基于二維碼QR Code在物聯(lián)網產品追溯中的應用研究

引 言

物聯(lián)網（TheInternetofthings）[1]是指將各種信息傳感設備及系統(tǒng)，如傳感器網絡、射頻標簽閱讀裝置、條碼與二維碼設備、全球定位系統(tǒng)和其它基于物- 物通信模式（M2M） 短路無線自組織網絡 [2]。物聯(lián)網的應用以自動識別、條形碼、二維碼和RFID普遍運用為基礎。二維碼能在橫向和縱向兩個方位同時表達信息，在小面積內表達大量信息，同時具有信息容量大、糾錯性好等優(yōu)點。用二維碼可表示物品相關信息如： 價格、名稱、制造廠、生產日期、重量、有效期等。因二維碼易張貼，容錯好，這使得二維碼應用到產品追溯領域成為自然的選擇，人們在利用二維碼為產品追溯平臺的發(fā)展提供有力支持時，也推動了二維碼技術在標準化、防偽等方面的研究。

1 二維碼及QR Code的主要特點

1.1 二維條碼

二維條碼（2-dimensional bar code）是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律分布在平面上（二維方向）的黑白相間的圖形， 用于記錄數據符號信息。使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理，包括堆積式二維碼和矩陣式二維碼[3]。

1.2 QR Code

QR Code（Quick Response Code）是由日本 Denso 公司于 1994 年 9月研制的一種矩陣式二維碼符號。QR Code 的高存 儲容量，最多可存儲 1 850 個大寫字母，或 2 710 個數字，或 1 108 個字節(jié)，或 500 多個漢字；該條碼可以把圖片、聲音、文字、 簽字、指紋等以數字化的信息進行編碼，用條碼表示出來 ； 可以表示多種語言文字 ；可表示圖像數據。具有較強的糾錯 能力。深色模塊表示二進制“1”，淺色模塊表示二進制“0”。 最多約可糾錯 30% 的數據碼字?？梢灾贫ǔ鲚^小的標簽，方 便張貼在各種物品表面。QR Code 的解碼方式可以利用手機 拍照或 CCD 識讀器識別，速度快，具有全方位（360°）識讀 特點。能夠有效識別出中國漢字。圖1 為以QR 碼符號（版本 7） 為例的結構圖 [4]。

1.3 QR Code 編碼原理

2 產品追溯

2.1 產品追溯發(fā)展現(xiàn)狀

產品質量追溯系統(tǒng)通過對產品生產、加工、流通、銷售 等環(huán)節(jié)進行信息標識、采集、傳遞和關聯(lián)管理，為生產者提 供產品的生產銷售等信息以提高產品質量追溯管理能力，使 消費者能夠全方位的了解產品信息。以往的手工操作已越來越不適應新形勢下的現(xiàn)代化管理要求，計算機技術和二維碼技 術引入生產產品追溯系統(tǒng)領域已成為必然趨勢。隨著物聯(lián)網 技術的發(fā)展和興起，新識別技術的出現(xiàn)及二維碼技術的發(fā)展， 目前對產品可追溯性研究已經成為國內外工業(yè)工程和物流管理 學術研究領域的熱點之一。

產品追溯系統(tǒng)研究應用在我國起步較晚，2003 年國家質 檢總局啟動“中國條碼推進工程”活動，該活動極大地推動了 條形碼在我國企業(yè)產品表識中的應用。2006 年 10 月追溯體系 在北京、上海、四川等地啟動試點工作。2010 年 11月在北京 召開了物聯(lián)網與產品質量追溯論壇，該論壇主要圍繞物聯(lián)網發(fā) 展、產品質量追溯以及相關技術標準和行業(yè)應用等方面，探 討產品追溯研究與應用的新思想 [8]。

2.2 QR 碼產品追溯系統(tǒng)設計

QR Code 自動識別技術具有輸入速度快、準確度高、成 本低和易操作等特點。移動互聯(lián)網的蓬勃發(fā)展使 QR 碼的應用 逐漸成熟。據此，論文提出了基于 QR Code 的產品追溯系統(tǒng) 設計。具體系統(tǒng)流程如圖 2 所示，產品生產從原材料、半成品、 成品的每一個環(huán)節(jié)都記錄至產品追溯平臺數據庫內，使供應 商、生產企業(yè)、物流承運商、經銷商對產品追溯平臺信息可讀、 可寫、可查詢，客戶通過 QR 碼實現(xiàn)對產品信息可讀。

產品生產過程中的聯(lián)系如圖 3 所示，通過 E-R 圖反應產 品追溯各環(huán)節(jié)中的數據庫信息。

2.3 QR Code 應用于產品追溯

在產品加工過程中，主要產品部件打上二維碼標簽。不 管產品發(fā)往何處，都會留有記錄。如果發(fā)生問題，只需讀取產 品上的二維碼，就可以在數據庫內調出該產品所有相關數據。 生產企業(yè)將商品信息生成的 QR 碼傳遞至客戶，客戶借助 Web 網絡或手持終端進行追溯查詢，從而獲得完整的產品信息。 客戶通過移動客戶端掃描 QR 碼的方式查詢產品基本信 息和產品追溯平臺的網址信息，

客戶通過登錄掃描 QR 碼獲取 的網址查看產品詳細信息，包括產品供應商信息、生產企業(yè)信 息、物流承運商信息、經銷商信息等。圖 4 為通過二維碼應用 流程圖反應 QR Code 在產品追溯中的應用情景。

3 二維碼防偽

二維碼是在二維平面上用黑白相間的特定圖形來表示。 近年來，由于智能手機的普及，使二維碼技術應用迅速發(fā)展， 二維碼的安全問題也日益突出。由于其具有較強的可復制性 [9]， 這是二維碼在物聯(lián)網應用中一個極大的缺陷。不少不法分子利 用二維碼的技術漏洞進行違法行為。建立二維碼防偽機制是 二維碼在產品追溯應用中另一重要的研究領域。二維碼防偽 應以二維碼為信息載體，對每一件產品信息進行跟蹤、采集、 匯總、查詢、管理等，一品一碼，建立商品信息管理數據鏈 和整個流通過程監(jiān)管系統(tǒng)。今后二維碼標簽的發(fā)展方向應集 質量追溯、物流、銷售、防偽、售后等功能于一身，為企業(yè) 產品質量的追溯管理提供一個更廣闊的平臺。

4 結 語

二維碼技術在物聯(lián)網日益繁榮的今天，已在世界各地產 品追溯系統(tǒng)中得到廣泛應用，推廣產品追溯平臺發(fā)展不僅需要 企業(yè)自身的努力，也需要社會各級的廣泛參與以及相應的立法， 及產品追溯云平臺的建設，使產品從原料到生產加工再至物流 信息透明原生態(tài)的呈現(xiàn)在消費者面前，已成為物聯(lián)網發(fā)展不 可逆轉的方向，而二維碼在其中的作用不容小覷。加強二維 碼標準化建設及二維碼防偽技術研究也成了一個重要課題。因 此，在移動互聯(lián)業(yè)務模式下，加強二維碼技術及應用研究具 有重要的科學價值。