基于藍(lán)牙和NFC技術(shù)的便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引 言

卷煙標(biāo)簽是卷煙產(chǎn)品的身份證，是新形勢下卷煙現(xiàn)代終端管理及展示的重要載體。卷煙標(biāo)簽承載卷煙品牌、價區(qū)、售價等信息，是零售終端商戶向消費(fèi)者展示品牌的窗口，也是現(xiàn)代終端規(guī)范化管理的平臺。就我國當(dāng)前卷煙終端銷售市場的實(shí)際情況來看，普遍存在人工手寫卷煙標(biāo)簽不規(guī)范、價格標(biāo)示不到位，新卷煙產(chǎn)品的標(biāo)簽印刷滯后等諸多問題。針對上述現(xiàn)狀，本文著重對便攜卷煙價格標(biāo)簽打印系統(tǒng)進(jìn)行研究， 重點(diǎn)探討了智能手機(jī)與便攜打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸問題，并在此基礎(chǔ)上提出了一種基于藍(lán)牙和 NFC 技術(shù)的便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

1 藍(lán)牙和 NFC技術(shù)概述

1.1 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙（Bluetooth）技術(shù)是誕生于 1998年的一種無線通信技術(shù)，其工作頻率為 2.4GHz，傳輸速率為 1M/s，最大傳輸距離為 100 m，具有短距離、低成本、低功耗等特點(diǎn)。

藍(lán)牙技術(shù)的協(xié)議棧分為四層，分別是核心協(xié)議層、電纜替代協(xié)議層、電話控制協(xié)議層以及其他協(xié)議層?；鶐А㈡溌饭芾?、邏輯鏈路控制、適應(yīng)協(xié)議以及業(yè)務(wù)搜尋協(xié)議是藍(lán)牙技術(shù)的核心。

1.2 NFC技術(shù)

NFC 技術(shù)基于射頻識別技術(shù)發(fā)展而來。目前，NFC 技術(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范已經(jīng)制訂并應(yīng)用，能夠支持標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議， 是一項(xiàng)成熟的近距離無線通信技術(shù)。

整個NFC 系統(tǒng)通常包括電子標(biāo)簽、終端以及應(yīng)用服務(wù)器等三個核心部分。其中，電子標(biāo)簽負(fù)責(zé)存儲數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)信息的載體 ；終端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理并將數(shù)據(jù)發(fā)送至服務(wù)器 ；應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)部署應(yīng)用程序，為整個 NFC 系統(tǒng)提供后臺服務(wù)。

NFC 系統(tǒng)的組成示意如圖 1 所示。

                                                                                                                      圖1 NFC 系統(tǒng)的組成示意圖

由圖 1可知，NFC 終端通過射頻場對NFC標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。當(dāng)進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)的操作時，由編碼器根據(jù)相應(yīng)的協(xié)議對 NFC標(biāo)簽內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行編碼，然后通過天線將由源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的射頻信號傳輸至 NFC終端 ；當(dāng)進(jìn)行寫入數(shù)據(jù)操作時，NFC終端將數(shù)據(jù)以射頻信號的方式發(fā)送至 NFC 標(biāo)簽，信號經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器以及編碼器的解調(diào)、解碼等處理后， 最終存儲到 NFC標(biāo)簽中。

NFC 終端包括 I/O 接口、基帶控制、射頻模塊等部分。其中，I/O 接口負(fù)責(zé)對外數(shù)據(jù)傳輸；基帶負(fù)責(zé)信號編碼與解碼； 射頻模塊負(fù)責(zé)將基帶信號放大，調(diào)制為射頻信號并通過天線發(fā)送至 NFC 標(biāo)簽，以及接收NFC 標(biāo)簽的射頻信號。應(yīng)用服務(wù)器通過部署相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析處理，并且能夠向NFC 終端反饋數(shù)據(jù)信息的處理結(jié)果。

2 系統(tǒng)需求分析

傳統(tǒng)的卷煙標(biāo)簽打印方式流程繁瑣，需要耗費(fèi)大量的人力及時間資源，難以滿足現(xiàn)代營銷服務(wù)工作的需求。因此，便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)存儲市場上銷售的各種卷煙產(chǎn)品的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，簡化客戶經(jīng)理維護(hù)標(biāo)簽的工作程序，并且能夠快速進(jìn)行卷煙產(chǎn)品檢索。

同時，傳統(tǒng)的卷煙標(biāo)簽打印方式通常為批量印制，難以應(yīng)對新品上市、價格調(diào)整等問題。因此， 便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠靈活設(shè)置卷煙產(chǎn)品的相關(guān)信息，以實(shí)現(xiàn)對市場變化的及時響應(yīng)。顧名思義，本文構(gòu)建的便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)應(yīng)具有體積小、重量輕、隨用隨時打印和快捷等特點(diǎn)。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于系統(tǒng)需求分析結(jié)果以及藍(lán)牙和 NFC 技術(shù)理論基礎(chǔ)， 本文提出便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，如圖2 所示。

由圖 2 可知，便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)包括手機(jī)端以及便攜打印機(jī)兩部分，通過數(shù)據(jù)通信模塊實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。其中，手機(jī)端部署用于應(yīng)用服務(wù)，從而為用戶提供產(chǎn)品檢索等操作功能 ； 便攜打印機(jī)主要負(fù)責(zé)根據(jù)手機(jī)端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息打印相應(yīng)內(nèi)容的卷煙標(biāo)簽。

3.1 數(shù)據(jù)通信模塊設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)通信模塊是便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)的核心模塊，負(fù)責(zé)手機(jī)端與便攜打印機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互。考慮到藍(lán)牙技術(shù)需設(shè)備成功配對才能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而設(shè)備配對之前又需預(yù)先對設(shè)備進(jìn)行設(shè)置以及 PIN 碼確認(rèn)等流程，從而耗費(fèi)較多時間。因此，本文在數(shù)據(jù)通信模塊的設(shè)計(jì)中結(jié)合采用藍(lán)牙和 NFC 技術(shù)，其硬件結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。

由圖 3 可知，數(shù)據(jù)通信模塊包括 NFC 讀寫模塊、微控制器模塊、藍(lán)牙模塊以及電源模塊。工作原理 ：微控制器模塊查看藍(lán)牙模塊的 MAC 地址后，將其寫入 NFC 標(biāo)簽中 ；手機(jī)端讀取 NFC 標(biāo)簽中的 MAC 地址信息，并將其傳輸至藍(lán)牙配備軟件，無需經(jīng)過 PIN 碼驗(yàn)證即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備配對。

3.2 手機(jī)端軟件

本文基于目前廣泛應(yīng)用的 Android 平臺，采用 Java 語言開發(fā)手機(jī)端軟件的界面程序。此外，本文還對手機(jī)端 NFC 讀寫功能進(jìn)行編程 ：Tent 中封裝的 Tag 存儲了標(biāo)簽類型、所在扇區(qū)等信息，當(dāng)智能手機(jī)開啟 NFC 功能后，若有 NFC 標(biāo)簽的便攜打印機(jī)出現(xiàn)在感應(yīng)范圍內(nèi)，則自動開始初始化 NFC 適配器，調(diào)取 Tag 并讀取其中存儲的數(shù)據(jù)信息。

3.3 藍(lán)牙模塊

為了解決藍(lán)牙設(shè)備配對耗費(fèi)大量時間的問題，本文采用以 NFC 讀取藍(lán)牙MAC 地址的策略。藍(lán)牙模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

(1) 為便攜打印機(jī)構(gòu)建一個 BluetoothDevice對象；

(2) 通過用 Bluetooth Socket類對其進(jìn)行初始化 ；

(3) 在智能手機(jī)端創(chuàng)建一個處于監(jiān)聽狀態(tài)的無線射頻通信藍(lán)牙端口，并為其分配一個無線射頻通信道。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測試

4.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案

結(jié)合以上設(shè)計(jì)，采用如圖 4 所示的硬件和軟件進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。

4.1.2 打印實(shí)現(xiàn)

用戶打開主界面后掃描二維碼即可完成對標(biāo)簽的打印。系統(tǒng)主界面如圖 5 所示，打印實(shí)現(xiàn)如圖 6 所示。

4.2 系統(tǒng)測試

為驗(yàn)證上述設(shè)計(jì)方案的可行性，對系統(tǒng)進(jìn)行測試。其中，數(shù)據(jù)通信模塊作為本文設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，以 MifareS50 卡片對其進(jìn)行測試，其具體測試過程如下：

（1）移動 MifareS50 卡片，使其逐漸靠近部署了軟件的手機(jī)端，當(dāng)其進(jìn)入通信范圍時，讀寫器初始化，手機(jī)端軟件界面刷新并開啟數(shù)據(jù)端口；

（2）通過軟件界面進(jìn)行連接操作，讀寫器對 MifareS50卡片進(jìn)行復(fù)位確認(rèn)操作后成功連接，同時在軟件界面顯示設(shè)備成功連接的信息，之后通過手機(jī)端軟件將測試數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽，軟件界面刷新后顯示數(shù)據(jù)塊信息 ；

（3）點(diǎn)擊數(shù)據(jù)塊進(jìn)行讀取操作，成功讀取到之前寫入的測試數(shù)據(jù)。

5 結(jié) 語

本文設(shè)計(jì)的便攜卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)基于藍(lán)牙和 NFC 技 術(shù)，通過智能手機(jī)與便攜打印機(jī)互聯(lián)，利用部署于手機(jī)端的應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)卷煙產(chǎn)品信息的讀寫操作，根據(jù)需求現(xiàn)場快速打印可插可貼的精美標(biāo)簽。該系統(tǒng)具有省時、省力、省心、智 能、安全、耐用的特點(diǎn)。

便攜式卷煙標(biāo)簽打印系統(tǒng)簡化了客戶經(jīng)理維護(hù)標(biāo)簽的工作程序，節(jié)省了維護(hù)標(biāo)簽耗時，提高了客戶經(jīng)理拜訪工作效率，增強(qiáng)了客戶經(jīng)理“移動工作”能力，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)與營銷服務(wù)管理工作的深度融合。有效避免了印非所求以及價格調(diào)整、品名變更、品牌退市帶來的標(biāo)簽浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)簽印制的精益化管理。