种子防伪防窜系统的设计与实现

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【关键词】防伪防窜 二维码 追溯
1 引言
我国对于种子行业的监督一直都没有松懈，但种子质量问题和其他问题仍频频出现，这直接阻碍了农业的发展[1]。

目前，种子市场品种多、乱、杂现象仍然存在，主要包括：一品多名、部分新品种未审先推、执法不力、监管不严等[2]，大多数农民缺乏足够的辨别力，这使得农民选择好种子的困难大大增加。

为了避免假种子在市场流通并做到责任可追溯，种子防伪防窜系统的建立势在必行。

国内部分学者也对防伪防窜系统的设计进行研究，李小平等[3]设计了一款基于二维码和射频识别技术的防伪防串货管理系统，该系统能够对种子从生产、流通到消费者手中的各个环节进行实时监测，但该系统是基于C/S 模式设计，数据查询方式落后，无法满足现代信息技术需求；潘树飞[4]介绍了防伪防窜货系统如何利用二维码的优势以及二维码在防伪防窜系统中各个环节的衔接方法；张晟[5] 设计一款基于条形码的产品防伪和物流综合管理的系统，系统提供在产品生产、库存、运输、销售和售后中的防伪与物流综合管理；陈斌[6]设了一种基于条形码的物流防伪防窜货解决方案，系统将条形码作为信息的载体，通过计算机与通信网络管理采集的条码信息，对产品的身份进行识别与规范，实现对产品流通和销售环节的控制；李舜丰[7] 利用计算机技术、电子技术、密码学等技术，实现了集物流防伪防窜货功能于一体的信息管理平台。

从以上的文献可以看出，针对种子的防伪防窜系统研究较少，本文以二维码为信息载体，对种子来源、质量安全和生产等全过程进行追溯。

通过将流动数据汇集，构建平台数据库，实现防伪码录入、手机扫码等方式的查询，从而保障种子的准确来源，使企业能够实时、准确地控制整个生产和供应链中产品的流动和变化，并控制整个生产和流通环节的安全性和可靠性。

2 需求分析
根据对种子市场及种子生产公司的调研，
种子防伪防窜系统的设计与实现
文/张垒1,2 刘双印1,2 吉晓娟3 郭孟浩1
将系统主要分为六个模块：系统管理、用户管理、产品管理、安全码管理、经销商管理及可追溯性管理。

其中，安全码管理和追溯管理是系统的核心模块，负责核心防伪码的生产以及溯源信息的录入、维护以及信息的回溯。

系统管理为系统的基本功能模块，负责维护系统以及权限的管理。

用户管理、产品管理和经销商管理是对用户、信息主体的补充管理。

系统主要实现企业、仓库种子的入库、组装、发货等信息的录入功能，防伪码以及回溯是系统的核心功能，即针对批次对每一产品产生唯一标识，最终解析出该种子的完整流通信息，以及其他相关信息。

3 系统设计
3.1 系统架构设计
系统采用的是三层架构进行开发，分层设计可有效减少系统后期维护、扩展的工作量。

利用“高内聚低耦合”的软件设计思路，降低层层之间的耦合性，完成各层次之间的解耦，使得系统内部结构清晰、可扩展性强、可维护性高，便于应对开发任务的进行以及后期扩展。

系统架构图如图1所示。

3.2 系统功能设计
系统包括六大模块：系统管理、用户管理、产品管理、防伪码管理、经销商管理、溯源管理。

同时不同的角色用户登录将看到不同的功能模块。

整体功能架构如图2所示。

3.3 加密算法设计
系统首先通过生成32位的UUID 作为防伪码，保证了防伪码的在系统中的唯一性以及无规律性。

再通过RSA 非对称加密算法对防伪码进行加密操作，进一步保障了防伪码的安全性。

RSA 算法包括了密钥的生成、加密操作和解密操作三部分，在系统中是通过keyPairGen.generateKeyPair()方法生成密钥，加密操作通过Base64.encodeBase64String()方法实现，解密操作则通过Base64.decodeBase64()方
法
实现。

4 系统实现
系统功能模块众多，本文着重介绍防伪码生成、流程管理和溯源查询的实现。

4.1 防伪码生成
系统采用的二维码为QR Code ，是日本电装公司在1994年9月所研发的一种矩阵二维条码符号[8]。

其原理是通过生成一个矩阵
图1：系统架构图
图2：系统功能设计
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图形，有色的像素点表示二进制“1”，无色的像素点表示二进制“0”，利用像素点的排列与组合形成一种编码机制[9]。

QR Code 除了具备其他二维码具有的特点，如存储数据量大、安全性强、可存储多种数据格式的信息等，还具备其特有超高速识别、支持全方位识别及扫描设备需求低的优点[10]。

系统管理员可根据该批次生成种子的数
量生成相应批次的防伪码。

生成溯源码列表如图3所示。

4.2 流程管理
种子流通销售过程的流程管理可实现种子从生产到流通各个环节的数据的录入，管理界面如图4所示。

4.3 溯源查询
普通用户无需登录即可通过手机或计算机浏览器登录系统进行防伪查询，查询界面如图5所示。

在用户输入和通过扫描设备录入追溯码之后可以验证该种子的真伪，如果为真品，可显示该种子的详细相关信息，如图6所示。

5 结论
随着国家对农业的重视，以及相关政策的引导。

种子作为农业生产的重要组成部分，越来越受到人们的重视。

本文设计并开发了一款种子防伪防窜系统，满足了种子防伪防窜业务的需求，保障种子生产流通信息的公开透明。

通过防伪码记录种子的溯源过程，一旦发生种子质量安全等问题，可以快速定位到出问题的步骤所在，定位到责任人，有效的保障了种子生产企业和农民的利益。

（通讯作者：刘双印）
参考文献
[1]寇艳红.浅析农作物种子的常见问题及解
决措施[J].种子科技,2017(12):46+50.[2]江南.当前种子市场品种多乱杂的成因与
对策[J].种子科技,2005(6):317-318.[3]李小平,闫富海,马世军.种子防伪
防窜货管理系统研究[J].安徽农业科学,2018(26):188-190.
[4]潘树飞.条形码技术在防伪防窜货系
统中的应用[J].电子技术与软件工程,2018(16):55.
[5]张晟.基于条形码的防伪防窜货系统研究
[D].成都:电子科技大学,2012.
[6]陈斌.基于条形码的防伪防窜货系统研究
[D].上海:复旦大学,2011.
[7]李舜丰.基于条形码的防伪防窜货系统设
计与实现[D].成都:电子科技大学,2006.[8]潘继财.二维条码技术及应用浅析[J].
商场现代化,2009,(09):118-120.
[9]Wang Y,Paylidi S T,Swartz J. High
density two dimensional bar code[J]. Proceedings of SPIE,1991,1384(1): 169-175.
[10]中国物品编码中心.QR code 二维码技术
与应用[M].北京:中国标准出版社,2002.
作者简介
张垒（1983-），男，河南省南阳市人。

硕士学位。

实验师。

主要研究方向为信息安全、农业物联网、农业大数据分析、智慧农业、农产品安全溯源。

刘双印，现为仲恺农业工程学院教授，博导，信息科学与技术学院院长。

作者单位
1.仲恺农业工程学院信息科学与技术学院 广东省广州市 510000
2.广东省农产品安全大数据工程技术研究中心 广东省广州市 510000
3.仲恺农业工程学院学生处 广东省广州市
510000
图3：溯源码列表
图4：流程管理
图
5：防伪码查询界面
图6：种子详情页面。