二维码识别系统在口岸强制性认证产品监管中的应用
2018-06-28马云杰莫浩文
马云杰 莫浩文 糜 俊
（洋山出入境检验检疫局 上海 201306）
1 前言
强制性产品认证制度，是各国政府为保护广大消费者人身和动植物生命安全，保护环境和国家安全，依照法律法规实施的一种产品合格评定制度，要求产品必须符合国家标准和技术法规。强制性产品认证，是通过制定《强制性产品认证的产品目录》（简称《目录》）和实施强制性产品认证程序，对列入《目录》中的产品实施强制性的检测和审核。强制性产品认证制度在推动国家各种技术法规和标准的贯彻、规范市场经济秩序、打击假冒伪劣行为、促进产品的质量管理水平和保护消费者权益等方面，具有不可替代的作用和优势。
本文旨在通过引入二维码技术，建立CCC获证产品同证书信息及监管记录的信息共享与追溯体系，从而达到强化入境验证的监管力度，优化监管流程，提升监管效率和水平，为产品监管的各级管理部门、流通渠道及最终消费者提供便利的、基于移动互联网的信息查询服务，进一步在全社会树立质量第一的强烈意识。
2 二维码技术简介
2.1 什么是二维码
二维码（Two-dimensional code）是用某种特定的几何图形按一定规律在二维平面上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的技术。使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能（图1）。同时它还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化点。
图1 二维码示例
国外对二维码技术的研究始于20世纪80年代末，在二维码符号表示技术研究方面已研制出多种码制， 常见的有 PDF417、QR Code、Code 49、Code 16K、Code One 等[1]。
QR Code（快速响应码，以下简称“QR 码”），因其数据容量大、抗损毁能力强、保密防伪性好等特点，在移动互联网领域得到了飞速的发展，已经成为当下民用与大部分商用领域市场占有率具有绝对优势的二维码码制。2000年，原国家质量技术监督局发布了QR码的国家标准（GB/T 18284—2000）。本文所涉系统中使用的也都是符合GB/T 18284—2000标准的QR码。
2.2 二维码在信息化管理领域的技术优势
目前，产品质量主要采用的追溯技术包括条码技术、RFID技术、同位素技术、基因技术等。RFID技术、IC卡技术、同位素技术和基因分析技术虽然溯源时精确度较高，但成本也高。随着智能手机设备的普及和移动4G网络业务的发展，以及大量识码软件的普及，人们可以随时随地识别二维码信息，极大地方便了执法者与消费者查询产品信息[2]。
另一方面，二维码作为一种新颖的信息化管理手段，在检验检疫其他业务方面已经有了很好的应用案例。比如在能效标识领域，新版能效标识最显著的变化是增加了二维码区域。消费者及执法部门可以通过扫描二维码，进入能效标识信息平台，获取用能产品的能效信息、能效备案号、产品能效质量抽查情况，核实家电质量。
既有其他领域的成功经验，又填补了将二维码技术应用于强制性认证产品信息化管理领域的空白。因此，综合以上考虑，本项目考虑选择二维码作为本信息化管理系统的信息载体。
3 基于二维码的强制性认证产品信息化管理系统的设计与构建
3.1 系统需求分析
3.1.1 加快口岸通关效率
按照我国目前的法律法规，CCC入境验证的职能在口岸局，口岸监管执法要求与通关效率的矛盾突出，而进口商品目的地的检验力量和资源又未得到充分利用，实际工作中存在人力资源配置的不平衡问题。以汽车配件类产品为例：汽车配件类产品涉及CCC认证的共有3大类17种产品，包括轮胎、玻璃、大灯、后视镜、安全带、门锁等，涵盖了几乎所有涉及到安全问题的汽车零部件。箱量大，品名多，拼单多，汽配类产品的入境验证如同大海捞针，同时给客户也造成了很大的额外负担，比如掏箱费用，额外的制单成本。
将二维码识别技术应用于口岸强制性产品入境验证，可以有效解决这个问题。在货物本体加施CCC标志的同时，附上一个二维码并使用手持设备扫描关联证书信息，同时由于货证对应采用信息化的方式实现，货主在提供报检资料时，也无需再提供纸质证书，只需相应的证书号即可，大大提升通关效率。
3.1.2 便于一线查验人员实施货证一致性核查
货证不符通常有规格型号不相符、生产企业不相符和一致性不相符等。实际查验中，当检验人员发现有疑似货证不符等关键问题时，企业往往会辩解称产品信息印刷错误。在本信息化管理系统的运行下，查验人员在实施入境验证时，可以对二维码进行扫描，即可得出该产品的证书信息进行一一核对。对货证不一致的不合格情况的判断也更具说服力。
3.1.3 便于一线查验人员针对过往的不合格风险信息实施查验
上海检验检疫局的口岸CCC执法系统收集了大量不合格信息，如果查验人员通过扫描二维码即可得到该证书号下的历史不合格记录，然后针对这些问题进行核查，那么历史风险信息将发挥更大作用。
3.1.4 便于一线查验人员检查CCC标志
前面提到认证实施规则有对CCC标志的加施作特别的规定，每个品类都有其特定的规则。查验人员使用本二维码追溯系统可现场查看产品所对应的CCC标志印刷/模压证书以及对应产品的认证实施规则，以便对产品加施CCC标志的合规性进行检查。另一方面，利用二维码的加密特性，还能同时检查CCC标志的真伪，对伪造标志的行为实施打击。
3.2 系统设计原则
3.2.1 统一设计原则
统筹规划和统一设计系统结构。尤其是应用系统建设结构、数据模型结构、数据存储结构以及系统扩展规划等内容，均需从全局出发、从长远的角度考虑。
3.2.2 先进性原则
系统构成必须采用成熟、具有国内先进水平，并符合国际发展趋势的技术、软件产品和设备。在设计过程中充分依照国际上的规范、标准，借鉴国内外目前成熟的主流网络和综合信息系统的体系结构，以保证系统具有较长的生命力和扩展能力。
3.2.3 高可靠/高安全性原则
一方面，系统设计和数据架构设计中充分考虑系统的安全和可靠；另一方面，在业务层面，也需要对信息的安全性进行统筹的规划与设计，对具有不同权限的用户，分配相应等级的信息访问权限。
3.2.4 标准化原则
系统各项技术遵循国际标准、国家标准、行业和相关规范。
3.2.5 适用性原则
保护已有资源，急用先行，在满足应用需求的前提下，尽量降低建设成本。
3.2.6 可扩展性原则
系统设计要考虑到业务未来发展的需要，尽可能设计得简明，降低各功能模块耦合度，并充分考虑兼容性。系统能够支持对多种格式数据的存储。
3.2.7 人机体验优先原则
系统设计要优先考虑用户体验，UI设计要求美观大方且能够迎合当下主流的视觉风格，要符合并兼容用户主流的使用习惯。尽量少的让用户输入，输入时尽量多给出参考，全局导航需要一直存在，最好还能预览其他模块的动态。
3.3 系统设计方案
3.3.1 二维码技术在本信息化管理系统中的应用
本系统中，二维码主要用于关联产品与CCC证书号，然后通过证书号利用现有系统查询相关信息（图2）。
图2 二维码关联CCC证书原理图
为了提升信息的安全性，针对专业管理人员，可以通过对二维码进行加密以保障产品、证书中的涉密信息不外泄。加密方式可以采用基于DES与RSA的混合加密进行处理。
3.3.2 系统拓扑
根据前文对系统需求分析以及对强制性认证产品特点的分析研究，结合本系统的技术路线，设计出的本系统整体框架拓扑如图3所示。
图3 系统拓扑图
3.3.3 系统软件架构（图4）
图4 系统软件架构图
3.4 开发环境介绍
3.4.1 后台开发，主要采取“Java+MySQL”的解决方案
Java是一门面向对象编程语言，不仅吸收了C++语言的各种优点，还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念，因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表，极好地实现了面向对象理论，允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程，成为当下最为主流的开发语言之一。
MySQL是一个关系型数据库管理系统，由瑞典MySQLAB公司开发，目前属于Oracle旗下产品。MySQL是最流行的关系型数据库管理系统之一，在WEB应用方面，MySQL是最好的RDBMS（Relational Database Management System，关系数据库管理系统）应用软件。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的最常用标准化语言。
3.4.2 前端开发，采用原生的iOS与Android开发语言
原生（native）开发一般是指用原生开发语言开发，原生开发语言就是开发整个系统时使用的编程语言。对于iOS来说就是Objective C，对于Android来说主要用Java。
3.4.2.1 iOS原生
Objective-C是非常实用的语言。它是一个用C写成很小的运行库，令应用程序的尺寸增加很小，和大部分OO系统使用极大的VM执行时间会取代了整个系统的运作相反，Objective-C写成的程序通常不会比其原始码大很多。它主要使用于Mac OS X和GNUstep这两个使用OpenStep标准的系统，它的流行归功于iPhone的成功，编写iPhone应用程序的主要编程语言是Objective-C。
3.4.2.2 Android原生
Android以Java为编程语言，使接口到功能，都有层出不穷的变化，其中Activity等同于J2ME的MIDlet，一个 Activity 类（class）负责创建视窗（window），一个活动中的 Activity就是在 foreground（前景）模式，背景运行的程序叫做Service。两者之间通过由ServiceConnection和AIDL连结，达到复数程序同时运行的效果。如果运行中的 Activity全部画面被其他 Activity取代时，该 Activity便被停止（stopped），甚至被系统清除（kill）。
Android手机的原生开发环境配置主要包括两个方面，一方面是配置程序设计语言的运行环境，需要下载JDK工具包并安装。另一方面是开发平台的搭建，需要将安卓开发的ADT插件安装到Eclipse开发平台上，并用SDK工具配置好安卓虚拟机[3]。
3.5 业务使用场景模拟
3.5.1 登录界面
登录界面主要由执法人员入口、公众查询入口以及版本号3个部分组成（图5）。
图5 登录页面
其中执法人员登录通道提供用户名密码保存功能，省去每次输入的麻烦。公众查询通道采用直接登录的方式。右下方为版本号，本系统采用自动更新模式。
3.5.2 扫描查询界面
登录以后将进入功能界面。分别有两个信息查询通道，为扫码查询与输入证书号查询（图6）。
图6 证书号码获取页面
点击扫码查询进入如下界面（图7）：
图7 扫码页面
本界面中上方是一扫码框，将二维码放入框内可自动扫描。下方有两个按钮，左侧“相册”按钮点击后可调取手机相册中的带有二维码的图片进行识别。右侧仍然提供输入证书号查询的功能，以防扫码识别失败的问题出现。
3.5.3 信息查询界面
通过上述渠道识别出证书号后，可进入信息查询界面（图8）：
图8 信息查询页面
分别可点击查询该证书号下的证书信息、标志信息以及监管信息。
点击证书信息查询后可连接入国家认证认可监督管理委员会（简称“认监委”）CCC证书查询系统（图9）。
在该页面中用户可以清晰地看到该证书覆盖下的各种信息，包括有效期、产品型号、产地等（图10）。
点击标志信息则可进入标志信息查询界面，主要分两方面内容，一是采用非标准的印刷/模压证书，其中包括了CCC标志的加施方式、加施部位、大小颜色及设计图等重要信息。
图9 认证认可业务信息统一查询平台
图10 证书示例（一）
第二部分是该类产品的实施规则中对标志的特定规则，这部分数据需要维护。目前共有实施规则43个，本例中的瓷砖属于装修装饰产品，规则中规定：对瓷质砖产品，应将认证标志加施在最小销售包装上。在加施认证标志的位置下方应注明其放射性水平类别。
点击监管记录能调取上海检验检疫局CCC口岸执法系统数据，可将该证书号下所有记录的违规情况以列表形式呈现（图11）。
图11 口岸执法管理系统截图
如图11所示，所有证书号2006052102000181下的违规信息都罗列了出来。点击“详”可看到不合格情况的详细信息。通过查看这些信息，可开展有针对性的现场查验工作。
4 展望
本文在详细需求分析的基础上，结合二维码技术的特点，利用现有数据，基本实现了较为完整的强制性认证产品信息化管理系统。但由于经费限制等客观因素，系统尚存在一些不足。通过对不足的分析，为系统的进一步研究提出了改进方向。不足主要表现为以下几个方面：
（1）本文基于对强制性认证产品加施二维码。这需要国家认监委及国家质检总局的政策支持，对CCC标志增加二维码要求，需要在政策层面及技术层面进行进一步的研究。
（2）数据库接口问题。从以往局内系统开发测试的经验来看，要求多部门开放数据接口的系统往往会遇到协同问题。
（3）监管记录的局限性问题。目前的监管记录仅限于上海检验检疫局层面，口岸CCC执法管理系统仅记录上海口岸强制性产品入境验证的违法违规行为。
[1] 王力坚.基于质量认证的农产品可追溯系统研究[D].江苏扬州：扬州大学，2014：37.
[2] 黄梅芳，兰龙辉，邱荣祖 .基于二维码的果蔬农产品追溯系统初步设计[J].网络与信息化，2014，33（9）：418.
[3] 顾春来.APP 应用程序开发模式探究[J].硅谷，2014，（5）：35-36.
