基于ARM的卷煙32位碼防偽識別系統(tǒng)的設計與實現

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，設計并開發(fā)一套卷煙防偽識別系統(tǒng)。以卷煙32位代碼作為識別對象，利用ARM單片機實現便攜式手持設備的硬件構造，采用圖像識別技術獲取卷煙上的32位條碼，通過短信模塊完成與后臺打碼數據的比對，進而辨別卷煙的真?zhèn)?。實驗表明，該系統(tǒng)具有識別率高、可靠性強等優(yōu)點，具有一定的應用推廣價值。
關鍵詞：ARM單片機；圖像識別；數據庫系統(tǒng)；便攜式手持設備

為了保證消費者利益，卷煙防偽技術越來越受到煙草行業(yè)的重視，煙草工商企業(yè)不斷尋求技術含量高、保密性強的新型防偽技術和防偽產品。目前常見的卷煙防偽技術有包裝新型激光全息防偽標識和防偽技術光致變色油墨等。一些卷煙產品采用數碼防偽技術，如部分“芙蓉王”香煙在每一盒(條)產品透明紙上噴印有一組惟一性的18位產品防偽數碼(即產品的身份代碼)，使造假者無法批量假冒，對該數碼進行查詢，便可獲得產品真?zhèn)涡畔?。該方法可以確定該產品是否出自正規(guī)廠家，但無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，本文利用國家煙草專賣局對每條卷煙所編32位代碼進行查詢，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應關系，通過32位碼可獲取條煙的準確來源及出庫的初始日期等信息，由此辨認是否假冒或者串貨卷煙。卷煙32位碼是根據零售戶訂單在煙草專賣局出庫時由激光打碼機或者是噴碼機直接打印或噴涂在卷煙薄膜外側的一組數字。由于數字串較長，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)，繼而獲取條煙對應的零售戶信息。需要一個類似于條碼掃描器的設備，快速獲取條碼信息，由于圖像識別技術較為成熟，應用領域較為廣泛，本文采用圖像識別算法識別條煙上的32位碼，形成數字信息并通過遠程通信的方式從遠程數據庫中查詢條碼所對應的零售戶信息。

1 系統(tǒng)構架
系統(tǒng)由前臺和后臺兩部分組成，前臺系統(tǒng)主要是便攜式手持識別設備，后臺系統(tǒng)是條碼查詢系統(tǒng)。便攜式手持設備包括軟硬件兩部分，硬件部分由以下四個模塊構成：32位碼掃描模塊、數字識別模塊、數字顯示和修改模塊、短信收發(fā)模塊。軟件部分以圖像識別系統(tǒng)為主。條碼查詢系統(tǒng)由條碼處理系統(tǒng)以及短信網關服務器兩部分組成。防偽識別系統(tǒng)構架如圖1所示。

識別過程是首先由32位碼掃描模塊拍攝條煙上的條碼作為圖像，輸入到識別模塊，由數字識別模塊使用智能圖像識別算法識別圖像中的數字和字母，并將識別后的數字顯示在顯示屏上，同時對識別錯誤的數字進行人工更改，使用短信收發(fā)模塊將識別出的條碼以短信形式發(fā)送到短信網關服務器中，短信網關服務器通過數據庫觸發(fā)器查詢條碼數據庫，并接收返回查詢結果，與此同時條碼處理系統(tǒng)每天定時增加當天的打碼數據，以確保條碼數據庫的完整性。

2 防偽識別系統(tǒng)關鍵技術
2．1 便攜式手持識別設備的關鍵技術
便攜式手持識別設備由嵌入式硬件設備以及運行在該硬件設備上的軟件系統(tǒng)兩部分組成。
2．1．1 嵌入式硬件設備
采用ARM9 SamsungS3C2440為微處理器，并采用專業(yè)穩(wěn)定的CPU內核電源芯片和復位芯片來保證系統(tǒng)運行時的穩(wěn)定性，PCB電路板的制作采用沉金工藝的四層板技術，保證關鍵信號線的信號完整性。
圖像掃描模塊由數字攝像頭、自帶補償光源組成。采用9650數字攝像頭作為圖像采集設備，同時使用照明LED作為自帶補償光源，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。
數字識別模塊采用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)送識別結果。由于此裝置為便攜式設備，采用9 V，2 500 mA鋰電池為其提供電能。
2．1．2 嵌入式設備上的軟件
軟件系統(tǒng)主要包括兩部分：基于WinCE系統(tǒng)的人機交互界面和內嵌的圖像識別程序。
人機交互界面界面使用EVC 4．0開發(fā)，當需要使用本系統(tǒng)進行圖像識別時，先啟動操作系統(tǒng)，啟動應用程序，將帶光源的攝像頭扣到卷煙條碼的位置，當條碼完全放到顯示框中后，點擊“識別”按鈕進行自動識別，識別數字將顯示到第一個文本編輯框中，如果有未識別出的字符，系統(tǒng)用“*”號代替，然后采用人工方式進行辨認和修改，點擊發(fā)送后識別結果將顯示到第二行文本框中。