签的标签标识器、具有近场通信功能的智能终端、客户管理端、标签***管理中心和标签***应用平台；

所述标签标识器：包括无线上网模块、数字加解密认证模块、微处理器、在线控制模块、RFID标签读写器、GPS定位模块、上传控制模块、本地信息生成模块和存储模块ROM/RAM；所述的数字加解密认证模块至少具有一存储身份信息的CPU卡；

所述的客户管理端，物流商、经销商、商场或描述为中间商在确定承揽的商品数据后，通过各自的客户管理端向标签***管理中心上传本单位承揽商品注册信息；

所述的标签***管理中心包含：记录并验证标签标识器数字证书信息的CA认证服务模块、记录***内各商品参与方的注册信息及管理客户端程序并实现安全连接和数据传输的客户端管理模块、记录各商品参与方商品注册信息的商品注册模块和手机验证程序推送模块；该手机验证程序推送模块响应手机短信请求，提供手机认证程序下载地址和下载服务；

所述的标签***应用平台包含：存储商品生产销售流通全部环节的标签信息和中转信息的数据库，该数据库包括RFID商品标签顺序码；还具有地名验证和跟踪检验模块、比对验证和完整检验模块；

商品出厂前，生产商使用所述的标签标识器向空白的RFID商品标签写入信息；并将写入信息上传至服务端标签***应用平台的所述数据库中，上传信息包括标签顺序码、商品和生产商信息；

商品物流和销售环节中，各级中间商使用所述的标签标识器读取RFID商品标签中写入的信息，同时向所述的服务端的数据库上传自身的中转信息，包括销售地名信息和销售商信息；

在执行读写操作时，所述标签标识器的无线上网模块与标签***应用平台通信，上传所述CPU卡中记载的数字证书；服务端验证使用者的身份信息，通过验证后与该标识器建立连接，进行读写操作；所述的在线控制模块监控当前的连接状态，若连接断开，则所述的在线控制模块关闭RFID标签读写器和GPS定位模块，停止标签标识器的读写操作。

2.根据权利要求1所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征还在于所述的标签标识器中的数字加解密认证模块的CPU卡中存储有持有者的私钥和数字证书；所述的CA认证服务模块中存储有注册生产商、物流、销售商和商场拥有的标签标识器的数字证书以及证书注销列表；使用过程中，若标签标识器丢失，持有者办理数字证书注销手续，CA认证服务模块在所述的证书注销列表中记录该证书注销；

若带有该已注销数字证书的标签标识器试图联网验证证书时，CA认证服务模块检索所述的注销列表，若发现该证书已注销，则服务端断开与该标签标识器的网络联接，该标识器将停止工作。

3.根据权利要求1所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征还在于所述的标签标识器具有本地信息生成模块，该模块从服务端下载预先由商品过程参与方上传的商品注册信息，所述参与方包括：生产、物流、经销和商场；通过客户端上传的商品注册信息，并将商品注册信息与本地信息组合而生成标签信息或者中转信息。

4.根据权利要求1所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征还在于服务端得到上传信息后，通过地名验证和跟踪检验，判定符合要求后存储；

生产商向RFID商品标签内写入商品出厂数据时，标签标识器与标签之间经过加密认证后，获取标签顺序码，所述标识器的上传控制模块将该顺序码及标签信息上传至服务端数据库，服务端通过地名验证后完成标签注册；RFID标签读写器在注册标签成功之后执行标签信息写操作；服务端在写操作成功之后，确认已经上传的标签信息存入标签***应用平台的数据库中；

物流、经销、商场使用标签标识器时：与服务端联网，通过CA认证模块验证数字证书；将标签标识器靠近RFID商品标签读取所存信息，标识器与标签之间经过加密认证过程，获取标签顺序码和标签信息，标签信息送至触摸显示屏与实物视觉包装信息比对；所述标识器的上传控制模块将该顺序码和中转信息上传至服务端数据库，通过服务端的地名验证和跟踪检验，即完成存储过程。

5.根据权利要求1所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征还在于用户使用具有近场通信功能的智能终端扫描RFID商品标签，得到该标签中记载的商品信息，比对商品包装的视觉信息，得到初步验证；通过手机验证程序向标签***应用平台请求商品验证服务，服务端将回复与数据库检索的标签信息比对结果和中转信息完整性检验结果。

6.根据权利要求2、3或4所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征在于所述的RFID商品标签写入一次信息后，不可更改。

7.根据权利要求2所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征还在于所述的生产商写入RFID商品标签出厂数据之前，与服务端实时联接，并通过CA数字认证。

8.根据权利要求1所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征还在于所述的标签标识器还包括：时钟校准单元，该时钟校准单元通过所述的无线上网模块与标签***应用平台通信，校准本地时间。

9.根据权利要求1所述的商品全程追踪RFID标签***，其特征还在于具有：附加于包装表面的RFID商品标签加上带有检验编号的标签封印。