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农用二维码通用技术要求研究 摘要：近年来二维码技术在农产品质量追溯中已广泛应用，但在这些应用的背后仍然存在着一些突出问题。本文阐述了目前二维码技术在农业应用中的统一编码体系、码制规范管理以及承载信息安全性几方面的主要技术难点，分析了二维码标识技术包括QR码、汉信码、DM码3种常用码制的应用现状，从标识对象、责任主体、基础数据项、符号要求几方面开展了农用二维码标识技术的研究，并给出了农用二维码示例。 下载 关键词：编码与标识技术；二维码；农用 中图分类号：TP391.4 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2015）019-000-03 近年来随着图像识别技术及移动扫描终端的普及，二维码技术应用的逐步普及，并在农产品质量追溯中也得到广泛应用。但二维码在农产品追溯中的应用尚存在着统一编码、码制规范管理、信息安全等方面还存在一些突出的问题。 一、二维码技术在农用应用中的技术难点 （一）统一编解码体系问题 目前我国二维码行业尚未形成统一的、顶层的编码和解析体系，不同码制标准之间、同一码制标准下不同应用系统之间不能互联互通，这势必导致各系统间难以实现互联互通与数据共享，严重影响了政府对行业的管理效率和用户使用，导致应用很难规模化推进。比如食品安全追溯系统，由于对于不同主管部门、不同追溯体系、不同供应链环节中针对主体企业及追溯单元没有统一的编码体系，导致各地各自为政、不能统一监管，公众也不能实现全供应链一体化追溯。现有追溯系统难以实现全环节、全地区、全产品的覆盖。 （二）码制规范管理问题 目前，我国日常应用中采用较多的QR码及DM码等为国外二维码标准，国产码制（GM码、CM码、汉信码、龙贝码等）。未进行规范管理，造成二维码生成和识读工具缺乏统一管理。同时，由于未能从技术的源头进行监管，也就无法对“二维码”生成和识读形成系统化的监管机制。 同时现存码制大多由条码技术厂商进行研发，这些企业除了申请与码制标准符号的生成与识读直接相关的核心专利之外，还会申请大量的扩展码制专利、识读设备专利以及与二维码实际应用的商业模式与应用模式相关的外围专利，非码制研发企业的识读设备制造商以及真正大规模的二维码商务应用，在实际过程中很难避开这些专利。 （三）承载信息安全性问题 二维码载体在信息容量大、编码效率高等特点的同时，还普遍具有不防复制、信息不可改写、识读算法复杂的不足之处。近几年来由于缺乏国家标准的支撑，二维码应用中出现数据格式不统一、印制精度和符号大小不符合应用要求等问题，导致二维码信息乱码、无法识读等问题层出不穷，严重阻碍了二维码的广泛应用。 同时，二维码承载的信息由于缺乏国家主管机构或第三方机构统一审核、监控、追溯和认证，开始成为不良信息传播的新渠道，在商品或网站上印制或发布钓鱼网址二维码、虚假广告二维码等行为也层出不穷。目前由于扫描二维码造成手机账户资金被盗等问题，严重影响了二维码技术的正常应用，损害了广大消费者的切身利益。 为了解决以上农用二维码技术应用的难点，保证二维码在农产品质量追溯中广泛应用的适用性、安全性、统一性，需要对农用二维码通用技术要求进行研究和规范。 二、农用二维码标识技术分析 二维码（2D barcode，2D code， two dimensional barcode）技术诞生于上世纪80年代，是能够在两个方向上承载信息的条码技术，属于自动识别与数据采集技术（AIDC）的范畴，作为产品上唯一（独特）、可靠（安全）和不可去除的追溯编码与标识数据载体广泛应用于全球各类跟踪追溯（Tracking and Tracing）系统中。 二维码的载体类型即二维码码制，与一维条码相比，二维条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图象多种文字信息、保密防伪性强等优点。目前国内外有几十种二维码码制，主要包括PDF417、QR、Data Matrix、汉信码、GM、CM码等。 在二维码数据载体方面，应尽量考虑采用知识产权清晰免费，具有国际与国家标准的，并具有一定应用规模的二维码码制。追溯二维码符号应遵循GS1 AI标识的数据结构，并采用QR码、DM码、汉信码等具有国际或国家标准的二维码作为数据载体。 （一） QR码 快速响应矩阵码（QR码，见图1）是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵式二维码符号，最大数据容量为2953个字节，具有快速识读、能有效表示汉字等主要特点，主要用于制造领域、物流、媒体以及大众应用，是目前普及率较高的二维码码制之一。 QR码的码制等相关技术要求由国家标准GB/T 18284规定，可以由常用扫描枪识读，也可以由我查查、微信、百度App、条码追溯、一码通等手机APP进行识读。图1为： 快速响应矩阵码（QR码） 图1 快速响应矩阵码（QR码） （二）汉信码 汉信码是具有我国自主知识产权的二维码码制，具有汉字编码能力强、抗污损、抗畸变、信息容量大等特点，最大数据容量为3262字节（见图2）。汉信码支持GB 18030信息技术中文编码字符集字符集，汉字编码效率高（12位汉字编码模式），目前主要在食品追溯、新生儿采血、汽车零部件追溯管理、邮政小包业务、银行单据、税务发票等多领域应用，可以由我查查、百度等常用第三方APP解析以及专用扫描枪识读。 汉信码码制等相关技术要求由国家标准GB/T 21049汉信码规定，并即将成为ISO国际标准。 汉信码核心码制专利掌握在我国手里，并且具有完全免费的许可策略，使用汉信码不侵犯第三方专利，可以适用于对于政府监管等信息安全要求较高的领域。图2为：汉信码 图2 汉信码 （三） Data Matix 码 Data Matrix码由美国I.D.Matrix公司研发，最大数据容量为1556个字节（见图3）。DM码最小尺寸是目前所有条码中最小的，其发展的构想希望在较小的条码标签上存入较多信息。 ISO，AIM （国际制造商协会）等国际组织，根据该码的大量市场应用制定了各种行业标准，主要用于电子、微电子、航空、汽车及飞机金属零件、医疗器械等工业领域，可以由我查查及专用扫描枪识读。 图3 Datamatrix码 基于以上三种常见二维码标识技术研究，建议农用二维码采用GB/T 18284快速响应矩阵码、GB/T 21049汉信码。 三、农用二维码技术要求 （一）农用二维码标识对象 农用二维码标识对象主要包括农产品质量安全追溯管理范围内的初级农产品、农产品零售单元、农产品储运包装单元及农产品物流单元。 零售单元是指单独的、不可再分的独立包装的零售农产品。 储运包装单元是由一个或若干个零售单元组成的用于订货、批发、配送及仓储等各种活动的各种包装的农产品。它可由同类农产品零售单元组合而成，也可由不同类农产品零售单元组合而成。 物流单元是在农产品供应链过程中为运输、仓储、配送等建立的包装单元。物流单元是装运级别的物理单元，由农产品储运包装单元构成。 （二）农用二维码责任主体 农用二维码责任主体包括生产以上各类农产品的生产加工及经营企业。 农产品生产加工企业主要包括农产品生产企业、农民专业合作经济组织、屠宰厂（场）。 农产品经营企业主要包括批发经营企业、批发市场、兼营批发业务的储运配送企业、标准化菜场、连锁超市、中型以上食品店。 （三）农用二维码基础数据项 农用二维码中所包含的基础数据项主要由标识码、企业信息、农产品信息、监管信息、网址信息共5部分组成，各部分由1n个数据项。 1.标识码 标识码是指由农业部统一制定编码规则的追溯码。 2.企业信息 企业信息包含企业名称、企业地址、企业联系方式和行政许可信息等数据项。 （1）企业名称 企业名称是指责任主体名称，即应承担质量责任的企业，包括以下几种情况： 依法独立承担法律责任的集团公司或者其子公司，是其生产的农产品的责任主体； 如果集团公司的分公司或者集团公司的生产基地依法不能独立承担法律责任，对其生产的农产品，集团公司和分公司或者生产基地是责任主体； 如果按照合同或者协议的约定相互协作，但又各自独立经营的企业，分别是其生产的农产品的责任主体； 如果受委托的企业为委托人加工农产品，且不负责对外销售的，委托人是责任主体； 在中国设立办事机构的外国企业，该办事机构在中国依法登记注册，办事机构是其生产的农产品的责任主体。 （2）企业地址 责任主体的联系地址。 （3）企业联系方式 责任主体的相关联系方式信息。 （4）行政许可信息 行政许可信息是指行政机关根据公民、法人或者其他组织的申请，经依审查，准予从事特定活动的行为的许可信息。 3.农产品信息 农产品信息包含农产品名称、农产品数量、农产品日期、质量合格证明、投入品使用信息等数据项。 （1）农产品名称 农产品名称是指表明农产品的真实属性的名词信息，并符合下列要求： 国家标准、行业标准对农产品名称有规定的，应当采用国家标准、行业标准规定的名称； 国家标准、行业标准对农产品名称没有规定的，应当使用行业领域内共同认可的名称； 如存在“奇特名称”、“品牌/商标名称”时，应同时采用本条（1）或（2）项规定的一个名称。 农产品名称信息包括农产品基准名称、品牌/商标名称、商品名称等。 （2）农产品数量 农产品数量信息，是指农产品总重量、个数等。 （3）农产品日期 农产品日期是指生产、保质、失效等与时间有关的信息。 （4）质量合格证明 质量合格证明是指农产品的责任主体出具的质量检验合格证明。 （5）投入品使用信息 投入品使用信息是指在农产品生产过程中使用或添加的物质的相关信息，如农药、化肥的名称、停用日期等。 4.监管信息 监管单位信息包含监管机构名称和监管机构联系方式等数据项。 （1）监管机构名称 监管机构名称是指实施行政监察活动的主体的名称，是设立在行政系统中专司行政监察职能的机构的名称。 （2）监管机构联系方式 监管机构联系方式是指实施行政监察活动的主体的相关联系方式。 5.网址信息 网址信息取值遵循取值遵循RFC3986协议中的相关规定。 （四）农用二维码符号要求 1.基本要求 农用二维码标签应保留或粘贴在农产品追溯单元上，或附在包含该单元的托盘或随附文件上，直到该追溯单元被消费、或消费性出售为止。 2.二维码信息 实际应用中，农用二维码中所含信息可以根据追溯要求，从基础数据项中提取，每个数据项根据其必要性可以分为必选项和可选项，如表1所示。 农用二维码符号所承载的信息长度不宜超过450个字节。 3.二维码最小模块尺寸 二维码印制模块尺寸应根据相关码制标准、识读装置与系统的允许程度选择。如有必要，需要进行相关的适应性实验进行选择。农用二维码最小模块尺寸不宜小于0.254mm。 4.二维码符号印制质量要求 二维码符号质量的判定，应依据国家标准GB/T 23704信息技术自动识别与数据采集技术二维条码符号印制质量的检验以及相应的码制标准进行。 农用二维码符号质量等级应不低于2.0。 5.二维码符号位置 农用二维码符号位置的选择可参照GB/T 14257 商品条码条码符号放置指南。 同一厂家生产的同一种商品的标识位置一致；标识位置的选择应保证标识符号不变形、不被污染；标识位置的选择应便于扫描、易于识读。 当二维码和其它条码符号在同一平面内放置时，保证不少于4个模块间隔。 （五）农用二维码示例 表2给出了农用二维码数据项的一个示例。 采用汉信码和快速响应矩阵码生成的农用二维码符号分别见图4 和图5，可纠正的码字比例参数设置为15%。 图4 农用二维码符号（汉信码） 图5 农用二维码符号（QR码） 四、结语 二维码技术目前已经逐步应用于农产品质量追溯。通过对于农产品责任主体企业及其产品本身的唯一标识，二维码技术将有助于政府管理部门实时采集农产品数据、提高溯源信息管理能力；有