文中從系統整體結構設計、移動監(jiān)管系統的總體流程設計、功能和關鍵技術的實現等方面，闡述了如何基于 Android 和 NFC 技術實現電子秤移動監(jiān)管系統。該系統可滿足政府部門對電子秤監(jiān)管的需要，保護市場的公平公正，維護消費者的利益。

1.引言

隨著電子技術的迅速發(fā)展，不少商販為謀取利益，采用改裝、加裝電路開關、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(jiān)管手段，這些電子秤基本處于失控狀態(tài)，對社會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 技術的電子秤移動監(jiān)管系統，該系統具有電子秤信息登記、激活授權、維修授權、拆開授權、檢定登記、檢定信息讀取等監(jiān)管功能，實現對電子秤高效便捷的監(jiān)管。系統的所有操作均可以上傳到后臺管理系統，以方便監(jiān)管人員進行追溯 , 從而防止電子秤作弊現象的發(fā)生。

2 Android 系統及 NFC 技術簡介

2.1 Android 系統簡介

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

2.1.1 應用程序層

該層存在著一些系統應用，例如電話、聯系人、短信息等。開發(fā)人員開發(fā)的第三方應用也存在于該層，應用程序開發(fā)使用 Java 語言。

2.1.2 應用程序框架層

開發(fā)人員可以完全訪問核心應用程序所使用的 API 框架。該應用程序的架構設計簡化了組件的重用。任何一個應用程序，都可以發(fā)布它的功能塊供其它的應用程序引用 ( 不過得遵循框架的安全性限制 )。用戶可以對系統提供的一些基礎控件進行重新設計，以實現多樣化、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 Android 應用程序框架為開發(fā)者提供服務。該層還包含了一個 Java 核心庫，該核心庫提供了 Java 編程語言核心庫的大部分功能。

2.1.4 Linux 內核層

Android  的核心系統服務依賴于 Linux  2.6內核，如安全性、內存管理、進程管理、網絡協議棧和驅動模型，Linux 內核也同時作為硬件和軟件棧之間的抽象層。

2.2NFC 技術簡介

近 場 通 信（Near  Field  Communication，NFC），又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通訊術，允許電子設備之間進行非接觸式點對點數據傳輸，在十厘米（3.9 英吋）內交換數據。這個技術由非接觸式射頻識別（RFID）演變而來，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發(fā)，其基礎是 RFID 及互連技術。目前近場通信已通過成為 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、移動終端和后臺監(jiān)管平臺組成。移動終端通過 3G 或 WIFI 接入互聯網與監(jiān)管系統平臺進行通訊，監(jiān)管系統將密鑰和數據下發(fā)到移動終端，移動終端將數據上傳到監(jiān)管系統平臺。電子秤和移動終端之間通過 NFC 協議進行通訊，移動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。

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

4.移動監(jiān)管系統的實現

4.1 電子秤移動監(jiān)管總體流程

（1）電子秤生產廠家利用支持 NFC 的手持端進行電子秤登記（可逐臺登記也可批量登記），由監(jiān)管部門審核后，每臺電子秤均生成電子秤 ID 和密鑰。（2）通過 NFC 手持端進行電子秤激活授權，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行檢定登記，而后交付用戶使用。

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

（4）電子秤需要拆開可進行拆開授權，防止電子秤被非法拆開，非法拆開的電子秤無法使用。

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

4.2移動監(jiān)管系統功能簡介

4.3 系統關鍵技術的實現

4.3.1 NFC 標簽和移動終端的初始化

文中的 NFC 標簽采用的是 NTAG216，NTAG216具有 888 字節(jié)用戶存儲器，符合 ISO/IEC14443 類型 A 規(guī)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，在使用本系統前需對 NFC 標簽中的存儲內容進行地址分配，NFC 標簽中的存儲內容包括電子秤硬件信息、廠家信息、檢定信息等內容。移動終端的初始化如下圖 3 所示：

4.3.2 WEBSERVIC 服務連接的實現

智能終端是通過 WEBSERVICE 與管理系統平臺進行通訊，以下代碼實現了服務連接的類： 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 通訊功能的實現

智能終端與電子秤之間采用的是 NFC 進行通訊，以下代碼分別實現了讀取標簽和寫入標簽的功能：

/* 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;}} /* 寫入標簽內容 */

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

Exception {

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

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

int page = offset / 4;// 寫入頁面的初始頁int length = data.length;// 數據的長度 this.tagUtil.writeTag(intent, (byte)

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

入第一頁

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

繼續(xù)寫入的頁數（總頁數 -1） for (inti = 1; i<= more_pages; i++) {

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

一頁寫入的位數

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 文件進行設置，以下是部分應用頁面的展示：

6.結束語

隨著無線網絡的不斷發(fā)展，智能移動終端的迅速普及，基于 Android 和 NFC 技術已經在越來越多的領域得到了應用，比如門禁、車票、支付、海報、數據傳輸等。當前作弊電子秤越來越泛濫，已成為監(jiān)管者越來越頭疼的一個問題，文中設計的基于 Android 和 NFC 技術的電子秤監(jiān)管系統實現了電子秤與監(jiān)管平臺之間的數據交換，為現場監(jiān)管提供了一種有效、便捷的手段，保證市場的公平公正，維護消費者利益，樹立消費者對計量器具的信心。