基于ARM的卷烟32位码防伪识别系统的设计与实现

摘要：为有效打击假冒、走私、串货卷烟等违法行为，采用信息技术，设计并开发一套卷烟防伪识别系统。以卷烟32位代码作为识别对象，利用ARM单片机实现便携式手持设备的硬件构造，采用图像识别技术获取卷烟上的32位条码，通过短信模块完成与后台打码数据的比对，进而辨别卷烟的真伪。实验表明，该系统具有识别率高、可靠性强等优点，具有一定的应用推广价值。
关键词：ARM单片机；图像识别；数据库系统；便携式手持设备

为了保证消费者利益，卷烟防伪技术越来越受到烟草行业的重视，烟草工商企业不断寻求技术含量高、保密性强的新型防伪技术和防伪产品。目前常见的卷烟防伪技术有包装新型激光全息防伪标识和防伪技术光致变色油墨等。一些卷烟产品采用数码防伪技术，如部分“芙蓉王”香烟在每一盒(条)产品透明纸上喷印有一组惟一性的18位产品防伪数码(即产品的身份代码)，使造假者无法批量假冒，对该数码进行查询，便可获得产品真伪信息。该方法可以确定该产品是否出自正规厂家，但无法得知卷烟是由哪家零售户出售的，且只适用于特定品牌的香烟。因此，本文利用国家烟草专卖局对每条卷烟所编32位代码进行查询，32位代码是每条卷烟的惟一身份代码，与零售户信息存在对应关系，通过32位码可获取条烟的准确来源及出库的初始日期等信息，由此辨认是否假冒或者串货卷烟。卷烟32位码是根据零售户订单在烟草专卖局出库时由激光打码机或者是喷码机直接打印或喷涂在卷烟薄膜外侧的一组数字。由于数字串较长，采用人工方式读取编码效率较低，为了让稽查员能迅速将条烟上的代码输入到信息系统，继而获取条烟对应的零售户信息。需要一个类似于条码扫描器的设备，快速获取条码信息，由于图像识别技术较为成熟，应用领域较为广泛，本文采用图像识别算法识别条烟上的32位码，形成数字信息并通过远程通信的方式从远程数据库中查询条码所对应的零售户信息。

1 系统构架
系统由前台和后台两部分组成，前台系统主要是便携式手持识别设备，后台系统是条码查询系统。便携式手持设备包括软硬件两部分，硬件部分由以下四个模块构成：32位码扫描模块、数字识别模块、数字显示和修改模块、短信收发模块。软件部分以图像识别系统为主。条码查询系统由条码处理系统以及短信网关服务器两部分组成。防伪识别系统构架如图1所示。

识别过程是首先由32位码扫描模块拍摄条烟上的条码作为图像，输入到识别模块，由数字识别模块使用智能图像识别算法识别图像中的数字和字母，并将识别后的数字显示在显示屏上，同时对识别错误的数字进行人工更改，使用短信收发模块将识别出的条码以短信形式发送到短信网关服务器中，短信网关服务器通过数据库触发器查询条码数据库，并接收返回查询结果，与此同时条码处理系统每天定时增加当天的打码数据，以确保条码数据库的完整性。

2 防伪识别系统关键技术
2．1 便携式手持识别设备的关键技术
便携式手持识别设备由嵌入式硬件设备以及运行在该硬件设备上的软件系统两部分组成。
2．1．1 嵌入式硬件设备
采用ARM9 SamsungS3C2440为微处理器，并采用专业稳定的CPU内核电源芯片和复位芯片来保证系统运行时的稳定性，PCB电路板的制作采用沉金工艺的四层板技术，保证关键信号线的信号完整性。
图像扫描模块由数字摄像头、自带补偿光源组成。采用9650数字摄像头作为图像采集设备，同时使用照明LED作为自带补偿光源，可以不受外界干扰地拍摄香烟盒外包装上的防伪码高清图像。采集图像分辨率为800x600，24 b位图格式。
数字识别模块采用SamsungS3C2440A处理器，外接128 MB SDRAM和64 MB FLASH，使用WinCE操作系统。
数字显示和修改模块为1块NEC 3．5英寸TFT触摸屏，是系统的人机交互接口。
短信收发模块采用Siemens公司的TC35i GSM短信收发模块，能够稳定的发送识别结果。由于此装置为便携式设备，采用9 V，2 500 mA锂电池为其提供电能。
2．1．2 嵌入式设备上的软件
软件系统主要包括两部分：基于WinCE系统的人机交互界面和内嵌的图像识别程序。
人机交互界面界面使用EVC 4．0开发，当需要使用本系统进行图像识别时，先启动操作系统，启动应用程序，将带光源的摄像头扣到卷烟条码的位置，当条码完全放到显示框中后，点击“识别”按钮进行自动识别，识别数字将显示到第一个文本编辑框中，如果有未识别出的字符，系统用“*”号代替，然后采用人工方式进行辨认和修改，点击发送后识别结果将显示到第二行文本框中。