一种基于物联网技术的防伪样品转运储存装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种基于物联网技术的防伪样品转运储存装置及其工作方法，属于转运储存装置的技术领域。

背景技术：

在环保样品采集等领域经常存在一些样品运输过程中被更换，或者即便没有被更换但是存在被更换的嫌疑等问题，甚至由此引起了环保检测部门和被监管单位之间的一些法律纠纷。

为解决这一问题，目前的做法就是采用简单的现场贴封条，现场拍照、现场录音等技术手段，但这仍无法破除样品运输过程中被运输人员更换的可能性，纠纷仍然存在。更有甚者，为了彻底打破被监控方的疑虑，解除环保检测部门被嫌疑更换样品的可能，甚至在样品运输过程中采用专人专车押运，并全程录像的手段来保证运输过程中的安全性。但是，这种办法样品运输成本过高，无法满足常规性检测需要大量转运样品的需求。

二维条码/二维码(2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。

射频识别(RFID)是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池。标签包含了电子存储的信息。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。

许多行业都运用了射频识别技术。但是现有技术中还没有将射频识别(RFID)应用到防伪样品转运的装置或者方法。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于物联网技术的防伪样品转运储存装置。

本发明还提供一种上述转运储存装置的工作方法。

本发明的技术方案为：

一种基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，包括防伪容器瓶、样品封存信息写入机、样品取出信息验证机和后台服务器；样品封存信息写入机和样品取出信息验证机内设置有相同的加密算法；防伪容器瓶上设置有防伪容器瓶盖；所述防伪容器瓶外壁上设置有出厂二维条码，出厂二维条码记录有随机码和防伪容器瓶的唯一编号；所述防伪容器瓶盖内设置有RFID电子标签，RFID电子标签存有出厂默认密码。

出厂二维条码中的容器瓶编号具有唯一性，保证了容器瓶的唯一性和不可替换性；二维条码中的随机码保证了样品封存信息写入机、样品取出信息验证机读取RFID电子标签信息时具有“一瓶一密码”的特点，使非法RFID读写器更改电子标签信息内容的可能性几乎为0。

RFID电子标签用来记录样品封存时防伪容器瓶的唯一编号、封存现场录入的基本文字信息、封存时的时间信息、封存地点信息，并对这些信息进行加密；密码由所述二维码中的随机码生成，所采用的密码生成机制保证了一瓶一密码功能的实现，进一步保证了防伪容器瓶的唯一性。RFID电子标签中的信息在取样现场，利用信息写入机只能写入一次，写入后立即进行存储加密。因此信息写入是在将样品封存入防伪容器瓶后的最后一步工作。

所述防伪容器瓶用于存放样品；所述样品封存信息写入机用于样品封存时写入防伪封存信息并实时将这些信息上传后台服务器；样品取出信息验证机用于读取防伪容器瓶上的二维条码信息、防伪瓶盖上的RFID电子标签信息，并获取样品封存时样品封存信息写入机上传至后台服务器的信息，上述三种信息共同进行防伪认证；样品取出信息验证机还将防伪容器瓶解封时产生的有关信息写入后台服务器；后台库服务器用于储存样品封存时的现场的相关防伪信息和取样现场的相关防伪信息。

优选的，所述防伪容器瓶为八棱柱桶形结构，防伪容器瓶外壁上设置有锥形固定端子；所述锥形固定端子和防伪容器瓶盖上的防拆卸条带一起构成防拆卸结构；防拆卸条带的端部设置有与所述锥形固定端子相配合的梯形圆孔；

进一步优选的，八棱柱桶形结构的防伪容器瓶的八个侧面中的四个侧面壁上嵌有防拆卸条带；防伪容器瓶采用PE塑料材质；防伪容器瓶盖采用硬质ABS塑料材质。

为保证容器瓶盖能够重复使用，防伪容器瓶盖采用硬质ABS塑料材质来实现，瓶盖壁厚达3mm。

所述防伪容器瓶盖同样采用八棱柱桶形结构，外径等同防伪容器瓶。容器瓶盖顶部内置RFID电子标签，八个侧面其中四个侧面壁上嵌有防拆卸条带。所述梯形圆孔保证了一旦将样品封存(即将瓶盖盖在容器瓶上，并将防拆卸扣带的圆孔压入容器瓶上的锥形固定端子)，在连接不被破坏的条件下将无法取出样品。反之，一旦容器瓶上锥形固定端子或防拆卸扣带被破坏，将样品取出，将再也无法恢复原状，且容易被识别出来。正常取出样品时，在使用所述信息验证机进行防伪验证通过的前提下，利用专用刀具将锥形固定端子刮掉，即可将瓶盖与容器分离，从而取出样品。防拆卸结构使得防伪容器瓶具有一次性应用特点，不可重复使用，因此容器瓶采用价格较为便宜的PE塑料材质实现，瓶壁厚1.5mm。所述容器瓶盖连同内置的RFID电子标签、四壁上的防拆卸条带可以重复使用。

优选的，所述出厂二维条码中隐含的随机码为12字节的随机码；所述随机码是所述封存密码生成的种子。在样品封存时由信息写入机调用加密算法，将12字节的随机码变换成封存密码。在样品取出时，样品取出信息验证机先读取瓶壁二维条码中隐含的12字节随机码，再调用与样品封存信息写入机相同的加密算法将12字节随机码其转换成读取密码，只要容器瓶没有被更换，样品封存信息写入机和样品取出信息验证机读到的12字节随机码就相同，由于加密算法相同，生成的信息加密密码就相同，信息加密密码能保证信样品取出信息验证机能够正常读入RFID电子标签中的信息，否则，一旦信息验证机无法正常读入RFID电子标签中的信息，说明密码不正确，密码不正确说明12字节随机码与信息写入时已不同，也就进一步说明容器瓶已被更换，容器瓶中的样品有可能已被更换，此样品按作废样品来处理。

优选的，样品封存信息写入机和样品取出信息验证机均为设置有GPS定位模块和4G通信模块的嵌入式手持终端。上述手持终端采用触摸式液晶屏，利用锂电池供电，内置Android系统。

进一步优选的，所述样品封存信息写入机和样品取出信息验证机均设置有蓝牙模块。可选择利用蓝牙通信连接便携式热敏打印机，将现场封存基本信息打印出来作为纸质文档进行存档。

进一步优选的，所述样品封存信息写入机和样品取出信息验证机均为具备二维条码扫描功能和RFID电子标签扫描功能的触屏智能手机。

一种利用上述装置进行防伪样品转运储存装置的工作方法，包括步骤如下：

A、通过样品封存信息写入机对样品进行封存操作：

A1、将样品放入防伪容器瓶；将防伪容器瓶盖和防伪容器瓶通过防拆卸条带连接，并利用电加热烙印装置将所述锥形固定端子烙平，实现封存功能；

A2、扫描防伪容器瓶上的出厂二维条码，生成封存密码；

A3、扫描RFID电子标签，将封存现场信息写入所述RFID电子标签，并利用封存密码对RFID电子标签内的封存现场信息进行加密；所述封存现场信息包括，封存现场获取的防伪容器瓶的唯一编号、封存时间和封存地点的GPS位置信息；

A4、样品封存信息写入机将所述封存现场信息上传至后台服务器；

样品取出信息验证机用于在样品解封时，读取所述二维条码和RFID电子标签内的信息并进一步读取远程后台服务器中存储的信息进行三方防伪验证，同时，还将取出样品时现场录入的文字信息、时间信息和位置信息以及现场照片信息等存入后台服务器以备后期查询。

B、通过样品取出信息验证机对样品进行解封操作：

B1、样品取出信息验证机扫描所述出厂二维条码并生成读取密码；

B2、样品取出信息验证机利用所述读取密码读取所述RFID电子标签中的信息，如果读取密码与封存密码相同，则正常获取解封现场信息；如果读取密码不正确，则判定封存样品被更换；

B3、样品取出防伪信息验证机读取后台服务器中的封存现场信息；

B4、样品取出防伪信息验证机将封存现场信息与解封现场信息进行比对，如果信息一致，则判定封存完好，否则，判定封存样品被更换；所述解封现场信息包括解封现场获取的防伪容器瓶的唯一编号、封存时间和封存地点的GPS位置信息。

中间过程中，如果根据二维条码中的随机码生成的密码不正确从而导致无法读取电子标签里面记录的数据，或者所读取的电子标签中记录的信息与数据库中存储的关于本瓶封存时存入的信息不一致，三方验证不通过将进行报警，并将报警信息存入数据库，本次采样作废，并作为进一步追究责任人的重要依据。

优选的，所述步骤A4中，样品封存信息写入机上传至后台服务器的信息还包括，封存现场基本信息，所述封存现场基本信息包括封存人的姓名信息和封存现场拍得的现场照片；如果判定封存样品被更换，则通过所述封存现场基本信息查找相关负责人。

优选的，所述步骤B4之后还包括上传解封现场信息的步骤；样品取出信息验证机将所述解封现场信息上传后台服务器，确认样品取出。

进一步优选的，样品取出信息验证机上传后台服务器的信息还包括解封现场基本信息；所述解封现场基本信息包括，解封人的姓名信息和解封现场拍得的现场照片。解封现场基本信息存入后台服务器以备后期查询。

优选的，所述步骤B4之后还包括擦除RFID电子标签中信息的步骤；如果样品取出信息验证机正常获取解封现场信息，则样品取出信息验证机擦除RFID电子标签中的信息并将RFID电子标签中的封存密码恢复为出厂默认密码。擦除信息后的防伪容器瓶盖可以被重复利用。

为保证下次采样时，RFID电子标签能够再次被写入新的信息，在样品取出时，一旦密码正确，信息能够被样品取出信息验证机读出，由所述样品取出信息验证机对RFID电子标签中的已有信息进行清除，封存密码也将恢复为出厂默认密码(信息验证机由实验室中样品取出人员使用，信息验证机中软件知道瓶盖的出厂默认密码，该出厂默认密码和防伪瓶上的二维码无关，是瓶盖重复使用的保证，只有将瓶盖上RFID电子标签的信息访问密码更改为出厂默认密码，下次利用容器瓶盖封存新的防伪瓶时，信息写入机才能够先利用这个出厂默认密码完成与瓶盖上的RFID电子标签的通信认证，只有通过这个通信验证之后，信息写入机才能够将依据防伪瓶上的二维条码中随机码生成的新的密码及其他现场封存信息写入RFID电子标签)。对RFID电子标签信息清除和密码复位只有信息验证机具备该功能，而现场所使用的样品封存信息写入机不具备该功能，保证了在采样现场一旦将样品封存，并将封存信息写入电子标签之后，样品封存信息写入机将无法更改电子标签中的信息。

优选的，所述步骤A3中，扫描防伪容器瓶上的出厂二维条码，生成封存密码的具体方法为，样品封存信息写入机读取出厂二维条码中的随机码，调用其自身的加密算法，利用随机码作为密码种子通过加密算法生成封存密码。利用该技术保证一瓶一密码。

优选的，所述步骤B1中生成读取密码的具体方法为，样品取出信息验证机利用随机码作为密码种子通过调用自身的加密算法生成读取密码。如能正常读取信息，说明密码正确，密码正确说明防伪容器瓶上的二维条码信息没有更换，因为二维条码里面的信息具有唯一性，说明防伪容器瓶没有被更换。

优选的，防伪样品转运储存装置的工作方法还包括打印纸质文档的步骤；所述样品封存信息写入机通过蓝牙连接便携式热敏打印机，将封存现场信息打印出来作为纸质文档存档。

本发明的有益效果为：

1.本发明所述基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，采用二维条码、RFID、信息加密技术，4G通信等物联网技术保证了样品从封存后到样品取出时样品无法被非法取出；

2.本发明所述基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，即便转运样品被非法取出，也可迅速追溯本源，定位问题环节；

3.本发明所述基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，可实现现场封存后样品无法更换，保证了样品转运过程中的安全性；

4.本发明所述基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，本发明所述装置从结构上和RFID电子标签信息的写入、加密、读出以及信息的清除机制上，保证了样品封存后的安全性。

附图说明

图1为本发明所述基于物联网技术的防伪样品转运储存装置的总体架构图；

图2为本发明所述伪容器瓶的结构示意图；

其中，1、RFID电子标签；2、防伪容器瓶盖；3、防拆卸条带；4、锥形固定端子；5、防伪容器瓶；6、出厂二维条码。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1

如图1-2所示。

一种基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，包括防伪容器瓶5、样品封存信息写入机、样品取出信息验证机和后台服务器；样品封存信息写入机和样品取出信息验证机内设置有相同的加密算法；防伪容器瓶5上设置有防伪容器瓶盖2；所述防伪容器瓶5外壁上设置有出厂二维条码6，出厂二维条码6记录有随机码和防伪容器瓶的唯一编号；所述防伪容器瓶盖2内设置有RFID电子标签1，RFID电子标签存有出厂默认密码。

实施例2

如实施例1所述的基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，所不同的是，所述防伪容器瓶5为八棱柱桶形结构，防伪容器瓶5外壁上设置有锥形固定端子4；所述锥形固定端子4和防伪容器瓶盖2上的防拆卸条带3一起构成防拆卸结构；防拆卸条带3的端部设置有与所述锥形固定端子4相配合的梯形圆孔；

实施例3

如实施例2所述的基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，所不同的是，八棱柱桶形结构的防伪容器瓶5的八个侧面中的四个侧面壁上嵌有防拆卸条带3；防伪容器瓶5采用PE塑料材质；防伪容器瓶盖2采用硬质ABS塑料材质。

为保证容器瓶盖能够重复使用，防伪容器瓶盖2采用硬质ABS塑料材质来实现，瓶盖壁厚达3mm。

所述防伪容器瓶盖2同样采用八棱柱桶形结构，外径等同防伪容器瓶5。容器瓶盖顶部内置RFID电子标签1，八个侧面其中四个侧面壁上嵌有防拆卸条带3。所述梯形圆孔保证了一旦将样品封存(即将瓶盖盖在容器瓶上，并将防拆卸扣带的圆孔压入容器瓶上的锥形固定端子4)，在连接不被破坏的条件下将无法取出样品。反之，一旦容器瓶上锥形固定端子4或防拆卸扣带3被破坏，将样品取出，将再也无法恢复原状，且容易被识别出来。正常取出样品时，在使用所述信息验证机进行防伪验证通过的前提下，利用专用刀具将锥形固定端子4刮掉，即可将瓶盖与容器分离，从而取出样品。防拆卸结构使得防伪容器瓶5具有一次性应用特点，不可重复使用，因此容器瓶采用价格较为便宜的PE塑料材质实现，瓶壁厚1.5mm。所述容器瓶盖2连同内置的RFID电子标签1、四壁上的防拆卸条带3可以重复使用。

实施例4

如实施例1所述的基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，所不同的是，所述出厂二维条码5中隐含的随机码为12字节的随机码；所述随机码是所述封存密码生成的种子。在样品封存时由信息写入机调用加密算法，将12字节的随机码变换成封存密码。在样品取出时，样品取出信息验证机先读取瓶壁二维条码中隐含的12字节随机码，再调用与样品封存信息写入机相同的加密算法将12字节随机码其转换成读取密码，只要容器瓶没有被更换，样品封存信息写入机和样品取出信息验证机读到的12字节随机码就相同，由于加密算法相同，生成的信息加密密码就相同，信息加密密码能保证信样品取出信息验证机能够正常读入RFID电子标签1中的信息，否则，一旦信息验证机无法正常读入RFID电子标签1中的信息，说明密码不正确，密码不正确说明12字节随机码与信息写入时已不同，也就进一步说明容器瓶已被更换，容器瓶中的样品有可能已被更换，此样品按作废样品来处理。

实施例5

如实施例1所述的基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，所不同的是，样品封存信息写入机和样品取出信息验证机均为设置有GPS定位模块和4G通信模块的嵌入式手持终端。上述手持终端采用触摸式液晶屏，利用锂电池供电，内置Android系统。

实施例6

如实施例5所述的基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，所不同的是，所述样品封存信息写入机和样品取出信息验证机均设置有蓝牙模块。可选择利用蓝牙通信连接便携式热敏打印机，将现场封存基本信息打印出来作为纸质文档进行存档。

实施例7

如实施例5所述的基于物联网技术的防伪样品转运储存装置，所不同的是，所述样品封存信息写入机和样品取出信息验证机均为具备二维条码扫描功能和RFID电子标签扫描功能的触屏智能手机。

实施例8

一种利用实施例1-7所述装置进行防伪样品转运储存装置的工作方法，包括步骤如下：

A、通过样品封存信息写入机对样品进行封存操作：

A1、将样品放入防伪容器瓶5；将防伪容器瓶盖2和防伪容器瓶5通过防拆卸条带3连接，并利用电加热烙印装置将所述锥形固定端子4烙平，实现封存功能；所述电加热烙印装置是一自制恒温电加热设备，类似于电烙铁，温度能够恒定在150℃，烙印装置头部为一不锈钢圆柱，圆柱顶端刻有特定封印标识字符。

A2、扫描防伪容器瓶5上的出厂二维条码6，生成封存密码；

A3、扫描RFID电子标签1，将封存现场信息写入所述RFID电子标签1，并利用封存密码对RFID电子标签1内的封存现场信息进行加密；所述封存现场信息包括，封存现场获取的防伪容器瓶的唯一编号、封存时间和封存地点的GPS位置信息；

A4、样品封存信息写入机将所述封存现场信息通过4G网络上传至后台服务器；

样品取出信息验证机用于在样品解封时，读取所述二维条码和RFID电子标签1内的信息并进一步读取远程后台服务器中存储的信息进行三方防伪验证，同时，还将取出样品时现场录入的文字信息、时间信息和位置信息以及现场照片信息等存入后台服务器以备后期查询。

B、通过样品取出信息验证机对样品进行解封操作：

B1、样品取出信息验证机扫描所述出厂二维条码6并生成读取密码；

B2、样品取出信息验证机利用所述读取密码读取所述RFID电子标签1中的信息，如果读取密码与封存密码相同，则正常获取解封现场信息；如果读取密码不正确，则判定封存样品被更换；

B3、样品取出防伪信息验证机读取后台服务器中的封存现场信息；

B4、样品取出防伪信息验证机将封存现场信息与解封现场信息进行比对，如果信息一致，则判定封存完好，否则，判定封存样品被更换；所述解封现场信息包括解封现场获取的防伪容器瓶的唯一编号、封存时间和封存地点的GPS位置信息。

中间过程中，如果根据二维条码中的随机码生成的密码不正确从而导致无法读取电子标签里面记录的数据，或者所读取的电子标签中记录的信息与数据库中存储的关于本瓶封存时存入的信息不一致，三方验证不通过将进行报警，并将报警信息存入数据库，本次采样作废，并作为进一步追究责任人的重要依据。

实施例9

如实施例8所述防伪样品转运储存装置的工作方法，所不同的是，所述步骤A4中，样品封存信息写入机上传至后台服务器的信息还包括，封存现场基本信息，所述封存现场基本信息包括封存人的姓名信息和封存现场拍得的现场照片；如果判定封存样品被更换，则通过所述封存现场基本信息查找相关负责人。

实施例10

如实施例8所述防伪样品转运储存装置的工作方法，所不同的是，所述步骤B4之后还包括上传解封现场信息的步骤；样品取出信息验证机将所述解封现场信息通过4G网络上传后台服务器，确认样品取出。

实施例11

如实施例10所述防伪样品转运储存装置的工作方法，所不同的是，样品取出信息验证机上传后台服务器的信息还包括解封现场基本信息；所述解封现场基本信息包括，解封人的姓名信息和解封现场拍得的现场照片。解封现场基本信息存入后台服务器以备后期查询。

实施例12

如实施例8所述防伪样品转运储存装置的工作方法，所不同的是，所述步骤B4之后还包括擦除RFID电子标签1中信息的步骤；如果样品取出信息验证机正常获取解封现场信息，则样品取出信息验证机擦除RFID电子标签1中的信息，并将RFID电子标签中的封存密码恢复为出厂默认密码。擦除信息后的防伪容器瓶盖可以被重复利用。

实施例13

如实施例8所述防伪样品转运储存装置的工作方法，所不同的是，所述步骤A3中，扫描防伪容器瓶5上的出厂二维条码6，生成封存密码的具体方法为，样品封存信息写入机读取出厂二维条码6中的随机码，调用其自身的加密算法，利用随机码作为密码种子通过加密算法生成封存密码。利用该技术保证一瓶一密码。

实施例14

如实施例8所述防伪样品转运储存装置的工作方法，所不同的是，所述步骤B1中生成读取密码的具体方法为，样品取出信息验证机利用随机码作为密码种子通过调用自身的加密算法生成读取密码。如能正常读取信息，说明密码正确，密码正确说明防伪容器瓶上的二维条码信息没有更换，因为二维条码里面的信息具有唯一性，说明防伪容器瓶没有被更换。

实施例15

如实施例8所述防伪样品转运储存装置的工作方法，所不同的是，防伪样品转运储存装置的工作方法还包括打印纸质文档的步骤；所述样品封存信息写入机通过蓝牙连接便携式热敏打印机，将封存现场信息打印出来作为纸质文档存档。