CN105184534A - 地震救援装备物资编码管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地震救援装备物资编码管理系统，包括：RFID电子标签，设置于每个救援装备物资上且具有编程编码，用于存储对应的救援装备物资的信息；RFID读写器用于对RFID电子标签进行扫描，并通过网络与救援系统进行通信，完成物资信息获取、传输和处理；编码生成器用于根据救援装备物资动态改变的信息对应生成新的编程编码，并提供一种编码方式及其相应的传输协议算法；出入识别器用于对出入仓库门口的RFID电子标签进行扫描，并通过网络与救援系统进行通信，完成救援装备物资的出入进行记录和/或更新。本发明可以实现救援装备物资的动态信息生成、传输、存储与处理，改善救援装备物质统计、存储以及调度的及时性，为地震灾害地区的资源调度进行合理的数据支持和保障。

Description

地震救援装备物资编码管理系统及方法

技术领域

本发明涉及物流技术领域，具体来说，涉及一种地震救援装备物资编码管理系统及方法。

背景技术

我国是地震多发的国家，由于西南地区国土地处亚欧板块与印度洋板块的交界处，近年来该地区饱受地震及其次生灾害的侵害，这给国家和人民生产生活造成巨大的危害。当地震发生时，相关部门需要根据灾情迅速做出响应，收集受灾地区信息，整合可利用利用资源，并在最短的时间内做出科学有效的灾害救援决策与方案。

目前，我国救援装备物资管理在进行地震灾害救援时存在以下问题：救援装备物质一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物，完全由人工实施仓库内部的管理，因此，救援装备物质统计、存储以及调度无法得到及时的管理，进而造成地震救援装备物资的管理的效率极其低下，无法对地震灾害地区的资源调度进行合理的支持和调度，导致非自然灾害性的情况发生。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。在现有技术中，例如公开号为CN103279852A的文献，公开了一种基于RFID的仓库物资精细化实时监控管理系统及方法，尽管其公开了基于RFID实现的一般物资的实时监控管理，解决了现有技术中类似系统存在的自动化程度低，物资盘点效率不高，无法对仓储物资的实时情况进行准确把控等技术问题。但其仅仅用于一般物资的盘点，而对于救援装备物资这一特殊物品来说，其无法满足针对地震灾害的突发性、短时间内根据地震灾害区急需物资的类型优先级、时间优先级等复杂情况下的实时监控及供给管理。

再例如公开号为CN104102986A的文献，公开了一种基于物联网技术的救灾物资储备管理和配送系统，仅是将RFID技术简单地应用到了车辆的出入信息管理上，仅是使用了RFID标签及读写器的基本功能，并未针对这一物资的管理与配送设置相应的动态编码方式以及相应的编码传输协议方法，不能够应对大规模、动态变化的物资储备与调动管理。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种地震救援装备物资编码管理系统，能够有效的实现对地震救援装备物资进行编码管理，以提高地震救援装备物资的管理效率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种地震救援装备物资编码管理系统，包括：RFID电子标签，设置于每个地震救援装备物资上，并且，该RFID电子标签中具有编程编码，用于存储对应的地震救援装备物资的具体信息；RFID读写器，用于对所述RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的盘点和核算；编码生成器，用于根据地震救援装备物资的动态改变的信息对应生存新的编程编码；出入识别器，设置与仓库门口，用于对出入仓库门口的RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的出入进行记录和/或更新。

其中，所述RFID读写器中具有编码读取模块和编码解析模块，所述编码读取模块，用于读取所述RFID电子标签；所述编码解析模块，用于对所述编码读取模块读取的RFID电子标签进行解析，解析成方便用户查看的信息。

其中，所述编码生成器中具有规则存储模块、编码生成模块和编码修改模块，所述规则存储模块，用于存储地震救援装备物资信息编码规则数据库；所述编码生成模块，用于根据地震救援装备物资的动态改变的信息，利用所述规则存储模块中存储的地震救援装备物资信息编码规则生成对应的编程编码；所述编码修改模块，用于将所述编码生成模块所生存的新的编程编码写入RFID电子标签。

其中，所述地震救援装备物资包括地震救援货物和/或地震救援车辆。

可选的，所述RFID电子标签的工作频率为900MHZ。

可选的，所述RFID读写器包括固定式读写器和手持式读写器，其中，所述手持式读写器为RFID手持电脑。

本发明还提供了一种地震救援装备物资编码管理方法，其基于上述系统实现，包括以下步骤：设置电子标签步骤：在每个地震救援装备物资上设置RFID电子标签，并基于该RFID电子标签中具有编程编码，设置并存储每个地震救援装备物资的相应编码信息；信息读取及传输步骤：通过RFID读写器对所述RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信；编码生成步骤：通过编码生成器根据地震救援装备物资的动态改变的信息对应生存新的编程编码；信息记录及更新步骤：通过设置在仓库门口的出入识别器对出入仓库门口的RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的出入进行记录和/或更新。

可选的，所述编程编码包括CRC编码或EPC编码。

其中，所述EPC编码为分段编码，所述分段编码包括固定信息编码段和动态信息编码段，并且，所述RFID电子标签具有96位。在所述RFID电子标签具有96位的情况下，所述EPC编码中固定信息编码段为40位，动态信息编码段为56位。

可选的，具有96位的所述RFID电子标签的认证通过二次剩余安全验证方式进行：

设加密函数为E(f)，输入256bit明文f，输出1024bit消息g；

首先，将明文f扩展为1024bit的消息g，具体扩展方式为：将1024bit分128个8bit，将f的每一位依次嵌入每个字节的最低有效位，该字节的其余位均设置为0；

对编码后的消息，取p、q两个素数作为私钥，n为公钥，其中p＝q＝3mod4， $n=\sqrt{p^2+q^2};$

生成1024bit密文：c＝g²modn。

可选的，相应的解密方式如下：

由1024bit密文c＝g²modn中，解出4个根±u、±v；

根据g的低汉明权重特性，从解出的4个根中确定正确的根；

再根据f的编码方式去除256bit的铭文f，完成解密。

可选的，该公钥模值n的生成可采用以下方式：公钥n设定为1024低汉明权重数值，前400bit最高位为1，其余均为0，后624bit生成为随机值，模值中，p和q均满足p＝q＝3mod4，并且p-1具有大素数因子，并且p-1和q-1的最大公因子ρ＜B，B为一正数；

模值n的生成可采用以下方法：随机生成624bit的随机值r'，并令初始模值n'＝1||0³⁹⁹||r'，其中0³⁹⁹表示399个0；再随机生成一个512bit的素数p，且满足p＝3mod4，p-1具有大素数因子；计算q'＝n'/p，确定q的取值范围，通过对q'增大或减小且进行素性验证，使其成为满足q'＝3mod4的素数，将该q'做为q，并且要求满足ρ＜B；最终，由计算获得n。

本发明的有益效果：通过本发明系统，可以实现地震救援装备物资的动态管理，改善救援装备物质统计、存储以及调度的及时性，提高地震救援装备物资的管理的效率，为地震灾害地区的资源调度进行合理的数据支持和保障。

附图说明

图1是根据本发明实施例的一种地震救援装备物资编码管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，根据本发明实施例的一种地震救援装备物资编码管理系统包括：

RFID电子标签101，设置于每个地震救援装备物资上，并且，该RFID电子标签中具有编程编码，用于存储对应的地震救援装备物资的具体信息；

RFID读写器102，用于对所述RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的盘点和核算；

编码生成器103，用于根据地震救援装备物资的动态改变的信息对应生存新的编程编码；

出入识别器104，设置与仓库门口，用于对出入仓库门口的RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的出入进行记录和/或更新。

其中，所述RFID读写器102中具有编码读取模块201和编码解析模块202，所述编码读取模块201，用于读取所述RFID电子标签101；所述编码解析模块202，用于对所述编码读取模块201读取的RFID电子标签101进行解析，解析成方便用户查看的信息。

其中，所述编码生成器103中具有规则存储模块301、编码生成模块302和编码修改模块303，所述规则存储模块301，用于存储地震救援装备物资信息编码规则数据库；所述编码生成模块302，用于根据地震救援装备物资的动态改变的信息，利用所述规则存储模块301中存储的地震救援装备物资信息编码规则生成对应的编程编码；所述编码修改模块303，用于将所述编码生成模块302所生存的新的编程编码写入RFID电子标签101。

在实际应用时，上述地震救援装备物资可以是地震救援货物，也可以是地震救援车辆，当然，还可以是其他类似的对象，例如，救援人员。

此外，在上述方案中，所述编程编码可以是CRC编码，也可以是EPC编码。而当所述编程编码为EPC编码时，其采用分段编码来存储对应的物资信息，该分段编码可包括固定信息编码段和动态信息编码段，共计96位，其中，固定信息编码段为40位，动态信息编码段为56位。

在一具体的实施方式中，具有96位的所述RFID电子标签的认证通过二次剩余安全验证方式进行：

设加密函数为E(f)，输入256bit明文f，输出1024bit消息g；

首先，将明文f扩展为1024bit的消息g，具体扩展方式为：将1024bit分128个8bit，将f的每一位依次嵌入每个字节的最低有效位，该字节的其余位均设置为0；

对编码后的消息，取p、q两个素数作为私钥，n为公钥，其中p＝q＝3mod4， $n=\sqrt{p^2+q^2};$

生成1024bit密文：c＝g²modn。

相应的解密方式如下：

由1024bit密文c＝g²modn中，解出4个根±u、±v；

根据g的低汉明权重特性，从解出的4个根中确定正确的根；

再根据f的编码方式去除256bit的铭文f，完成解密。

这种编码的方式，共可以产生2¹²⁸种明文方式，完全可以抵抗遍历搜索攻击的方式，而该方式中产生的768bit的消息冗余，可以完全解决在低数据量写入的情况下的解密不唯一的问题，并保证了对硬件资源的有效节省，使得大量使用RFID标签时的动态编码更为安全可靠。

在一具体的实施方式中，该公钥模值n的生成可采用以下方式：公钥n设定为1024低汉明权重数值，前400bit最高位为1，其余均为0，后624bit生成为随机值，模值中，p和q均满足p＝q＝3mod4，并且p-1具有大素数因子，并且p-1和q-1的最大公因子ρ＜B，B为一正数；

模值n的生成可采用以下方法：随机生成624bit的随机值r'，并令初始模值n'＝1||0³⁹⁹||r'，其中0³⁹⁹表示399个0；再随机生成一个512bit的素数p，且满足p＝3mod4，p-1具有大素数因子；计算q'＝n'/p，确定q的取值范围，通过对q'增大或减小且进行素性验证，使其成为满足q'＝3mod4的素数，将该q'做为q，并且要求满足ρ＜B；最终，由计算获得n。

另外，在上述方案中，对于RFID电子标签101来说，其工作频率为900MHZ。当然，其也可以根据实际情况设置为其他的频率。而对于RFID读写器102来说，其可以是固定式读写器，也可以是手持式读写器，例如，具有RFID的PDA。

在具体使用时，操作人员利用编码生成器103为对应的地震救援装备物资生成对应的编程编码，制作成RFID电子标签，然后将生成的RFID电子标签粘贴到对应的地震救援装备物资上，以便通过RFID读写器102对RFID电子标签进行读取，并与地震救援系统进行通信，完成对地震救援装备物资的盘点和核算，而出入识别器104则是安装于仓库的门口，以便对出入仓库的地震救援装备物资进入仓库的存储状况进行记录和/或更新。

实施例2

在又一具体的实施例中，使用实施例1中所述的RFID标签动态编码方法，可以采用如下的标签认证方式：

系统中的读写器采用轻量级密码算法，生成随机数r_s，将询问信号Q、随机数r_s、读写器的公钥n_r与读写器的标识码ID发送给标签；

标签在接收到数据后，检查读写器的公钥n_r是否为标签预存的模值，验证合格，则该公钥合法；此时，再利用种子密钥k₀生成1个256bit的伪随机数f，计算C₁＝E(f)，C₂＝E_f(r_iP||r_s||Cert_tag)，其中r_i是0，…，2^p-1中的随机数，Cert_tag为标签证书，E_f为加密函数E基于f的二次加密函数，即由E和f加密后，再次以r_iP||r_s||Cert_tag为变量进行加密；发送C₁||C₂；

读写器收到C₁||C₂后，利用私钥从C₁中解密获得f,再利用f从C₂中解出r_iP、r_s、Cert_tag，验证r_s及证书并获得标签的公钥和标签ID；验证通过，再截取标签证书Cert_tag的连续160bit数据Cert'_tag，并加密C₃＝E_f(Cert'_tag)；选择32bit询问值c，将C₃||c发送给标签；

标签解密消息，并获得数据Cert'_tag和c，验证Cert'_tag是否为标签证书Cert_tag的某连续的160bit，若是，则验证通过，再计算y＝r+(s×c)modq，并将y发送给读写器，其中s为标签密钥；

读写器收到数据后，利用公钥V＝-sP，对标签进行认证，验证yP+cV＝Q，如果验证通过，则读写器对标签认证成功，并建立会话密钥f用于传送后续的数据内容。

上述方法有效地在有限的硬件资源和写入位情况下，进行快速的标签认证，并对于动态的标签编码后造成的编码改变，有着良好的适应性。

由此可见，借助于本发明的上述技术方案，通过本发明系统，可以实现地震救援装备物资的动态管理，改善救援装备物质统计、存储以及调度的及时性，提高地震救援装备物资的管理的效率，为地震灾害地区的资源调度进行合理的数据支持和保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，包括：

RFID电子标签，设置于每个地震救援装备物资上，并且，该RFID电子标签中具有编程编码，用于存储对应的地震救援装备物资的具体信息；

RFID读写器，用于对所述RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的盘点和核算；

编码生成器，用于根据地震救援装备物资的动态改变的信息对应生存新的编程编码；

出入识别器，设置与仓库门口，用于对出入仓库门口的RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的出入进行记录和/或更新。

2.根据权利要求1所述的地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，所述RFID读写器中具有编码读取模块和编码解析模块，其中，

编码读取模块，用于读取所述RFID电子标签；

编码解析模块，用于对所述编码读取模块读取的RFID电子标签进行解析，解析成方便用户查看的信息。

3.根据权利要求1或2所述的地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，所述编码生成器中具有规则存储模块、编码生成模块和编码修改模块，其中，

规则存储模块，用于存储地震救援装备物资信息编码规则数据库；

编码生成模块，用于根据地震救援装备物资的动态改变的信息，利用所述规则存储模块中存储的地震救援装备物资信息编码规则生成对应的编程编码；

编码修改模块，用于将所述编码生成模块所生存的新的编程编码写入RFID电子标签。

4.根据权利要求1所述的地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，所述地震救援装备物资包括地震救援货物和/或地震救援车辆；所述RFID读写器包括固定式读写器和手持式读写器，其中，所述手持式读写器为RFID手持电脑。

5.根据权利要求1所述的地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，所述编程编码包括CRC编码或EPC编码；所述EPC编码为分段编码，所述分段编码包括固定信息编码段和动态信息编码段；所述EPC编码中固定信息编码段为40位，动态信息编码段为56位。

6.根据权利要求5所述的地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，所述RFID电子标签具有96位；所述RFID电子标签的工作频率为900MHZ。

7.根据权利要求6所述的地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，具有96位的所述RFID电子标签的认证通过二次剩余安全验证方式进行：

设加密函数为E(f)，输入256bit明文f，输出1024bit消息g；

首先，将明文f扩展为1024bit的消息g，具体扩展方式为：将1024bit分128个8bit，将f的每一位依次嵌入每个字节的最低有效位，该字节的其余位均设置为0；

对编码后的消息，取p、q两个素数作为私钥，n为公钥，其中p＝q＝3mod4， $n=\sqrt{p^2+q^2};$

生成1024bit密文：c＝g²modn。

8.根据权利要求7所述的地震救援装备物资编码管理系统，其特征在于，相应的解密方式如下：

由1024bit密文c＝g²modn中，解出4个根±u、±v；

根据g的低汉明权重特性，从解出的4个根中确定正确的根；

再根据f的编码方式去除256bit的铭文f，完成解密。

9.一种地震救援装备物资编码管理方法，其基于权利要求1-8中任一所述的系统实现，包括以下步骤：

设置电子标签步骤：在每个地震救援装备物资上设置RFID电子标签，并基于该RFID电子标签中具有编程编码，设置并存储每个地震救援装备物资的相应编码信息；

信息读取及传输步骤：通过RFID读写器对所述RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信；

编码生成步骤：通过编码生成器根据地震救援装备物资的动态改变的信息对应生存新的编程编码；

信息记录及更新步骤：通过设置在仓库门口的出入识别器对出入仓库门口的RFID电子标签进行扫描，并通过LAN网络或无线网络与地震救援系统进行通信，完成地震救援装备物资的出入进行记录和/或更新。

10.根据权利要求9所述的地震救援装备物资编码管理方法，所述RFID电子标签具有96位，其特征在于：

具有96位的所述RFID电子标签的认证通过二次剩余安全验证方式进行：

设加密函数为E(f)，输入256bit明文f，输出1024bit消息g；

将明文f扩展为1024bit的消息g，具体扩展方式为：将1024bit分128个8bit，将f的每一位依次嵌入每个字节的最低有效位，该字节的其余位均设置为0；

对编码后的消息，取p、q两个素数作为私钥，n为公钥，

其中p＝q＝3mod4，

生成1024bit密文：c＝g²modn；

相应的解密方式如下：

由1024bit密文c＝g²modn中，解出4个根±u、±v；

根据g的低汉明权重特性，从解出的4个根中确定正确的根；

再根据f的编码方式去除256bit的铭文f，完成解密。