韓國(guó)程 程雁飛 李世國(guó) 陳廣學(xué)

摘 要：文中簡(jiǎn)要分析了國(guó)內(nèi)外主流防偽溯源技術(shù)及存在的不足，提出一種基于點(diǎn)陣編碼的商品防偽溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由點(diǎn)陣數(shù)碼筆和商品溯源服務(wù)器組成。文中重點(diǎn)闡述了該商品防偽溯源查詢(xún)系統(tǒng)的主要工作流程及其防偽溯源原理。該系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅操作簡(jiǎn)單，更優(yōu)化了用戶(hù)體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：防偽;溯源;點(diǎn)陣編碼;點(diǎn)陣數(shù)碼筆

中圖分類(lèi)號(hào)：TP271文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302（2019）01-0-03

0 引 言

目前信息化高速發(fā)展，流通商品的服務(wù)商通常采用信息化手段使消費(fèi)者可對(duì)商品進(jìn)行防偽驗(yàn)證、溯源等操作。例如，商品生產(chǎn)商可提供唯一的識(shí)別碼，該識(shí)別碼與商品一一對(duì)應(yīng)，消費(fèi)者可通過(guò)電話(huà)、手機(jī)短信、互聯(lián)網(wǎng)等渠道查詢(xún)識(shí)別碼獲取商品信息。在相關(guān)技術(shù)中，用戶(hù)查詢(xún)商品信息時(shí)，需要登錄相應(yīng)的商品網(wǎng)站或撥打廠(chǎng)商電話(huà)，根據(jù)網(wǎng)站或語(yǔ)音提示，將商品識(shí)別碼輸入到預(yù)設(shè)查詢(xún)位置，從而查詢(xún)商品信息。在此過(guò)程中，需要用戶(hù)進(jìn)行繁瑣的操作，并且需要記憶商品的識(shí)別碼才能查詢(xún)到商品信息，大大降低了用戶(hù)查詢(xún)商品信息的用戶(hù)體驗(yàn)。因此，本文旨在提供一種商品防偽溯源系統(tǒng)，無(wú)需用戶(hù)登錄相應(yīng)商品網(wǎng)站或撥打產(chǎn)品廠(chǎng)商的電話(huà)，并且無(wú)需記憶商品的識(shí)別碼，就可查詢(xún)到商品信息，從而提高查詢(xún)商品信息的用戶(hù)體驗(yàn)。

1 國(guó)內(nèi)外主流防偽溯源技術(shù)及存在的不足

國(guó)內(nèi)外主流防偽溯源技術(shù)包括激光全息防偽溯源技術(shù)[1]、油墨防偽溯源技術(shù)[2]、雕刻凹版印刷防偽溯源技術(shù)[3]、電碼防偽溯源技術(shù)[4]以及RFID射頻防偽溯源技術(shù)[5]等，這些技術(shù)均能在一定程度上實(shí)現(xiàn)商品的防偽溯源，但存在的弊端也限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

激光全息防偽溯源技術(shù)雖然成本不高、容易識(shí)別，能被回收再利用，但其技術(shù)含量較低且不具備唯一性，容易被其他商家仿造。

油墨防偽溯源技術(shù)雖然可以利用多種功能型油墨達(dá)到防偽溯源效果，但隨著油墨廠(chǎng)家增多，該技術(shù)也越來(lái)越容易被仿制，不具備獨(dú)占性[6-7]。

RFID射頻防偽溯源技術(shù)的唯一性較高，難以被仿制，但其價(jià)格昂貴，占據(jù)的市場(chǎng)份額較小，不利于消費(fèi)者直接檢驗(yàn)產(chǎn)品的真?zhèn)巍?/p>

雕刻凹版印刷防偽溯源技術(shù)的技術(shù)含量很高，難以被仿制，容易被消費(fèi)者識(shí)別，但目前主要應(yīng)用于貨幣的防偽，受到各國(guó)的監(jiān)督和管理，限制了其推廣應(yīng)用[8-9]。

電碼防偽溯源技術(shù)的技術(shù)含量并不高，本身存在著易被盜碼、抄碼進(jìn)行批量復(fù)制的嚴(yán)重技術(shù)缺陷[10]，而且還需要電話(huà)查詢(xún)，辨別真?zhèn)蔚倪^(guò)程十分繁瑣。

為了改善現(xiàn)有防偽溯源技術(shù)中的漏洞或不足，本文采用一種全新的防偽溯源技術(shù)：點(diǎn)陣編碼，這是一種二維碼圖，可印刷到商品包裝的表面，并通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行拍攝識(shí)別判斷真假[11]。組成點(diǎn)陣編碼的基本元素是點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，所有的點(diǎn)都由像素構(gòu)成[12]。點(diǎn)陣編碼通過(guò)點(diǎn)的有無(wú)、點(diǎn)在不同象限的分布、點(diǎn)的相互位置關(guān)系等表征形式，組成不同值域的單元[13]。在每個(gè)點(diǎn)包含相同信息的條件下，面積越大的單個(gè)碼區(qū)所能承載的信息量就越大[14]。由于點(diǎn)陣編碼由直徑為數(shù)十微米的點(diǎn)構(gòu)成，每平方厘米面積上可分布上千個(gè)點(diǎn)，因此能夠在較小面積上包含大量信息[15]。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

防偽溯源系統(tǒng)主要由點(diǎn)陣數(shù)碼筆和商品溯源服務(wù)器兩部分構(gòu)成，可通信連接。其中，商品溯源服務(wù)器預(yù)先存儲(chǔ)各商品的商品編碼和對(duì)應(yīng)的商品信息，如圖1所示。

2.1 點(diǎn)陣數(shù)碼筆

點(diǎn)陣數(shù)碼筆用于獲取商品包裝上的點(diǎn)陣編碼，根據(jù)獲取到的點(diǎn)陣編碼從商品溯源服務(wù)器中獲取對(duì)應(yīng)的商品信息，并展示所獲取的商品信息。點(diǎn)陣數(shù)碼筆主要包括點(diǎn)陣數(shù)碼獲取模塊、處理模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊、顯示模塊、二次電池、存儲(chǔ)模塊等，如圖2所示。

2.1.1 點(diǎn)陣編碼獲取模塊

點(diǎn)陣編碼獲取模塊用于獲取商品包裝上的點(diǎn)陣編碼，并將獲取到的點(diǎn)陣編碼發(fā)送到處理模塊。該模塊包括筆芯和紅外攝像頭，其中筆芯為壓力傳感器。

2.1.2 處理模塊

處理模塊是點(diǎn)陣數(shù)碼筆的核心，多采用微處理器、微控制器或單片機(jī)，主要負(fù)責(zé)商品信息的收集與處理，與點(diǎn)陣編碼獲取模塊、顯示模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊相連接，用于對(duì)獲取到的點(diǎn)陣編碼進(jìn)行解碼處理，得到點(diǎn)陣編碼對(duì)應(yīng)的商品編碼。根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的點(diǎn)陣數(shù)碼筆的標(biāo)識(shí)和得到的商品編碼生成商品信息獲取請(qǐng)求，當(dāng)接收到商品溯源服務(wù)器返回的商品信息時(shí)，將商品溯源服務(wù)器返回的商品信息通過(guò)顯示模塊顯示。

2.1.3 無(wú)線(xiàn)通信模塊

無(wú)線(xiàn)通信模塊由無(wú)線(xiàn)傳輸單元組成，無(wú)線(xiàn)傳輸單元包括移動(dòng)通信基帶處理芯片、移動(dòng)通信射頻芯片和移動(dòng)通信天線(xiàn)，如圖3所示。

移動(dòng)通信基帶處理芯片用于對(duì)商品信息獲取請(qǐng)求進(jìn)行調(diào)制處理，再將商品信息獲取請(qǐng)求發(fā)送至移動(dòng)通信射頻芯片。移動(dòng)通信射頻芯片則對(duì)商品信息獲取請(qǐng)求，通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線(xiàn)發(fā)送到商品溯源服務(wù)器，并接收返回的商品信息。

當(dāng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆無(wú)法與商品溯源服務(wù)器通信時(shí)，為了使用戶(hù)能及時(shí)獲取商品信息，應(yīng)設(shè)立備用無(wú)線(xiàn)傳輸單元。備用無(wú)線(xiàn)傳輸單元主要包括衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶處理芯片、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)射頻芯片和衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線(xiàn)。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基帶處理芯片用于對(duì)商品信息獲取請(qǐng)求進(jìn)行調(diào)制處理，將商品信息獲取請(qǐng)求發(fā)送給衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)射頻芯片。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)射頻芯片獲取請(qǐng)求，通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線(xiàn)發(fā)送到商品溯源服務(wù)器，并接收返回的商品信息。當(dāng)然，為了使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不被國(guó)外機(jī)構(gòu)獲取，且保證傳輸數(shù)據(jù)的安全性，優(yōu)先采用BDS基帶處理芯片與BDS射頻芯片。

通過(guò)設(shè)置備用無(wú)線(xiàn)傳輸單元，可通過(guò)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)向商品溯源服務(wù)器發(fā)送商品信息獲取請(qǐng)求，使用戶(hù)及時(shí)獲取商品信息，保證獲取商品信息的時(shí)效性，進(jìn)一步提高用戶(hù)體驗(yàn)。

2.1.4 二次電池

點(diǎn)陣數(shù)碼筆通過(guò)預(yù)設(shè)的電池供電進(jìn)行工作，電池沒(méi)電后，需要用戶(hù)更換電池才能使點(diǎn)陣數(shù)碼筆重新工作。而更換電池的操作較為繁瑣，為了使點(diǎn)陣數(shù)碼筆能反復(fù)使用且無(wú)需更換電池，需要在點(diǎn)陣數(shù)碼筆中加入二次電池。設(shè)置二次電池作為點(diǎn)陣數(shù)碼筆的電源，在點(diǎn)陣數(shù)碼筆電池電量耗盡時(shí)對(duì)二次電池進(jìn)行充電，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)需更換電池就能反復(fù)使用的目標(biāo)。

2.1.5 存儲(chǔ)模塊和顯示模塊

存儲(chǔ)模塊用于對(duì)處理模塊解碼點(diǎn)陣編碼后得到的商品編碼進(jìn)行存儲(chǔ)，可使用任何閃存式存儲(chǔ)器等可擦寫(xiě)可編程的只讀存儲(chǔ)器。顯示模塊用于展示商品信息，可使用現(xiàn)有的任何液晶屏對(duì)商品信息進(jìn)行顯示。

2.2 商品溯源服務(wù)器

商品溯源服務(wù)器用于向點(diǎn)陣數(shù)碼筆返回點(diǎn)陣編碼對(duì)應(yīng)的商品信息，在存儲(chǔ)商品的商品編碼和對(duì)應(yīng)的商品信息時(shí)，首先獲取某種商品在生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、銷(xiāo)售、流通等全生命周期的信息，然后按照預(yù)先設(shè)定的編碼規(guī)則，生成該商品的商品編碼，再將獲取到的該商品信息和商品編碼進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到該商品的商品信息，最后將得到的商品信息存儲(chǔ)到商品溯源服務(wù)器中。其中，商品溯源服務(wù)器所獲取的商品信息通過(guò)技術(shù)人員采集。獲取商品信息的過(guò)程如下：

（1）在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員采集生產(chǎn)該商品的數(shù)據(jù)，包括商品的產(chǎn)地、生產(chǎn)時(shí)間、生產(chǎn)線(xiàn)等信息;

（2）在入庫(kù)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員采集該商品的入庫(kù)時(shí)間、倉(cāng)庫(kù)號(hào)等信息;

（3）在出庫(kù)環(huán)節(jié)，技術(shù)人員采集該商品的目的地、客戶(hù)或門(mén)店等信息;

（4）在銷(xiāo)售環(huán)節(jié)，技術(shù)人員采集該商品的銷(xiāo)售代理商、銷(xiāo)售地等信息。

為了向點(diǎn)陣數(shù)碼筆返回商品信息，溯源服務(wù)器還包括商品信息數(shù)據(jù)庫(kù)和指令處理模塊。

2.2.1 商品信息數(shù)據(jù)庫(kù)

商品信息數(shù)據(jù)庫(kù)是商品溯源服務(wù)器的信息存儲(chǔ)中心，存儲(chǔ)著各種商品的商品編碼和對(duì)應(yīng)的商品信息。點(diǎn)陣數(shù)碼筆掃描商品編碼后發(fā)出商品信息獲取請(qǐng)求，經(jīng)商品信息數(shù)據(jù)庫(kù)分析信息獲取請(qǐng)求后，通過(guò)顯示模塊展示該商品的信息。

2.2.2 指令處理模塊

指令處理模塊用于獲取點(diǎn)陣數(shù)碼筆發(fā)出的信息獲取請(qǐng)求，并根據(jù)商品信息獲取請(qǐng)求中攜帶的商品編碼從商品信息數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)出商品編碼對(duì)應(yīng)的商品信息，將商品編碼對(duì)應(yīng)的商品信息返回給點(diǎn)陣數(shù)碼筆。

3 系統(tǒng)基本原理

為了對(duì)點(diǎn)陣數(shù)碼筆的身份進(jìn)行驗(yàn)證，商品溯源服務(wù)器預(yù)先存儲(chǔ)點(diǎn)陣數(shù)碼筆的注冊(cè)信息，在初次啟動(dòng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆后，根據(jù)廠(chǎng)商預(yù)先分配給點(diǎn)陣數(shù)碼筆的標(biāo)識(shí)，生成點(diǎn)陣數(shù)碼筆的注冊(cè)信息，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式，將生成的注冊(cè)信息發(fā)送到商品溯源服務(wù)器進(jìn)行注冊(cè)。注冊(cè)流程如下：

（1）商品溯源服務(wù)器接收點(diǎn)陣數(shù)碼筆發(fā)送的注冊(cè)信息;

（2）商品溯源服務(wù)器存儲(chǔ)獲取的點(diǎn)陣數(shù)碼筆的注冊(cè)信息，對(duì)發(fā)送注冊(cè)信息的點(diǎn)陣數(shù)碼筆進(jìn)行注冊(cè)。

商品溯源服務(wù)器在獲取到點(diǎn)陣數(shù)碼筆的商品信息獲取請(qǐng)求后，通過(guò)商品信息獲取請(qǐng)求中記錄的點(diǎn)陣數(shù)碼筆的標(biāo)識(shí)對(duì)點(diǎn)陣數(shù)碼筆的身份進(jìn)行驗(yàn)證，并只有當(dāng)點(diǎn)陣數(shù)碼筆的標(biāo)識(shí)在預(yù)先存儲(chǔ)的點(diǎn)陣數(shù)碼筆的注冊(cè)信息中時(shí)，才從商品信息數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢(xún)商品信息并返回給發(fā)出請(qǐng)求的點(diǎn)陣數(shù)碼筆，使得只有使用正規(guī)廠(chǎng)商生產(chǎn)的點(diǎn)陣數(shù)碼筆才能查詢(xún)到商品信息。因此人們應(yīng)購(gòu)買(mǎi)正規(guī)廠(chǎng)商生產(chǎn)的點(diǎn)陣數(shù)碼筆，從而大大限制了山寨廠(chǎng)商所生產(chǎn)的點(diǎn)陣數(shù)碼筆的銷(xiāo)量，保證正規(guī)廠(chǎng)商的利益。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了基于點(diǎn)陣編碼的商品防偽溯源系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要由點(diǎn)陣數(shù)碼筆和商品溯源服務(wù)器組成。用戶(hù)在獲取某個(gè)商品的信息時(shí)，只需通過(guò)點(diǎn)陣數(shù)碼筆獲取商品包裝上的點(diǎn)陣編碼，點(diǎn)陣數(shù)碼筆根據(jù)獲取到的點(diǎn)陣編碼，從商品服務(wù)器中獲取對(duì)應(yīng)的商品信息并展示給用戶(hù)，就可了解到商品的詳細(xì)信息。與現(xiàn)有需要用戶(hù)登錄商品網(wǎng)站或撥打商品廠(chǎng)商電話(huà)且需要記憶商品的識(shí)別碼才能查詢(xún)商品的技術(shù)相比，此系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，優(yōu)化了用戶(hù)查詢(xún)商品信息的體驗(yàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

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