专利名称：基于二维码的低成本产品安全追溯系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种产品的安全追溯方法，具体来说涉及一种基于二维码的产品安全追溯系统及其方法。
背景技术：
近年来，随着人民生活水平不断提高，环保意识、健康意识不断增强，人们对产品的质量、来源与安全等问题的关注度越来越高。尤其是食品安全问题已经成为人们普遍关注的热点。以农产品为例，当消费者购买农产品时，越来越希望对农产品的原产地、出产时间、流通信息等有充分的了解，以确保自身购买的农产品是安全可靠的。因此，不管是消费者还是质监局等有关部门，都希望能对产品的质量安全通过某种方法进行快速地识别和鉴定。但在目前流通渠道中，当质监局等有关部门发现农产品出现质量安全问题时，难以准确、快速地追溯农产品的来源与流通去向，而只能根据人工的方式得出粗略判断，不能准确、快速地得到流通信息、追溯产品来源、缩小农产品安全问题事故的影响范围，难以有效保护消费者权益。目前，市面上用于产品追溯的方法，大多依赖于网络与数据库进行监控，在没有数据库或者不便连网络的地方，将会对监控造成限制。产品的流通过程复杂，常常会面临分拆等情况，造成实时监控难度大，同时要依赖于网络与数据库监控流通环节，将会增大整个系统的规模与成本，增加实施的难度。对产品的追溯，需要采用相应的载体记录相关的信息，目前用于产品追溯的载体一般包括、一维码、二维码、RFID等。一维码仅能用于标识商品，不能用于描述商品，所能记录的信息有限，对网络和数据库的依赖性较大，其应用具有很大的局限性。RFID由于其成本相对高昂，存在安全性缺陷，其应用领域受到了限制。面对低成本领域，如农产品，RFID的成本可能比单位农产品本身的成本要高，使得应用得不到普及。相比之下，二维码具有如下优点I.信息容量大，可以把图片、声音、文字、指纹等可以数字化的信息进行编码并表示出来，其容量可以是一维码的数十倍。2.保密性强、抗损和纠错能力强，可有效记录大量信息，作为产品流通等信息的有效载体。通过引入加密措施，具有保密性、防伪性好。3.成本低廉，通过二维码读写终端可简单方便的将二维码打印到产品外包装或者销售单上。4.可靠性高。它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。目前二维码已经普遍应用在防伪领域，如产品、票据等的防伪标识上，但尚未有作为低成本产品的安全追溯技术使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于二维码的产品安全追溯系统及其方法，本方法能够实现安全、有效地对产品进行安全追溯，同时在二维码中记录产品的生产和流通过程中的各个相关信息，适用于低成本的产品生产和流通领域，同时克服了在产品流通过程中分拆分销情况下难以实现追溯的问题。本发明的目的可通过以下的技术措施来实现一种基于二维码的产品安全追溯系统，包括二维码读写设备；其特征是所述二维码读写设备包括信息输入模块，二维码生成模块、用于读取二维码信息的模块、二维码识别软件、对产品信息进行逻辑判断或生成加密验证码的加密验证模块和打印二维码的二维码输出功能模块；其中，所述信息输入模块用于将产品信息或者流通过程的中间信息输入二维码读与设备中；所述二维码生成模块用于根据所输入的产品信息生成特定产品的二维码；所述加密验证模块根据所述二维码加密算法计算生成特定产品的加密验证码，或者根据验证算法验证二维码读写设备所读取的二维码信息中的加密验证码；所述二维码输出功能模块用于将该二维码信息打印出来，附在产品包装上，以便分销商通过二维码读写设备读取、检验该二维码信息以及添加中间信息；或者消费者通过用户终端读取所述的二维码信息，以获取二维码中的产品信息。本发明所述二维码上记载的产品信息可以包括供应商信息、产品原产地信息、产品批号以及产品本身的信息，如产品的名称、重量、出产时间等，更详细的二维码产品信息还可以包括同批号产品总量等信息。本发明所述的中间信息包括产品在分销过程中涉及的分销商信息及相关的分销信息，分销商信息可以包括分销商名称、地址等，分销信息则可以包括分销的时间和数量
坐寸ο本发明可以做以下改进增设产品数据库服务器及访问端口，该产品数据库服务器用于记录并保存不同批号产品的详细信息；访问端口用于与产品相关的人员访问产品数据库服务器，以便获取指定产品批号的产品的详细信息，用于通过二维码读写设备输出产品的二维码信息，或者追踪了解指定产品批号的产品的详细情况。本发明所述的访问端口可以是Web服务器、移动短信端口服务器、语音通讯服务器中的任意一种或者二种、或者三种的组合，实际上，只要是技术上可以实施的任意一种访问端口均可。以便消费者或中间流通商、加工商、质监部门等与产品相关的人员可以通过 Internet访问Web服务器，或者通过移动终端如手机、PDA等向短信端口服务器，或者通过固话向语音通信服务器提交产品批号，以便从数据库服务器中得到详细的信息。本发明产品数据库服务器中所记录并储存的不同批次产品的详细信息可以包括产品生产过程的各种信息，包括产品的基本信息如产品本身的信息、供应商信息、出产人、 出产地等信息，还可以包括禽畜类产品的父母品系、出生日期、用料情况、用药情况、疫苗使用情况、出栏日期等记录；蔬菜水果类产品可包括品种、采摘时间、用药情况、肥料使用情况、土质情况等记录。所述产品的详细信息可以根据不同类型的产品以及不同监控标准的情况具体确定，但数据库中至少应该存储有产品的基本信息。
本发明产品数据库服务器可以由产品供应商自行建立，也可以由行业或者政府主
管部门建立。一种基于二维码的产品安全追溯方法，其特征在于包括以下步骤(I)供应商通过二维码读写设备将包含加密验证码和具体批号的产品信息的二维码打印在产品或其包装上，再将产品供应给分销商，同时将加密验证码授权给分销商；(2)分销商从供应商处获得产品及加密验证码授权后，使用二维码读写设备读出所获得的产品的二维码中的产品信息，并通过加密验证模块检查当前二维码的合法性，如果不合法则报错，停止分销；如果合法，则进入下一步；(3)分销商通过二维码读写设备将本次分销的中间信息加入当前二维码的产品信息之后，再生成新的加密验证码，并加入当前二维码中，再将新的二维码打印到产品或其包装上，进入下一步；(4)若存在下一级分销，则重复步骤(2)，但是从上一级分销商处获得产品；否则， 进入下一步；(5)产品进入消费市场，消费者通过用户终端查阅产品上的二维码以获得产品信
肩、O本发明步骤(I)中，供应商可以直接通过信息输入模块将产品信息输入二维码读写设备中，也可以建立产品数据库服务器和访问端口，用二维码读写设备通过访问端口访问产品数据库，以获得具体批号的产品信息，再由二维码生成模块将该产品信息生成二维码。为了使消费者或分销商、加工商、质监部门等与产品相关的人员能够追踪产品的详细情况，本发明还可以利用用户终端通过各种通讯途径向访问端口发送产品二维码中包含的产品批号给产品数据库服务器，如通过电脑和Internet网访问产品数据库，或通过移动终端向访问端口为短信端口服务器发送二维码中包含的产品批号短信，或者通过固话访问语音通讯服务器给产品数据库服务器输入产品批号，所述产品数据库服务器根据所述产品批号查出所对应的产品的详细信息。所述步骤⑴和(3)中的加密验证码是根据当前二维码中的产品信息内容采用加密算法计算生成的。所述步骤(2)中并检查当前二维码的合法性的过程为所述分销商使用二维码读写设备读取二维码信息，所述二维码读写设备根据内部加密验证算法对当前二维码中的加密验证码和产品信息进行验证，如果加密验证算法等式成立，则说明该二维码合法，否则，该二维码不合法。所述二维码读写设备内部加密验证算法公式为F1 (产品信息，终端信息)= F2(加密验证码)，其中，Fl为加密算法，2为验证算法；所述加密算法和验证算法均内置于所述二维码读写设备内部，并由上级分销商或者供应商分配给下级分销商；所述终端信息包括所述二维码读写设备的配置情况、生产厂家、终端应用地点和分发号码。所述步骤(3)中的打印新的二维码之前还进行产品信息逻辑判断的过程将产品信息中记录的内容与实际产品的特征作对比，如果不一致，则报错，并停止分销。本发明对比现有技术，有如下优点本发明可以适用于低成本的产品生产和流通领域，对一些低价值的产品对象，例如蔬菜、水果等以简单、有效、安全地方式对进行产品安
6全追溯。以低成本、高效、简单的方式解决了在产品流通过程中产品在面临分拆情况时难以追溯的问题，实现对产品质量安全的有效监督。
图I是本发明的基于二维码的产品安全追溯系统的组成模型示意图；图2是本发明的基于二维码的产品安全追溯方法的流程图；图3是本发明的基于二维码的产品安全追溯方法的应用示意图；图4为本发明的猪肉流通应用实例图；图5为本发明的水果流通应用实例图；图6为本发明的蔬菜流通应用实例图。
具体实施例方式图I至图3示出了本发明的基于二维码的产品安全追溯系统及其方法的系统结构以及流程示意，本系统包括如下部分I. 二维码读写设备二维码读写设备可以是带摄像头、打印机、键盘、液晶屏等的手持一体机或者是在手持PDA或嵌入式系统设备上，附加摄像头、打印机等输入/输出设备。具体来说包括信息输入模块，二维码生成模块、用于读取二维码信息的模块、二维码识别软件、对产品信息进行逻辑判断或生成加密验证码的加密验证模块和打印二维码的二维码输出功能模块；其中，信息输入模块用于将产品信息或者流通过程的中间信息输入二维码读写设备中；二维码生成模块用于根据所输入的产品信息生成特定产品的二维码；产品信息可以包括供应商信息、产品原产地信息、产品批号以及产品本身的信息，如产品的名称、重量、 出产时间等，更详细的二维码产品信息还可以包括同批号产品总量等信息。目前二维码体系有几百种，常用的也有几十种，列入国家标准、国际标准的主要有QRCode、PDF417、汉信码等，本系统可采用现有的二维码生成软件，生成不同的二维码。加密验证模块根据二维码加密算法计算生成特定产品的加密验证码，或者根据验证算法验证二维码读写设备所读取的二维码信息中的加密验证码。加密验证模块用于在商品流通过程中，防止仿造、假冒行为，包括加密算法和验证算法，其中的加密算法用于根据产品信息生成相应的加密验证码，而验证算法则根据产品信息反向验证加密验证码的合法性，其实就是验证产品信息和加密验证码之间的换算关系是否正确的过程。采用如下公式形式 Fl (产品信息，终端信息)=F2 (加密验证码)。对于获得了二维码读写设备的分销商，该加密验证算法则内置在该二维码读写设备中。使用时，读取二维码图像并识别出其中的信息，通过加密验证算法对二维码中的信息进行验证比对，确定该二维码的合法性，在来源二维码合法的情况下，再追加本次分销的中间信息，同时生成新的加密验证码，并打印出新的二维码。该二维码读写设备可以离线使用，也可以连接在计算机上作为外设使用。二维码输出功能模块用于将该二维码信息打印出来，附在产品包装上，以便分销商通过二维码读写设备读取、检验该二维码信息以及添加中间信息；或者消费者通过用户终端读取的二维码信息，以获取二维码中的产品信息。中间信息包括产品在分销过程中涉及的分销商信息及相关的分销信息，分销商信息可以包括分销商名称、地址等，分销信息则可以包括分销的时间和数量等。2.产品数据库服务器产品数据库服务器用于记录并保存不同批号产品的详细信息。产品数据库服务器中所记录并储存的不同批次产品的详细信息可以包括产品生产过程的各种信息，包括产品的基本信息如产品本身的信息、供应商信息、出产人、出产地等信息，还可以包括禽畜类产品的父母品系、出生日期、用料情况、用药情况、疫苗使用情况、出栏日期等记录；蔬菜水果类产品可包括品种、采摘时间、用药情况、肥料使用情况、土质情况等记录。产品的详细信息可以根据不同类型的产品以及不同监控标准的情况具体确定，但数据库中至少应该存储有广品的基本 目息。该服务器包括产品生产过程的各种产品信息，通过这些产品信息，产品的最终用户可以了解产品生产过程的重要过程与资料。产品数据库服务器可以由产品供应商自行建立，也可以由行业或者政府主管部门建立。3.访问端口访问端口用于与产品相关的人员访问产品数据库服务器，以便获取指定产品批号的产品的详细信息，用于通过二维码读写设备输出产品的二维码信息，或者追踪了解指定产品批号的产品的详细情况。访问端口可以是Web服务器、移动短信端口服务器、语音通讯服务器中的任意一种或者二种、或者三种的组合，实际上，只要是技术上可以实施的任意一种访问端口均可。 以便消费者或中间流通商、加工商、质监部门等与产品相关的人员可以通过Internet访问 Web服务器，或者通过移动终端如手机、PDA等向短信端口服务器，或者通过固话向语音通信服务器提交产品批号，以便从数据库服务器中得到详细的信息。基于二维码的产品安全追溯方法过程中还包括在任何一步过程中，通过Internet访问Web服务器，或者通过移动终端向短信端口服务器发送短信，或者通过固话向语音通讯服务器提交产品二维码中包含的产品批号，由产品数据库中根据该产品批号调出与产品批号对应的产品信息，通过该信息了解产品生产过程的重要过程与资料。供应商自行配置Web服务器和移动短信端口服务器，如果最终用户或中间分销商、加工商、质监部门等想了解记录存储在数据库服务器的产品生产过程信息，可以通过 Internet访问Web服务器或通过移动终端(手机)向移动短信端口服务器提交产品批号并发送到数据库服务器，数据库服务器再将相应产品的其他详细的信息返回给用户，以便用户查询核对。4.用户终端用户终端设备上配备有摄像头，同时安装相应的二维码识别软件，可以对产品的二维码进行扫描识别，得到二维码中的产品信息包括从流通开始点到终点的所有经历过程、日期等，用户还可以通过Internet或短信服务得到更详细的生产过程数据(Internet 用户通过Web服务器、手机用户通过移动短信端口服务器从数据库服务器查到)。用户终端设备为手机或者PDA等。步骤一供应商通过二维码读写设备将包含加密验证码和具体批号的产品信息的二维码打印在产品或其包装上，再将产品供应给分销商，同时将加密验证码授权给分销商供应商在产品外包装或者出厂单上打印包含有产品信息和加密验证码的二维码。 供应商同时配置供其产品专用的二维码读写设备，由供应商分配给各个分销商。这里使用的二维码的码制可以是各种公开标准，例如FOF417、汉信码、GM码、CM码、Datamatrix码或者QR码，但不限于上述类型。其中的加密验证码通过加密算法加入产品信息计算生成，加密算法可以保证只有有效的分销商才可以在产品拆分时产生新的二维码，或者称为二维码图形。加密验证码是根据当前二维码中的产品信息内容采用加密算法计算生成的。供应商可以直接通过信息输入模块将产品信息输入二维码读写设备中，也可以建立产品数据库服务器和访问端口，用二维码读写设备通过访问端口访问产品数据库，以获得具体批号的产品信息，再由二维码生成模块将该产品信息生成二维码。步骤二 分销商从供应商处获得产品及加密验证码授权后，使用二维码读写设备读出所获得的产品的二维码中的产品信息，并通过加密验证模块检查当前二维码的合法性，如果不合法则报错，停止分销；如果合法，则进入下一步分销商从供应商处获得产品后，用二维码读写设备读出当前产品二维码信息，根据内置的加密验证算法验证该二维码内容的合法性，不合法则报错。如果合法则证明产品的来源正确。二维码读写设备包括以下功能读取二维码信息、检验加密验证码合法性、添加信息、产品信息逻辑判断功能、生成加密验证码、打印二维码的功能；这些二维码读写设备可以是带摄像头、打印机、键盘、液晶屏等的手持一体机或者是在手持PDA或嵌入式系统设备上，附加摄像头、打印机等输入/输出设备。加密验证的过程如下分销商使用二维码读写设备读取二维码信息，二维码读写设备根据内部加密验证算法对当前二维码中的加密验证码和产品信息进行验证，如果加密验证算法等式成立，则说明该二维码合法，否则，该二维码不合法。二维码设备内部加密验证算法公式为F1 (产品信息,终端信息)=F2 (加密验证码)，其中,Fl为加密算法,2为验证算法；加密算法和验证算法均内置于二维码读写设备内部，并由上级分销商或者供应商分配给下级分销商；终端信息包括二维码读写设备的配置情况、生产厂家、终端应用地点和分发号码。步骤三分销商通过二维码读写设备将本次分销的中间信息加入当前二维码的产品信息之后，再生成新的加密验证码，并加入当前二维码中，再将新的二维码打印到产品或其包装上，进入下一步二维码验证成功后，分销商进行下一步分销将包含分销商信息、分销产品信息的中间信息加到原二维码的产品信息后，并进行产品信息的逻辑判断，同时生成新的加密验证码，并重新打印新的二维码到对应分销产品外包装或者销售单上，再销往下一级分销商。 其中新的加密验证吗同样由二维码读写设备内的加密算法生成。打印新的二维码之前还进行产品信息逻辑判断的过程将产品信息中记录的内容与实际产品的特征作对比，如果不一致，则报错，并停止分销。产品信息的逻辑判断功能是指将产品信息中记录的内容与实际产品的特征作对比，如果不一致，则报错，并停止分销。用于保证产品相关信息前后的一致性。例如如果上一级分销商的二维码信息中，产品总数量为100，当再次分销时，也需要保证产品分销后总数量为100，否则报错。步骤四若存在下一级分销，则重复步骤(2)，但是从上一级分销商处获得产品； 否则，进入下一步；直到到达最终消费市场，直接供消费者购买。步骤五产品进入消费市场，消费者通过用户终端查阅产品上的二维码以获得产品信息当最终到达消费市场时，消费者可使用带摄像头的用户终端(如手机、PDA等设备)，这些用户终端同时需要安装有从通信运行商获取的或者从其他渠道下载的读取二维码信息的软件，即可读取对应产品上的二维码，获取产品的原产地、出产时间、流通信息等。为了使消费者或分销商、加工商、质监部门等与产品相关的人员能够追踪产品的详细情况，本发明还可以利用用户终端通过各种通讯途径向访问端口发送产品二维码中包含的产品批号给产品数据库服务器，如通过电脑和Internet网访问产品数据库，或通过移动终端向访问端口为短信端口服务器发送二维码中包含的产品批号短信，或者通过固话访问语音通讯服务器给产品数据库服务器输入产品批号，产品数据库服务器根据产品批号查出所对应的产品的详细信息。图4至图6是本发明方法在猪肉、水果和蔬菜产品流通应用中的实例图。本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
权利要求
1.一种基于二维码的低成本产品安全追溯系统，包括二维码读写设备；其特征是所述二维码读写设备包括信息输入模块，二维码生成模块、用于读取二维码信息的模块、二维码识别软件、对产品信息进行逻辑判断或生成加密验证码的加密验证模块和打印二维码的二维码输出功能模块；其中，所述信息输入模块用于将产品信息或者流通过程的中间信息输入二维码读写设备中；所述二维码生成模块用于根据所输入的产品信息生成特定产品的二维码；所述加密验证模块根据所述二维码加密算法计算生成特定产品的加密验证码，或者根据验证算法验证二维码读写设备所读取的二维码信息中的加密验证码；所述二维码输出功能模块用于将该二维码信息打印出来，附在产品包装上，以便分销商通过二维码读写设备读取、检验该二维码信息以及添加中间信息；或者消费者通过用户终端读取所述的二维码信息，以获取二维码中的产品信息。
2.根据权利要求I所述的基于二维码的低成本产品安全追溯系统，其特征在于所述二维码上记载的产品信息包括供应商信息、产品原产地信息、产品批号以及产品本身的信息，所述产品本身的信息包括产品的名称、重量、出产时间。
3.根据权利要求I所述的基于二维码的低成本产品安全追溯系统，其特征在于所述的中间信息包括产品在分销过程中涉及的分销商信息及相关的分销信息，分销商信息包括分销商名称、地址，分销信息则包括分销的时间和数量。
4.根据权利要求I至3任意一项所述的基于二维码的低成本产品安全追溯系统，其特征在于增设产品数据库服务器及访问端口，该产品数据库服务器用于记录并保存不同批号产品的详细信息；访问端口用于与产品相关的人员访问产品数据库服务器，以便获取指定产品批号的产品的详细信息，用于通过二维码读写设备输出产品的二维码信息，或者追踪了解指定产品批号的产品的详细情况。
5.根据权利要求4所述的基于二维码的低成本产品安全追溯系统，其特征在于所述的访问端口为Web服务器、移动短信端口服务器、语音通讯服务器中的任意一种或者二种、 或者三种的组合。
6.根据权利要求2所述的基于二维码的低成本产品安全追溯系统，其特征在于所述的产品数据库服务器中所记录并储存的不同批次产品的详细信息包括产品生产过程的各种信息，包括产品的基本信息如产品本身的信息、供应商信息、出产人、出产地等信息，还包括禽畜类产品的父母品系、出生日期、用料情况、用药情况、疫苗使用情况、出栏日期记录； 蔬菜水果类产品可包括品种、采摘时间、用药情况、肥料使用情况、土质情况记录。
7.一种基于二维码的低成本产品安全追溯方法，其特征在于包括以下步骤.(1)供应商通过二维码读写设备将包含加密验证码和具体批号的产品信息的二维码打印在产品或其包装上，再将产品供应给分销商，同时将加密验证码授权给分销商；.(2)分销商从供应商处获得产品及加密验证码授权后，使用二维码读写设备读出所获得的产品的二维码中的产品信息，并通过加密验证模块检查当前二维码的合法性，如果不合法则报错，停止分销；如果合法，则进入下一步；.(3)分销商通过二维码读写设备将本次分销的中间信息加入当前二维码的产品信息之后，再生成新的加密验证码，并加入当前二维码中，再将新的二维码打印到产品或其包装上，进入下一步；(4)若存在下一级分销，则重复步骤(2)，但是从上一级分销商处获得产品；否则，进入下一步；(5)产品进入消费市场，消费者通过用户终端查阅产品上的二维码以获得产品信息。
8.根据权利要求7所述的基于二维码的低成本产品安全追溯方法，其特征在于所述步骤(I)中，供应商直接通过信息输入模块将产品信息输入二维码读写设备中，或者建立产品数据库服务器和访问端口，用二维码读写设备通过访问端口访问产品数据库，以获得具体批号的产品信息，再由二维码生成模块将该产品信息生成二维码。
9.根据权利要求8所述的基于二维码的低成本产品安全追溯方法，其特征在于所述任意步骤中还利用用户终端通过各种通讯途径向访问端口发送产品二维码中包含的产品批号给产品数据库服务器，包括通过电脑和Internet网访问产品数据库，或通过移动终端向访问端口为短信端口服务器发送二维码中包含的产品批号短信，或者通过固话访问语音通讯服务器给产品数据库服务器输入产品批号，所述产品数据库服务器根据所述产品批号查出所对应的产品的详细信息。
10.根据权利要求7或8或9所述的基于二维码的低成本产品安全追溯方法，其特征在于所述步骤(2)中并检查当前二维码的合法性的过程为所述分销商使用二维码读写设备读取二维码信息，所述二维码读写设备根据内部加密验证算法对当前二维码中的加密验证码和产品信息进行验证，如果加密验证算法等式成立，则说明该二维码合法，否则，该二维码不合法。
全文摘要
本发明公开了一种基于二维码的低成本产品安全追溯系统，该系统包括二维码读写设备，所述二维码读写设备包括信息输入模块，二维码生成模块、用于读取二维码信息的模块、二维码识别软件、对产品信息进行逻辑判断或生成加密验证码的加密验证模块和打印二维码的二维码输出功能模块。还提供一种基于二维码的低成本产品安全追溯方法。本方法能够实现安全、有效地对产品进行安全追溯，同时在二维码中记录产品的生产和流通过程中的各个相关信息，适用于低成本的产品生产和流通领域，同时克服了在产品流通过程中分拆分销情况下难以实现追溯的问题。
文档编号G06Q10/06GK102609803SQ201210008060
公开日2012年7月25日 申请日期2012年1月11日 优先权日2011年1月11日
发明者傅贤超, 刘财兴, 曹维 申请人:华南农业大学