基于二維碼的產品真偽識別系統設計

張浩琳 徐世許 云善起

摘? 要：為滿足生產企業和廣大用戶快速鑒別產品真偽的需求，設計一款基于二維碼的產品真偽識別系統。將Visual Basic軟件中的MSComm控件、上位機、稱重儀表、掃碼槍組合使用建立RS232C串口通信，以獲取產品的毛重、凈重信息，并將產品信息和重量信息合并生成產品二維碼。用戶購買產品后，可通過企業微信公眾號掃描產品二維碼，利用新浪云數據庫查詢產品信息并進行比對，以此鑒別產品真偽。

關鍵詞：鑒別產品真偽;二維碼;Visual Basic;微信公眾號;云數據庫

中圖分類號：TP29;TP311 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2022）01-0001-05

Abstract： In order to meet the needs of manufacturers and users to quickly identify the authenticity of products， a product authenticity identification system based on QR code is designed. The MSComm control in Visual Basic software， host computer， weighing instrument and code scanning gun are combined to establish RS232C serial communication to obtain the gross weight and net weight information of the product， and the product information and weight information are combined to generate the product QR code. After purchasing the product， users can scan the product QR code through the WeChat official account， query the product information and compare it with the Sina cloud database， so as to identify the authenticity of the product.

Keywords： product authenticity identification; QR code; Visual Basic; WeChat official account; cloud database

0? 引? 言

在市場經濟迅速發展的同時，假冒偽劣產品的生產和流通也日益猖獗，不僅侵犯了產品開發者的合法權益，而且嚴重損害了商家和用戶的利益。為此，積極打擊假冒偽劣，構建產品溯源追蹤真偽識別系統對社會發展有著十分重大的意義。

產品個性化防偽標志的創建是現代產品防偽的主要手段。然而，隨著偽造技術的不斷提高，個性化防偽標志已無法用于鑒別市場上流通的高級假冒偽劣產品[1]，防偽二維碼在此情境下應運而生。近年來，有“移動數據庫”之稱的二維碼占據產品防偽市場的重要地位，成為當代主流的防偽方式。與傳統的個性化防偽標志不同，生產商可以將大量與產品相關的數據信息存放到二維碼中，利用二維碼標簽打印系統逐一生成產品標簽。二維碼標簽打印系統能夠自動獲取、存放和管理生產稱重數據，極大地提高了企業智能化管理水平。用戶只需使用相應的手機軟件掃描產品標簽上的二維碼，即可獲取產品檢驗信息，與標簽上的產品信息進行對比，借此判斷產品的真偽[2，3]。

就產品防偽而言，當前應用最廣泛的是電碼防偽。常見的防偽鑒別方法有兩種：電話客服查詢和短信驗證碼查詢。但這種防偽技術的應用對中小企業來說成本太高，對用戶來說兩種查詢方式也極為不便。相較于電碼防偽技術，二維碼防偽成本低，檢驗方法便捷，是中小型企業的不二之選。目前，基于二維碼的產品真偽識別系統已成功應用于青島某銅管廠，方便用戶鑒別假冒偽劣產品[4]。系統運行穩定可靠，維護了企業和用戶的正當利益。

1? 系統硬件

1.1? 稱重儀表

IND245是METTLER TOLEDO公司開發的一款多功能稱重儀表，可用于包括計數、檢重在內的多種標簽打印應用領域。IND245的儀表主板上主要包含稱重標簽打印標準程序，其是在IND245儀表的基礎上開發的標準化程序，在大規模制造行業中得到廣泛應用，在稱重環節進行數據記載，為產品的追蹤溯源提供便利，增加企業產能[5，6]。

IND245稱重標簽打印標準程序具有以下優勢：

（1）簡單便捷的操作。界面使用中文軟件圖標，簡潔明了，使用數字鍵和字母鍵可以輕松編輯儀表的有關信息。

（2）靈活的應用。標簽多元化，提供普通稱重、計數稱重以及稱重檢重標簽，同時支持用戶編輯條碼格式。

（3）超強的可擴展性。標簽打印機可以使用不同的標準，支持網絡上傳數據的同時還支持掃碼槍輸入和報警燈輸出。

1.2? 掃碼槍

在對掃碼槍進行選型時，應注重其電學參數，如輸入電壓、工作電流、額定功耗、主機系統接口、靜電防護;考慮外部條件，如工作溫濕度、抗振動強度;重視掃描性能，如掃描類型、分辨率、視場角、解碼能力等。除了電學參數、外部條件和掃描性能之外，掃碼槍還應滿足以下要求：

（1）可實現較遠距離的數據傳輸。

（2）具有較強的抗干擾能力（伺服干擾和電源中的高次諧波干擾）。

（3）可實行動態掃碼。

（4）可實現快速的數據傳遞。

（5）較暗環境中可實現自動補光。

根據以上對掃碼槍參數、性能以及要求的分析，本系統采用霍尼韋爾Honeywell 3310G型號掃碼槍[7]。該掃碼槍具有以下優點：

（1）提高生產效率。提供高性能條碼掃描，無須選擇不安全的電纜，從而創造一個更安全的工作環境。局域網內部集成，使信息傳遞更加安全。

（2）出色的掃描性能。采用多線光柵掃描，運用此掃描方法時掃碼槍無須精準對向條碼。激光掃描垂直化，在首次讀取條碼時即能精準地獲取最小的、堆疊緊密和質量較差的打印條碼。

（3）耐用性達到新的高度。掃碼槍和支撐裝置均做了防濺化處理，堅固耐用，使用壽命大大延長。

1.3? 標簽打印機

采用TSC公司生產的MX240P系列條形碼打印機，機身采用鋁合金設計，可以出色地進行長時間高強度的標簽打印。MX240P系列的彩色觸控面板和六個操作按鈕使操作更加簡單便捷、標簽耗材最大外徑為20.32厘米，大大加長了持續打印時間，降低了標簽更換頻率[8]。

2? 二維碼標簽打印系統

2.1? 二維碼簡介

二維碼是在一維條形碼基礎上發展而來的，可以在水平和垂直兩個方向同時展示信息的條碼。二維碼使用黑白矩形，與二進制的0和1相對應，以存放數據[9，10]。

目前使用較多的二維碼是QR碼，利用矩形的深淺顏色來展示信息，深顏色代表1，淺顏色代表0。QR碼使用便利，儲存性能優越，應用范圍較廣。二維碼樣例如圖1所示。

2.2? 系統設計

2.2.1? 系統結構

系統硬件由IND245稱重儀表、霍尼韋爾掃碼槍、條碼打印機以及TSC標簽打印機組成。由于不能在凈重稱重完畢后即刻進行毛重稱重，因此必須將產品的凈重信息生成條碼，進行二次包裝時，會將產品對應的條碼與產品一起包裝。在進行毛重稱重時，通過Visual Basic軟件中的MSComm控件、上位機、稱重儀表和掃碼槍建立RS232C串口通信，以獲取產品的毛重和凈重信息，并將相應的信息錄入到計算機中。毛重數據信息通過RS232C通信發送到上位機，解析存放數據之后完成標簽打印，系統結構圖如圖2所示。

二維碼標簽打印系統的管理由SQL Server 2008數據庫和VB6.0共同完成。ADO（ActiveX Data Objects， ActiveX數據對象）是Microsoft提出的應用程序接口，在VB6.0編程環境下可以通過ADO方式訪問SQL Server數據庫[11，12]。系統將產品名稱、生產日期、重量等信息存放到數據庫中，通過VB6.0連接完成對數據的操作。

2.2.2? 系統工作流程

在進行生產時，第一步要獲取產品的凈重數據，智能稱重儀表IND245能夠在稱重完成后利用已經連接在智能稱重儀表上的條碼打印機自動打印該產品的重量數據，接下來將條碼貼在產品上完成下一步驟的包裝。使用掃碼槍來掃描條碼，將產品的凈重信息發送到上位機，然后再稱量產品毛重，上位機在獲取毛重數據后，生成打印標簽的界面，實現打印機自動打印標簽的功能，然后再將標簽貼在外包裝上。在每天的工作結束后，可以導出當日的產品信息上傳到云端。買家購買產品后，利用商家的微信公眾號掃描產品二維碼，即可實現產品真偽查詢，標簽打印界面如圖3所示。

2.2.3? 系統程序設計

系統的程序設計包括兩個部分：一是數據的接收處理，二是生成涵蓋產品信息的二維碼。下面介紹系統程序設計內容：

（1）數據傳輸與標簽自動打印。在生產現場，上位機與儀表之間通過RS232實現信息交互。上位機處理接收到的稱重字符串，得到毛重數據信息并在上位機監控界面實時顯示。掃描儀與上位機之間以RS232方式通信，使用MSComm控件完成串行端口數據傳輸和接收，以事件驅動方式處理串行端口交互[13，14]。

使用掃碼槍之前需要對應用進行配置，配置為手動觸發模式，且識別128碼，可一次讀取4個碼，4個碼按照從上至下的順序輸出（碼的長度分別為14、6、10、12），輸出碼之間沒有分隔符[15]。配置碼如圖4所示，依次掃描3個配置碼即可完成配置。第一個碼可用于將掃碼槍設置為手動觸發模式（向端口發送16540D開啟掃碼槍，發送16550D關閉掃碼槍），第二個碼表示啟動順序輸出模式，第三個碼表示順序輸出的具體配置。

掃碼槍配置完成后，需要對串口進行相應的配置才能完成與上位機的正常通信[16]。對端口、波特率、奇偶校驗位、停止位進行設置，同時清空接收（發送）緩沖區，以為下次接收數據幀做準備。串口配置程序核心代碼為：

MSComm1.CommPort=1? //設置串口為端口1

MSComm1.Settings=”115200，N，8，1”? ? //設置波特率：115200，無校驗，數據位：8，停止位：1

MSComm1.InputMode=0? //數據通過Input屬性以文本形式取回

MSComm1.InputLen=0? //設置從緩沖讀取一次讀取的數據長度，0表示全部讀取

MSComm1.InBufferCount=0? //清空接收緩沖區

MSComm1.outBufferCount=0? //清空發送緩沖區

MSComm1.RThreshold=1? //每當緩沖區接收到一個字節，就產生一次OnComm事件

MSComm1.PortOpen=True? //打開串口

讀取凈重數據時，利用無線掃碼槍掃碼，以RS232串口通信方式將凈重數據發送到上位機，經過上位機的數據處理后添加到產品標簽的相應位置上。在上位機軟件中，用數據傳輸完成的觸發信號作為計時器的觸發條件，等待凈重、毛重讀取結束，生成二維碼后控制打印機進行打印。

（2）產品數據生成二維碼。對工廠進行實地考察，本文選擇QR碼完成設計。二維碼的生成過程極為復雜，主要步驟包括數據編碼、糾錯編碼、形成最終數據信息和掩膜[15]，流程圖如圖5所示。

3? 產品真偽識別系統設計

通過微信公眾號完成產品真偽識別系統的前端程序設計，通過新浪云平臺完成產品真偽識別系統的后臺程序設計。

3.1? 前端程序的開發

通過微信公眾平臺上的自定義菜單完成公眾號的界面設計。菜單創建完成后，若要實現各自的功能則需配備相應的響應動作，包括發送信息、轉到目標網頁[17]，公眾號界面如圖6所示。

根據公司要求，從用戶使用便利性以及界面美觀性角度出發，制作了如圖7所示的自定義菜單。此菜單功能不僅能滿足廠家要求，還為公司的用戶提供了極大的便利。菜單創建完成后進行相應的設置。選擇微信公眾平臺后臺的“開發者中心”—“修改配置”進行配置，這樣就完成了配置并啟用服務器[18]。

3.2? 后臺程序設計

新浪云平臺（SAE）是國內第一個面向公眾的云計算平臺，SAE首選的支持語言為Web開發語言PHP[19，20]。

所編寫的后臺代碼為微信公眾號功能提供支持，只有將開發好的程序上傳至SAE才能夠被微信用戶訪問。這里重點介紹防偽功能的代碼實現。

用戶通過掃碼驗貨時，系統先將掃碼信息轉換為字符，然后截取關鍵字段并與數據庫中存儲的內容進行比對，以驗證產品真偽。

通過Notepad++軟件將完成的代碼保存為.php形式（UTF-8無BOM格式編碼），壓縮為ZIP格式后上傳至云數據庫。然后再將SQL Server中的產品信息上傳至云數據庫，產品真偽識別系統即構建完成。

4? 產品真偽識別系統測試

產品真偽識別系統設計完成后，在公眾號內進行查詢測試。查詢時，系統會發送查詢次數、查詢結果、產品名稱、牌號、規格、生產日期、毛重、卷號、生產許可證號等信息。同一產品的二維碼被重復查詢時，查詢的次數會顯示在公眾號聊天界面，多次查詢界面如圖8所示。

查詢次數過多時，會提示“注意！查詢次數過多有可能是仿品！”，查詢界面如圖9所示。

如果用戶掃描的二維碼不能在云數據庫中找到對應的產品信息，公眾號會提示“很遺憾，數據庫中沒有此產品”，表示此二維碼代表的產品為仿品，用戶應聯系公司及時處理，提示界面如圖10所示。

用戶掃描到錯誤的二維碼時，公眾號會發送“您掃描的不是正確的二維碼”的異常信息，如圖11所示。

還有一種情況就是用戶掃描二維碼，微信公眾號信息顯示該產品為公司產品，但是產品信息與標簽信息不對應，此時用戶可聯系公司進行產品更換，產品打印標簽效果如圖12所示。

經過對用戶在二維碼掃描中可能遇到的各種問題的測試，成功驗證了產品真偽識別系統的便捷性和可靠性。

5? 結? 論

本文研究的產品真偽識別系統依托二維碼，以METTLER TOLEDO稱重儀表、掃碼槍和標簽打印機為硬件基礎，使用微信公眾平臺、SAE、VB以及Notepad++等軟件實現界面的設計和編程。系統已成功應用于青島某銅管公司，解決了原有生產數據管理不足的問題，提高了自動化程度和生產效率，同時實現了打擊假冒偽劣商品，維護企業和用戶切身利益的目的，對行業內一些類似問題的解決提供參考，具有一定的現實意義。

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作者簡介：張浩琳（1996—），男，漢族，山東煙臺人，碩士研究生在讀，研究方向：計算機控制技術。