基于二维码QR Code在物联网产品追溯中的应用研究

引 言

物联网（TheInternetofthings）[1]是指将各种信息传感设备及系统，如传感器网络、射频标签阅读装置、条码与二维码设备、全球定位系统和其它基于物- 物通信模式（M2M） 短路无线自组织网络 [2]。物联网的应用以自动识别、条形码、二维码和RFID普遍运用为基础。二维码能在横向和纵向两个方位同时表达信息，在小面积内表达大量信息，同时具有信息容量大、纠错性好等优点。用二维码可表示物品相关信息如： 价格、名称、制造厂、生产日期、重量、有效期等。因二维码易张贴，容错好，这使得二维码应用到产品追溯领域成为自然的选择，人们在利用二维码为产品追溯平台的发展提供有力支持时，也推动了二维码技术在标准化、防伪等方面的研究。

1 二维码及QR Code的主要特点

1.1 二维条码

二维条码（2-dimensional bar code）是用某种特定的几何图形按一定规律分布在平面上（二维方向）的黑白相间的图形， 用于记录数据符号信息。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，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理，包括堆积式二维码和矩阵式二维码[3]。

1.2 QR Code

QR Code（Quick Response Code）是由日本 Denso 公司于 1994 年 9月研制的一种矩阵式二维码符号。QR Code 的高存 储容量，最多可存储 1 850 个大写字母，或 2 710 个数字，或 1 108 个字节，或 500 多个汉字；该条码可以把图片、声音、文字、 签字、指纹等以数字化的信息进行编码，用条码表示出来 ； 可以表示多种语言文字 ；可表示图像数据。具有较强的纠错 能力。深色模块表示二进制“1”，浅色模块表示二进制“0”。 最多约可纠错 30% 的数据码字。可以制定出较小的标签，方 便张贴在各种物品表面。QR Code 的解码方式可以利用手机 拍照或 CCD 识读器识别，速度快，具有全方位（360°）识读 特点。能够有效识别出中国汉字。图1 为以QR 码符号（版本 7） 为例的结构图 [4]。

1.3 QR Code 编码原理

2 产品追溯

2.1 产品追溯发展现状

产品质量追溯系统通过对产品生产、加工、流通、销售 等环节进行信息标识、采集、传递和关联管理，为生产者提 供产品的生产销售等信息以提高产品质量追溯管理能力，使 消费者能够全方位的了解产品信息。以往的手工操作已越来越不适应新形势下的现代化管理要求，计算机技术和二维码技 术引入生产产品追溯系统领域已成为必然趋势。随着物联网 技术的发展和兴起，新识别技术的出现及二维码技术的发展， 目前对产品可追溯性研究已经成为国内外工业工程和物流管理 学术研究领域的热点之一。

产品追溯系统研究应用在我国起步较晚，2003 年国家质 检总局启动“中国条码推进工程”活动，该活动极大地推动了 条形码在我国企业产品表识中的应用。2006 年 10 月追溯体系 在北京、上海、四川等地启动试点工作。2010 年 11月在北京 召开了物联网与产品质量追溯论坛，该论坛主要围绕物联网发 展、产品质量追溯以及相关技术标准和行业应用等方面，探 讨产品追溯研究与应用的新思想 [8]。

2.2 QR 码产品追溯系统设计

QR Code 自动识别技术具有输入速度快、准确度高、成 本低和易操作等特点。移动互联网的蓬勃发展使 QR 码的应用 逐渐成熟。据此，论文提出了基于 QR Code 的产品追溯系统 设计。具体系统流程如图 2 所示，产品生产从原材料、半成品、 成品的每一个环节都记录至产品追溯平台数据库内，使供应 商、生产企业、物流承运商、经销商对产品追溯平台信息可读、 可写、可查询，客户通过 QR 码实现对产品信息可读。

产品生产过程中的联系如图 3 所示，通过 E-R 图反应产 品追溯各环节中的数据库信息。

2.3 QR Code 应用于产品追溯

在产品加工过程中，主要产品部件打上二维码标签。不 管产品发往何处，都会留有记录。如果发生问题，只需读取产 品上的二维码，就可以在数据库内调出该产品所有相关数据。 生产企业将商品信息生成的 QR 码传递至客户，客户借助 Web 网络或手持终端进行追溯查询，从而获得完整的产品信息。 客户通过移动客户端扫描 QR 码的方式查询产品基本信 息和产品追溯平台的网址信息，

客户通过登录扫描 QR 码获取 的网址查看产品详细信息，包括产品供应商信息、生产企业信 息、物流承运商信息、经销商信息等。图 4 为通过二维码应用 流程图反应 QR Code 在产品追溯中的应用情景。

3 二维码防伪

二维码是在二维平面上用黑白相间的特定图形来表示。 近年来，由于智能手机的普及，使二维码技术应用迅速发展， 二维码的安全问题也日益突出。由于其具有较强的可复制性 [9]， 这是二维码在物联网应用中一个极大的缺陷。不少不法分子利 用二维码的技术漏洞进行违法行为。建立二维码防伪机制是 二维码在产品追溯应用中另一重要的研究领域。二维码防伪 应以二维码为信息载体，对每一件产品信息进行跟踪、采集、 汇总、查询、管理等，一品一码，建立商品信息管理数据链 和整个流通过程监管系统。今后二维码标签的发展方向应集 质量追溯、物流、销售、防伪、售后等功能于一身，为企业 产品质量的追溯管理提供一个更广阔的平台。

4 结 语

二维码技术在物联网日益繁荣的今天，已在世界各地产 品追溯系统中得到广泛应用，推广产品追溯平台发展不仅需要 企业自身的努力，也需要社会各级的广泛参与以及相应的立法， 及产品追溯云平台的建设，使产品从原料到生产加工再至物流 信息透明原生态的呈现在消费者面前，已成为物联网发展不 可逆转的方向，而二维码在其中的作用不容小觑。加强二维 码标准化建设及二维码防伪技术研究也成了一个重要课题。因 此，在移动互联业务模式下，加强二维码技术及应用研究具 有重要的科学价值。