一种饮水机滤芯防伪溯源方法及系统与流程

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种饮水机滤芯防伪溯源方法。

背景技术：

1、饮水机在现代家庭和办公室中已成为必不可少的设备，其主要功能是过滤自来水中的杂质和污染物，以提供安全、清洁的饮用水。饮水机滤芯作为其关键组件，其性能直接影响到水质的好坏。目前，市场上的饮水机滤芯主要分为两类：pp棉滤芯和活性炭滤芯。pp棉滤芯能够有效去除水中的大颗粒杂质，如泥沙、铁锈等。另一类是活性炭滤芯，具有较强的吸附能力，能够去除水中的异味、氯气和其他小分子有机物，从而改善水的口感和质量。随着饮水机滤芯市场的扩大，假冒伪劣滤芯的问题日益严重，这不仅影响了消费者的健康，也损害了品牌信誉。传统的滤芯防伪技术主要依赖于在滤芯上贴附电子标签，防伪码等，这些标签内或防伪码嵌有唯一的识别信息。消费者通过扫描电子标签来验证滤芯的真伪。然而，现有的电子标签防伪技术存在着较大的安全隐患。由于电子标签的信息可以被复制和伪造，特别是二维码的伪造相对简单，恶意分子可以破解标签中的数据，从而伪造出与正品相似的标签。

2、例如，公告号为cn111553717b的中国专利文件公开了物件的防伪溯源方法，其通过将防伪数据资源信息与物件产生现场实时编制的编号信息相结合生成防伪图案，在对应物件或其包装上使用防伪材料展现防伪图案。但是，这种方法存在一些技术缺陷：现场实时编制的编号信息都是有迹可循，存在一定规律的，即使通过加密技术保护，恶意者也可能通过一定的解析手段获取图案表示内容从而发现编号规律，进而仿制防伪信息。

技术实现思路

1、针对上述防伪信息可能被破解的问题，在第一方面中本发明提出了一种饮水机滤芯防伪溯源方法，包括：获取饮水机滤芯的生产设备编号，记录滤芯各制备流程中的关键参数，所述关键参数包括流程开始时间、流程结束时间以及生产设备的过程参数；所述过程参数包括设备平均温度、平均压力；基于所述生产设备编号以及所述关键参数生成滤芯制备溯源矩阵；在滤芯制备完成后，随机获取滤芯表面设定大小像素块的微距图像，提取所述微距图像的纹理信息，生成滤芯表面特征序列；将所述滤芯表面特征序列拼接于滤芯制备溯源矩阵中，得到滤芯特征矩阵；对所述滤芯特征矩阵进行加密，生成加密溯源码，并将所述加密溯源码存储于云端平台和滤芯的电子标签中；用户验证时，通过读取滤芯包装上电子标签中的加密溯源码，与云端平台中的加密溯源码进行匹配，响应于匹配成功，返回验证成功信号，并根据与所述加密溯源码相关联的滤芯制备溯源矩阵返回滤芯制备流程信息；响应于匹配失败，返回验证失败信号。

2、本发明的饮水机滤芯防伪溯源方法通过将生产设备信息与滤芯表面随机采样的微距图像信息相结合，生成独特的滤芯特征矩阵，并对其进行加密。与传统依赖单一生产数据或表面特征的防伪方法相比，本发明利用多维数据融合生成的特征矩阵，确保每个滤芯都有唯一的防伪标识，极大提高了防伪的难度。通过生成加密溯源码并存储于云端平台与电子标签中，防止了数据的仿造和篡改，从而有效保障了滤芯的真实性和可追溯性。

3、进一步地，滤芯表面特征序列的获取方法包括：使用局部二值lbp算法获取所述微距图像的局部纹理特征，得到lbp矩阵；使用k-means聚类算法获取所述lbp矩阵中设定数量的聚类簇，所述聚类簇的中心点构成中心点序列；基于灰度共生矩阵获取所述微距图像的整体纹理特征，得到特征值序列，所述特征值序列包含对比度、能量、熵、逆方差以及相关性；将中心点序列与特征值序列中元素按位相乘得到滤芯表面特征序列。

4、通过使用lbp算法提取滤芯表面的局部纹理特征和灰度共生矩阵获取整体纹理特征，并将两者结合生成滤芯表面特征序列，本发明在现有技术的基础上实现了对滤芯表面复杂纹理的精确描述，提高了滤芯防伪溯源的准确性和唯一性。

5、进一步地，随机获取滤芯表面设定大小像素块的微距图像，还包括：在滤芯表面随机采样，获取一个像素点作为高精度工业微距相机的焦点；使用所述高精度工业微距相机拍摄预设像素块大小的滤芯表面微距图像。

6、随机采样滤芯表面并获取微距图像，避免了统一采样位置可能带来的图像特征重复性问题，通过随机选择采样点，增加了每个滤芯图像特征的独特性，进一步增强了防伪的有效性。

7、进一步地，所述微距图像还包括预处理操作：使用高斯滤波算法进行去噪处理，并使用自适应直方均衡化算法增强图像对比度。

8、对微距图像进行高斯滤波和自适应直方图均衡化预处理，减少了图像噪声并增强了对比度，提高了后续纹理特征提取的精度，与未经过滤和增强处理的图像相比，本发明所提取的图像特征更加稳定和易于识别。

9、进一步地，对所述滤芯特征矩阵进行加密，还包括：对所述滤芯特征矩阵进行z-score标准化处理，将标准化后的滤芯特征矩阵中所有数据按照从左到右、从上到下的顺序依次排列，得到一个数据串；对所述数据串使用sha-256哈希函数进行加密。

10、通过对滤芯特征矩阵进行z-score标准化处理，并采用sha-256哈希函数加密，确保了数据的保密性和不可逆性。与简单的数据加密方式相比，本发明的加密方式更加安全，防止了信息泄露和伪造的可能性。

11、进一步地，所述加密溯源码在验证成功后从云端平台中销毁。

12、进一步地，所述滤芯特征矩阵储存于工厂的本地服务器中。

13、在第二方面中，本发明提供了一种饮水机滤芯防伪溯源系统，包括主板控制单元与显示控制单元以及通讯单元电性连接；云端平台与通讯单元以及用户终端设备通过网络无线连接；还包括射频读卡模块，用于读取与饮水机滤芯绑定的电子标签的标识信息，将所述标识信息传输至主板控制单元；所述主板控制单元，用于接收所述标识信息并传输给通讯单元；还用于接收验证结果发送给显示控制单元；所述显示控制单元用于显示所述电子标签的验证结果；所述通讯单元包括联网模块，用于将所述标识信息通过网络发送至云端平台；所述云端平台用于接收通讯单元或用户终端设备所发送的标识信息，并按照一种饮水机滤芯防伪溯源方法将标识信息与云端平台中的加密溯源码进行比对；响应于存在匹配结果，返回验证成功信号到主板控制单元。

14、进一步地，所述通讯单元还包括蓝牙模块，用于在饮水设备无网络服务时，通过蓝牙协议连接所述用户终端设备；通过用户终端设备将标识信息发送至云端平台。

15、本发明的技术效果为：

16、本发明通过融合滤芯生产过程中的设备信息与滤芯表面的微观纹理特征，实现了滤芯的唯一性标识，显著提升了防伪溯源的可靠性。利用局部二值模式算法和灰度共生矩阵算法，结合高精度工业微距相机，提取滤芯表面的复杂纹理特征，并将其与生产设备的运行参数融合，生成独特的滤芯特征矩阵。随后对该特征矩阵进行加密，生成加密溯源码，确保每个滤芯的防伪标识既具有唯一性又难以仿制。这一创新方法克服了现有技术中防伪信息易被破解的问题，增强了滤芯防伪系统的安全性和溯源精度。

技术特征：

1.一种饮水机滤芯防伪溯源方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种饮水机滤芯防伪溯源方法，其特征在于，滤芯表面特征序列的获取方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种饮水机滤芯防伪溯源方法，其特征在于，随机获取滤芯表面设定大小像素块的微距图像，包括：

4.根据权利要求1所述的一种饮水机滤芯防伪溯源方法，其特征在于，所述微距图像还包括预处理操作：使用高斯滤波算法进行去噪处理，并使用自适应直方均衡化算法增强图像对比度。

5.根据权利要求1所述的一种饮水机滤芯防伪溯源方法，其特征在于，对所述滤芯特征矩阵进行加密，包括：

6.根据权利要求1所述的一种饮水机滤芯防伪溯源方法，其特征在于，所述加密溯源码在验证成功后从云端平台中销毁。

7.根据权利要求1所述的一种饮水机滤芯防伪溯源方法，其特征在于，所述滤芯特征矩阵储存于工厂的本地服务器中。

8.一种饮水机滤芯防伪溯源系统，包括主板控制单元与显示控制单元以及通讯单元电性连接；云端平台与通讯单元以及用户终端设备通过网络无线连接；还包括射频读卡模块，用于读取与饮水机滤芯绑定的电子标签的标识信息，将所述标识信息传输至主板控制单元；

9.根据权利要求8所述的一种饮水机滤芯防伪溯源系统，其特征在于所述通讯单元还包括蓝牙模块，用于在饮水设备无网络服务时，通过蓝牙协议连接所述用户终端设备；通过用户终端设备将标识信息发送至云端平台。

技术总结本发明涉及数据处理领域，本发明涉及一种饮水机滤芯防伪溯源方法及系统，通过获取滤芯的生产设备信息生成滤芯制备溯源矩阵，并随机采集滤芯表面微观纹理图像，使用局部二值模式算法和灰度共生矩阵算法提取表面纹理特征，生成滤芯表面特征序列。随后将滤芯表面特征序列与滤芯制备溯源矩阵融合，生成唯一的滤芯特征矩阵，并对其进行加密，生成加密溯源码，存储于云端平台和滤芯的电子标签中。最后通过读取电子标签中的加密溯源码并与云端平台进行匹配，可有效验证滤芯的真实性。该方法通过结合生产信息和表面随机纹理特征，实现了滤芯的唯一性标识，显著提高了防伪溯源的可靠性。技术研发人员：梁裕镳,毛同文,康锦鸿,李鹏飞受保护的技术使用者：广东碧丽饮水设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4