基于3G網絡與二維碼的產品追溯防偽技術及應用

（武夷學院 實驗室管理中心，福建 武夷山 354300）

1 引言

中國是茶的故鄉，隨著國民經濟蓬勃發展與繁榮，健康綠色的茶文化越來越受到人們的青睞，茶旅產業也已逐漸成為武夷山經濟發展的主力軍。《中國茶產業研究報告（2010）》（藍皮書）相關調查顯示，2009 年，中國茶業又一次站上歷史高點，茶園種植面積達到186萬公頃，茶產量135萬噸，均居世界第一，烏龍茶和紅茶，大約分別占茶葉總產量的11%和6%[1]。目前，武夷山巖茶種植面積約13萬畝，茶葉產量約7000噸，總產值已超過10億元，茶葉企業（包括小作坊）2000多家[2]。

隨著市場對武夷巖茶需求量的飆升，武夷巖茶的品牌價值也越來越高，然而，在利益的驅使下，個別不法商販在銷售中用外地茶充當武夷巖茶，以次充好欺騙消費者的事件時有發生，嚴重損害了武夷巖茶這一地理標識品牌，更嚴重的甚至有可能發生有害物質殘留、重金屬含量超標等危害更大的食品安全性事件?！赌掀绞小笆濉笨萍及l展規劃》中重點提出圍繞“平安南平”建設，加強公共安全科技創新，構建食品安全科技支撐與保障體系的建設規劃。為了做好武夷巖茶品牌保護工作，確保茶葉質量安全，武夷山質監局早在2002年便開始在省內率先使用地理標志產品保護的數碼防偽標簽，并結合電話防偽查詢系統一起加強茶葉食品安全監管力度[3]。

2 武夷巖茶防偽中存在的問題

防偽技術指為了達到防偽目的而采取的措施，它在一定范圍內能準確鑒別真偽，并不易被仿制和復制的技術。目前，我國在食品安全方面既能防偽又能進行產品溯源的相關系統建設比較薄弱，武夷巖茶這種單一的電話查詢防偽方式，查詢麻煩、查詢成本高，作為消費者無法從該查詢系統獲得更多關于產品的信息，用戶參與度低，作為企業無法通過該系統了解更多關于產品的銷售流通分布信息，這種過時的防偽方法終究逃脫不了被先進技術手段替代的命運。

隨著3G網絡技術的成熟與發展，數碼—網絡防偽技術的進步，基于3G網絡與二維條碼的產品追溯防偽技術，能夠很好的解決產品追溯防偽技術難題，還能為消費者提供更多關于產品、企業、政府相關信息，并且產品二維條碼能夠為產品物流、銷售以及網絡電子商務提供進一步的技術支持。

3 二維條碼原理及應用

3.1 二維條碼的信息存儲原理

二維條碼是建立在計算機圖像處理技術、組合編碼原理等基礎上的一種新型的圖形符號自動識讀處理碼制，它以點組合空間，以矩陣的形式組成二維條碼。在矩陣相應元素位置上用點的出現表示二進制“1”，空白表示二進制“0”，由點的排列組合確定代碼表示的含義[4]。與一維的條碼相比，二維條碼能夠在橫向、縱向兩個方位同時表達信息，因此能夠在很小的面積內表達大量的信息，能為消費者提供更多關于產品，如：產品的產地，功效，生產工藝，使用方法等豐富的信息。

二維條碼表達的信息無法直接識別，只能使用特定的軟件或掃描設備來讀取，結合數據加密技術、網絡數據庫查詢技術一起能很好的用于產品防偽與追溯中。二維條碼技術以其低成本、識讀快速、信息量大、安全性高等優點，在社會生活中應用越來越廣泛，能為蓬勃發展中的移動電子商務提供基礎支持，同時物聯網技術的蓬勃發展，也為二維條碼技術提供了廣闊的應用空間。具有代表性的矩陣式二維條碼有Data Matrix,Maxi Code,Code One,QR Code等，其中應用最為廣泛的為QR Code碼。

3.2 二維條碼的應用現狀

國外，日本的二維條碼業務采用開放碼制及開放運營方式，通信運營商公布了二維條碼的編碼與解碼核心技術，任何手機廠商、服務提供商甚至用戶均可自由開發、發布二維條碼業務，日本的海報、游覽手冊、傳單、公共汽車站牌，甚至連樹上都貼有各種應用的二維條碼，手機二維條碼主讀與被讀類應用都發展較好[5]。

韓國的手機二維條碼業務采用非開放性碼制，封閉運營、集中管控，以在線主讀類的應用為主，如圖鈴下載、WAP上網、超媒體廣告、門戶定位等。韓國幾家主流媒體都普遍采用了二維條碼，讀者掃碼后即可獲得該新聞事件的最新進展，同時報紙上的手機二維條碼還可用于輿論調查。二維條碼同時還印刷于公交站牌，乘客掃碼后可實時獲取班車信息。在電子憑證類業務方面，韓國也推出了電子優惠券、電子票等服務，但應用沒有日本廣泛。歐美方面，手機主讀類業務發展不良，典型如美國的Scanbuy推出的手機二維條碼識讀客戶端，市場推廣始終未有突破[6]。

國內，二維條碼技術的研究與應用方面，上海威恩網絡科技、易惠通、銀河傳媒、龍貝科技、信碼互通科技等企業研究比較早，并且在汽車配件、手機電池、建材等業務領域的產品追溯與電子商務方面都有一定的應用；中國移動、中國電信兩大移動通信提供商也在積極的推動著二維條碼在國內應用推廣與技術支持，山東綠色農產品追溯系統便是山東移動公司在積極響應投身新農建設中的一大舉措。

4 系統體系架構與設計

隨著移動通信技術的快速發展與成熟，3G智能手機市場保有量越來越大，功能也越來越強，為更多基于移動網絡的應用技術提供了基礎硬件平臺。二維條碼與智能手機的結合催生更多手機二維條碼相關應用的誕生，基于3G網絡及二維條碼的產品追溯系統便是其中之一，能夠很好的解決關涉食品安全方面產品打假的技術難題，并為產品的后續的廣告投放及移動電子商務活動的開展提供技術支持。筆者通過對武夷山質監局茶葉質檢中心工作流程進行調研，提出了該系統的體系架構與模塊設計，并已完成系統的原型開發。

4.1 系統體系架構

該系統以產品為中心，在政府管理部門監管下，將產品的生產、物流、銷售、消費構成一個有機鏈，使產品的產銷過程處于一個封閉體系中，杜絕了假冒產品流入，產品產銷流通與監管如圖1所示。產品經過的各個環節都有記錄了產品經過的“痕跡”，以方便產品的溯源防偽。該系統的架構圖如圖2所示。

4.2 系統UML用例圖

系統采用分級權限管理模式，不同的角色擁有不同權限，UML用例圖如圖3所示：

系統主要模塊功能：

（1）填寫茶葉批次信息：填寫某批次生產的茶葉相關信息，包括產品編號、產品名稱、茶葉山場所在位置、產品的品種、品質、包裝規格、生產日期、生產數量、市場參考售價、企業網站、聯系電話、維權熱線等等信息。

（2）防偽二維條碼申請：茶企業通過政府二維條碼防偽網站提交的產品信息，申請防偽二維條碼。市質監局在接到企業申請后，采用隨機抽樣的方式，對所申批次的茶葉進行質量檢驗，對通過檢驗的產品批次發放與生產數量相符的防偽二維條碼標簽。防偽二維條碼標簽具有唯一性，并且二維條碼中的信息進行了加密處理，只有通過裝有政府發布的專用軟件的客戶端才能讀取，以防止二維條碼標簽被仿制。

（3）掃描信息記錄：記錄某個標簽被掃描的時間、掃描手機號以及是經銷商還是消費者掃描。

（4）產品追溯：通過每份產品唯一的二維條碼標簽，追溯產品物流、銷售所在地。

（5）產品銷售區域統計：根據經銷商的掃描記錄或消費者的掃描記錄，統計產品銷售渠道以及分布的地區，為廠商制定合理、有針對性的營銷與廣告投放策略提供支持。

5 系統核心技術探討

5.1 二維條碼編碼與解碼技術研究

二維條碼的生成與解析采用開源Zxing實現。Zxing是Google提供的關于條碼的解析工具，提供了二維條碼的生成與解析的方法，并可以用于內置有攝像頭的移動通信設備以及專用的掃描設備中。支持多種開發語言，如 C+、C#、Ruby、Action Script，能夠支持本系統中基于Web、基于window桌面、基于android平臺手機、基于Iphone的二維條碼掃描客戶端所需的核心算法要求，為本項目的最終實現提供了基礎軟件平臺支持[7]。

5.2 產品防偽策略

目前市場上的茶產品，均使用條形碼作為產品唯一標識，條型碼無法提供更多關于產品的信息，一些不法廠商利用管理上的漏洞盜用他人條碼進行制假售假。基于二維條碼的產品追溯防偽策略如下：

（1）二維條碼標簽的申請、批準有嚴格的產品質檢作保障，二維條碼標簽的制作、發放、使用處于一個封閉的體系中，每個標簽的信息都記錄入政府部門的質檢防偽數據中心，假的二維條碼標簽在數據庫中沒有相關記錄，從而從源頭杜絕了標簽制假；

（2）消費者通過專用軟件掃描二維條碼標簽后，并能直接從二維條碼標簽中獲取關于產品的信息，還可直接通過手機訪問企業網站，直接查看產品更詳細的信息，被盜用的標簽無法用于他人的產品，防止了標簽被仿制。消費者還可以通過手機短信、電話、直接防偽政府的產品防偽驗證網站進行產品的真偽查詢。

（3）對二維條碼標簽中的信息進行加密處理，只用通過政府部門發布的專用掃描軟件才能讀取其中的信息。因為加密算法是保密的，不法商人無法知道，其自行制作的假冒二維條碼標簽，專用的掃描軟件無法讀??；同理，網絡上通用的二維碼掃描軟件也無法識別真的二維條碼標簽，只能專用對專用，從技術上對產品實施防偽。

在商家、消費者掃描鑒別產品真偽的同時能提供更多的銷售相關信息，為企業的市場營銷決策提供更多的支持。

5.3 產品追溯與銷售區域統計

本系統借鑒速遞公司對快件處理的流程模式，通過對企業、商家、消費者的掃描記錄進行分析，能夠確定產品的流通軌跡。參與商品生產、物流、銷售、消費中的每一角色都能夠查詢每份產品的產地、物流過程、經銷商、消費的區域信息，通過分析能夠為廠家的廣告投放以及營銷策略提供更多決策支持。同時，在消費者的參與下還能夠快速的確定假冒、仿冒產品的發生地信息，使政府能夠準確打假。二維條碼中還提供了直接訪問政府、企業家網站的鏈接，為政府、企業提供了更多如：展示自身形象、企業廣告宣傳等空間，在提高政府管理服務能力與影響力的同時，還能為地方經濟的發展帶來更大潛在商機。

6 結論

隨著3G網絡的速度、穩定性的不斷提高，基于3G網絡與二維條碼的茶產品防偽與追溯技術能夠有效保護武夷山巖茶品牌，為地方經濟的騰飛與發展提供技術支持，有著巨大的經濟效益與社會效益。隨著RFID芯片價格的降低，將此技術與RFID技術相結合，其應用范圍可覆蓋的領域將更為廣闊。

[1] 楊江帆,李閩榕.中國茶產業研究報告(2010)[M].北京：社會科學文獻出版社,2010.

[2] 李遠華,楊江帆,石玉濤等.武夷巖茶生產新技術[J].中國茶業,2011,33(6):19-19.

[3] 何梅芳,凌波.加強后續監管保護 確保武夷巖茶質量安全[J].福建質量技術監督,2010（12）:30-31.

[4] 周利紅,劉書家.QR碼圖像處理和譯碼方法研究[J].北京工商大學學報(自然科學版),2008.26(1):63-66.

[5] 周喆.二維碼在圖書借還管理系統中的應用[J].常州師范學院,2010，23(3):53-55.

[6] 陳荊花，王潔.淺析手機二維條碼在物聯網中的應用及發展[J].電信科學,2010.26(4):39-43.

[7]中國物品編碼中心.二維條碼技術與應用[M],北京:中國計量出版社,2007.