彩码技术在产品防伪追溯中的应用研究

林 涌

（福建省标准化研究院，福建 福州 350013）

彩码技术在产品防伪追溯中的应用研究

林 涌

（福建省标准化研究院，福建 福州 350013）

文中通过对彩码技术的分析与研究,结合J2EE的开发平台，采用SSH框架和Oracle数据库技术的设计的思路，构建基于彩码技术的防伪追溯应用系统平台，旨在为产品质量安全保障提供新的思路和方法。

彩码；防伪追溯；J2EE+SSH+Oracle

1 引言

如何监控产品在供应链上各个环节的运作，确保消费者获取质量可靠的产品是目前全社会共同讨论的话题。随着产品溯源理念的导入，不少企业利用物联网技术建立了自身的追溯系统，而作为物联网感知层的编码标识技术是其实现的重要工具。目前标识的载体主要是一维条码、二维条码和RFID电子标签等，由于这些载体在承载信息容量、容错能力、安全性以及价格成本等方面存在问题，制约了它们在物联网上的应用和发展[1]。彩码技术正是为缓解这些瓶颈而发展起来的新型识别码，它相对于二维条码拓展了颜色信息使其具有较大的信息容量，相对于RFID它又具有低成本的优势。笔者利用彩码技术作为编码载体开发设计基于J2EE的物联网应用平台，采用SSH（Struts2+Spring+Hibernate）框架和Oracle数据库等技术，为产品质量管理提供信息化保障平台，推动物联网应用的进一步发展。

2 彩码技术

彩码(Color Code)是在一维条码和二维条码基础之上，将黑、蓝、绿、红4种颜色通过特有的特殊算法，构建5×5、6×6、7×7等不同规格的彩色三维图像矩阵码，是全球第三代条码技术的代表[2]，如图1所示。彩码本身不内植信息，只是通过色块编码“指针”寻址与数据库系统相链接，从而获取的相关信息。

图 1 条码技术发展历程

与条形码和二维条码相比，彩码具有更安全、唯一、不可复制、可扩展以及价格成本低廉等特点。彩码的安全性在于它是非开源的和在线认证机制；唯一性在于彩码的海量变换组合使每个产品只能有唯一的彩码，该系统的彩码发行服务器利用先进的生成算法，确保产生的彩码不会重复；独有的消码技术保证已发行生成过的彩码不可能被再次使用；不可复制性是指彩码技术采用独有的逻辑加密算法，保证其不可被破解和复制；可扩展性是指彩码在二维条码的基础上改进了编码方式，拓展了颜色信息，甚至可以在目前黑、蓝、绿、红4种色块的基础上，增加新的色块来扩展或引入复杂渐变色域扩充彩码承载的信息容量；另外彩码在制作成本上也相对RFID电子标签低廉；当然彩码由于受时间或空间的影响，颜色退化或光照不足、不均等因素会产生色彩偏移现象,这些会在一定程度上增加彩码识别的难度。不过彩码的诸多优点还是为其在物联网上的应用提供了广阔的前景和保障。

3 系统构建

3.1 系统设计

文中研究设计的彩码防伪追溯应用系统由彩码注册和发行服务器、防伪追溯服务器、彩码注销服务器、底层Oracle数据库、手机等终端扫描设备及彩码应用管理系统等组成。通过以彩码为编码标识，实现对产品供应链的监督管理，从而推进产品的质量管理，主要设计思路如下：

（1）基于J2EE开发平台，采 用Struts2+Spring+Hibernate 技术框架建立具有前瞻性和可扩展性的标准系统数据库。

（2）由于产品信息记录的完备性和准确性是系统成败的关键，因此必须规范数据结构、统一业务编码，设计统一、标准的信息录入模板，方便用户录入，同时有利于信息和数据库的管理。

（3）安全方面运用权限管理模式，不同角色用户根据权限范围实现不同的操作功能。

例如产商、经销商、零售商、消费者、监管者必须按照各自权限范围对数据进行操作，不得越权管理。

3.2 工作流程

基于彩码技术的产品防伪追溯应用系统通过对产品整个供应链进行动态监控管理，实现对产品生产、物流、仓储、销售等环节的追溯和检验，工作流程如图2所示。

（1）生产环节

生产商将产品的属性如品牌、原材料来源、生产时间、标准和批次以及产品质量认证等相关信息通过彩码注册、发行服务器记录到产品信息数据库中，经彩码生成算法根据对应数据库索引指针，为每件产品产生唯一的不可重复使用的彩码，并附在该产品上扫描入库，出库时扫描该彩码同时更新产品数据库信息。相比二维条码技术，彩码具有较高的容错能力，对图形和色彩设计的容忍范围和创造的空间都更大，因此在产生的彩码中可将生产商的形象及标志等信息融合其中，形成视觉意义上比以往更优越的识别方式和更广泛的应用空间。

（2）物流环节

图2 彩码在产品防伪追溯中应用的工作流程图

总经销商扫描产品彩码，经数据库索引指针更新产品数据库中的库存信息，同时将货运单号、运输单位、运输车辆牌号、始发地、目的地、出发时间、GPS定位等物流信息保存到防伪追溯认证服务器中处理，并按索引指针更新到产品信息数据库中，并根据扫码信息将产品分拣配送。下一级经销商接收产品时，通过扫描彩码进行验货核对，防止串货现象发生。零售商收货时对该产品的彩码进行扫码验货确认，防止二次串货。

（3）销售环节

零售商出售产品后通过彩码注销服务器对该产品的彩码进行消码处理，从而该彩码不可再次使用，确保其终生唯一性。相对于一维、二维条码和RFID等媒介，彩码赋予产品唯一的“身份证”，更能杜绝假冒伪劣产品的出现。二维条码把所有信息进行加密之后，全部放在二维条码里，随着信息量增加，二维条码将会变得越来越复杂，通过手机摄像头近距离聚焦也存在一定的困难，读取条形码会比较麻烦。而彩码具有较高的容错能力，并允许图形有一定的歧变，同时在四色取值上也有较大的范围，因此能够降低对识读设备的要求。消费者买到产品后，利用智能手机等终端扫描设备即可识读彩码，通过防伪追溯认证服务器提取数据库中的相关数据辨别真伪，还可以利用产品彩码在客户端上对产品进行评分或举报，并可据此作为申请售后服务的凭证。

（4）监管环节

不同于传统条码和RFID，扫描彩码时不必使用专业的扫描器，监管部门和用户都可通过手机等终端设备扫描彩码监视、管理、追溯调查产品。另外，彩码比一维和二维条码承载信息量都大，扫描彩码即可了解到产品从生产、物流、销售等各个环节的详细信息，并通过在线系统查询进行防伪追溯验证，从而最大程度上保护广大消费者和企业的合法权益。

3.3 架构实现

该系统采用SSH (Struts2+Spring+Hibemate)框架，运用分层的思想和面向结构的方式对系统进行编码，主要包括表示层、业务层、持久层和数据库层四个层级[3]。总体架构图如图3所示。

图3 总体系统架构图

（1）数据库层：整个系统的数据核心，由产品生产信息、检验信息、物流信息、销售信息等数据库平台构成。各业务数据库均采用统一的编码体系、共享数据字典，构建同步、完整的数据关联关系，实现数据系统的无缝集成。

（2）持久层：采用持久化方法，对实体类进行查询、保存、删除、修改等操作，并将相关内容配置到Spring中，实现数据库同步。

（3）业务层：该层为系统的业务核心部分，由页面发送的请求通过Spring配置文件进行业务逻辑判断，并提供事务处理、缓冲池等容器组件以提升系统性能和保证数据的完整性。

（4）表示层：主要包括JSP页面和StrutsForm两个部分，其中JSP页面主要负责反馈请求的数据和响应提交的动作；StrutsForm的主要功能则是实现相应的网页操作和数据交换。

4 结束语

文中通过对彩码技术特点的分析与研究,使用J2EE面向对象的开发平台，采用SSH框架和Oracle数据库技术的设计的思路，完成了对彩码应用系统的构建和产品防伪追溯工作流程的设计，实现了对产品生产、加工、物流、销售整个供应链的全过程跟踪溯源，为加强产品质量安全监管，促进产品安全保障体系的完善提供了新的思路和方法。

[1]张毅群,刘琦,张鹏,黄清龙. 基于新型彩码的商品溯源及防伪应用研究[A].科技传播,2014(11):188.

[2]胡安安,黄丽华,何燕萌,等. 聚焦三维码技术及其商业模式[J].上海信息化,2011(9):34-39.

[3]赵洋,张丽,王恩东,等.基Struts, Hibernate和Spring的J2EE架构研究[J].现代电子技术,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，福建省标准化研究院，高级工程师