CN101364254A - 物品标记、识别与信息化管理 - Google Patents

Abstract

物品标记、识别与信息化管理的方法，包括：在成品、半成品上设置含有元素标记的材料，该材料在空间中的不同位置进行排列；提供数据库，该数据库包含所述元素标记材料以及元素标记材料的空间位置的数据，包含所述数据代表的信息；检测所述元素标记材料以及元素标记材料的空间位置；将检测数据与数据库中的数据进行比较，根据设定的比较条件，以及据数据库中的数据代表的信息对物品进行识别与信息化管理。

Description

物品标记、识别与信息化管理

技术领域

本发明涉及针对基于各种材质加工制作而成的成品、半成品的物品标记、识别与信息化管理的方法。

背景技术

在物品的生产、流通、销售及使用过程中，对物品的标记、识别及信息化管理是其中极其重要的一个环节。目前常用的物品标记、识别及信息化管理的方法主要包括以下技术。

条码技术是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以代表一定的字母、数字、符号等组成的信息。条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。在进行辨识的时候，是用条码阅读机扫描，得到一组反射光信号，此信号经光电转换后变为一组与线条、空白相对应的电子讯号，经解码后还原为相应的数字，再传入电脑。

电子标签技术又称无线射频识别技术，简称RFID，即Radio Frequency Idenfication。是一种非接触的自动识别技术，是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别的技术。电子标签主要由标签、天线及阅读器三部分组成。标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

此外，还有一些简单的物品标记与识别方法。例如直接在物品上打印标记，如在钢瓶上滚引钢号等。

但是，以上标记、识别技术同时具有安全性差及抗破坏性弱的缺点，物品信息较容易被复制、更改，在较恶劣的环境或人为因素下，物品信息很容易被破坏，从而造成大量损失。

中国专利申请200510089020.1引入了一种利用化学元素标记的方法，包括：在物品上设置一种或多种化学元素标记；用X荧光检测器的X光照射上述物品上的化学元素标记，X荧光检测器的探测器探测到化学元素标记所发射的X荧光，生成该化学元素标记的光谱数据，将该光谱数据记载在数据库内，作为该化学元素标记的标准光谱数据；用X荧光检测器的X光照射要检测的物品的化学元素标记，X荧光检测器的探测器探测到化学元素标记所发射的X荧光，生成该化学元素标记的检测光谱数据，用该检测光谱数据与数据库内的标准光谱数据进行比较，根据两者是否相同，以确定是标记品或是非标记品，以便对物品进行识别。该专利申请的全部内容以提及方式全文并入本文中。

上述概括介绍的化学元素标记方法和系统在安全性、识别性和信息化管理方面比以前的任何技术都具有实质性进步。然而，中国专利申请200510089020.1中没有就物品的标记、识别技术作进一步的延伸和拓展，没有涉及适应特殊物品(如液化石油气气瓶等)的标记技术和识别方法，因而也没有相应地拓展利用数据库的信息化管理方法和系统。

发明内容

针对现有技术的状况，本发明开发了一种具有图形功能的元素信息标记码。本发明的方法将这种具有图形功能的元素信息标记码(以下简称图形元素标记码)直接在物品本体上进行标记，使之成为物品的一部分。即，图形元素标记码不是事先制作在某种介质上，再将该介质附着于物品本体上，而是直接设置在物品本体上。图形元素标记码标记完成后，使用识读器进行识读，该识读器能同时识读图形信息和元素标记信息。上述所有过程都有后台数据库进行信息化管理。

概括地讲，本发明提供的针对基于各种材质加工制作而成的成品、半成品物品的标记、识别与信息化管理的方法，包括：在成品、半成品物品上设置含有元素标记的材料，该材料在空间中的不同位置进行排列；提供数据库，该数据库包含所述元素标记材料的数据以及元素标记材料的空间排列的数据，包含所述数据代表的信息；检测所述元素标记材料以及元素标记材料的空间排列；将检测数据与数据库中的数据进行比较，根据设定的比较条件，以及据数据库中的数据代表的信息对物品进行识别与信息化管理。

图形元素标记码的形成流程是，先形成一个图形或图形码，再在图形或图形码的图案面积内附加元素信息标记材料；或先在一定面积内附件元素信息标记材料，再在该面积内形成一个图形或图形码。图形码的编码规则可以遵循任何已知或未知或任何专门开发的编码规则。

针对特定物品，本发明提供特有的物品标记方法，例如，在对较厚材料的物品例如液化石油气瓶进行管理的情况下，通过物理化学方式，在气瓶上制作出内陷或凸起的图形，形成具有一定深度或高度的立体的图案的图形或图形码，再将元素标记信息材料加入具有一定深度或高度的立体的图案的图形或图形码内从而完成图形元素标记码的标记。该图形元素标记码的内陷深度或高度是可调整的。

在对外壳较薄材料的物品例如电池进行管理的情况下，在电池生产线的清洗环节之后、充电环节之前增加元素标记喷涂环节，可以通过例如自动化喷漆设备，完成对于电池产品的元素标记。标记材料附着于电池外壳表面之后，采用个性化光刻环节，可以通过例如激光刻蚀信息码设备，对所有电池的上下两面的其中一个表面用激光刻蚀信息码，利用自动编码方式使每个批次的每个电池获得唯一的信息编码，从而形成图形元素标记码。

可以使用识读器对标记的图形元素标记码进行识读。该识读器可以同时读取元素标记信息和含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列(例如图形或图形码)的信息。在一种实施方式中，识读器在进行识读判断时，可以有先后顺序，即先判断元素标记信息，若符合数据库的管理信息，则再进行图形码信息判断，否则不予判断；而在最终信息的输出时，则同时输出两部分信息。在另一种实施方式中，识读器同时识读图形码信息和元素标记信息，根据两者是否匹配，判断物品是否为合法的标记物品。

因此，本发明的物品标记、识别与信息化管理的方法是一种既具有可靠性高、输入速度快、准确性高、信息量大、灵活性高、读取方便快捷、信息容量大、可多物品同时读取的优点，又具有安全性高、抗破坏性强的物品标记、识别与信息化管理的技术，在实际的具体的社会生产使用中是具有十分重要的意义的。

附图说明

图1表示本发明实施例1中在液化石油气气瓶上进行标记的流程图；

图2表示本发明实施例2中在电池上进行标记的流程图；

图3表示本发明实施例中在液化石油气气瓶上形成的图案标记示意图；

图4示出本发明采用的识读器检测、识别物品上的元素标记和含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列的示意性结构方框图；

图5表示本发明实施例的数据库系统结构示意图。

具体实施方式

以下进行详细描述。本领域技术人员可以理解的是，本发明的实现方式并不局限于下面将要描述的具体方案，可以在领会和理解的基础上进行各种变化和修改而不偏离本发明请求保护的主题。

本发明针对基于各种材质加工制作而成的成品、半成品提供可靠性高、输入速度快、准确性高、信息量大、灵活性高、读取方便快捷、信息容量大、可多物品同时读取、安全性高、抗破坏性强的物品识别与信息化管理的技术。

其中的材质包括但不限于：金属、橡胶、塑料、玻璃、石材、陶瓷、布匹、木材、油墨、纸品、粘胶、皮类、各种有机和非有机材料等。

本发明针对基于各种材质加工制作而成的成品、半成品的物品标记、识别与信息化管理的技术，是将含有元素标记的材料，按照一定规则，在空间位置中排列起来。材料中不同的元素标记与该标记在空间排列中的特殊信息组合方式，代表不同的信息，从而达到物品标记、识别与信息化管理的目的。

概括地讲，本发明提供的针对基于各种材质加工制作而成的成品、半成品物品的标记、识别与信息化管理的方法，包括：在成品、半成品物品上设置含有元素标记的材料，该材料在空间中的不同位置进行排列；提供数据库，该数据库包含所述元素标记材料的数据以及元素标记材料的空间排列的数据，包含所述数据代表的信息；检测所述元素标记材料以及元素标记材料的空间排列；将检测数据与数据库中的数据进行比较，根据设定的比较条件，以及据数据库中的数据代表的信息对物品进行识别与信息化管理。

以下详细介绍本发明的技术方案对物品的标记、识别和信息管理。

本发明图形元素标记码的特征在于包含化学元素标记。元素标记可以是本领域技术人员已知或未知的任何能够通过包括X荧光检测的任何合适的元素和/或化合物。从理论上讲，元素可以是周期表中列出的任何一种或多种元素及其化合物。但考虑到光谱的明显性、检测的方便性和物质的低毒性等因素，优选的是原子序数在5以上的元素，更优选的是原子序数在22(钛)以上的元素，属于周期表中d区和f区的元素，更优选的是选自以下15种化学元素中的元素：锶，铷，钇，铯，镧，铈，镨，钕，钐，铕，钆，铽，镝，铒，镱。举例来说：一个独特的标记可以利用提及的15种元素创造出来。选一种为基准标记，剩余14种元素按照从0到9级别的浓度结合，则可以存在：10¹⁴-1＝99,999,999,999,999种可能的独特化学元素标记，除此之外，加上各元素的浓度、相对浓度等的变化，构成的光谱数量如此巨大，所以在应用时，可以做到不重复。

本发明的图形元素标记码的特征还在于，含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置进行排列；排列时该含有元素标记的材料形成具有可识别的特殊信息组合方式，例如包括：

图形或图案等，如字符，商标，图像等；

生物信息，例如包括生物纹理，细胞或生物DNA，等；

材料的组合方式，如特殊的晶体的晶格形态等；或者

元素标记的材料中含有具有其它可识别功能的物质，如导电材料，磁性物质，小型或微型反应器，芯片等。

具体地说，这种图形元素标记码包括但不限于：使含有元素标记的材料在物品表面沿一维、二维、或三维的不同位置排列，形成一维、二维、或三维的信息组合方式；或标记材料中含有其它可识别的物质。

在制作工艺中，对含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列包含显性或隐性两种方式。

显性方式是指含有元素标记的材料的空间排列为肉眼可见的，例如，其本身为肉眼可直接看见的图形码，此时图形码外表面不含有其他涂层，或含有其它涂层但能透过该涂层辨认图形码。

隐性方式是指含有元素标记的材料的空间排列本身为肉眼不可见。例如，其本身为肉眼不可直接看见的图形码，此时所述排列(例如一个图形码)的外表面含有覆盖层，同时该覆盖层使涂层下的所述排列(例如该图形码)表现为肉眼不可直接辨认，或没有涂层但所述排列(例如该图形码)不能直接通过肉眼辨认。

与含有元素标记的材料的所述空间排列(例如一个图形码)的形成制作工艺相对应，所述排列(例如该图形码)的识读过程也可以包含显性识读和隐性识读两种方式。显性识读方式即识读器直接识读所述排列(例如该图形码)。隐性识读方式则需要所述排列(例如该图形码)的外表面的覆盖层具有在某种特定物理或化学条件下(包括如光、温度、电场、磁场、力场、声波或化学反应)可显形的特性，或者识读器本身具有可透过覆盖层直接识读所述排列(例如该图形码)的功能，或者以上二者兼备。

如果采用显性或隐性的图形码，图形码的编码规则可以采用各种已知、未知或专门开发的编码规则。例如，可以采用一维、二维条形码，例如可以采用标准Datamatrix码。

在一个具体的实施例中，通过物理化学方式，在物品表面上制作出内陷或凸出的图形，形成具有一定深度或高度的立体的图案的图形或图形码，再将元素标记信息材料加入具有一定深度或高度的立体的图案的图形或图形码内从而完成图形元素标记码。该图形元素标记码的内陷深度或凸出高度是可调整的。

在另一个具体的实施例中，通过例如自动化喷漆设备，完成对于物品的元素标记。标记材料附着于物品外壳表面之后，采用个性化光刻环节，可以通过例如激光刻蚀信息码设备，对所有物品的上下两面的其中一个表面用激光刻蚀信息码，利用自动编码方式使每个批次的每个物品获得唯一的信息编码，从而形成图形元素标记码。

参见图4，其中示意性示出了本发明采用的识读器，以及识读器检测、识别物品上的元素标记和含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列的示意性结构图。

识读器包括X光发射管101、包括X荧光探测器和图形码识读器的检测器102、数据处理分析装置103(图中示出为PDA)等，根据需要，还可以包括用于图形码识读的特定光源(未示出)等。本领域技术人员可以理解，虽然图中用102整体标出X荧光探测器和图形码识读器，但在实际的识读器设计中，X荧光探测器和图形码识读器可以是两个分离的部件，也可以是集成一体的而同时具有X荧光探测和图形码识读功能的单一部件，这都在本发明的考虑之内。X光发射管101和X荧光探测器两者在某些实施例中也可以是集成为一体的装置(此时，仍可总称为X荧光探测器，但已包括光发射管)。总之，图4的示意图只在于按功能性来示出整体结构的示意性框图，而各种部件所包含的功能性可以由本领域技术人员根据需要任意组合而不超出本发明的范围。数据处理分析装置103(图中示出为PDA)中通常含有一个终端数据库104。根据需要，与数据处理分析装置103(图中示出为PDA)联系的数据库104也可以是远程数据库(下面有待详细讨论)。

在要标记的物品(图中用黑色表示)上存在至少一种化学元素的标记100。物品上还包括作为本发明特征的含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列，排列时该含有元素标记的材料形成具有可识别的特殊信息组合方式。

用激发源(例如，X光发射管101发射的X光11)扫描该物品以便激发包含所述至少一种化学元素的标记。当需要采用反射光对含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列(例如图形或图形码)进行检测时，检测器102中的图形码识读器也开始进行检测，例如，如果是扫描图形或图形码，则一个扫描图形或图形码的特定光源(未示出)也同时或在之前或之后发出扫描图形或图形码的特定光。

检测器102的X荧光探测器探测到包含至少一种化学元素的标记所发射的X荧光12，通过AD转换生成X荧光光谱的数字信号(光谱数据)。然后将该数据通过PDA103和链接34传输并存储，作为所述包含至少一种化学元素的标记的数据。

检测器102中的图形码识读器通过检测反射光或通过采用CCD等技术读取物品上的图形或图形码，转换成相应的编码等标记数据；在其它实施例中，如果可识别的特殊信息组合方式是特殊的晶体的晶格形态，则图形码识读器根据已知的原理对该特殊晶格形态进行检测，转换生成标记数据；或者，例如，如果可识别的特殊信息组合方式是生物信息如指纹，则图形码识读器是一种指纹识读器，并将指纹图象转换生成标记数据；或者，如果元素标记的材料中含有具有其它可识别功能的物质，如导电材料，磁性物质，小型或微型反应器，芯片等，则所述图形码识读器是能够检测这些导电材料，磁性物质，小型或微型反应器，或芯片的相应的检测器，并能够将特定的识别信息转换生成标记数据；在另一种实施方式中，当含有元素标记的材料的空间排列是隐性方式时，图形码识读器本身可以具有可透过覆盖层直接识读所述排列(例如一图形码)的功能，从而识读将所述排列代表的特殊信息组合方式并转换生成标记数据。

然后将该数据通过PDA 103和链接34传输并存储。在此同时或在此之后，可以对应各种标记数据向数据库内输入该物品的属性信息和有关该物品的各种其它信息。X荧光光谱的数字信号可以进一步被编码成各种编码数据，例如形成为包含元素的信息、元素浓度的信息、元素浓度比的信息、配方的信息、物品的信息的所谓指纹数据，将此指纹数据存储于数据库104内用于以后的比较。这些编码或未编码的数据统称为化学元素标记的“标记数据”。类似地，用于图形码识读器读取的、存储于数据库104内用于以后的比较的、编码或未编码的关联于含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列的数据统称为所述各种特定排列的“标记数据”。无论是化学元素标记的“标记数据”还是所述排列的“标记数据”都可以是事先根据设计或采用计算方式而得到并存储于各级数据库中，而不一定象上面描述的那样通过实际的检测过程而得到。即，概况地说，本发明中的标记数据包含通过扫描物品、数据库计算和/或组合、人工计算和/或组合的方法，或所述方法的组合所得到的数据。

仍然参见图4，当要检测一个物品是否是已标记过的物品时，用识读器的激发源(例如，X光发射管101发射的X光11)扫描要检测的物品，识读器的X荧光探测器探测到化学元素标记所发射的X荧光12，通过AD转换生成检测数据，用该检测数据与数据库104内存储的化学元素标记的标记数据进行比较，根据两者是否相同，以确定要检测的物品是标记品或是非标记品。如果是标记物品，则通过数据库可以获得有关该物品的所需信息。在进行识别时探测到的X荧光光谱的数字信号可以进一步被编码成各种编码数据，例如形成为包含元素的信息、元素浓度的信息、元素浓度比的信息、配方的信息、物品的信息的所谓指纹数据，将此指纹数据进行传输而与数据库104内事先存储的数据进行比较。这些编码或未编码的数据统称为元素标记的“检测数据”。

在元素标记的检测中识读器可以在不破坏物品外包装的情况下，可透过普通包装物并鉴别物品身份的元素标记信息。在图4示意性示出的识读器中包括有作为激发源的X光发射管101用于向带标记100的物品发射激发光束11以便扫描物品，本领域技术人员可以理解，虽然图示的识读器中的激发源使用的是X光发射管，但激发源并不限制于X光发射管，可以是γ射线发射管、α射线发射管、电子束发射管或它们的各种组合等，只要能够轰击元素标记导致发射X荧光的任何能量发射装置。在一个实施例中，激发源可以是连续可调的或分挡可调的变频电磁辐射管，其频率覆盖范围可以包括X光波段以及波长更长的紫外、可见、红外区域，从而构成一个广义的X荧光探测器(即不仅激发和检测标记的X射线，也激发和检测紫外、可见、红外区域的辐射)。通过这样的能够激发紫外、可见、红外辐射的激发源，可以同时或单独激发与检测前述以元素分子或分子化合物形式存在的特定标记。除上述各种光激发源外，还可以通过应用电流线圈或永磁体向物品同时施加磁场激发源，激发元素的核磁共振精细光谱，核磁共振光谱也代表元素的特征光谱，从而可以选择性地检测更为丰富的标记光谱。所有这些特征都在本发明的考虑之内。如果使用X光发射管作为激发源，则可以是例如由放射性同位素配合准直导向装置所组成的放射源型激发源，或者由X光管及滤光系统组成的单色X光束激发器等激发器。

仍然参见图4，当要检测一个物品是否是已标记过的物品时，在识读器作出上述元素标记的识别的同时或在之前或之后，识读器的检测器102中的图形码识读器检测含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列；识别该排列所代表的上述任一种可识别的特殊信息组合方式。例如，在一个实施例中，通过采用CCD等技术读取物品上的图形或图形码，转换生成检测数据；在另一个实施例中，用于扫描图形或图形码的特定光源(选择性部件，未示出)发出扫描图形或图形码的特定光，通过检测反射光来读取物品上的图形或图形码，转换生成检测数据；在其它实施例中，如果可识别的特殊信息组合方式是特殊的晶体的晶格形态，则图形码识读器根据已知的原理对该特殊晶格形态进行检测，转换生成检测数据；或者，例如，如果可识别的特殊信息组合方式是生物信息如指纹，则图形码识读器是一种指纹识读器，并将指纹图象转换生成检测数据；或者，如果元素标记的材料中含有具有其它可识别功能的物质，如导电材料，磁性物质，小型或微型反应器，芯片等，则所述图形码识读器是能够检测这些导电材料，磁性物质，小型或微型反应器，或芯片的相应的检测器，并能够将特定的识别信息转换生成检测数据；在另一种实施方式中，当含有元素标记的材料的空间排列是隐性方式时，图形码识读器本身可以具有可透过覆盖层直接识读所述排列(例如一图形码)的功能，从而识读将所述排列代表的特殊信息组合方式并转换生成检测数据。在进行识别时探测到的特殊信息组合方式的信息(例如图形或图形码)的数字信号可以进一步被编码成各种编码数据，这些编码或未编码的数据统称为所述各种特定排列的“检测数据”。

本领域技术人员可以理解，识读器中的图形码识读器可以采用任何已知或未来开发的检测技术来检测和识别物品上的特殊信息组合方式(例如图形或图形码)。然后，用该检测数据与数据库104内存储的特殊信息组合方式的信息(例如所述排列的“标记数据”)进行比较，根据两者是否相同，以确定要检测的物品是标记品或是非标记品。如果是标记物品，则通过数据库可以获得有关该物品的所需信息。数据处理分析装置103虽然图示为PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理，它可以包括数据处理单元，数据存储单元(例如ROM，RAM)，数据发射单元和数据接收单元)，但本领域技术人员可以理解，它可以是任何有通信能力的计算处理设备。例如各种PDA、掌上电脑、甚至智能手机等。以下将主要以PDA为例进行说明。该数据处理分析装置中存有实现其各种功能的软件，一般情况下，数据处理分析装置总是包括一个数据库，在本发明的整体系统构架中称为终端数据库。在大多数情况下，数据处理分析装置103的终端数据库中可能已经存储有针对待测物品的标记数据，从而当接收到识读器102传来的测量结果后直接与存储的标记数据进行比较，并从数据库中调出存储的有关用户及该物品的详细信息查阅。识读器(连同上述数据处理分析装置103)可以通过有线和/或无线方式与本地数据库、远程中央数据库和/或其它识读器的终端数据库相连接，从而在授权的情况下，从本地数据库和/或远程数据库下载调用本身终端数据库中没有的标记的数据，用于现场测量和识别。现场测量的数据和输入的信息也可以存入终端数据库，或通过有线和/或无线传输上传到本地数据库、远程中央数据库和/或其它识读器的终端数据库，及时相互更新数据。在一个例子中，为了方便使用，识读器可以通过无线方式(WEP)与本单位的网络相连接，之后，再通过互联网或本地数据库以及远程中央数据库相连接。

以下举两个具体的例子，详细说明本发明的物品标记、识别与信息化管理的方法。但是本领域技术人员应该理解，在这里描述的具体实施例并不是要将本发明限制为所公开的具体形式。例如，显然地，虽然说明书的以下实施例以钢瓶和电池为例进行描述，但是本发明所涉及标记、识别和信息化管理的物品不局限于钢瓶和电池。

实施例1

液化石油气气瓶的标记、识别与信息化管理。

标记流程参见图1。

(1)表面处理

在标记前，对气瓶的表面进行前期的处理(S101)。所用设备可以摆阔气小功率手持砂轮，抹布，喷枪，胶带。该步骤是优选步骤，目的是使标记的效果达到最佳。首先将气瓶表面的油污等去除，可以采用溶剂清洁等方法，再根据气瓶金属表面的漆层的情况判断是否需要进一步加工(S102)。如果在标记点附近的漆层已经脱落(未达标)，可以根据需要对漆层脱落的部分实施表面防护。根据面积大小、形状等，选用上漆、上胶、贴胶带等不同防护措施或其它防护方式。

(2)编码

按照预先设定的编码规则在金属表面的漆层上形成图形或图形码(S103)，同时去除图形或图形码所在部分的漆层。该步骤所采用的方法直接在金属上形成具有一定深度或高度的图形或图形码。可以使用各种物理方法，如：：激光、敲击、冲击、冲压、气动打标、焊接、溅射等方法；也可以使用各种化学方法，如腐蚀、电蚀刻、镀等方法；或上述各种方法的组合，但不限于上述方法，目的是使物品本身的材质按照一定的规则形成空间位置的组合。优选采用激光机与其它方法组合，或单独使用激光机，激光机打出的图形或图形码由数据库(电脑)控制，自动生成。图形或图形码所处的漆层完全去掉，其他部分的漆层保持完整。用电蚀刻机或其它蚀刻技术将图形或图形码部分，没有漆层在表面覆盖的金属蚀刻掉，加深图形或图形码，使之成为具有一定深度或高度的立体的图案。图3为一种具有一定深度或高度的立体的图案的平面图，当是具有一定深度的立体的图案时(阴文图案)其中的每一圆点是凹陷的。或者，当是具有一定高度的立体的图案时(阳文图案)其中的每一圆点是凸出的。当然，本发明不限于图3所示一种模式的图案，本领域技术人员可以理解，例如，图案可以是方形点阵的，当是方形点阵的时候，部分方形点有可能是连通的。点阵中的点也可以是其它形状的。根据材料的厚度和形成图形或编码图形的方法的不同，具有一定深度或高度的立体的图案可以有各种凹陷深度或凸起高度。例如，深度或高度可以在1微米至5厘米之间，优选在10微米至3毫米之间，更优选在20微米至2毫米之间，在一个具体实施例中的气瓶金属表面上阴文图案的凹陷深度大约在1毫米至1.5毫米之间。

上述图形或图形码例如可以是利于视觉识别的徽标LOGO图案，但为便于防止伪造和有利于安全性，优选的是遵循各种编码规则的图形码。图形码的编码规则可以采用各种已知、未知或专门开发的编码规则。例如，可以采用标准Datamatrix码。在用于液化石油气气瓶的情况下根据应用到的材质以及应用中需求的深度或高度，代表数据的方块样式为圆孔状，而且采用了非连通形式的图案避免图像的变形。

(3)元素标记材料附着

在上述所形成的内陷或凸起的图形中，使用含有元素标记的元素标记材料在图形上附着标记元素(S103)。例如，可以通过喷涂的方式，也可以是刷涂、浸泡的方式，将含有元素标记的元素标记材料附着在金属表面，使元素标记材料具有按照图形或图形码的空间位置分布。

该步骤完成后，图案的凹坑中将填充有元素标记材料。

该步骤中的附着方式包括但不限于上述方式。元素标记材料可以是充当元素标记载体的任何材料，例如热固化材料、光固化材料，例如树脂材料等。中国专利申请200510089020.1介绍了其它将标记元素加入喷涂材料中的方法和工艺，在此以引用方法并于本文中。当使用热固化材料或光固化材料时，将对附着的元素标记材料进行热固化或光固化，如UV固化等附加处理。

(4)保护封装

使用耐磨耐候型材料对标记或其他需要保护的地方进行覆盖保护(S105)。该步骤是优选步骤，目的是使标记的效果达到最佳。所选材料可以是透明或非透明涂料，也可以是任意漆类，等等。保护封装步骤可以用刷涂或浸涂、喷涂等方式进行。例如，可以采用自动喷枪设备进行上述喷涂。

(5)标记检验和数据库生成与处理

使用识读器检验标记是否可以准确识读(S106)，判断合格品(S107)与不合格品(S108)。对不合格品如果可以重新利用(S109)，则重新进行处理，否则报废(S110)。

同时，将识读数据传入数据库。

已如上所述。识读器中集成了元素标记识读和图形或图形码识读的功能。因此，使用识读器检验标记是否可以准确识读的步骤包括检测元素标记是否可以准确识读和/或图形或图形码标记是否可以准确识读。本发明人已经设计出小巧便携式的识读器。

本发明既采用图形码识读(用于检测含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列；识别该排列所含有的上述任一种可识别的特殊信息组合方式)，又采用元素标记识读(检测和识别物品上的元素标记)可以带来诸多优势。例如，同一批次的物品可以采用相同的元素标记，而同一批次的不同物品之间则采用不同的图形码进行标记，当只需识别批次时则只需识别元素标记，当识别某一具体物品(例如具体的钢瓶)时则进一步识读图形码，并能够从数据库中取出与该元素标记和图形码的组合所对应的有关该物品(该钢瓶)的全部信息“档案”。又如，在此基础上，可以对物品的所有信息进行分级管理：当图形码识读结果判断为标记物品时，则可以从数据库中调出一部分信息，这部分信息只对有权进行图形码识读的特定人员(例如销售、物流人员)有效，而当元素标记识读结果判断为标记物品时，则可以从数据库中调出该物品的更多信息或所有信息，这部分信息只对有权进行元素标记识读的特定人员(例如厂家、政府管理部门)有效。

当对物品进行防伪标记和识别时，伪造者可以伪造图形码但无法进一步伪造元素标记和相应的标记数据。又如，图形码信息与元素标记信息可以设计“合法”组合，而伪造者伪造的图形码与元素标记的组合经过数据库判断“不合法”，则伪造者即使进行高成本的伪造，也很容易被识别。

本发明的有益技术效果还得益于数据库的支持。

一个典型的带有数据库的系统构架600如图5所示。系统600包括中央数据库，可称为远程中央数据库602，本地数据库603、604与远程中央数据库602可以分别设置在本地终端和远程终端上，或者说每一个数据库是包括软件及其相关硬件的系统，具有数据处理、控制等管理功能。本地数据库和/或远程中央数据库还可以通过现有的跟踪定位技术对进行识别的识读器611-615或对已标记物品进行跟踪、定位、遥控，此外，也可以通过不同的识读器之间进行授权控制。每一个识读器611-615上设置有终端数据库，该终端数据库中存储现场需要的相关的用户及物品的信息，也可以不存储而当需要时从其它数据库调用。网络601可以是公众可接入的通信网络(例如互联网)，可以是专用网络或包括公共和专用部分的混合网络，可以是无线通信网络和/或数据通信网络，可以支持多种网络(例如CDMA、GSM)之间进行数据传输和共享。虽然图6中示出了两个本地数据库和分别与两个本地数据库通过无线方式联系的5个识读器，但是本领域技术人员能够理解，实际上可以有更多或更少的本地数据库和相联系的识读器。识读器与本地数据库之间也可以通过有线方法连接，或者通过局域网、互联网等连接。本领域技术人员还可以理解，本发明的系统也可以仅由本地数据库和相联系的一个或多个识读器构成，即，本地数据库充当整个系统的中央数据库，而不必再进一步连接到其它的数据库。为安全起见，优选地，各级数据库之间设置必要的放火墙。

识读器中除了图形码识读和元素标记识读功能外，还可以设置有数据处理分析装置，该数据处理分析装置例如是PDA或任何其它类型的移动、手持、和/或计算装置，例如各种掌上电脑、甚至智能手机等。一个典型的数据处理分析装置包括数据处理单元，数据存储单元，数据发射单元和数据接收单元以及显示单元。所述终端数据库即存在于数据处理分析装置中。识读器通过有线和/或无线方式与本地数据库、远程中央数据库和/或其它识读器的终端数据库相连接。例如，图5示出的识读器中PDA可以使用GPRS/CDMA上网，或者WiFi/蓝牙上网，可以采用基于其中之一的方式连接互联网，从而接入网络与其它数据库通信，实时无线传输数据，以及传输结果数据和信息等。

根据本发明的一个方面，在数据库网络的每一级数据库中可以建立有关客户及相关物品的信息数据，从而当通过图形码识别和/或通过元素标记识别确认所检测的物品是标记物品时，可以打开该信息数据，获得更多的相关信息。例如，在图形码和/或元素标记被设计完成时，图形码和/或元素标记的标记数据自动生成；被标记物品的身份资料信息，可按自定义方式在后期编制完成，并全部存储到中央数据库中，或必要的话，存储到各级数据库中。例如，这样的信息可以包括：物品属性、特征、产权等自定义信息，更详细地，还可以包括以下一种或多种内容：标记：物品的特征编码；SKU(Stock Keeping Unit)：物品的项目编码；品名：物品的名称；生产日期：物品的生产日期；物品的批数：生产物品的批数；厂家：生产厂家；顾客：可能需要检测物品的客户；说明：物品的常规说明，等等。

除以上的静态信息外，根据特定的用途，也可以包括物品或物品持有人的“动态”信息。例如，物品流通过程中历次检测的时间、地点等信息，从而能够对物品进行跟踪管理。

概括地讲，所述信息可以包括下列中的一种或多种的组合：用于识别物品或物品持有人的身份的信息、用于对物品或物品的持有人进行管理的信息、在标记之后向数据库中不断加入、删除和修改的其它自定义信息，从而便于对物品和持有人进行查询、调用、统计、分析与管理。本领域技术人员可以针对物品和持有人的使用需要对特定的数据自定义任何类型和内容的与物品关联的任何信息。这些信息可以同时或分级地存储于各级数据库中方便相互调出使用。

根据本发明的一个方面，对于本地数据库以及远程中央数据库，还包括：识读器与本地数据库以及远程中央数据库之间通过无线和/或有线的方式进行数据传输。例如，识读器通过无线网、互联网或局域网等通信网络，将检测数据等传输给本地数据库以及远程中央数据库，本地数据库以及远程中央数据库再将结果数据传输给该识读器。结果数据不仅包括简单地给出判断所测得的数据是否与库中的存储数据相匹配的“YES”或“NO”之类的判断是否是标记物品的判断信息，更重要的是，还可包括与被检测物品(如果匹配的话)有关的上述各种静态或动态信息，从而能够针对不同的应用作出各种处理。另一方面，识读器还从数据库下载所需的全部数据信息，并及时更新校验，以确保数据同步。本领域技术人员可以理解，本发明的系统中的每一级数据库都可以设置有用于比较数据的比较单元，数据存储单元，数据发射单元以及数据接收单元。还可以设置授权和加密单元，用于数据加密。所述数据包括各类数据，如：光谱数据，编码数据等。所述数据可以经授权和加密后存入数据库，或授权或加密后与数据库中的数据相比较。

根据本发明的优选设计方案，对于识读器返回的数据，数据中心的电脑可以采用集群系统和分布式计算进行数据处理。各集群系统之间通过网络互联互通，共享计算资源。在一个由高速网络连接的集群系统中，由主控节点把一次测试的结果数据分成若干数据块(一个数据块即一次计算任务，一个数据块包含一个范围内的元素数据)，主控节点此时将计算任务动态分发到周围的计算节点中进行计算，保证各计算节点充分利用计算资源分析和处理数据，计算节点完成计算后将结果返回主控节点，由主控节点整理计算结果，负责结果数据的处理，如果需要再次计算，重复以上动作直到得出结论。一次测试的计算可能需要经过多次往返于主控节点和计算节点之间进行计算和整理，以提高计算精度，得到一个误差更低的结论。这样的系统有效利用了计算机资源，提高计算精度和性能，降低检测时间。

在各级数据库的支持下可实现对每一种商品进行实时、实地的检测与识别。在检测与识别时，识读器的终端显示不仅可以告知物品属于“标记物品”和“非标记物品”，还可以从各级数据库(在授权管理下)提取有关该商品的各种信息查阅，了解该商品的各个方面的详细信息。

实施例2

在电池上的标记、识别与信息化管理。

标记流程参见图2，

(1)元素标记材料附着

在现有电池生产线的生产环节中设置元素标记(S202)，例如，可以在清洗(S201)环节之后、充电环节之前在电池上设置元素标记，也可以安排在任何合适的环节上。例如，可以通过自动化喷漆设备，完成对于电池产品的元素标记。在一个实施例中，在生产过程中采用托盘式喷涂方式，将数十或数百只为一批的电池垂直置于托盘中，采用自动喷枪对电池侧面整体喷涂。也可以采用刷涂的方式进行元素标记的附着。

该步骤中的附着方式包括但不限于上述方式。

(2)元素标记材料固化

元素标记材料附着于电池表面之后，对元素标记材料予以固化(S203)。例如，采用40℃低温固化烘箱进行40℃低温固化。固化后喷涂的元素标记可达到整体均匀，并具备防刮擦、防破坏、防复制、耐酸碱等功能。该步骤是优选步骤，目的是使标记的效果达到最佳。

至此，已经对物品(电池)作好了元素标记。

(3)元素标记材料信息化

在电池充电环节之前或其它环节，增加元素标记材料信息化环节，对电池的特定区域(例如上下两面的其中一个表面)形成具有一定深度和高度的立体的图案(例如，可以用激光刻蚀出所谓的信息码(S204)，利用自动编码方式使每个批次的每个电池获得唯一的信息编码)。例如，在一个实施例中，在生产过程中通过一条或数条激光刻蚀信息码设备，对所有电池的上下两面的其中一个表面用激光刻蚀信息码，利用自动编码方式使每个批次的每个电池获得唯一的信息编码。

上述信息码可以是利于视觉识别的徽标LOGO图案，但为便于防止伪造和有利于安全性，优选的是遵循各种编码规则的图形码。信息码的编码规则可以采用各种已知、未知或专门开发的编码规则。例如，可以采用方块样式的标准Datamatrix码。

至此，已经对物品(电池)标记了图形码。

(4)初始电压测量与信息采集

优选地，在电池充电(S205)环节完毕后，增加初始电压测量与信息采集环节(S206)，使用电池电压测试设备，结合编码自动识读器，为每一块测试电池建立其初始电压(V1)和电池个性码的唯一对应关系，并自动进行数据采集，记录入数据库系统中，作为物品可查阅的信息。关于数据库系统和对信息的采集与管理已如上所述，不再赘述。

(5)老化后电压与标记信息采集及质检判断

优选地，在电池老化(S207)过程完毕后，同样利用识读器加入快速自动综合识读，通过编码识读与电压数据采集，使每只电池的编码信息(包括图形码和/或元素标记的标记数据)与老化后电压(V2)关联。则电池编码与△V(即V2-V1)关联。从而实现检测判断(S209)合格品(S210)与不良品(S211)的信息化管理。

上述步骤(4)和(5)是根据电池信息化管理的具体实施例子和优选步骤。当需要进行管理的信息不同时，可以根据具体的信息，进行不同的管理。

在每次识读过程中，可加入自动筛选装置，以使未能及时正确识读的电池自动筛选出流水线，并适量加入编码的综合识读，进行二次识读，从而避免漏读问题出现。

以上参照附图所示的实施例描述了本发明。但是应该理解，在这里描述的具体实施例并不是要将本发明限制为所公开的具体形式。本发明应当包括附加权利要求书所限定的本发明精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。

Claims (45)

1.一种对物品进行标记的方法，包括：

在物品上设置含有元素标记的材料，含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置进行排列，排列时该含有元素标记的材料形成具有可识别的特殊信息组合方式；

提供数据库，该数据库包含所述元素标记的信息和含有元素标记的材料的所述特殊信息组合方式的信息。

2.一种对物品进行识别的方法，包括：

检测待测物品上设置的元素标记材料和/或含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置排列；

将检测结果与数据库中的所述元素标记的信息和/或含有元素标记的材料的所述特殊信息组合方式的信息进行比较，根据比较结果对物品进行识别。

3.一种对物品进行标记、识别的信息化管理的方法，包括：

在物品上设置含有元素标记的材料，含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置进行排列，排列时该含有元素标记的材料形成具有可识别的特殊信息组合方式；

提供数据库，该数据库包含所述元素标记的信息和含有元素标记的材料的所述特殊信息组合方式的信息；

检测待测物品上的元素标记材料和/或含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置排列；

将检测结果与数据库中的所述元素标记的信息和/或含有元素标记的材料的所述特殊信息组合方式的信息进行比较，根据比较结果以及数据库中的信息对待测物品进行识别与信息化管理。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述元素可以是周期表中列出的任何一种或多种元素及其化合物，优选的是原子序数在5以上的元素，更优选的是原子序数在22以上的元素，属于周期表中d区和f区的元素，更优选的是选自以下15种化学元素中的元素：锶，铷，钇，铯，镧，铈，镨，钕，钐，铕，钆，铽，镝，铒，镱。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述可识别的特殊信息组合方式包括下列之一或其任意组合：

图形或图案；

生物信息；

材料的组合方式；或

元素标记的材料中含有的其它可识别的物质。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，图形或图案选自字符，商标，或图像。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，生物信息选自生物纹理，细胞或生物DNA。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，材料的组合方式包括特殊的晶体的晶格形态。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，元素标记的材料中含有的其它可识别的物质包括导电材料、磁性物质、小型或微型反应器、或芯片。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，在制作工艺中，对含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列包括：显性方式或隐性方式。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，对含有元素标记的材料在物品空间中的不同位置的排列的检测包括：显性识读方式和隐性识读方式。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，隐性识读方式选自：

(1)、需要所述排列的外表面的覆盖层具有在某种特定物理或化学条件下可显形的特性；

(2)、识读器本身具有可透过覆盖层直接识读所述排列的功能；或者

(3)、上述(1)和(2)的组合。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述特定物理或化学条件包括如光、温度、电场、磁场、力场、声波或化学反应。

14.根据权利要求2-3中任一项所述的方法，其中，检测待测物品上设置的元素标记材料以及该材料在物品空间中形成的排列的步骤采用识读器，该识读器能够同时或分别识读排列信息和元素标记信息。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，识读器在进行识读判断时，先判断元素标记信息和含有元素标记的材料在物品空间中的排列的信息两者之一，若符合数据库的管理信息，则再进行元素标记信息和含有元素标记的材料在物品空间中的排列的信息的另一个的判断，否则不予判断；而在最终信息的输出时，则同时输出两部分信息。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，识读器同时识读含有元素标记的材料在物品空间中的排列的信息和元素标记信息，根据两者是否匹配，判断物品是否为标记物品。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据库包含终端数据库，和/或与终端数据库相连接的本地数据库，和/或终端数据库和/或本地数据库相连接的远程中央数据库，

终端数据库与本地数据库和/或远程中央数据库通过有线或无线网络连接，本地数据库和远程中央数据库之间通过有线或无线网络连接。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述信息包含下列中的一种或多种的组合：用于识别物品或物品持有人的身份的信息、用于对物品或物品的持有人进行管理的信息、在标记之后向数据库中不断加入、删除、更改的其它自定义信息，所述各种信息分级存储于各个数据库中，在授权的条件下可以相互调用，从而便于对物品和物品持有人进行查询、调用、统计、分析与管理。

19.根据权利要求1-18中任一项的方法，其中，所述物品为气瓶。

20.根据权利要求19的方法，其中，设置含有元素标记的材料，该材料在物品空间中形成图形的步骤包括：

按照预先设定的编码规则在金属表面上形成图形或图形码，并使之成为具有一定深度或高度的立体的图案；

使用含有元素标记的元素标记材料在上述所形成的立体的图案中附着标记元素。

21.根据权利要求20的方法，其中，按照预先设定的编码规则在金属表面上形成图形或图形码包括：使用包括下列的物理方法：激光、敲击、冲击、冲压、气动打标、焊接、溅射，或使用包括下列的化学方法：腐蚀、电蚀刻、镀，或上述各种方法的组合。

22.根据权利要求20的方法，其中，所述立体图案为非连通形式的矩阵图案。

23.根据权利要求20的方法，其中，所述立体图案的深度或高度为1微米至5厘米，优选在10微米至3毫米，更优选在20微米至2毫米，特别优选在1毫米至1.5毫米。

24.根据权利要求20的方法，其中，元素标记材料选自热固化材料、光固化材料、树脂材料或其他任何载体材料。

25.根据权利要求24的方法，还包括热固化或光固化附加处理步骤。

26.根据权利要求20的方法，其中，通过选自喷涂、刷涂、浸泡的方式，将含有元素标记的元素标记材料附着在金属表面。

27.根据权利要求20的方法，还包括按照预先设定的编码规则在金属表面上形成图形或图形码之前进行表面处理的步骤。

28.根据权利要求27的方法，其中，进行表面处理的步骤包括如果在标记点附近的漆层已经脱落，则根据需要对漆层脱落的部分实施上漆、上胶或其它表面防护方式。

29.根据权利要求20的方法，还包括在附着标记元素之后进行保护封装的步骤，包括使用耐磨耐候型材料对标记或其他需要保护的地方进行覆盖保护。

30.根据权利要求1-18中任一项的方法，其中，所述物品为电池。

31.根据权利要求30的方法，其中，设置含有元素标记的材料，该材料在物品空间中形成图形的步骤包括：

在现有电池生产线的生产环节中设置元素标记，完成对于电池产品的元素标记；

对电池的特定区域形成具有一定深度或高度的立体的图案。

32.根据权利要求31的方法，其中采用刻蚀的方法对电池的特定区域形成具有一定深度或高度的立体的图案。其中优选激光蚀刻方法。

33.根据权利要求31的方法，其中所述图案是遵循一定编码规则的图形或图形码。

34.一种用于气瓶的物品标记，包括：

在气瓶的金属表面上有具有一定深度或高度的立体的图案构成的图形或图形码；

在立体的图案中含有元素标记的元素标记材料。

35.根据权利要求34的物品标记，其中，立体图案为非连通形式的矩阵图案。

36.根据权利要求34的物品标记，其中，所述立体图案的深度或高度为1微米至5厘米，优选在10微米至3毫米，更优选在20微米至2毫米，特别优选在1毫米至1.5毫米。

37.根据权利要求34的物品标记，其中，元素标记材料选自热固化材料、光固化材料、树脂材料或其他任何载体材料。

38.一种用于电池的物品标记，包括：

在电池表面上设置的元素标记；

在电池的的特定区域形成具有一定深度或高度的立体的图案。

39.根据权利要求38的物品标记，其中所述图案是遵循一定编码规则的图形或图形码。

40.一种用于识别物品标记的识读器，包括：

X光识读器，用于向待测物品发射X光并探测待测物品上包含的至少一种元素标记所发射的荧光，获取元素标记的检测数据，和/或红外识读器，用于向待测物品发射红外光并探测待测物品上包含的至少一种元素标记所发射的光，获取元素标记的检测数据；

图形码识读器，用于识读含有元素标记的材料在物品空间中的排列，获取所述排列的检测数据；

数据处理分析装置，与数据库相连，用于将元素标记的检测数据和/或图形或所述排列的检测数据与数据库中的元素标记的标记数据和/或所述排列的标记数据比较，从而判断待测物品是标记物品还是非标记物品。

41.根据权利要求40的识读器，还包括用于图形码识读的特定光源。

42.根据权利要求40的识读器，其中与数据处理分析装置相连的数据库包含终端数据库，和/或与终端数据库相连接的本地数据库，和/或终端数据库和/或本地数据库相连接的远程中央数据库，

终端数据库与本地数据库和/或远程中央数据库通过有线或无线网络连接，本地数据库和远程中央数据库之间通过有线或无线网络连接。

43.根据权利要求40的识读器，其中所述图形码识读器是指纹识读器。

44.根据权利要求40的识读器，其中所述图形码识读器是检测导电材料，磁性物质，小型或微型反应器，或芯片的检测器。

45.根据权利要求40的识读器，其中所述图形码识读器透过覆盖层识读隐性方式的排列。

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