彩碼技術(shù)在產(chǎn)品防偽追溯中的應(yīng)用研究

林 涌

（福建省標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用研究

林 涌

（福建省標(biāo)準(zhǔn)化研究院，福建 福州 350013）

文中通過對(duì)彩碼技術(shù)的分析與研究,結(jié)合J2EE的開發(fā)平臺(tái)，采用SSH框架和Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)的設(shè)計(jì)的思路，構(gòu)建基于彩碼技術(shù)的防偽追溯應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)，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(yīng)鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)作，確保消費(fèi)者獲取質(zhì)量可靠的產(chǎn)品是目前全社會(huì)共同討論的話題。隨著產(chǎn)品溯源理念的導(dǎo)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(biāo)識(shí)技術(shù)是其實(shí)現(xiàn)的重要工具。目前標(biāo)識(shí)的載體主要是一維條碼、二維條碼和RFID電子標(biāo)簽等，由于這些載體在承載信息容量、容錯(cuò)能力、安全性以及價(jià)格成本等方面存在問題，制約了它們?cè)谖锫?lián)網(wǎng)上的應(yīng)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(shí)別碼，它相對(duì)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(duì)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(shè)計(jì)基于J2EE的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)，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(tái)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的進(jìn)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(chǔ)之上，將黑、藍(lán)、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(fù)制、可擴(kuò)展以及價(jià)格成本低廉等特點(diǎn)。彩碼的安全性在于它是非開源的和在線認(rèn)證機(jī)制；唯一性在于彩碼的海量變換組合使每個(gè)產(chǎn)品只能有唯一的彩碼，該系統(tǒng)的彩碼發(fā)行服務(wù)器利用先進(jìn)的生成算法，確保產(chǎn)生的彩碼不會(huì)重復(fù)；獨(dú)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(fù)制性是指彩碼技術(shù)采用獨(dú)有的邏輯加密算法，保證其不可被破解和復(fù)制；可擴(kuò)展性是指彩碼在二維條碼的基礎(chǔ)上改進(jìn)了編碼方式，拓展了顏色信息，甚至可以在目前黑、藍(lán)、綠、紅4種色塊的基礎(chǔ)上，增加新的色塊來擴(kuò)展或引入復(fù)雜漸變色域擴(kuò)充彩碼承載的信息容量；另外彩碼在制作成本上也相對(duì)RFID電子標(biāo)簽低廉；當(dāng)然彩碼由于受時(shí)間或空間的影響，顏色退化或光照不足、不均等因素會(huì)產(chǎn)生色彩偏移現(xiàn)象,這些會(huì)在一定程度上增加彩碼識(shí)別的難度。不過彩碼的諸多優(yōu)點(diǎn)還是為其在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)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(shè)計(jì)

文中研究設(shè)計(jì)的彩碼防偽追溯應(yīng)用系統(tǒng)由彩碼注冊(cè)和發(fā)行服務(wù)器、防偽追溯服務(wù)器、彩碼注銷服務(wù)器、底層Oracle數(shù)據(jù)庫、手機(jī)等終端掃描設(shè)備及彩碼應(yīng)用管理系統(tǒng)等組成。通過以彩碼為編碼標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的監(jiān)督管理，從而推進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量管理，主要設(shè)計(jì)思路如下：

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

（2）由于產(chǎn)品信息記錄的完備性和準(zhǔn)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(wù)編碼，設(shè)計(jì)統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的信息錄入模板，方便用戶錄入，同時(shí)有利于信息和數(shù)據(jù)庫的管理。

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

例如產(chǎn)商、經(jīng)銷商、零售商、消費(fèi)者、監(jiān)管者必須按照各自權(quán)限范圍對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(yīng)用系統(tǒng)通過對(duì)產(chǎn)品整個(gè)供應(yīng)鏈進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)、物流、倉儲(chǔ)、銷售等環(huán)節(jié)的追溯和檢驗(yàn)，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(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)和批次以及產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證等相關(guān)信息通過彩碼注冊(cè)、發(fā)行服務(wù)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(duì)應(yīng)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(fù)使用的彩碼，并附在該產(chǎn)品上掃描入庫，出庫時(shí)掃描該彩碼同時(shí)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(cuò)能力，對(duì)圖形和色彩設(shè)計(jì)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(biāo)志等信息融合其中，形成視覺意義上比以往更優(yōu)越的識(shí)別方式和更廣泛的應(yīng)用空間。

（2）物流環(huán)節(jié)

圖2 彩碼在產(chǎn)品防偽追溯中應(yīng)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(shí)將貨運(yùn)單號(hào)、運(yùn)輸單位、運(yùn)輸車輛牌號(hào)、始發(fā)地、目的地、出發(fā)時(shí)間、GPS定位等物流信息保存到防偽追溯認(rèn)證服務(wù)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(jí)經(jīng)銷商接收產(chǎn)品時(shí)，通過掃描彩碼進(jìn)行驗(yàn)貨核對(duì)，防止串貨現(xiàn)象發(fā)生。零售商收貨時(shí)對(duì)該產(chǎn)品的彩碼進(jìn)行掃碼驗(yàn)貨確認(rèn)，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(wù)器對(duì)該產(chǎn)品的彩碼進(jìn)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(duì)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(jìn)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(huì)變得越來越復(fù)雜，通過手機(jī)攝像頭近距離聚焦也存在一定的困難，讀取條形碼會(huì)比較麻煩。而彩碼具有較高的容錯(cuò)能力，并允許圖形有一定的歧變，同時(shí)在四色取值上也有較大的范圍，因此能夠降低對(duì)識(shí)讀設(shè)備的要求。消費(fèi)者買到產(chǎn)品后，利用智能手機(jī)等終端掃描設(shè)備即可識(shí)讀彩碼，通過防偽追溯認(rèn)證服務(wù)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(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)分或舉報(bào)，并可據(jù)此作為申請(qǐng)售后服務(wù)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(shí)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(jī)等終端設(shè)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(gè)環(huán)節(jié)的詳細(xì)信息，并通過在線系統(tǒng)查詢進(jìn)行防偽追溯驗(yàn)證，從而最大程度上保護(hù)廣大消費(fèi)者和企業(yè)的合法權(quán)益。

3.3 架構(gòu)實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)采用SSH (Struts2+Spring+Hibemate)框架，運(yùn)用分層的思想和面向結(jié)構(gòu)的方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行編碼，主要包括表示層、業(yè)務(wù)層、持久層和數(shù)據(jù)庫層四個(gè)層級(jí)[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(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心，由產(chǎn)品生產(chǎn)信息、檢驗(yàn)信息、物流信息、銷售信息等數(shù)據(jù)庫平臺(tái)構(gòu)成。各業(yè)務(wù)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(shí)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(duì)實(shí)體類進(jìn)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫同步。

（3）業(yè)務(wù)層：該層為系統(tǒng)的業(yè)務(wù)核心部分，由頁面發(fā)送的請(qǐng)求通過Spring配置文件進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯判斷，并提供事務(wù)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(gè)部分，其中JSP頁面主要負(fù)責(zé)反饋請(qǐng)求的數(shù)據(jù)和響應(yīng)提交的動(dòng)作；StrutsForm的主要功能則是實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的網(wǎng)頁操作和數(shù)據(jù)交換。

4 結(jié)束語

文中通過對(duì)彩碼技術(shù)特點(diǎn)的分析與研究,使用J2EE面向?qū)ο蟮拈_發(fā)平臺(tái)，采用SSH框架和Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)的設(shè)計(jì)的思路，完成了對(duì)彩碼應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建和產(chǎn)品防偽追溯工作流程的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、物流、銷售整個(gè)供應(yīng)鏈的全過程跟蹤溯源，為加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管，促進(jìn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化研究院，高級(jí)工程師