林 涌

（福建省標準化研究院，福建 福州 350013）

彩碼技術(shù)在產(chǎn)品防偽追溯中的應用研究

林 涌

（福建省標準化研究院，福建 福州 350013）

文中通過對彩碼技術(shù)的分析與研究,結(jié)合J2EE的開發(fā)平臺，采用SSH框架和Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)的設計的思路，構(gòu)建基于彩碼技術(shù)的防偽追溯應用系統(tǒng)平臺，旨在為產(chǎn)品質(zhì)量安全保障提供新的思路和方法。

彩碼；防偽追溯；J2EE+SSH+Oracle

1 引言

如何監(jiān)控產(chǎn)品在供應鏈上各個環(huán)節(jié)的運作，確保消費者獲取質(zhì)量可靠的產(chǎn)品是目前全社會共同討論的話題。隨著產(chǎn)品溯源理念的導入，不少企業(yè)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了自身的追溯系統(tǒng)，而作為物聯(lián)網(wǎng)感知層的編碼標識技術(shù)是其實現(xiàn)的重要工具。目前標識的載體主要是一維條碼、二維條碼和RFID電子標簽等，由于這些載體在承載信息容量、容錯能力、安全性以及價格成本等方面存在問題，制約了它們在物聯(lián)網(wǎng)上的應用和發(fā)展[1]。彩碼技術(shù)正是為緩解這些瓶頸而發(fā)展起來的新型識別碼，它相對于二維條碼拓展了顏色信息使其具有較大的信息容量，相對于RFID它又具有低成本的優(yōu)勢。筆者利用彩碼技術(shù)作為編碼載體開發(fā)設計基于J2EE的物聯(lián)網(wǎng)應用平臺，采用SSH（Struts2+Spring+Hibernate）框架和Oracle數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，為產(chǎn)品質(zhì)量管理提供信息化保障平臺，推動物聯(lián)網(wǎng)應用的進一步發(fā)展。

2 彩碼技術(shù)

彩碼(Color Code)是在一維條碼和二維條碼基礎之上，將黑、藍、綠、紅4種顏色通過特有的特殊算法，構(gòu)建5×5、6×6、7×7等不同規(guī)格的彩色三維圖像矩陣碼，是全球第三代條碼技術(shù)的代表[2]，如圖1所示。彩碼本身不內(nèi)植信息，只是通過色塊編碼“指針”尋址與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相鏈接，從而獲取的相關(guān)信息。

圖 1 條碼技術(shù)發(fā)展歷程

與條形碼和二維條碼相比，彩碼具有更安全、唯一、不可復制、可擴展以及價格成本低廉等特點。彩碼的安全性在于它是非開源的和在線認證機制；唯一性在于彩碼的海量變換組合使每個產(chǎn)品只能有唯一的彩碼，該系統(tǒng)的彩碼發(fā)行服務器利用先進的生成算法，確保產(chǎn)生的彩碼不會重復；獨有的消碼技術(shù)保證已發(fā)行生成過的彩碼不可能被再次使用；不可復制性是指彩碼技術(shù)采用獨有的邏輯加密算法，保證其不可被破解和復制；可擴展性是指彩碼在二維條碼的基礎上改進了編碼方式，拓展了顏色信息，甚至可以在目前黑、藍、綠、紅4種色塊的基礎上，增加新的色塊來擴展或引入復雜漸變色域擴充彩碼承載的信息容量；另外彩碼在制作成本上也相對RFID電子標簽低廉；當然彩碼由于受時間或空間的影響，顏色退化或光照不足、不均等因素會產(chǎn)生色彩偏移現(xiàn)象,這些會在一定程度上增加彩碼識別的難度。不過彩碼的諸多優(yōu)點還是為其在物聯(lián)網(wǎng)上的應用提供了廣闊的前景和保障。

3 系統(tǒng)構(gòu)建

3.1 系統(tǒng)設計

文中研究設計的彩碼防偽追溯應用系統(tǒng)由彩碼注冊和發(fā)行服務器、防偽追溯服務器、彩碼注銷服務器、底層Oracle數(shù)據(jù)庫、手機等終端掃描設備及彩碼應用管理系統(tǒng)等組成。通過以彩碼為編碼標識，實現(xiàn)對產(chǎn)品供應鏈的監(jiān)督管理，從而推進產(chǎn)品的質(zhì)量管理，主要設計思路如下：

（1）基于J2EE開發(fā)平臺，采 用Struts2+Spring+Hibernate 技術(shù)框架建立具有前瞻性和可擴展性的標準系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

（2）由于產(chǎn)品信息記錄的完備性和準確性是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，因此必須規(guī)范數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一業(yè)務編碼，設計統(tǒng)一、標準的信息錄入模板，方便用戶錄入，同時有利于信息和數(shù)據(jù)庫的管理。

（3）安全方面運用權(quán)限管理模式，不同角色用戶根據(jù)權(quán)限范圍實現(xiàn)不同的操作功能。

例如產(chǎn)商、經(jīng)銷商、零售商、消費者、監(jiān)管者必須按照各自權(quán)限范圍對數(shù)據(jù)進行操作，不得越權(quán)管理。

3.2 工作流程

基于彩碼技術(shù)的產(chǎn)品防偽追溯應用系統(tǒng)通過對產(chǎn)品整個供應鏈進行動態(tài)監(jiān)控管理，實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)、物流、倉儲、銷售等環(huán)節(jié)的追溯和檢驗，工作流程如圖2所示。

（1）生產(chǎn)環(huán)節(jié)

生產(chǎn)商將產(chǎn)品的屬性如品牌、原材料來源、生產(chǎn)時間、標準和批次以及產(chǎn)品質(zhì)量認證等相關(guān)信息通過彩碼注冊、發(fā)行服務器記錄到產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)彩碼生成算法根據(jù)對應數(shù)據(jù)庫索引指針，為每件產(chǎn)品產(chǎn)生唯一的不可重復使用的彩碼，并附在該產(chǎn)品上掃描入庫，出庫時掃描該彩碼同時更新產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫信息。相比二維條碼技術(shù)，彩碼具有較高的容錯能力，對圖形和色彩設計的容忍范圍和創(chuàng)造的空間都更大，因此在產(chǎn)生的彩碼中可將生產(chǎn)商的形象及標志等信息融合其中，形成視覺意義上比以往更優(yōu)越的識別方式和更廣泛的應用空間。

（2）物流環(huán)節(jié)

圖2 彩碼在產(chǎn)品防偽追溯中應用的工作流程圖

總經(jīng)銷商掃描產(chǎn)品彩碼，經(jīng)數(shù)據(jù)庫索引指針更新產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中的庫存信息，同時將貨運單號、運輸單位、運輸車輛牌號、始發(fā)地、目的地、出發(fā)時間、GPS定位等物流信息保存到防偽追溯認證服務器中處理，并按索引指針更新到產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)掃碼信息將產(chǎn)品分揀配送。下一級經(jīng)銷商接收產(chǎn)品時，通過掃描彩碼進行驗貨核對，防止串貨現(xiàn)象發(fā)生。零售商收貨時對該產(chǎn)品的彩碼進行掃碼驗貨確認，防止二次串貨。

（3）銷售環(huán)節(jié)

零售商出售產(chǎn)品后通過彩碼注銷服務器對該產(chǎn)品的彩碼進行消碼處理，從而該彩碼不可再次使用，確保其終生唯一性。相對于一維、二維條碼和RFID等媒介，彩碼賦予產(chǎn)品唯一的“身份證”，更能杜絕假冒偽劣產(chǎn)品的出現(xiàn)。二維條碼把所有信息進行加密之后，全部放在二維條碼里，隨著信息量增加，二維條碼將會變得越來越復雜，通過手機攝像頭近距離聚焦也存在一定的困難，讀取條形碼會比較麻煩。而彩碼具有較高的容錯能力，并允許圖形有一定的歧變，同時在四色取值上也有較大的范圍，因此能夠降低對識讀設備的要求。消費者買到產(chǎn)品后，利用智能手機等終端掃描設備即可識讀彩碼，通過防偽追溯認證服務器提取數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)辨別真?zhèn)?，還可以利用產(chǎn)品彩碼在客戶端上對產(chǎn)品進行評分或舉報，并可據(jù)此作為申請售后服務的憑證。

（4）監(jiān)管環(huán)節(jié)

不同于傳統(tǒng)條碼和RFID，掃描彩碼時不必使用專業(yè)的掃描器，監(jiān)管部門和用戶都可通過手機等終端設備掃描彩碼監(jiān)視、管理、追溯調(diào)查產(chǎn)品。另外，彩碼比一維和二維條碼承載信息量都大，掃描彩碼即可了解到產(chǎn)品從生產(chǎn)、物流、銷售等各個環(huán)節(jié)的詳細信息，并通過在線系統(tǒng)查詢進行防偽追溯驗證，從而最大程度上保護廣大消費者和企業(yè)的合法權(quán)益。

3.3 架構(gòu)實現(xiàn)

該系統(tǒng)采用SSH (Struts2+Spring+Hibemate)框架，運用分層的思想和面向結(jié)構(gòu)的方式對系統(tǒng)進行編碼，主要包括表示層、業(yè)務層、持久層和數(shù)據(jù)庫層四個層級[3]。總體架構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 總體系統(tǒng)架構(gòu)圖

（1）數(shù)據(jù)庫層：整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心，由產(chǎn)品生產(chǎn)信息、檢驗信息、物流信息、銷售信息等數(shù)據(jù)庫平臺構(gòu)成。各業(yè)務數(shù)據(jù)庫均采用統(tǒng)一的編碼體系、共享數(shù)據(jù)字典，構(gòu)建同步、完整的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的無縫集成。

（2）持久層：采用持久化方法，對實體類進行查詢、保存、刪除、修改等操作，并將相關(guān)內(nèi)容配置到Spring中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫同步。

（3）業(yè)務層：該層為系統(tǒng)的業(yè)務核心部分，由頁面發(fā)送的請求通過Spring配置文件進行業(yè)務邏輯判斷，并提供事務處理、緩沖池等容器組件以提升系統(tǒng)性能和保證數(shù)據(jù)的完整性。

（4）表示層：主要包括JSP頁面和StrutsForm兩個部分，其中JSP頁面主要負責反饋請求的數(shù)據(jù)和響應提交的動作；StrutsForm的主要功能則是實現(xiàn)相應的網(wǎng)頁操作和數(shù)據(jù)交換。

4 結(jié)束語

文中通過對彩碼技術(shù)特點的分析與研究,使用J2EE面向?qū)ο蟮拈_發(fā)平臺，采用SSH框架和Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)的設計的思路，完成了對彩碼應用系統(tǒng)的構(gòu)建和產(chǎn)品防偽追溯工作流程的設計，實現(xiàn)了對產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、物流、銷售整個供應鏈的全過程跟蹤溯源，為加強產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管，促進產(chǎn)品安全保障體系的完善提供了新的思路和方法。

[1]張毅群,劉琦,張鵬,黃清龍. 基于新型彩碼的商品溯源及防偽應用研究[A].科技傳播,2014(11):188.

[2]胡安安,黃麗華,何燕萌,等. 聚焦三維碼技術(shù)及其商業(yè)模式[J].上海信息化,2011(9):34-39.

[3]趙洋,張麗,王恩東,等.基Struts, Hibernate和Spring的J2EE架構(gòu)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2009(2):107-110.

Application of Color Code Technology in Product Anti-counterfeiting Tracing

LIN Yong
( Fujian Institute of Standardization, Fuzhou 350013, Fujian, China)

In this paper, through the analysis and study of the color code technology with the J2EE development platform and the SSH framework and Oracle database technology, the anti-counterfeiting trace platform application system is built that based on the technology of color code in order to provide the new ideas and methods for the product quality and safety.

Color code; Anti-counterfeiting tracing; J2EE+SSH+Oracle

2017-07-06

林 涌，男，福建省標準化研究院，高級工程師