动态防伪电子标签

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目前，已知的防伪方法虽然多种多样，但归纳起来主要有三种。第一种是利用固定防伪标志进行防伪的方法，如激光防伪标签。这种方法的优点是安装制作简单，成本低，与产品的包装、外形无关；缺点是容易被仿冒。第二种是利用产品包装进行防伪的方法，如酒类产品的瓶盖防伪。这种方法的优点是比前一种的防伪功能稍强，但缺点是与产品的包装、外形有关，不同的包装、不同的外形其防伪措施也不尽相同，其防伪方法容易被造假者掌握。第三种方法是电码防伪法。它先是给每个商品一个单独的编码，然后将所有商品的编码存储在数据库中供消费者打电话或上网查询。该方法优点是成本低，应用广泛；缺点是操作比较麻烦，因为判断一件商品的真伪必须打电话或上网查询才行。以上三种防伪方法的共同特点是防伪标志非常直观，很容易识别，但正因为如此它也很容易被造假者模仿。

本文旨在设计一种动态的、不断变化的商品防伪标签，其上的防伪标志可以是一组随日期变化阿拉伯数字，也可以是随日期变化的图形，还可以是颜色随日期变化的商标，让造假者无所适从，很难模仿。而用户可以通过同类商品的比较，或查询的办法来识别商品的真假。同类商品的防伪标志变化是一致的，所以可以相互比较鉴别。查询的途径很多，可以上网查询，可以电话查询，还可以通过广播电视报刊的新闻媒体查询。

这种防伪标签的防伪标志是通过微型显示屏显示，是公开的。但防伪标志的变化和日期有关，是日期和防伪密码的非线性函数。软件的设计和防伪密码的输入是分开的，由不同的人完成，并且相互保密，比如软件是防伪标签的设计者完成而防伪密码是由商品生产者输入，同一种商品其防伪密码是相同的，并且防伪密码是电脑随机产生并由电脑输入。所以一般人是不可能知道防伪标志的变化规律。造假者即使掌握该防伪方法，知道某类商品防伪标志的变化规律，也无法知道其他商品的防伪标志变化规律，无法破坏其他商品的防伪功能，因为无法预测防伪标志的变化。即使某类商品的防伪密码被泄露，产品生产者也可以很方便地重新设置密码，改变防伪标志的变化规律。

随着科学技术的进步，已经研发出现柔性显示屏（OLED），柔性电路基板及纸电池，相信不久的将来这些零部件就会进入实用阶段，而这些都是制作动态防伪标签的极佳材料。本文以前瞻性的思维来探讨一下怎么以ARM单片机为核心设计商品的动态防伪标签。

本文所述的动态防伪标签由单片机LPC12D 14FBD100，LCD显示屏或柔性显示屏（OLED），纸电池，3.3v稳压电源，触摸开关K1、K2、K3、K4及微型压力开关K5等构成。单片机LPC12D14FBD100是32位低功耗单片机，有100个引脚，内含4x40段LCD驱动器，可以驱动高达20个8段数字字符，或者高达160像素的图形。封装形式为LFQFP100，尺寸为14x14x1.4mm。为了减少电路，使用LPC12D14FBD100内部RC振荡器作为系统时钟，不外设复位电路，使用内部上电复位。LPC12D14FBD100内部RC振荡器精度可以达1%，对于以天为变化单位的防伪标志其精度足够了。

下面对照附图对本发明的工作原理作进一步说明：

附图1为智能防伪标签的主电路图；附图2为智能防伪标签的电源电路图；附图3为主程序流程图。

在图1中，LPC12D14FBD100的40个段位控制引脚S0—S39，4个背电极控制引脚BP0-BP3，及LCD背电极电源引脚VLCD，LCD逻辑电路电源引脚VDD，LCD的时钟引脚CLK，LCD的数据和同步时钟引脚SDA、SCL等都和显示屏直接连接。分离监测开关K1安装在防伪标签的背面，是一压力传感器、或光电开关。当防伪标签与商品分离时，分离监测开关闭合给单片机一个低电平信号，单片机进入防伪失效处理程序，销毁防伪标志，使防伪标签永久失效。时钟校正开关k2、k3相互配合对单片机内实时时钟进行校正，或者通过它们输入过去日期来验证防伪标志的真假。

在图2中，HYM3406是一款采用恒定频率、电流模式架构的高效单片同步降压型开关型稳压器。HYM3406内部开关频率为1.5MHZ，因而能够采用小表面的贴装型电感器和电容器。由于转换效率很高，高达96%，免除外部增设一个肖特基二极管的需要。而HYM3406本身采用扁平状（高度仅1mm）的5引脚SOT-23封装，体积非常小。所以以HYM3406为中心的稳压电源，不仅效率很高而且占面积非常小，非常适合于防伪标签这种空间非常小的产品。HYM3406的4脚为电源输入脚，1脚为电源开/关脚，1脚接高电平为开启，低电平为关闭。所以电路中HYM3406的1脚一端通过电源开关K4和其4脚连接，另一端和单片机的PIO_0.7（p0.7）相连接，而HYM3406的4脚和电池的正极相连接。HYM3406的5脚是输出电压调节端，电阻R1（301k欧姆）和R2（66.5k欧姆）是微型贴片电阻，它们将输出电压分压后接到HYM3406的5脚，保证HYM3406的输出电压稳定在3.3v。电容C1、C2，电感L起滤波作用，也都是微型贴片元件。

K4、K5是微动或触摸开关，是防伪标签电源开关，安装在防伪标签的正面或侧面。触动K4，HYM3406的1脚瞬间得到一高电平，开启HYM3406，HYM3406的4脚输出+3.3v的稳压电源给单片机。单片机得电后，其PIO0_7脚反过来输出一高电平给HYM3406的1脚维持HYM3406的开启状态。要验证商品的真假，先要触动K4开启防伪标签的电源，再利用K2、K3输入当前的日期，防伪标签根据日期计算出相应的防伪标志显示在显示屏上。日期校正，每天有次数限制，每天只有1至3次校正机会。这样就限制了造假者通过校正时间来发现未来的防伪标志。触动K5，触发单片机的PIO2_4瞬间变成低电平，让单片机PIO0_7脚输出低电平给HYM3406的1脚，关闭HYM3406，从而关闭防伪标签的电源。HYM3406关闭状态下耗电1uA。

在附图3中，当电源开启，单片机工作时PIO0_7=1，输出高电平。触动电源关闭开关K5，PIO2_4=0。当要校正时间时，要同时按下K2、K3，即PIO2_7和PIO2_8同时为低电平，也就是PIO2_7&PIO2_8=0。如果要调整年月日，就分别触动K2、K3进行调整。在一天之内每校正一次就累加一次即N=N+1，每天不超过3次。在附图中用变量T代表时间，当PIO2_7& PIO2_8=0，使T=0，然后启动计时器，每隔一个小时T自动加1。当T=24时才能重新进行时间校正。

当开启电源单片机得电，单片机先进行初始化。然后进入主程序运行，依次判断防伪标签和商品是否分离（PIO2_4=0？），是不是关机（PIO2_5=？），是否校正日期（PIO2_7&PIO2_8 =0？），一天之内的日期校正次数是否超过3次（N>4）等等。如果相关的条件成立，就进入相关的处理子程序。