一种基于条形码的电子防伪追溯系统的制作方法

本发明涉及商品防伪领域，特别涉及到一种基于条形码电子防伪追溯系统。

背景技术：

条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。

而基于条形码的商品防伪技术一直是防伪技术发展的重点，并且经历了第一代激光全息变色油墨技术、第二代数码防伪网络查询、第三代数字标签纹理纹路技术。作为使用者来说，这三代防伪技术存在如下相关问题：1、识别困难，防伪技术高，消费者无法识别或识别困难，需要专业技术或设备才能识别；2、生产线改造、实施过程需要贴标、赋码、扫描等额外工艺，需要改动原有生产线；3、易复制使用、防伪技术或产品容易被复制，防伪包装复用，防伪效果不佳；4、使用频次少，防伪技术隐蔽，消费者使用频次少，缺乏宣传；5、成本太高、防伪成本太高，低附加值的产品无法承受防伪成本。而对于商品的生产者而言，希望商品的防伪技术可靠性高、经济性高、高兼容性，基于现有生产线，改造较少、同时便于互动营销、商品数据分析、渠道管理；对于商品经销商而言，希望防伪技术使用方便、操作便捷，不增加销售成本，对于消费者而言，希望能够傻瓜式辩真伪和购买前辩真伪。

在专利文献cn106960351a中，公开了一种商品防伪、验证方法和系统及条码扫描装置，商品防伪方法包括：对商品的条码进行接触式扫描、按预设的像素分辨率对商品的条码进行采样，以同时获取对商品的条码进行接触式扫描、按预设的像素分辨率对商品的条码进行采样，以同时获取该商品的条码信息和商品条码的表面特征信息；根据所述表面特征信息中各特征点的空间几何关系，在数字域中将所述表面特征信息重建为二维或三维的多个防伪数字图像，生成包括所述多个防伪数字图像的防伪数字图像集合；建立商品条码数据库，以保存所述条码信息和所述防伪数字图像集合；在所述商品条码数据库中，建立每个商品的条码信息和防伪数字图像集合之间的关联关系。在该技术方案中，存在如下缺陷：1、采用接触式扫描，扫描速度较慢；2、提取的特征信息重建为二维或三维的防伪数字图像，生成的图像占用空间较大，导致数据库占用存储空间大，并且会严重影响验证速度。

基于这些现实需求和目前现有技术还存在的缺陷，急需一种防伪能力强、高兼容性、成本低廉、防伪鉴别操作便捷的电子防伪追溯系统。

技术实现要素：

本发明目的之一为解决现有技术中存在的问题。相对于现有技术，本发明提出一种基于条形码电子防伪追溯系统。

本发明的目的之二为提供一种基于条形码的电子防伪追溯系统的电子防伪追溯方法。

为解决上述技术问题之一，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于条形码的电子防伪追溯系统，包括赋码单元和验证单元，赋码单元包括光源、螺旋光栅、光电探测器、计算机处理系统、服务器单元；验证单元包括成像设备，远程服务器。

进一步地，光电探测器与计算机相连接，计算机与服务器单元建立通信连接，成像设备与远程服务器建立通信连接。

进一步地，商品条形码上的黑条是磁性油墨印刷的。

进一步地，光源发出的光线，经过螺旋光栅调制形成螺旋状调制光线与商品条形码上的黑条交叉接触形成磁光耦合点，通过螺旋状调制光线照射会改变磁光耦合点的磁性，从而引起磁光耦合点颜色的变化，螺旋状调制光线照射到条形码后经过反射被光电探测器接收。

进一步地，光电探测器识别条码数字，录入商品基本信息；计算机处理系统抓取条码图片并进行网格化处理，每一个网格对应一个位置坐标信息；通过色谱分析，抓取螺旋状调制光线与条形码交叉点的网格，对该网格的位置信息进行编码，形成暗码；将条码基本信息和暗码信息存储在服务器单元中，作为该条码的唯一鉴别凭证。

进一步地，在验证环节，利用成像设备获取条码数字信息；将条码数字信息通过无线/有线网络反馈至远程服务器，调取相应数据库，获取商品基本信息；抓取条码图像信息并发送至远程服务器；远程服务器对图像进行网格化处理，并利用色谱法获取图像上螺旋线与条码的交叉点，对交叉点进行编码；将该编码与远程服务器中的暗码进行比对，找出相似的暗码，并评估相似度；若相似度大于某一个阈值，反馈通过验证；若相似度小于某一个阈值，远程服务器反馈未通过验证。

为解决上述技术问题之二，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于条形码的电子防伪追溯系统的电子防伪追溯方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)赋码环节：光源发出的光线，经过螺旋光栅调制形成螺旋状调制光线与商品条形码上的黑条交叉接触形成磁光耦合点，通过螺旋状调制光线照射会改变磁光耦合点的磁性，从而引起磁光耦合点颜色的变化，螺旋状调制光线照射到条形码后经过反射被光电探测器接收；光电探测器识别条码数字，录入商品基本信息；计算机处理系统抓取条码图片并进行网格化处理，每一个网格对应一个位置坐标信息；通过色谱分析，抓取螺旋状调制光线与条形码交叉点的网格，对该网格的位置信息进行编码，形成暗码；将条码基本信息和暗码信息存储在服务器单元中，作为该条码的唯一鉴别凭证；

(2)验证环节：利用成像设备获取条码数字信息；将条码数字信息通过无线/有线网络反馈至远程服务器，调取相应数据库，获取商品基本信息；抓取条码图像信息并发送至远程服务器；远程服务器对图像进行网格化处理，并利用色谱法获取图像上螺旋线与条码的交叉点，对交叉点进行编码；将该编码与远程服务器中的暗码进行比对，找出相似的暗码，并评估相似度；若相似度大于某一个阈值，反馈通过验证；若相似度小于某一个阈值，远程服务器反馈未通过验证。

有益效果：

本发明的基于条形码电子防伪追溯系统，通过螺旋状调制光线从条形码中选取唯一的特征信息，基于唯一特征信息生成暗码，并在验证环节获取编码通过与该暗码比对而鉴别真伪，防伪能力强、高兼容性、成本低廉、防伪鉴别操作便捷，生成的暗码信息占用空间小，服务器能存储海量的暗码信息，并且比对过程快捷，效果非常突出。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是螺旋状调制光线照射到条形码上形成磁光耦合点的示意图。

图2是赋码单元结构示意图。

图3是验码单元结构示意图。

图4是赋码过程的流程图。

图5是验码过程的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。需要说明的是，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例。

条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。通常要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息，需要经历扫描和译码两个过程。物体的颜色是由其反射光的类型决定的，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后，反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上，光电转换器根据强弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号。根据原理的差异，扫描器可以分为光笔、红光ccd、激光、影像四种。电信号输出到条码扫描器的放大电路增强信号之后，再送到整形电路将模拟信号转换成数字信号。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。主要作用就是防止静区宽度不足。然后译码器通过测量脉冲数字电信号0，1的数目来判别条和空的数目。通过测量0，1信号持续的时间来判别条和空的宽度。此时所得到的数据仍然是杂乱无章的，要知道条形码所包含的信息，则需根据对应的编码规则(例如：ean-8码)，将条形符号换成相应的数字、字符信息。最后，由计算机系统进行数据处理与管理，物品的详细信息便被识别了。

而本申请独特的采用了螺旋光栅，使得光源发出的光经过螺旋光栅后再照射到条形码上，然后将经过螺旋光栅调制后的光线与条形码交叉形成的磁光耦合点的特征信息经过提取形成一组编码，而在验证环节，通过相机等成像设备获取条码图像并发送至服务器，务器对图像进行网格化处理，并利用色谱法获取图像上螺旋线与条码的交叉点，对交叉点进行编码，将该编码与服务器中的暗码进行比对，找出相似的暗码，并评估相似度。这充分考虑了形成的暗码的难易程度和独特的唯一性，并且考虑了暗码识别的难度，比复杂的数字图像识别起来明显要容易并且暗码存储容易，同时又具有独特的鉴别能力。

如图1所示，针对磁性油墨印刷的条形码，通过螺旋状调制光线照射到条形码上，当螺旋状调制光线与条码交叉接触的点形成磁光耦合点，通过螺旋状调制光线照射会改变磁光耦合点的磁性，从而引起磁光耦合点颜色的变化。螺旋状调制光线是光源经过螺旋光栅后调制形成的，光源选取一般的照明光源即可，例如led灯，白炽灯，但应注意投射到一般物体时上时不要形成灯影。磁性油墨(magneticprintingink)选用可磁化的颜料，如氧化铁黑(fe3o4)、氧化铁棕(fe2o3)，这些粒子大多为小于1μm的针状结晶。经磁场处理极易做到带磁排列，获得较高的残留磁性，加入油墨中后制成的油墨显现磁性，成为磁性油墨，磁性油墨在银行票证和邮政业务的分类、检索、辨认等方面应用颇广，可制成磁性铅印油墨、磁性胶印油墨等品种。磁性油墨具有磁光效应，磁光效应(magneto-opticaleffect)是指光与磁场中的物质，或光与具有自发磁化强度的物质之间相互作用所产生的各种现象。当光线从不同角度射入，通过磁光效应，各个层面、不同方位的光的干涉与折射作用，产生了流动的、不同视角的反射，这样我们就看到了螺旋状调制光线照射到的磁性油墨处的颜色变化。

如图2-3所示，一种基于条形码的电子防伪追溯系统，包括赋码单元和验证单元。如图2所示，赋码单元包括光源、螺旋光栅、光电探测器、计算机处理系统、服务器单元；如图3所示，验证单元包括成像设备，远程服务器。经过螺旋光栅调制后的螺旋状调制光线与商品条码上的黑条交叉接触形成磁光耦合点，由于黑条是磁性油墨印刷的，通过螺旋状调制光线照射会改变磁光耦合点的磁性，从而引起磁光耦合点颜色的变化。螺旋状调制光线照射到条形码后经过反射被光电探测器接收，光电探测器接收到的反射光包括磁光耦合点发射的光和其他点反射的光，磁光耦合点的颜色因为通过螺旋状调制光线照射后发生变化，因此磁光耦合点反射的光与其他点发射的光线不一样，因此包含了特征信息。光电探测器通过接收到的其他点反射的光，识别条码数字，获取商品基本信息。光电探测器与计算机相连接，同时计算机与本地/远程服务器建立通信连接，因为当录入的商品数量较多时，计算机本身的运算和处理能力稍显不足，则需要通过本地/远程服务器来存储和处理，计算机可选择工控机。而在图3所示的验证环节，使用者通过相机等成像设备对准商品条码进行拍摄图像，并且通过有线/无线网络来传送给远程服务器进行比对和验证。成像设备一般选择用手机、pad、笔记本电脑等便携式电子设备的自带摄像头即可，也可选择专业相机拍摄。验证端的远程服务器已经存储有赋码阶段获取的暗码信息。一般情况下，成像设备选择用手机、pad等便携式电子设备的自带摄像头，拍摄的图片信息则直接通过手机或pad的客户端直接将图片信息通过有线/无线网络传送给远程服务器。

如图4所示，赋码过程如下：光源发出光，经过螺旋光栅调制后，成为螺旋状调制光线，照射在商品的条码标签上，经过条码表面反射进入光电探测器；光电探测器识别条码数字，录入商品基本信息；计算机抓取条码图片并进行网格化处理，每一个网格对应一个位置坐标信息；通过色谱分析，抓取螺旋状调制光线与条形码交叉点的网格，对该网格的位置信息进行编码，形成暗码；将条码基本信息和暗码信息存储在服务器中，作为该条码的唯一鉴别凭证。计算机只提取螺旋状调制光线与条形码交叉点的网格，并对这些网格的位置信息进行编码，形成暗码，很明显，这些网格位置具有该商品信息的唯一性，因为每个商品的条码形状具有唯一性，螺旋状调制光线与条形码交叉点的网格也具有唯一性，因此网格的位置信息也具有唯一性，因而进行编码后形成的暗码也具有唯一性。

如图5所示，验码过程如下：利用相机等成像设备获取条码数字信息；将条码数字信息通过无线/有线网络反馈至服务器，调取相应数据库，获取商品基本信息；抓取条码图像信息并发送至服务器；服务器对图像进行网格化处理，并利用色谱法获取图像上螺旋线与条码的交叉点，对交叉点进行编码；将该编码与服务器中的暗码进行比对，找出相似的暗码，并评估相似度；若相似度大于某一个阈值，反馈通过验证；若相似度小于某一个阈值，服务器反馈未通过验证。

在赋码过程中，光电探测器将接收的反射光发送至计算机处理系统，计算机处理系统把条形码的整个区间大小，放大至像素级别，并为整个所有的像素点记录坐标位置，通过设定特征值，将所有的正弦线轨迹的像素点进行特征值比较，如果符合特征(颜色有变化)，则记录下该像素点的坐标位置，将这些(正弦线)上所有特定的点位的像素的特征全部比较完成后，根据正弦线的编号(段号)、条码内容计算出一组不重复的编码(黑码)，并存储到服务器端。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。