基于RFID与GSM技术的烟酒防伪装置设计

在市场经济飞速发展的今天，为了满足消费者的不同需求，产品种类越来越多，但假冒伪劣产品不断出现，严重损害了正当市场竞争以及消费者利益，尤其是高端烟酒行业，大量的假冒伪劣产品～直充斥着市场。

传统的防伪技术主要有包装防伪和电子防伪。目前，烟酒类市场因为技术的非独占性，导致消费者识别困难而不能很好的发挥作用，给假冒伪劣产品创造了很大的生存空间。

本文将当前迅速发展并应用越来越成熟的射频识别技术(RFID，俗称电子标签)与GSM技术，成功的应用到烟酒业的防伪，设计了相应的防伪装置，实现了对产品的真正防伪的目的。

1 系统设计

电子标签中存放了商品ID、生产厂家、生产地、生产日期、产品批号、产品价格、打折情况等信息，通过研制的防伪装置读取内置在烟酒中的电子标签信息，如果能够成功读取，则说明该产品不是假冒产品，并将电子标签中的有效烟酒信息清0，防止被二次非法使用。为了做到真正防伪，利用GSM将读取到的该商品信息发送给厂家，厂家收到信息经确认后回复产品是否伪劣。系统模型如图1所示。

2 系统设计关键技术

以经济够用为原则，采用C8051F340作为主控制器，该芯片功耗低、性能强，完全满足设计需求。RFID读写器模块选用国民技术公司开发的NZRM710模块，其工作电压为3.3～5 V，有效读取标签距离可以达到6 m。GSM模块选用SIM300利用ZIF连接器外接SIM卡，CPU通过发送AT指令与SIM300进行通信，利用串口进行调试。

本系统设计关键技术有4个方面，分别是电子标签设计、电源设计、显示器模块设计及GSM通信技术的实现。

2.1 电子标签设计

电子标签采用国民技术公司的通用电子标签，标签的尺寸、天线的材质和标签印刷的LOGO均可按用户的要求定制，完全满足标签内置产品包装的设计需求。标签芯片采用

Nz2201，工作频率为840～960 MHz，存储容量为192bit/512bit，最大读取距离可达8米，可在-25～85℃范围内稳定工作，存储器擦写次数高达10万次，支持EPC C1G2/ISO 1800—6C协议。在项目设计时，课题组给每个标签设置唯一的ID号，即产品的身份识别号。电子标签在接收到有效的读取命令后会利用RFID技术自动给防伪装置发送存储器内部存储的产品信息，安全可靠。

根据NZRM710通信协议，结合本项目设计实际需求，设计向电子标签写数据通信协议如表1所示，读电子标签通信协议如表2所示。

表1中，帧头为0x7E 0x81，帧长度为此命令帧的实际长度，帧类型为0x86，访问密码为4个字节长度，MB为信息存放的Bank区，SA为信息存放的起始地址，DL为写入的商品信息的长度，商品信息包含了商品ID号、生产厂家、生产地、生产日期、产品批号、产品价格、打折情况，校验码为1个字节长度，帧尾为0x0D 0x0A。

表2中，帧头为0x7E 0x81，帧长度为此命令帧的实际长度，帧类型为0x84，访问密码、MB、SA、DL以及校验码与表1与表1中设置一致，帧尾为0x0D 0x0A。

当防伪装置发送的读数据帧命令中的访问密码及校验码与表1设置的不一致时，读取标签信息会失败，以此充分保证了系统使用的安全性。

2.2 电源设计

电源的合理设计十分关键，在对功耗控制有很高要求的手持设备中显得尤为重要。本系统电源设计分为2部分，分别是电池充电电路设计与系统工作电源设计。

采用3.7 V锂电池作为系统储能部件，锂电池通过USB充电。选用TLC4065作为锂电池充电控制器。TLC4065是一款专门为在USB电源规范内工作而设计的，用于单节锂离子电池的完整恒定电流/恒定电压线性充电器，尤其适合便携式应用。当充电电流降至其设定值的10%时，引脚将发出指示信号，内部定时器根据电池商提供的产品规格来终止充电操作。PROG引脚为充电电流设置与监视引脚。设计时，将单片机P1.1引脚设置为AD采样电池电量的输入通道，可以将电池的储电情况实时在显示器上显示，以便用户及时充电。P2.3引脚设置为AD采样充电电流的输入通道，可以实时获取电池充电情况，并在显示器上显示，方便用户对电池充电。硬件设计如图2所示。其中VCC5V是USB电压，VCC3.7 V是锂电池输出电压。

在锂电池输出的3.7 V电压的基础上，用两片TPS7A7001分别产生3.3 V与5 V的两路电压，3.3 V作为单片机系统工作电源，5 V作为NZRM710工作电源。电路原理图如图3所示。TPS7A7001是一款高性能的LD0稳压器，设计有使能引脚，方便的关断模式下进一步减少功率耗散。单片机的P0.6与该引脚相连，在系统开启之后，如果连续3次都没有检测到有效的标签信息，则通过程序控制P0.6自动关闭系统，实现充分节能目的。

2.3 显示器模块设计

显示器是专门定制的，需要显示