文中從系統整體結構設計、移動(dòng)監管系統的總體流程設計、功能和關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現等方面，闡述了如何基于 Android 和 NFC 技術(shù)實(shí)現電子秤移動(dòng)監管系統。該系統可滿(mǎn)足政府部門(mén)對電子秤監管的需要，保護市場(chǎng)的公平公正，維護消費者的利益。

1.引言

隨著(zhù)電子技術(shù)的迅速發(fā)展，不少商販為謀取利益，采用改裝、加裝電路開(kāi)關(guān)、遙控裝置、加裝芯片等作弊手段，坑害消費者利益。由于缺乏行之有效的監管手段，這些電子秤基本處于失控狀態(tài)，對社會(huì )的公平公正造成了嚴重的影響。文中提出了一種基于 Android 和 NFC 技術(shù)的電子秤移動(dòng)監管系統，該系統具有電子秤信息登記、激活授權、維修授權、拆開(kāi)授權、檢定登記、檢定信息讀取等監管功能，實(shí)現對電子秤高效便捷的監管。系統的所有操作均可以上傳到后臺管理系統，以方便監管人員進(jìn)行追溯 , 從而防止電子秤作弊現象的發(fā)生。

2 Android 系統及 NFC 技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 Android 系統簡(jiǎn)介

Android 系統是由 Google 發(fā)布的一款開(kāi)源的智能移動(dòng)終端操作系統，其對智能移動(dòng)終端的迅速普及起著(zhù)至關(guān)重要的作用。Android 系統架構共包括四層。

2.1.1 應用程序層

該層存在著(zhù)一些系統應用，例如電話(huà)、聯(lián)系人、短信息等。開(kāi)發(fā)人員開(kāi)發(fā)的第三方應用也存在于該層，應用程序開(kāi)發(fā)使用 Java 語(yǔ)言。

2.1.2 應用程序框架層

開(kāi)發(fā)人員可以完全訪(fǎng)問(wèn)核心應用程序所使用的 API 框架。該應用程序的架構設計簡(jiǎn)化了組件的重用。任何一個(gè)應用程序，都可以發(fā)布它的功能塊供其它的應用程序引用 ( 不過(guò)得遵循框架的安全性限制 )。用戶(hù)可以對系統提供的一些基礎控件進(jìn)行重新設計，以實(shí)現多樣化、定制化的效果。

2.1.3系統運行庫層

該層包含了一些 C/C++ 庫，這些庫能被Android 系統中不同的組件使用，它們通 過(guò) Android 應用程序框架為開(kāi)發(fā)者提供服務(wù)。該層還包含了一個(gè) Java 核心庫，該核心庫提供了 Java 編程語(yǔ)言核心庫的大部分功能。

2.1.4 Linux 內核層

Android  的核心系統服務(wù)依賴(lài)于 Linux  2.6內核，如安全性、內存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧和驅動(dòng)模型，Linux 內核也同時(shí)作為硬件和軟件棧之間的抽象層。

2.2NFC 技術(shù)簡(jiǎn)介

近 場(chǎng) 通 信（Near  Field  Communication，NFC），又稱(chēng)近距離無(wú)線(xiàn)通信，是一種短距離的高頻無(wú)線(xiàn)通訊術(shù)，允許電子設備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對點(diǎn)數據傳輸，在十厘米（3.9 英吋）內交換數據。這個(gè)技術(shù)由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來(lái)，由飛利浦半導體（現恩智浦半導體）、諾基亞和索尼共同研制開(kāi)發(fā)，其基礎是 RFID 及互連技術(shù)。目前近場(chǎng)通信已通過(guò)成為 ISO/IEC IS 18092 國際標準、EMCA-340 標準與 ETSI TS 102 190 標準。

3.系統整體結構設計

本系統主要由防作弊電子秤、移動(dòng)終端和后臺監管平臺組成。移動(dòng)終端通過(guò) 3G 或 WIFI 接入互聯(lián)網(wǎng)與監管系統平臺進(jìn)行通訊，監管系統將密鑰和數據下發(fā)到移動(dòng)終端，移動(dòng)終端將數據上傳到監管系統平臺。電子秤和移動(dòng)終端之間通過(guò) NFC 協(xié)議進(jìn)行通訊，移動(dòng)終端將獲得的密鑰和數據下發(fā)到電子秤或者從電子秤中讀取數據。

移動(dòng)終端是電子秤和監管系統平臺間通訊的橋梁，移動(dòng)終端需支持 NFC 通訊。普通用戶(hù)、監管機構、檢定機構、生產(chǎn)廠(chǎng)家、維修廠(chǎng)家均可以通過(guò)移動(dòng)終端進(jìn)行相應的功能的操作，移動(dòng)終端的主要功能有電子秤登記、電子秤激活、電子秤授權、拆開(kāi)授權、檢定登記、電子秤信息讀取、檢定登記等功能，通過(guò)這些功能，移動(dòng)終端可以向電子秤和管理系統平臺進(jìn)行數據交換。

4.移動(dòng)監管系統的實(shí)現

4.1 電子秤移動(dòng)監管總體流程

（1）電子秤生產(chǎn)廠(chǎng)家利用支持 NFC 的手持端進(jìn)行電子秤登記（可逐臺登記也可批量登記），由監管部門(mén)審核后，每臺電子秤均生成電子秤 ID 和密鑰。（2）通過(guò) NFC 手持端進(jìn)行電子秤激活授權，把管理系統平臺上生成的電子秤 ID 和密鑰下發(fā)到電子秤，激活后的電子秤就可以進(jìn)行檢定登記，而后交付用戶(hù)使用。

（3）如果電子秤內損壞需要維修或者部件需要更換可以進(jìn)行電子秤授權，把新的電子秤信息更新到服務(wù)器并重新下發(fā)密鑰。

（4）電子秤需要拆開(kāi)可進(jìn)行拆開(kāi)授權，防止電子秤被非法拆開(kāi)，非法拆開(kāi)的電子秤無(wú)法使用。

（5）檢定不合格的電子秤或者周檢到期的電子秤無(wú)法使用，需進(jìn)行檢定授權后重新檢定才能用。

4.2移動(dòng)監管系統功能簡(jiǎn)介

4.3 系統關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現

4.3.1 NFC 標簽和移動(dòng)終端的初始化

文中的 NFC 標簽采用的是 NTAG216，NTAG216具有 888 字節用戶(hù)存儲器，符合 ISO/IEC14443 類(lèi)型 A 規范，工作頻率為 13.56 MHz，傳輸波特率為 106 kb/s，具有低功耗、防干擾、快速讀取等特點(diǎn)，在使用本系統前需對 NFC 標簽中的存儲內容進(jìn)行地址分配，NFC 標簽中的存儲內容包括電子秤硬件信息、廠(chǎng)家信息、檢定信息等內容。移動(dòng)終端的初始化如下圖 3 所示：

4.3.2 WEBSERVIC 服務(wù)連接的實(shí)現

智能終端是通過(guò) WEBSERVICE 與管理系統平臺進(jìn)行通訊，以下代碼實(shí)現了服務(wù)連接的類(lèi)： publicclassConnRequest{publicstaticStringbaseUrl= "http://esms.fjjl.net/WS/EscaleWS.asmx/"; publicStringTAG = getClass().getName(); voidConnLogin(Contextcontext,ConnHandle

rconnHandler,StringuserId,StringmsCode) {String operation = "Login";

if (!HttpCaller.isNetWorkStatus(context)) { Toast.makeText(context, R.string.

NetWorkAlarm, Toast.LENGTH_SHORT).show();} e l s e { H t t p C a l l e r h c = H t t p C a l l e r .

getInstance();

Stringurl = baseUrl+operation+"?" + "us erId="+userId+"&msCode="+msCode;

Log.d("ConnLogin", "url : "+url); LogingParse parse = newLogingParse(0,

connHandler);

hc.request(url, connHandler, HttpOrder. CT_XML, parse);

LoadingActCotroller la = LoadingActCotroller.

getInstance(context, hc); la.startLoading();

}}}

4.3.3 NFC 通訊功能的實(shí)現

智能終端與電子秤之間采用的是 NFC 進(jìn)行通訊，以下代碼分別實(shí)現了讀取標簽和寫(xiě)入標簽的功能：

/* 讀取標簽內容 */

privatebyte[] readFormTag(int offset, int length) throwsIOException,

Exception {if (length == 0)returnnull; byte[] result = null;

intloaction = 0;

int page = offset / 4;// 讀取初始頁(yè)面

i n t r e a d p a g e s = ( l e n g t h - ( 1 6 - loaction)) / 16 + 1 + 1;// 需要讀的頁(yè)面

for (inti = 0; i

}elseif (i == readpages - 1) {byte[] datas = null;

datas = cutOutByte(this . tagUtil . readFourPage(intent,(byte) (page + i * 4), false), 0, length- (16 - loaction) - (readpages - 2) * 16);

result = getMergeBytes(result, datas); }else {byte[] datas = null;

d a t a s = t h i s . t a g U t i l . readFourPage(intent,(byte) (page + i * 4), false);

result = getMergeBytes(result, datas);

}

}return result;}} /* 寫(xiě)入標簽內容 */

privatevoidwriteToTag(int offset, byte[] data) throwsIOException,

Exception {

intloaction = offset % 4;// 在一個(gè) page中的位置

byte[] pByteA = null;// 在一個(gè) page 中要寫(xiě)入初始位置前的數據

int page = offset / 4;// 寫(xiě)入頁(yè)面的初始頁(yè)int length = data.length;// 數據的長(cháng)度 this.tagUtil.writeTag(intent, (byte)

(page),cutOutByte(data, 0, 4), false);// 寫(xiě)

入第一頁(yè)

intmore_pages = (length - 4) / 4 + 1;//

繼續寫(xiě)入的頁(yè)數（總頁(yè)數 -1） for (inti = 1; i<= more_pages; i++) {

if (i == more_pages) {// 最后一頁(yè) intwriteNum = (length - 4) % 4;// 最后

一頁(yè)寫(xiě)入的位數

this.tagUtil.writeTag(intent,(byte) (page + more_pages),

getMergeBytes(

cutOutByte(data, 4 * i, writeNum), this.readFormTag((page + more_pages) * 4 + writeNum, 4 - writeNum)), false);

}else { this.tagUtil.writeTag(intent, (byte)

(page + i),

cutOutByte(data, 4 * i, 4), false);

}

}}

5.應用界面展示

Android 系統中，程序布局由 Layout 文件夾中的 XML 文件進(jìn)行設置，以下是部分應用頁(yè)面的展示：

6.結束語(yǔ)

隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的不斷發(fā)展，智能移動(dòng)終端的迅速普及，基于 Android 和 NFC 技術(shù)已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了應用，比如門(mén)禁、車(chē)票、支付、海報、數據傳輸等。當前作弊電子秤越來(lái)越泛濫，已成為監管者越來(lái)越頭疼的一個(gè)問(wèn)題，文中設計的基于 Android 和 NFC 技術(shù)的電子秤監管系統實(shí)現了電子秤與監管平臺之間的數據交換，為現場(chǎng)監管提供了一種有效、便捷的手段，保證市場(chǎng)的公平公正，維護消費者利益，樹(shù)立消費者對計量器具的信心。