基于ARM的卷煙32位碼防偽識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：為有效打擊假冒、走私、串貨卷煙等違法行為，采用信息技術(shù)，設(shè)計(jì)并開發(fā)一套卷煙防偽識(shí)別系統(tǒng)。以卷煙32位代碼作為識(shí)別對(duì)象，利用ARM單片機(jī)實(shí)現(xiàn)便攜式手持設(shè)備的硬件構(gòu)造，采用圖像識(shí)別技術(shù)獲取卷煙上的32位條碼，通過(guò)短信模塊完成與后臺(tái)打碼數(shù)據(jù)的比對(duì)，進(jìn)而辨別卷煙的真?zhèn)?。?shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)具有識(shí)別率高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的應(yīng)用推廣價(jià)值。
關(guān)鍵詞：ARM單片機(jī)；圖像識(shí)別；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；便攜式手持設(shè)備

為了保證消費(fèi)者利益，卷煙防偽技術(shù)越來(lái)越受到煙草行業(yè)的重視，煙草工商企業(yè)不斷尋求技術(shù)含量高、保密性強(qiáng)的新型防偽技術(shù)和防偽產(chǎn)品。目前常見的卷煙防偽技術(shù)有包裝新型激光全息防偽標(biāo)識(shí)和防偽技術(shù)光致變色油墨等。一些卷煙產(chǎn)品采用數(shù)碼防偽技術(shù)，如部分“芙蓉王”香煙在每一盒(條)產(chǎn)品透明紙上噴印有一組惟一性的18位產(chǎn)品防偽數(shù)碼(即產(chǎn)品的身份代碼)，使造假者無(wú)法批量假冒，對(duì)該數(shù)碼進(jìn)行查詢，便可獲得產(chǎn)品真?zhèn)涡畔?。該方法可以確定該產(chǎn)品是否出自正規(guī)廠家，但無(wú)法得知卷煙是由哪家零售戶出售的，且只適用于特定品牌的香煙。因此，本文利用國(guó)家煙草專賣局對(duì)每條卷煙所編32位代碼進(jìn)行查詢，32位代碼是每條卷煙的惟一身份代碼，與零售戶信息存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)32位碼可獲取條煙的準(zhǔn)確來(lái)源及出庫(kù)的初始日期等信息，由此辨認(rèn)是否假冒或者串貨卷煙。卷煙32位碼是根據(jù)零售戶訂單在煙草專賣局出庫(kù)時(shí)由激光打碼機(jī)或者是噴碼機(jī)直接打印或噴涂在卷煙薄膜外側(cè)的一組數(shù)字。由于數(shù)字串較長(zhǎng)，采用人工方式讀取編碼效率較低，為了讓稽查員能迅速將條煙上的代碼輸入到信息系統(tǒng)，繼而獲取條煙對(duì)應(yīng)的零售戶信息。需要一個(gè)類似于條碼掃描器的設(shè)備，快速獲取條碼信息，由于圖像識(shí)別技術(shù)較為成熟，應(yīng)用領(lǐng)域較為廣泛，本文采用圖像識(shí)別算法識(shí)別條煙上的32位碼，形成數(shù)字信息并通過(guò)遠(yuǎn)程通信的方式從遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢條碼所對(duì)應(yīng)的零售戶信息。

1 系統(tǒng)構(gòu)架
系統(tǒng)由前臺(tái)和后臺(tái)兩部分組成，前臺(tái)系統(tǒng)主要是便攜式手持識(shí)別設(shè)備，后臺(tái)系統(tǒng)是條碼查詢系統(tǒng)。便攜式手持設(shè)備包括軟硬件兩部分，硬件部分由以下四個(gè)模塊構(gòu)成：32位碼掃描模塊、數(shù)字識(shí)別模塊、數(shù)字顯示和修改模塊、短信收發(fā)模塊。軟件部分以圖像識(shí)別系統(tǒng)為主。條碼查詢系統(tǒng)由條碼處理系統(tǒng)以及短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器兩部分組成。防偽識(shí)別系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

識(shí)別過(guò)程是首先由32位碼掃描模塊拍攝條煙上的條碼作為圖像，輸入到識(shí)別模塊，由數(shù)字識(shí)別模塊使用智能圖像識(shí)別算法識(shí)別圖像中的數(shù)字和字母，并將識(shí)別后的數(shù)字顯示在顯示屏上，同時(shí)對(duì)識(shí)別錯(cuò)誤的數(shù)字進(jìn)行人工更改，使用短信收發(fā)模塊將識(shí)別出的條碼以短信形式發(fā)送到短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器中，短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)器通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)觸發(fā)器查詢條碼數(shù)據(jù)庫(kù)，并接收返回查詢結(jié)果，與此同時(shí)條碼處理系統(tǒng)每天定時(shí)增加當(dāng)天的打碼數(shù)據(jù)，以確保條碼數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性。

2 防偽識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
2．1 便攜式手持識(shí)別設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)
便攜式手持識(shí)別設(shè)備由嵌入式硬件設(shè)備以及運(yùn)行在該硬件設(shè)備上的軟件系統(tǒng)兩部分組成。
2．1．1 嵌入式硬件設(shè)備
采用ARM9 SamsungS3C2440為微處理器，并采用專業(yè)穩(wěn)定的CPU內(nèi)核電源芯片和復(fù)位芯片來(lái)保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性，PCB電路板的制作采用沉金工藝的四層板技術(shù)，保證關(guān)鍵信號(hào)線的信號(hào)完整性。
圖像掃描模塊由數(shù)字?jǐn)z像頭、自帶補(bǔ)償光源組成。采用9650數(shù)字?jǐn)z像頭作為圖像采集設(shè)備，同時(shí)使用照明LED作為自帶補(bǔ)償光源，可以不受外界干擾地拍攝香煙盒外包裝上的防偽碼高清圖像。采集圖像分辨率為800x600，24 b位圖格式。
數(shù)字識(shí)別模塊采用SamsungS3C2440A處理器，外接128 MB SDRAM和64 MB FLASH，使用WinCE操作系統(tǒng)。
數(shù)字顯示和修改模塊為1塊NEC 3．5英寸TFT觸摸屏，是系統(tǒng)的人機(jī)交互接口。
短信收發(fā)模塊采用Siemens公司的TC35i GSM短信收發(fā)模塊，能夠穩(wěn)定的發(fā)送識(shí)別結(jié)果。由于此裝置為便攜式設(shè)備，采用9 V，2 500 mA鋰電池為其提供電能。
2．1．2 嵌入式設(shè)備上的軟件
軟件系統(tǒng)主要包括兩部分：基于WinCE系統(tǒng)的人機(jī)交互界面和內(nèi)嵌的圖像識(shí)別程序。
人機(jī)交互界面界面使用EVC 4．0開發(fā)，當(dāng)需要使用本系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別時(shí)，先啟動(dòng)操作系統(tǒng)，啟動(dòng)應(yīng)用程序，將帶光源的攝像頭扣到卷煙條碼的位置，當(dāng)條碼完全放到顯示框中后，點(diǎn)擊“識(shí)別”按鈕進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，識(shí)別數(shù)字將顯示到第一個(gè)文本編輯框中，如果有未識(shí)別出的字符，系統(tǒng)用“*”號(hào)代替，然后采用人工方式進(jìn)行辨認(rèn)和修改，點(diǎn)擊發(fā)送后識(shí)別結(jié)果將顯示到第二行文本框中。