为顺应物流快速发展的大好形势，国务院于2014年在《物流业发展中长期规划》中提到，到2020年基本建立现代物流服务体系，改善物流基础设施，进一步推动物流产业的规模化。

我国人民生活水平逐步提高，通信网络不断完善，促进了网上购物和物流产业的快速增长。网购快速普及的同时，假冒商品相应滋生，给物流市场的正常发展和老百姓的利益带来很大的损失。政府出台相应的打假政策以及高效的监管服务的同时，要求产品制造商、网络和物流运营商，必须联手采取防伪措施，抑制假冒现象的发生，尤其要加强贵重和品牌商品的防伪。

四川的省级城市、铁路枢纽和海/河港口数量都在数十个以上，其中很多建设了大型集装箱集散中心及海关物流保税管理园区。目前多采用箱货单对流转中的集装箱及其货物进行监管。

现在普遍使用的条码识读的追溯能力不强，采用条码的集装箱货单（简称箱单）和商品的运货单（简称运单）极易被伪造。

防伪条码的选择

国内所使用的钞票、军车号牌的防伪技术，包括紫外萤光、特殊花纹图案以及三棱角立体多重图案、分区编码刻印、色彩隐烁反光、射频识别RFID等都很有效。但是因为成本等诸多因素的制约，在箱单和运单全面采用，还有难度。

考虑在箱单和运单使用特殊二维码（含专有图案）和专用识读器，是因为它们的防伪性能较好。此外，特殊二维码和识读器的性价比相对较高，再配合已经应用的专利技术——与RFID技术综合比对过滤技术，更进一步提升防伪能力。

系统组成和工作原理

“系统”的组成和工作原理

物流运单（箱单）跟踪管理系统（简称“系统”）由特殊二维码制作管理（简称“码管”）、无源电子标签（简称“标签”）管理分系统（简称“码管和卡管分系统”）、专用识读器、RFID分系统、智能控制器、通信网络和管理中心（站）等组成，见图1“系统”对商品及其运单（箱单）进行跟踪管理。

图1   物流运单跟踪管理系统的组成

管理中心（站）是系统的管理和监控中心，由服务器（数据库）、操作计算机和打印机等组成，见图2，它完成信息的存储、处理、显示和控制指令的回传，以及商品物流运单（箱单）的跟踪管理。

图2  管理站实景图

通信网络包括卫星通信、移动通信4G、短程通信WIFI（或ZIGBEE）、光纤通信等，它们完成物流汇集管理中心与各地货物收发管理站之间的通信。

码管和卡管分系统的组成和工作原理

码管和卡管分系统是商品物流运单（箱单）信息数字化的工具。商品运单（箱单）的信息很多，可选其最主要的内容进行数字化。例如，运单（箱单）的编号、收发地址、货主及收货人姓名、手机号、包装箱箱号及其货物重量和等，以此建立运单（箱单）基础信息表，并按规定的编码方法，将信息数字化。

码管和卡管分系统采用特殊二维码识别和RFID技术，由专用识读器、超高频RFID读写器及其天线、交换机、操作计算机、码管工作站、打印机等组成，见图3。

图3   码管和卡管分系统组成图

通过专用识读器、超高频RFID读写器及其天线和操作计算机，将运单（箱单）的编号及其相关数字化信息、特殊二维码的码号和“标签”的识别地址（ID）号，一起写入工作站，这些信息被称为特殊二维码和标签的静态数据信息。

码管和卡管分系统还分别完成特殊二维码和“标签”的制作、信息写入、修改、更新和淘汰、发卡、装卡、验卡、挂失、回收和注销等“全生命”过程的跟踪管理。

系统将特殊二维码和标签的静态数据信息一同存入智能控制器的数据库以及管理站（中心）服务器的数据库中。“静态数据信息”与其管理对象是唯一对应的。这种唯一对应关系是管理对象防伪的基础。

专用识读器和特殊二维码的组成和防伪原理

特殊二维码（含专有图案）的制作

特殊二维码（含专有图案）采用含有特殊物质的油墨，通过操作计算机和专用打印机，打印在专用纸上见图4。专用纸很薄，其粘力很强，粘贴在运单（箱单）后，不能撕扯，一扯即坏。 

图4   特殊二维码和专有图案的制作流程图

特殊二维码和专有图案看似一般的二维码，但是只能用专用识读器解读，并显现其真实信息；否则会发出报警提示。见图5。 

图5   特殊二维码和专有图案

专用识读器的组成和原理

专用手持识读器由特殊光源发生、接收、解码、显示器和发声器等组成。特殊光源发生器产生某一频段的光，其频带很窄，只有用这种光照射特殊二维码及其专有图案，才能被接收器和解码器解读，并显现其真实信息；如果不是特殊二维码，专用识读器会发出报警提示（发声器发出报警声，显示器红闪）。

利用防伪和防拆技术，包括特殊二维码、专有图案、专用打印纸和特殊光源等，实现特殊二维码（含专有图案）与“运单”（“箱单”）相关信息的唯一对应关系。这种唯一对应关系是“系统”防伪和识别及其比对过滤的基础。

RFID分系统采集和识别箱号信息

RFID分系统由安装在包装箱内侧的RFID“标签”、手持终端（含超高频RFID读写模块及其天线、ZIGBEE短程通信模块、摄像头、微控制器、控制键盘、显示屏及其软件）等组成，见图6。性价比高、6C标准的超高频RFID标签很薄，其粘胶粘力很强，粘在箱体内侧不能撕到，一撕则毁；在箱外用读写器能读到它的信息，识读距离大于0.5米。这种构思和设计，保证了标签的防拆和防伪功能。

图6     RFID分系统组成图

在物流仓储中，手持终端是一个移动信息采集、识别和处理平台；超高频RFID读写模块完成对包装箱上的标签数据信息的采集和提取包装箱的箱号信息；摄像头采集包装箱的图像信息，以作比对备案；ZIGBEE短程通信模块完成手持终端与管理站的信息交换；

微控制器、控制键盘、显示屏及其软件等完成各种功能程序的操作，包括信息的采集、识别、存储、处理、传输和控制。

智能控制器及其综合比对过滤

智能控制器由工业级微计算机模块、控制模块、嵌入式综合比对过滤模块及其软件组成，见图7。

图7  智能控制器及其综合对比

通过智能控制器中的嵌入式综合比对过滤模块及其软件，将RFID分系统采集和识别的“标签”信息，与专用识读器采集的特殊二维码信息、智能控制器数据库中存储的特殊二维码和标签的静态数据信息，进行综合比对过滤；由比对结果判断这些信息是否相符，如果相符，该运单（箱单）被放行；如有不符，系统将会报警，该商品或集装箱被拦截，并接受检查和处理。

特殊二维码信息可以与多种识别（传感）技术所采集的信息进行综合比对过滤。例如，可将电子地磅采集的卡车（集装箱）实时重量信息、摄像机及其嵌入的VFID模块采集的卡车（集装箱）的箱号（车牌号）信息，或其他传感器采集的信息等，与系统采集的特殊二维码信息以及智能控制器（或管理站）的数据库中静态数据信息的箱号（车牌号）信息，进行综合比对过滤。与RFID技术采集的信息进行综合比对，只是其中一例。

另外，可以把专用识读器采集的特殊二维码信息，作为其他识别技术设备的启动开关，只有专用识读器识别的信息无误后，其他识别设施才能启动工作。

系统主要功能

通过码管分系统和卡管分系统将“运单”（“箱单”）信息数字化（“静态数据信息”）。

码管分系统和卡管分系统完成特殊二维码和“标签”的制作、信息写入、修改、更新和淘汰、发码及其贴装、验码、注销等“全生命”过程的跟踪管理。

通过专用识读器和RFID分系统，分别采集特殊二维码信息和“标签”的数据信息，监管“运单”（“箱单”）的流转情况。

通过智能控制器及其比对过滤模块判别“运单”（“箱单”）及相关信息的真伪，放行合法货物；报警和拦截假冒货物。

系统技术特点

特殊二维码只能由专用识读器解读。特殊二维码是采用特殊物质的油墨，印刷在专用的打印纸上，只能用专用识读器才能解读；专用识读器具有特殊光发生器，产生某一频段的光，才能被显现特殊二维码的真实信息。

标签基片很薄、粘力很强，贴在包装箱的内侧，很难被撕下；箱外的读写器能读到它的信息，识读距离大于2米。这种设计，增强了系统的防伪能力。

智能控制器将实时采集到的特殊二维码的信息、标签的信息以及数据库中的静态数据信息进行综合比对过滤，判断信息的真伪，并发出放行或报警信号。

特殊二维码与RFID综合识别技术的最大的亮点，在于它们各自优良的防伪性能，通过两种识别技术的综合比对过滤，更进一步加强系统的防伪能力。

该技术可推广应用于海关物流保税园区卡口、空港物流、铁路集装箱集散中心、油气储运、城市交通及车辆监控管理等系统中。

(作者单位：四川新源现代智能科技有限公司)

《中国自动识别技术》2016年第4期总第61期