CN109034295A - 一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，包括UHF电子标签、智能手机以及集成在智能手机保护套外壳中的UHF手机伴侣；UHF手机伴侣包括主控制板和UHF天线，主控制板包括中央处理器、UHF读写模块、国密模块、蓝牙模块和存储器；智能手机中安装有与UHF手机伴侣相配合的客户端APP，用于与UHF手机伴侣进行数据交互，实现对UHF手机伴侣进行标签读写和加密控制。本发明有效提高了UHF标签数据读写的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电子标签技术领域，更具体地说，涉及一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统。
背景技术
随着经济高速发展与社会用电需求的与日俱增，电网规模不断升级扩大，线路运维检修工作面临巨大挑战，电力输变电管理、电子资产管理工作日益繁重。同时，随着RFID技术和物联网技术的快速发展，RFID技术和物联网技术越来越多得应用在电力行业。
目前，超高频(UHF)电子标签、二维码技术在电力资产管理中得到了大规模的应用，二维码技术具有编码范围广、免接触、成本低的特点，但同时具有易损坏、易复制、安全性不高等突出缺点。而基于RFID技术的超高频电子标签具有免接触、读距远、存储容量大、使用寿命长、安全性相对较高的特点，在物流、仓储、人员管理、车辆管理、零售行业、资产管理等领域得到大规模的渗透和应用，在电力行业的大规模应用也不可逆转。
然而，目前在电力行业应用的超高频电子标签读写系统基本上遵循通用的使用方法，将电子标签作为某个物品的身份证，提供唯一识别号，读写器读到标签数据后在后台服务器进行处理。这些超高频电子标签读写系统具有两大突出缺陷：一是功能非常单一，一般只具备读写符合国际标准ISO18000-6C的电子标签的功能。第二，存储在标签中的数据，只要符合统一标准的读写器都能读取，数据容易被复制和篡改，安全性不是很高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，在智能手机中安装UHF手机伴侣的客户端APP，与集成在智能手机保护套外壳中的UHF手机伴侣相配合，使得智能手机能够通过UHF手机伴侣对UHF电子标签进行读写，在读写过程中，通过国密模块进行加解密，有效提高了UHF标签数据读写的安全性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：设计一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，包括UHF电子标签、智能手机以及集成在智能手机保护套外壳中的UHF手机伴侣；
所述UHF手机伴侣包括主控制板和UHF天线，所述主控制板包括中央处理器、UHF读写模块、国密模块、蓝牙模块和存储器，所述UHF读写模块与UHF天线连接并利用UHF天线对UHF电子标签进行读写，所述UHF读写模块还与中央处理器连接，所述中央处理器分别与国密模块、蓝牙模块和存储器连接，所述蓝牙模块与带有蓝牙功能的智能手机进行蓝牙配对，实现UHF手机伴侣与智能手机的数据传输；
所述智能手机中安装有与UHF手机伴侣相配合的客户端APP，用于与UHF手机伴侣进行数据交互，实现对UHF手机伴侣进行标签读写和加密控制。
在上述方案中，所述客户端APP包括：
工作模式配置单元，用于配置UHF手机伴侣中UHF读写模块的工作模式，所述工作模式包括读取模式和写入模式；
读写器配置单元，用于配置写入的数据，传输给UHF手机伴侣，供UHF手机伴侣中的UHF读写模块将数据写入UHF电子标签中；
数据接收显示单元，用于接收UHF手机伴侣中UHF读写模块读取到的UHF电子标签信息，并利用智能手机的显示屏进行显示；
写入加密控制单元，用于在UHF手机伴侣向UHF电子标签写入数据时，控制UHF手机伴侣中的国密模块对写入的数据进行加密；
读取解密控制单元，用于在UHF手机伴侣读取UHF电子标签的数据时，控制手机伴侣中的国密模块对读取的数据进行解密；
数据交互单元，用于将手机文件数据传输给UHF手机伴侣，经国密模块加密后保存在存储器中，也用于从UHF手机伴侣的存储器中获取数据并利用国密模块进行解密。
在上述方案中，所述主控制板还包括USB接口，所述USB接口与中央处理器连接。
在上述方案中，所述UHF手机伴侣还包括电源板，所述电源板包括充电接口、充电电路、蓄电池组和电源开关，所述充电接口的输入端与外部充电电源连接，所述充电接口的输出端通过充电电路与蓄电池组连接，所述蓄电池组的输出端通过电源开关与主控制板连接，实现对主控制板的供电。
在上述方案中，所述主控制板还包括LED指示灯，所述LED指示灯与中央控制器连接，用于指示电源通断。
在上述方案中，所述电源板还包括电压检测电路，所述电压检测电路用于检测蓄电池组的实时电压，所述电压检测电路的输出端与主控制板的中央处理器连接。
在上述方案中，所述主控制板还包括峰鸣器，所述峰鸣器与中央处理器连接，所述中央处理器在蓄电池组的实时电压低于设定阈值时控制蜂鸣器启动，提醒用户进行充电。
在上述方案中，所述中央处理器还与电源板中的充电电路的控制输入端连接，用于在充电接口接通外部充电电源后，根据电压检测电路检测到的蓄电池组实时电压，对充电电路的通断进行控制，避免蓄电池组过充：在蓄电池组的实时电压小于设定阈值时，所述中央处理器输出高电平控制充电电路处于导通状态；在蓄电池组的实时电压大于设定阈值时，所述中央处理器输出低电平控制充电电路截止。
在上述方案中，所述充电电路包括PMOS管T1和第一三极管Q1，PMOS管T1的源极与充电接口连接；PMOS管T1的漏极与蓄电池组连接；PMOS管T1的源极和漏极之间并联有第一电阻R1，PMOS管T1的源极还依次通过第二电阻R2和第三电阻R3连接到第一三级管Q1的集电极，PMOS管T1的栅极连接到第二电阻R2和第三电阻R3之间；第一三级管Q1的发射极接地；第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与中央处理器连接。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果:
本发明在智能手机中安装UHF手机伴侣的客户端APP，与集成在智能手机保护套外壳中的UHF手机伴侣相配合，使得智能手机能够通过UHF手机伴侣对UHF电子标签进行读写，在读写过程中，通过国密模块进行加解密，有效提高了UHF标签数据读写的安全性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统的原理框图；
图2为图1中充电电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明提供一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，包括UHF电子标签、智能手机以及集成在智能手机保护套外壳中的UHF手机伴侣。
UHF手机伴侣包括主控制板和UHF天线，主控制板包括中央处理器、UHF读写模块、国密模块、蓝牙模块和存储器，UHF读写模块与UHF天线连接并利用UHF天线对UHF电子标签进行读写，UHF读写模块还与中央处理器连接，中央处理器分别与国密模块、蓝牙模块和存储器连接，蓝牙模块与带有蓝牙功能的智能手机进行蓝牙配对，实现UHF手机伴侣与智能手机的数据传输。存储器用于对写入UHF电子标签的数据和从UHF电子标签读取的数据进行保存，或者根据需要对手机文件数据进行加密保存，以扩展智能手机的存储空间。
智能手机中安装有与UHF手机伴侣相配合的客户端APP，用于与UHF手机伴侣进行数据交互，实现对UHF手机伴侣进行标签读写和加密控制。其中，客户端APP包括：工作模式配置单元，用于配置UHF手机伴侣中UHF读写模块的工作模式，工作模式包括读取模式和写入模式；读写器配置单元，用于配置写入的数据，传输给UHF手机伴侣，供UHF手机伴侣中的UHF读写模块将数据写入UHF电子标签中；数据接收显示单元，用于接收UHF手机伴侣中UHF读写模块读取到的UHF电子标签信息，并利用智能手机的显示屏进行显示；写入加密控制单元，用于在UHF手机伴侣向UHF电子标签写入数据时，控制UHF手机伴侣中的国密模块对写入的数据进行加密；读取解密控制单元，用于在UHF手机伴侣读取UHF电子标签的数据时，控制手机伴侣中的国密模块对读取的数据进行解密；数据交互单元，用于将手机文件数据传输给UHF手机伴侣，经国密模块加密后保存在存储器中，还用于从UHF手机伴侣的存储器中获取数据，并利用国密模块进行解密。
在本实施例中，主控制板还包括USB接口，USB接口与中央处理器连接，通过USB接口，可以直接从UHF手机伴侣中下载存储器保存的数据。
在本实施例中，UHF手机伴侣还包括电源板，电源板包括充电接口、充电电路、蓄电池组和电源开关，充电接口的输入端与外部充电电源连接，充电接口的输出端通过充电电路与蓄电池组连接，蓄电池组的输出端通过电源开关与主控制板连接，实现对主控制板的供电。
在本实施例中，主控制板还包括LED指示灯，LED指示灯与中央控制器连接，用于指示电源通断。
在本实施例中，电源板还包括电压检测电路，电压检测电路用于检测蓄电池组的实时电压，电压检测电路的输出端与主控制板的中央处理器连接。
在本实施例中，主控制板还包括峰鸣器，峰鸣器与中央处理器连接，中央处理器在蓄电池组的实时电压低于设定阈值时，控制蜂鸣器启动，提醒用户进行充电。
在本实施例中，中央处理器还与电源板中的充电电路的控制输入端连接，用于在充电接口接通外部充电电源后，根据电压检测电路检测到的蓄电池组实时电压，对充电电路的通断进行控制，避免蓄电池过充：在蓄电池组的实时电压小于设定阈值时，中央处理器输出高电平控制充电电路处于导通状态，在蓄电池组的实时电压大于设定阈值时，中央处理器输出低电平控制充电电路截止。如图2所示，充电电路包括PMOS管T1和第一三极管Q1，PMOS管T1的源极与充电接口连接；PMOS管T1的漏极与蓄电池组连接；PMOS管T1的源极和漏极之间并联有第一电阻R1，PMOS管T1的源极还依次通过第二电阻R2和第三电阻R3连接到第一三级管Q1的集电极，PMOS管T1的栅极连接到第二电阻R2和第三电阻R3之间；第一三级管Q1的发射极接地；第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与中央处理器连接。
本发明在智能手机的保护套中集成UHF手机伴侣，只需要将智能手机放置于保护套中，就能够使得UHF手机伴侣通过蓝牙模块与智能手机建立蓝牙通讯，并在智能手机中安装与UHF手机伴侣相配合的APP客户端，来扩展智能手机的功能，智能手机能够通过APP客户端与UHF手机伴侣交互，控制UHF手机伴侣进行对UHF电子标签的数据写入和数据读取；在电力巡检、物流、仓储、人员管理、车辆管理、零售、资产管理等领域，无需独立的UHF电子标签读写装置，即可完成UHF标签的读取和写入，给用户带来很大便利；并且，在向UHF电子标签写入数据的过程中，智能手机的APP客户端可以控制UHF手机伴侣中的国密模块，对写入的数据进行加密，其他读写器读到的标签数据是密文，无法知道数据所蕴含的含义，只有配置有相应国密模块的读写器才能正确解析写入的密文，保护了数据安全。
附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (9)
1.一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，包括UHF电子标签、智能手机以及集成在智能手机保护套外壳中的UHF手机伴侣；
所述UHF手机伴侣包括主控制板和UHF天线，所述主控制板包括中央处理器、UHF读写模块、国密模块、蓝牙模块和存储器，所述UHF读写模块与UHF天线连接并利用UHF天线对UHF电子标签进行读写，所述UHF读写模块还与中央处理器连接，所述中央处理器分别与国密模块、蓝牙模块和存储器连接，所述蓝牙模块与带有蓝牙功能的智能手机进行蓝牙配对，实现UHF手机伴侣与智能手机的数据传输；
所述智能手机中安装有与UHF手机伴侣相配合的客户端APP，用于与UHF手机伴侣进行数据交互，实现对UHF手机伴侣进行标签读写和加密控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述客户端APP包括：
工作模式配置单元，用于配置UHF手机伴侣中UHF读写模块的工作模式，所述工作模式包括读取模式和写入模式；
读写器配置单元，用于配置写入的数据，传输给UHF手机伴侣，供UHF手机伴侣中的UHF读写模块将数据写入UHF电子标签中；
数据接收显示单元，用于接收UHF手机伴侣中UHF读写模块读取到的UHF电子标签信息，并利用智能手机的显示屏进行显示；
写入加密控制单元，用于在UHF手机伴侣向UHF电子标签写入数据时，控制UHF手机伴侣中的国密模块对写入的数据进行加密；
读取解密控制单元，用于在UHF手机伴侣读取UHF电子标签的数据时，控制手机伴侣中的国密模块对读取的数据进行解密；
数据交互单元，用于将手机文件数据传输给UHF手机伴侣，经国密模块加密后保存在存储器中，也用于从UHF手机伴侣的存储器中获取数据并利用国密模块进行解密。
3.根据权利要求1所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述主控制板还包括USB接口，所述USB接口与中央处理器连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述UHF手机伴侣还包括电源板，所述电源板包括充电接口、充电电路、蓄电池组和电源开关，所述充电接口的输入端与外部充电电源连接，所述充电接口的输出端通过充电电路与蓄电池组连接，所述蓄电池组的输出端通过电源开关与主控制板连接，实现对主控制板的供电。
5.根据权利要求4所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述主控制板还包括LED指示灯，所述LED指示灯与中央控制器连接，用于指示电源通断。
6.根据权利要求4所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述电源板还包括电压检测电路，所述电压检测电路用于检测蓄电池组的实时电压，所述电压检测电路的输出端与主控制板的中央处理器连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述主控制板还包括峰鸣器，所述峰鸣器与中央处理器连接，所述中央处理器在蓄电池组的实时电压低于设定阈值时控制蜂鸣器启动，提醒用户进行充电。
8.根据权利要求6所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述中央处理器还与电源板中的充电电路的控制输入端连接，用于在充电接口接通外部充电电源后，根据电压检测电路检测到的蓄电池组实时电压，对充电电路的通断进行控制，避免蓄电池组过充：在蓄电池组的实时电压小于设定阈值时，所述中央处理器输出高电平控制充电电路处于导通状态；在蓄电池组的实时电压大于设定阈值时，所述中央处理器输出低电平控制充电电路截止。
9.根据权利要求8所述的一种基于国密加解密的超高频电子标签读写系统，其特征在于，所述充电电路包括PMOS管T1和第一三极管Q1，PMOS管T1的源极与充电接口连接；PMOS管T1的漏极与蓄电池组连接；PMOS管T1的源极和漏极之间并联有第一电阻R1，PMOS管T1的源极还依次通过第二电阻R2和第三电阻R3连接到第一三级管Q1的集电极，PMOS管T1的栅极连接到第二电阻R2和第三电阻R3之间；第一三级管Q1的发射极接地；第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与中央处理器连接。
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