一種基于單片機通信控制設備的防偽防竄關聯系統的制作方法

本發明涉及防偽技術領域，尤其涉及一種基于單片機通信控制設備的防偽防竄關聯系統。

背景技術：

以下對本發明的相關技術背景進行說明，但這些說明并不一定構成本發明的現有技術。

現有防偽防竄關聯系統中存在三套設備，即產品賦碼設備、信息采集設備和產品剔除設備，但是這三套設備分別由單獨的第一傳感裝置獨立控制，相互間配合度不夠，極易受現場人員及其他設備的影響，只要現場有一臺設備出錯，整個防偽防竄關聯系統的數據就會錯亂。

安裝時，產品賦碼設備、信息采集設備和產品剔除設備間的相對距離也有所限制，相互間距不能超過20cm，距離過大會造成賦碼采集關聯數據錯亂不準，由于有了位置限制，防偽防竄關聯系統在很多生產線都不易安裝或無法安裝，在現場安裝調試也極為不便，對于高速產線賦碼后產品采集及剔除會出現錯位現象，使客戶產品不能很好的用于追溯防偽及市場營銷等。

因為單片機的編程和操作控制比較復雜，現場調試需要專業的編程知識及編程設備，不便現場操作及修改，因此單片機在防偽防竄關聯系統中的應用極為少見。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種基于單片機的防偽防竄關聯系統，能夠很好地將系統中的各個設備關聯起來，大大提高產品表面標識信息的關聯精準性，并且安裝和調試方便，實施成本低。

根據本發明的基于單片機的防偽防竄關聯系統，包括：單片機，工控裝置，以及設置在產品輸送鏈道側邊的編碼裝置、第一傳感裝置、賦碼裝置、信息采集裝置和剔除裝置；

編碼裝置采集產品輸送鏈道的轉速信息，并發送給單片機；

第一傳感裝置獲取產品輸送鏈道的產品的位置，將產品到達第一傳感裝置時的位置信息發送給單片機；

工控裝置接收到識別碼調用信號后，向賦碼裝置發送第一識別碼；接收信息采集裝置發送的第二識別碼，將第二識別碼與第一識別碼關聯；若第二識別碼與第一識別碼關聯失敗，向單片機發送剔除控制信號；

賦碼裝置接收到單片機發送的賦碼信號后，將工控裝置發送的第一識別碼賦在產品的表面；

信息采集裝置接收到信息采集信號后，采集產品表面的第二識別碼并發送給工控裝置；

剔除裝置接收到剔除信號后，將產品輸送鏈道上的產品從產品輸送鏈道上剔除；

單片機接收到位置信息后向工控裝置發送識別碼調用信號；根據轉速信息、位置信息和預設的第一距離確定產品從第一傳感裝置到達賦碼裝置的第一時間，當產品到達賦碼裝置時向賦碼裝置發送賦碼信號；根據轉速信息和預設的第二距離確定產品從第一傳感裝置到達信息采集裝置的第二時間，當產品到達信息采集裝置時向信息采集裝置發送信息采集信號；根據轉速信息和預設的第三距離確定產品從第一傳感裝置到達剔除裝置的第三時間；接收工控裝置發送的剔除控制信號，基于剔除控制信號生成剔除信號，當產品到達剔除裝置時向剔除裝置發送剔除信號；

其中，第一距離是指沿產品輸送鏈道從第一傳感裝置移動至賦碼裝置的距離；第二距離是指沿產品輸送鏈道從第一傳感裝置移動至信息采集裝置的距離；第三距離是指沿產品輸送鏈道從第一傳感裝置移動至剔除裝置的距離。

優選地，單片機包括：輸入模塊、數據處理模塊、輸出模塊和通信模塊；

輸入模塊接收轉速信息、位置信息和剔除控制信號后發送給數據處理模塊；

數據處理模塊接收位置信息，根據收位置信息生成識別碼調用信號并發送給通信模塊；根據轉速信息、位置信息和預設的第一距離確定產品到達賦碼裝置的時間，當產品到達賦碼裝置時向輸出模塊發送賦碼信號；根據轉速信息和預設的第二距離確定產品到達信息采集裝置的時間，當產品到達信息采集裝置時向輸出模塊發送信息采集信號；基于剔除控制信號生成剔除信號，根據轉速信息和預設的第三距離確定產品到達剔除裝置的時間，當產品到達剔除裝置時向輸出模塊發送剔除信號；

通信模塊將接收的識別碼調用信號發送給工控裝置；

輸出模塊將接收的賦碼信號發送給賦碼裝置；將接收的信息采集信號發送給信息采集裝置；將接收的剔除信號發送給剔除裝置。

優選地，輸入模塊和/或輸出模塊采用光電隔離電路。

優選地，工控裝置向賦碼裝置發送第一識別碼之前或者向賦碼裝置發送第一識別碼的同時記錄第一識別碼的序號，信息采集裝置將第二識別碼發送給工控裝置之前或者發送給工控裝置的同時記錄當前第二識別碼的序號；

工控裝置將第二識別碼與第一識別碼關聯具體為：將第N個第一識別碼與第N個第二識別碼關聯；N為不小于1的整數。

優選地，若未采集到產品表面的第二識別碼、或者采集到的第二標識碼不完整時，信息采集裝置向工控裝置發送采集失敗信號，工控裝置基于接收到的采集失敗信號生成剔除控制信號并發送給單片機。

優選地，信息采集裝置設置在賦碼裝置的后端，工控裝置將第N個第一識別碼與第N+M個第二識別碼關聯；M為采集失敗信號的數量，M為不小于1的整數；其中，后端是指沿著產品輸送鏈道輸送產品的方向。

優選地，防偽防竄關聯系統進一步包括：第二傳感裝置，用于監測產品從第一傳感裝置到達信息采集裝置時的第四時間，并發送給單片機；

單片機進一步用于：若第四時間與第二時間不相同，基于第四時間與第二時間的差值修正預設的第二距離。

優選地，若第四時間與第二時間不相同，基于第四時間與第二時間的差值修正預設的第二距離，包括：

若第四時間連續大于或連續小于第二時間的次數超過預設的第一次數閾值，按照公式1修正預設的第二距離；

其中，S₂為預設的第二距離，S′₂為修正后的第二距離，單位為m；t₂為第二時間，t₄為第四時間，單位為s；v_t為產品輸送鏈道輸送產品的速度，v_t為關于時間的函數；β為修正系數，β的取值為0～1。

優選地，β＝exp(-v_t-|t₄-t₂|)。

優選地，在預設時間周期內，若第四時間與第二時間不相同的次數超過預設的第三次數閾值，單片機向工控裝置發送報警信號，工控裝置接收到報警信號后進行報警。

根據本發明的基于單片機的防偽防竄關聯系統，包括：單片機，工控裝置，以及設置在產品輸送鏈道側邊的編碼裝置、第一傳感裝置、賦碼裝置、信息采集裝置和剔除裝置。采用單片機對防偽防竄關聯系統中的其他裝置進行集成控制，能夠增加系統中賦碼裝置、信息采集裝置和剔除裝置等的穩定性，防止由于各個裝置間配合度低而導致的關聯系統數據混亂，提高產品表面標識信息的關聯精準性。通過采用單片機、第一傳感裝置裝置和編碼裝置，能夠產品輸送鏈道的轉速信息、產品到達第一傳感裝置裝置時的位置信息、以及預設的第一距離和第二距離自動確定在產品表面賦第一識別碼的賦碼時間和從產品表面采集第二識別碼的時間，防止由于關聯系統中賦碼裝置、信息采集裝置和剔除裝置間的相對距離有所限制而導致的安裝困難甚至無法安裝，避免高速產線賦碼后產品采集或剔除過程中出現的錯位現象，提高產品表面標識信息的關聯精準性，降低安裝和實施成本低。

附圖說明

通過以下參照附圖而提供的具體實施方式部分，本發明的特征和優點將變得更加容易理解，在附圖中：

圖1是示出根據本發明的基于單片機的防偽防竄關聯系統的示意圖；

圖2是示出根據本發明的基于單片機的防偽防竄關聯系統的原理圖。

具體實施方式

下面參照附圖對本發明的示例性實施方式進行詳細描述。對示例性實施方式的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本發明及其應用或用法的限制。

如圖1所示，本發明的基于單片機的防偽防竄關聯系統，包括：單片機10，工控裝置40，以及設置在產品輸送鏈道側邊的編碼裝置20、第一傳感裝置30、賦碼裝置50、信息采集裝置60和剔除裝置70。賦碼裝置50將工控裝置發送的第一識別碼賦在產品表面，信息采集裝置60采集產品表面的第二識別碼。工控裝置40接收信息采集裝置60發送的第二識別碼后，將第二識別碼與第一識別碼關聯。消費者驗證產品真偽時，掃描產品表面的第一識別碼和第二識別碼中的其中一個識別碼，根據該其中一個識別碼的信息查詢數據庫，獲取其中另一個識別碼，當獲取的該另一個識別碼與產品表面的對應識別碼一致時，表明該產品為真。本發明中，第一識別碼可以是包括：數字、和/或字母、和/或符號的識別碼，例如產品的生產批號和地址代碼；第二識別碼可以為：二維碼、或條形碼、或近場通信NFC標簽、或RFID標簽等。

單片機10中預設沿產品輸送鏈道從第一傳感裝置30移動至賦碼裝置50的第一距離、沿產品輸送鏈道從第一傳感裝置30移動至信息采集裝置60的第二距離、以及沿產品輸送鏈道從第一傳感裝置30移動至剔除裝置70的。編碼裝置20采集產品輸送鏈道的轉速信息，并發送給單片機10；第一傳感裝置30獲取產品輸送鏈道的產品的位置，將產品到達第一傳感裝置30時的位置信息發送給單片機10。

單片機10接收到位置信息，表明產品輸送鏈道上的產品即將移動到賦碼裝置，此時單片機后向工控裝置40發送識別碼調用信號，工控裝置40接收到識別碼調用信號后，向賦碼裝置50發送第一識別碼。參見圖2。本發明中賦碼裝置與其他裝置間的相對距離沒有限制，只要賦碼裝置能夠對產品輸送鏈道上的產品進行賦碼即可，從而便于賦碼裝置的安裝，防止由于賦碼裝置與其他裝置間相對距離有限制導致的不易安裝或無法安裝。本發明中單片機10根據產品輸送鏈道的轉速信息、產品到達第一傳感裝置30時的位置信息和預設的第一距離能夠確定產品從第一傳感裝置30到達賦碼裝置50的第一時間，當產品到達賦碼裝置50時向賦碼裝置50發送賦碼信號。賦碼裝置50接收到單片機10發送的賦碼信號后，將工控裝置40發送的第一識別碼賦在產品的表面。現有技術的關聯系統中，若安裝時賦碼裝置50與其他裝置的相對距離改變，賦碼裝置50有可能無法將第一識別碼賦在產品表面、或者僅將部分第一識別碼賦在產品表面。本發明采用單片機控制在產品表面賦碼的時間，使得賦碼裝置50與其他裝置間的相對距離不受限制，能夠防止由于賦碼裝置50相對位置改變而導致的賦碼失敗。

單片機10根據轉速信息和預設的第二距離確定產品從第一傳感裝置到達信息采集裝置60的第二時間，當產品到達信息采集裝置60時向信息采集裝置60發送信息采集信號。本發明中信息采集裝置60與其他裝置間的相對距離沒有限制，只要信息采集裝置60能夠采集產品輸送鏈道上的產品表面的第二識別碼即可，從而便于信息采集裝置60的安裝，防止由于信息采集裝置60與其他裝置間相對距離有限制導致的不易安裝或無法安裝。本發明中單片機10根據產品輸送鏈道的轉速信息、產品到達第一傳感裝置30時的位置信息和預設的第二距離能夠確定產品從第一傳感裝置30到達信息采集裝置60的第二時間，當產品到達信息采集裝置60時向信息采集裝置60發送信息采集信號，信息采集裝置60接收到信息采集信號后，采集產品表面的第二識別碼并發送給工控裝置40。現有技術的關聯系統中，若安裝時信息采集裝置與其他裝置的相對距離改變，信息采集裝置有可能無法采集到產品表面的第二識別碼。本發明采用單片機控制從產品表面采集第二識別碼的時間，使得信息采集裝置與其他裝置間的相對距離不受限制，能夠防止由于信息采集裝置相對位置改變而導致的信息采集失敗。

若第二識別碼與第一識別碼關聯失敗，工控裝置40向單片機10發送剔除控制信號。剔除裝置70接收到剔除信號后，將產品輸送鏈道上的產品從產品輸送鏈道上剔除。若剔除裝置相對其他裝置的距離發生改變，則對于某一特定產品的實際剔除時間與理論剔除時間之間存在偏差，容易導致應被剔除的產品未剔除、不應剔除的產品反而被剔除，導致后續后續關聯過程中第一識別碼與第二識別碼錯亂，嚴重影響關聯系統的關聯精準性。為了防止這種情況的發生，本發明采用單片機控制剔除時間。單片機首先根據轉速信息和預設的第三距離確定產品從第一傳感裝置30到達剔除裝置70的第三時間，接收工控裝置40發送的剔除控制信號后生成剔除信號，當產品到達剔除裝置70時向剔除裝置70發送剔除信號。

若服務器中存儲的相互關聯的兩個識別碼分別位于不同的產品上，消費者通過其中一個識別碼查詢到的另一個識別碼必然與產品表面的對應識別碼不一致，從而有可能將本是真品的產品判定為仿冒品，防偽準確性較差。若服務器中存儲的相互關聯的兩個識別碼中的其中一個識別碼不完整，則無法根據該不完整的識別碼準確判定產品表面對應的識別碼與該識別碼是否一致，也會降低關聯系統的防偽準確性。為了提高防偽防竄系統的防偽準確性，必須保證產品表面的第一識別碼和第二識別碼精準地關聯在一起。

現有技術的防偽防竄關聯系統中，賦碼裝置、信息采集裝置和剔除裝置分別由單獨的傳感器獨立控制，相互間配合度低，極易受現場人員及其他設備的影響，只要現場有一臺設備出錯，整個防偽防竄關聯系統的數據就會錯亂；現有技術的關聯系統安裝時，產品賦碼設備、信息采集設備和產品剔除設備間的相對距離不能超過20cm，否則會造成賦碼采集關聯數據錯亂不準；而且由于有了位置限制，防偽防竄關聯系統在很多生產線都不易安裝或無法安裝，在現場安裝調試也極為不便，對于高速產線賦碼后產品采集及剔除會出現錯位現象。

本發明采用單片機對防偽防竄關聯系統中的其他裝置進行集成控制，能夠增加系統中賦碼裝置、信息采集裝置和剔除裝置等的穩定性，防止由于各個裝置間配合度低而導致的關聯系統數據混亂，提高產品表面標識信息的關聯精準性。通過采用單片機、第一傳感裝置和編碼裝置，能夠產品輸送鏈道的轉速信息、產品到達第一傳感裝置時的位置信息、以及預設的第一距離和第二距離自動確定在產品表面賦第一識別碼的賦碼時間和從產品表面采集第二識別碼的時間，防止由于關聯系統中賦碼裝置、信息采集裝置和剔除裝置間的相對距離有所限制而導致的安裝困難甚至無法安裝，避免高速產線賦碼后產品采集或剔除過程中出現的錯位現象，提高產品表面標識信息的關聯精準性，降低安裝和實施成本低。

單片機在防偽防竄系統中的應用極為少見，因為單片機編程和操作控制比較復雜，現場調試需要專業的編程知識及編程設備，不便現場操作及修改。在本發明的一些實施例中，對單片機結構進行改進，改進后的單片機包括：輸入模塊11、數據處理模塊12、輸出模塊13和通信模塊14。輸入模塊用于接收各種輸入信號和數據并發送給數據處理模塊，例如轉速信息、位置信息和剔除控制信號等。數據處理模塊對接收各種輸入信號和數據進行處理，例如接收位置信息，根據收位置信息生成識別碼調用信號并發送給通信模塊；根據轉速信息、位置信息和預設的第一距離確定產品到達賦碼裝置的時間，當產品到達賦碼裝置時向輸出模塊發送賦碼信號；根據轉速信息和預設的第二距離確定產品到達信息采集裝置的時間，當產品到達信息采集裝置時向輸出模塊發送信息采集信號；基于剔除控制信號生成剔除信號，根據轉速信息和預設的第三距離確定產品到達剔除裝置的時間，當產品到達剔除裝置時向輸出模塊發送剔除信號。通信模塊用于實現單片機與工控裝置之間的通信，例如將接收的識別碼調用信號發送給工控裝置。輸出模塊將接收的賦碼信號發送給賦碼裝置；將接收的信息采集信號發送給信息采集裝置；將接收的剔除信號發送給剔除裝置。本發明的單片機結構簡單經久耐用成本低廉，除去了復雜電路，使通信及運行快速穩定，能夠滿足高速產線的要求，很好的將各設備關聯銜接，大大提高產品關聯精準性，通過工控裝置通信控制使安裝調試靈活方便降低了實施成本。

現有技術的單片機結構復雜，為了降低周圍信號對單片機的影響，往往還需要采用多種保護電路，如電流保護電路、電壓保護電路、電磁波保護電路等。本發明的單片機結構簡單，僅在輸入模塊和輸出模塊采用光電隔離電路即可隔絕外界各種信號對單片機輸入輸出信號的影響，提高單片機工作穩定性，降低單片機使用成本。

產品輸送鏈道上往往同時輸送多個產品，當輸送速度較大時，有可能將一個產品表面的第一識別碼與另一件產品表面的第二識別碼關聯，導致這兩件產品標識信息關聯失敗、后續產品表面標識信息錯亂和關聯失敗。為了解決這個問題，在本發明的一些實施例中，工控裝置向賦碼裝置發送第一識別碼之前或者向賦碼裝置發送第一識別碼的同時記錄第一識別碼的序號，信息采集裝置將第二識別碼發送給工控裝置之前或者發送給工控裝置的同時記錄當前第二識別碼的序號。工控裝置將第二識別碼與第一識別碼關聯具體為：將第N個第一識別碼與第N個第二識別碼關聯；N為不小于1的整數。

若未采集到產品表面的第二識別碼，則無法將該產品表面的第一識別碼與第二識別碼關聯，需要將該產品剔除。若采集到的第二標識碼不完整，即使將第一識別碼與第二識別碼關聯，該不完整的第二識別碼也無法準確判定產品真偽，為了保證標識信息關聯的有效性，需要將該產品剔除。因此在本發明的優選實施例中，若未采集到產品表面的第二識別碼、或采集到的第二標識碼不完整時，信息采集裝置向工控裝置發送采集失敗信號，工控裝置基于接收到的采集失敗信號生成剔除控制信號并發送給單片機。

不管由于什么原因，只要有產品被剔除，工控裝置生成的第一標識碼的序號與信息采集裝置采集的第二識別碼的序號的對應關系都會發生改變，此時若不仍然按照上述方式將第N個第一識別碼與第N個第二識別碼關聯，則會導致標識信息錯亂，關聯失效。基于此，若信息采集裝置設置在賦碼裝置的后端，工控裝置可以將第N個第一識別碼與第N+M個第二識別碼關聯；M為采集失敗信號的數量，M為不小于1的整數。其中，后端是指沿著產品輸送鏈道輸送產品的方向。

實際生產加工過程中，產品到達信息采集裝置時的時間有可能與理論計算的第二時間不同。例如，鏈道使用過程中容易松動、并在自身重力作用下產生下垂，此時產品輸送鏈道上的產品從第一傳感裝置移動至信息采集裝置的距離大于預設的第二距離，產品輸送鏈道上的產品實際從第一傳感裝置移動至信息采集裝置的第四時間大于理論計算的第二時間；若產品輸送過程中受到突發外力作用，若輸送設備由于故障而突然急速轉動或驟停，第四時間與第二時間也不同。為了避免上述現象對關聯有效性的影響，本發明的防偽防竄關聯系統可以進一步包括第二傳感裝置，用于監測產品從第一傳感裝置到達信息采集裝置時的第四時間，并發送給單片機；單片機進一步用于：若第四時間與第二時間不相同，基于第四時間與第二時間的差值修正預設的第二距離。

外界影響因素對產品到達信息采集設備時間的影響作用不同，有些因素對產品到達信息采集設備時間的影響作用較小，不會導致信息采集失敗，此時即使產品實際到達信息采集設備的第四時間與理論計算的第二時間不同，也無需對用于確定第二時間的第二距離進行修正。對產品到達信息采集設備的時間影響作用較大的因素，往往會導致第二識別碼采集不完整甚至無法采集到第二識別碼，此時必須對用于確定第二時間的第二距離進行修正。特別是當第四時間連續大于或連續小于第二時間時，很有可能是受到某些具有較大影響作用的因素的影響：例如，當輸送設備機械故障導致產品輸送鏈道脈沖式加速運行時，第四時間會連續小于第二時間；產品輸送鏈道上的產品受到遮擋物的遮擋作用而減速運行甚至相對于產品輸送鏈道后退時，第四時間會連續大于第二時間。基于此，本發明的一些實施例中，若第四時間與第二時間不相同，基于第四時間與第二時間的差值修正所述預設的第二距離，包括：

若第四時間連續大于或連續小于第二時間的次數超過預設的第一次數閾值，按照公式1修正所述預設的第二距離；

其中，S₂為預設的第二距離，S′₂為修正后的第二距離，單位為m；t₂為第二時間，t₄為第四時間，單位為s；v_t為產品輸送鏈道輸送產品的速度，v_t為關于時間的函數；β為修正系數。

忽略各種外界影響因素的理想情況下，β的取值為0，即產品實際到達信息采集設備的第四時間與理論計算的第二時間的差值僅與產品輸送鏈道輸送產品的速度以及第一傳感裝置與信息采集裝置之間的第二距離有關。考慮到上述各種外界影響因素的影響，β的取值為0～1。修正系數受產品輸送鏈道輸送產品的速度、產品與產品輸送鏈道之間的摩擦力的影響，產品輸送鏈道輸送產品的速度越大，產品越容易相對產品輸送鏈道滑動，第四時間與第二時間之間的差值越大。優選地，當β＝exp(-v_t-|t₄-t₂|)，信息采集裝置采集信息的時間準確性越好。

在預設時間周期內，若第四時間與第二時間不相同的次數超過預設的第三次數閾值，說明外界有可能產生對產品到達信息采集裝置的時間具有較大影響作用的因素，例如輸送設備故障。此時為了便于工作人員及時發現異常情況，單片機可以向工控裝置發送報警信號，工控裝置接收到報警信號后進行報警。

雖然參照示例性實施方式對本發明進行了描述，但是應當理解，本發明并不局限于文中詳細描述和示出的具體實施方式，在不偏離權利要求書所限定的范圍的情況下，本領域技術人員可以對所述示例性實施方式做出各種改變。