CN114981833A - 序列化人工授精麦管及认证系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了序列化人工授精麦管以及用于认证这些序列化人工授精麦管的系统和方法。

Description

序列化人工授精麦管及认证系统和方法

相关申请的引用

本申请要求于2020年1月17日提交的美国临时专利申请号62/962,704的权益。该美国临时专利申请的全部披露内容通过引用并入本文。

背景技术

各行各业普遍需要对可能共享批号或批次号的单独包装产品进行序列化。然而，在牲畜人工授精(AI)行业中，往往在具有很高遗传价值的动物之间进行配种，而每只动物只能产生有限数量的配子，因而上述需求尤其迫切。对于终端用户(通常是在配种过程中使用包装配子的实体或个人)而言，包装配子的真实性和产生配子的动物的身份至关重要。对于包装配子的制造商而言，对跟踪包装配子使用情况的需要同样重要，因为除了其他方面，这样做可以使其能够管理产品库存，并且例如通过使用返利来为终端用户提供价值。另外，基于诸如同期发情、发情检测方法、基因组分析等新技术的不断采用，牲畜AI的成本和复杂性普遍上升，而畜群的所有者并不十分清楚这种情况的发生方式(基于在实践中无法衡量的假设)，并且如果使用不当，则实际上可能提供有限甚至是负面的经济价值。因此，在大规模育种中使用的新方法必须提供“事半功倍”的效果，并且特别强调方便性或自动化。因此，不仅需要跟踪包装配子的使用情况，而且需要跟踪其最终产率(例如，所实现的实际成功怀孕情况)，这对于终端用户和制造商都是尤为重要的。

用于牲畜人工授精的含有精子细胞的冷冻保存的人工授精(AI)麦管可以在冷冻状态下保存很长一段时间(例如，数年)，可以跨越国际边界运输，并且可以供与精子细胞的来源没有直接联系的人工授精操作者(即制造商)使用。到目前为止，终端用户的主要信息来源通常局限于直接打印在AI麦管上的信息，这些信息必须清晰、易懂，并且必须手动传输到任何跟踪麦管使用情况的数据库中。然而，由于人为错误或对管理关于麦管的数据缺乏兴趣，这种将信息从打印麦管传输到计算机数据库的方法常常会导致错误或不完整的信息。此外，尽管制造商可能会通过从育种数据集中检索信息而受益，但很难恢复一致和准确的信息。对单个动物育种过程的跟踪控制有限，导致在许多情况下对数据捕获的处理不严格和不可靠，即使在期望和需要数据的情况下也是如此。另外，以不同的方式(通过不同的方法)制作并在样品分割现场试验中进行比较的育种剂量需要如不同的销售代码或麦管颜色等与剂量相关联的附加属性来跟踪不同的处理，从而使得收集数据和使用涉及多个处理的复杂比较变得困难。这个问题在大群育种时尤为突出，这正在成为全球的常态。尽管细致的育种者可能会对育种的雌性动物以及所使用的AI麦管有着良好的跟踪，但是与实际育种的确切时间甚至是微地理(GPS解析)位置等相关的信息是有限的。当小牛在使用AI麦管进行育种的数月后出生并且通过表型观察或遗传分析发现小牛与记录用于配种的公牛不匹配时，缺乏关于在育种期间实际上如何处理麦管的证据会导致一方或双方感到沮丧甚至不安。牛犊的所有者可能会对制造商出售错误识别的精子细胞提出经济索赔，而制造商可能会基于缺乏证明错误实际上是由AI麦管本身造成的(即由于终端用户的错误而导致错误发生)可验证证据来为自己辩护。另外，细致且一致地记录AI麦管信息需要附加的体力劳动时间，要求用户具备最低限度的读写技能，并且在一些情况下，AI麦管是由人工授精操作者使用的，如果其母语不使用某些字母数字字符，那么他们就无法理解这些字符。即使是了解这些字符的人在输入过程中也可能会出现拼写错误，或者可能会混淆类似的名称和数字。人工授精行业面临的另一个问题是，雄性动物之间不同的遗传价值导致高价值雄性动物与低价值雄性动物的精液之间存在单位价格差异(每麦管价格)，这可能会助长投机取巧的造假行为，即麦管可能印有高价值雄性动物的标识信息，但实际上包含的是低价值雄性动物的精液。

已经通过使用计算机来协助对“使用的AI麦管”与“制造的AI麦管”进行核对的存货核算，但是缺乏全球统一的方法或系统，该方法或系统使得即使包括数百根单独AI麦管的冻结码(即，批量或批次)在分销期间被“拆开”也能够跟踪监管链，同时允许或增加受限于分配链中的那些麦管的数据安全性和隐私的期望水平。迄今为止，尽管麦管打印机有助于在每根打印的麦管上提供序列化编号(例如，1至N)，但来自不同批次(批号或冻结码)的麦管可能具有相同的序列号。人工授精行业未能实施允许数以万亿计的不同个性化麦管序列号中的每一个不重复地发放的技术。在大多数情况下，序列号根本不会被用到。在制造商偶然发现他们希望召回(或给予购买折扣或退款)的低质量批次的情况下，很难确定这些麦管在哪里、是否已经被使用过，等等。在现有的技术条件下，就大多数情况而言，冷冻保存麦管上仅印有字型(字母数字和标志)信息，并且很少印有序列化麦管编号。如果对麦管进行序列化，则这些编号很少被记录下来。在一些情况下，麦管上印有一维(1D)线性条形码，但数据内容有限(例如，10-16个数字字符)并且最多印有20个数字字符。因此，目前使用的有限条形码不提供序列化方法。

发明内容

本发明的一个实施例包括包含条形码的人工授精(AI)麦管，其中，该条形码对序列号进行编码，该系列号包括：包括标准化营销代码(SMC)的第一字符集；包括打印运行号(PRN)的第二字符集；以及包括随机标签(R-TAG)的第三字符集，第一字符集和第二字符集的串联体构成了SMC-PRN组合。在进一步的实施例中，PRN是从分配给SMC的PRN列表中随机选择的。在更进一步实施例中，分配给SMC的PRN列表由至少999个不同的数字构成。在另一个实施例中，R-TAG是从包括至少1000个不同数字的有效R-TAG列表中选择的。在又进一步的实施例中，有效R-TAG列表由从至少50,000个不同数字的列表中随机选择的数字构成。在特定实施例中，第一字符集的长度为至少3个字符。在另一个实施例中，第二字符集的长度为至少5个字符。在又另一个实施例中，第三字符集的长度为至少5个字符。在附加实施例中，条形码是二维条形码，并且在特定实施例中，二维条形码是数据矩阵码。

本发明的另一个实施例包括一种认证AI麦管上的条形码中的序列号的方法，该方法包括：生成有效VN或有效TEN的列表；提供用于根据该序列号计算VN或计算TEN的算法；将计算出的VN与该有效VN列表进行比较，或将计算出的TEN与该有效TEN列表进行比较；以及确定该计算出的VN是否与该有效VN之一相匹配，或者确定该计算出的TEN是否与该有效TEN之一相匹配。在具体实施例中，条形码是数据矩阵码。在另一个实施例中，序列号包括SMC、PRN和R-TAG。在又另一个实施例中，该方法进一步包括在计算出的TEN与有效TEN之一相匹配时接收和处理交易信息(TI)的步骤。

本发明的附加实施例包括包含条形码的人工授精(AI)麦管，其中，该条形码对序列号进行编码，该序列号包括：表示实体的第一字符集；表示AI麦管的批量或批次的第二字符集；以及包括从第一数字列表中随机选择的数字的第三字符集，其中，第一数字列表被分配给包括第一字符集和第二字符集的串联体。在特定实施例中，第二字符集包括从第二数字列表中随机选择的数字，其中，第二组数字列表被分配给第一字符集。在进一步的实施例中，第二数字列表由至少999个不同的数字构成。在另一个实施例中，第一数字列表包括至少1000个不同的数字。在又进一步的实施例中，第一数字列表由从第三数字列表中随机选择的数字构成，其中，第三数字列表包括至少50,000个不同的数字，这些数字被分配给包括第一字符集和第二字符集的串联体。在另一个实施例中，第一字符集的长度为至少3个字符；第二字符集的长度为至少5个字符；或第三字符集的长度为至少5个字符。在具体实施例中，条形码是二维条形码，而在甚至更具体的实施例中，二维条形码是数据矩阵码。在一些实施例中，实体是AI麦管的制造商、销售商或分销商。附加实施例涵盖一种认证序列号的方法，该方法包括：生成有效验证号的列表；提供用于使用第三字符集来计算验证号的算法；将计算出的验证号与有效验证号列表进行比较；以及确定计算出的验证号是否与有效验证号之一相匹配。在附加实施例中，该方法进一步包括在计算出的验证号与有效验证号之一相匹配的情况下接收和处理关于AI麦管的终端用户的信息的步骤。

附图说明

图1是8×32数据矩阵条形码的图像，该数据矩阵条形码对由SMC(由数字1523构成)、PRN(由数字121212构成)和R-TAG(由数字939977构成)构成的16位序列号进行编码。

图2是8×32数据矩阵条形码的图像，该数据矩阵条形码对由SMC(由数字523构成)、PRN(由数字12121构成)和R-TAG(由数字39977构成)构成的13位序列号进行编码。

图3是描绘本发明的序列号、本发明的产品代码、VN和TEN的组成部分的图。

具体实施方式

本发明涵盖：用于生物制品(包括人工授精(AI)麦管)的序列化包装；用于对生物制品的包装进行序列化的方法和系统；认证生物制品的序列化包装的方法；以及在两方之间安全地传输和接收与生物制品的序列化包装相关联的数据或信息的方法，所述两方包括产品终端用户和产品制造、销售或分销中涉及的商业实体。本发明的一个方面需要使用条形码(例如，2D条形码，如数据矩阵码)，该条形码能够容纳打印在生物制品(如AI麦管)的单个包装上的10到20个或20个以上的数字字符，并且需要使用条形码扫描仪或成像器来扫描这种条形码。更具体而言，本发明的一个方面涵盖为生物制品(如AI麦管)的包装生成唯一序列号，作为在每个条形码中编码的数据字符串。

本文所使用的术语“生物制品”包括但不限于1)生物样品，如组织样品(例如，血液、皮肤和其他细胞样品)——包括源自活生物体和细胞培养物的样品；2)授精卵、胚胎和胎儿，包括其克隆体；以及3)配子。更具体地，本文所使用的术语“生物制品”包括但不限于用于牲畜人工授精的精液或精子。可以设想的是，本发明中使用的单个生物制品被包装在本领域已知的任何合适的包装中，包括但不限于小瓶、烧瓶、培养皿、试管和麦管。可以进一步设想的是，本发明中使用的单个生物制品使用本领域已知的任何合适的设备或方法进行包装，包括但不限于AI麦管灌封机(例如，Minitube SFS机)。还可以设想的是，本发明中使用的生物制品可能是新鲜的、冷冻保存的、玻璃化的或解冻的、经过加工的(例如，经性别分选的精子细胞)或未经加工的、以及活的或死的。

关于用于牲畜AI的精子细胞，如上所述，这种精子细胞通常被包装在AI麦管中。AI麦管可以包含新鲜的，或者替代性地，冷冻保存(或“冷冻”)的精子细胞。AI麦管还可以包含经性别分选的精子细胞、“常规”精子细胞(即通常悬浮在支持性介质中的未分选的精子细胞)或未经处理的精液(即“原精液”或“纯精液”)。在牲畜AI行业中，包装在AI麦管中的冷冻保存的精子细胞历来都是使用“冻结码”来进行跟踪的(每个冻结码对应于大量定性相同的AI麦管)。由于特定冻结码通常与特定公牛和特定日历日期相关联，因此具有相同冻结码的多个AI麦管往往最终会被贴上相同的标签，从而导致这些麦管无法区分。相比之下，本发明提供了单个AI麦管(或生物制品的任何其他类型的包装)的可靠序列化，这进而实现了关于每根麦管的使用及其使用情况的文件记录的新的有价值的实践，如下文所述。

本发明的序列号

本发明的一个实施例包括包含“随机TAG”(或“R-TAG”)的随机序列化代码(或序列号)，该随机序列化代码被分配给单独包装的生物制品，并经由该单独包装的生物制品上的条形码进行编码。在本发明的上下文下，“编号”或“序列号”可以由一个或多个字符构成。本文所使用的术语“字符”意指数字、字母或符号。

在特定实施例中，本发明的序列号包括三个串联的字符集。第一字符集包括“标准化营销代码”(或“SMC”)，在本发明的某些实施例中，其长度可以为至少3个字符。如本文所使用的，“标准化营销代码”是分配给特定实体的编号，如生物制品供应链中的实体，包括但不限于制造商、销售商或分销商。第二字符集包括“打印运行号”(或“PRN”)，在本发明的某些实施例中，其长度可以为至少5个字符。如本文所使用的，“打印运行号”是分配给经加工和/或包装的生物制品(如包装在AI麦管中的冷冻保存的精子细胞)的特定批次或批量的编号。第三字符集包括R-TAG，在本发明的某些实施例中，其长度可以为至少5个字符。如本文所使用的，“R-TAG”是从分配给特定SMC-PRN组合(即由特定SMC和特定PRN构成的串联体)的数字列表中随机选择的数字。上述三组数据集可以在一个串联体中以任何顺序相互排列。例如，在一个实施例中，本发明的序列号(按阅读顺序或从左到右的顺序)可以包括包含SMC、PRN和R-TAG的串联体。在替代实施例中，本发明的序列号(按阅读顺序或从左到右的顺序)可以例如包括包含以下各项的串联体：PRN、R-TAG和SMC；PRN、SMC和R-TAG；SMC、R-TAG和PRN；R-TAG、SMC和PRN；或者R-TAG、PRN和SMC。

在本发明的一个实施例中，可以向特定实体分配一个或多个SMC，并且不能向不同的实体分配相同的SMC。在本发明的进一步的实施例中，可以公布或以其他方式公开地提供SMC及其对应的分配实体的列表。在更进一步的实施例中，一套或一组SMC可以被分配给或保留给位于特定国家或地理区域的实体，这可以促进序列化生物制品更快速和更流畅地从制造国移动到产品终端用户所在国。

本发明的每个包装的生物制品(例如，含有精子细胞的AI麦管)的个性化序列号是使用PRN和唯一R-TAG的结构化随机化系统创建的。如下文更详细描述的，第一次随机化创建了新的PRN(由具有特定批次、批量或冻结码的所有包装生物制品共享的单个数值)，但是从分配给SMC的大型不同数字池(如999,999个不同数字)中随机得出PRN，因此即便了解SMC-PRN组合的一方也无法轻易猜测同一SMC的其他PRN，因为仍然存在大量分配的但未选定的PRN。例如，在本发明的一个实施例中，PRN是从分配给SMC的PRN列表中随机选择的，其中，分配给SMC的PRN列表由至少999个不同的数字构成。在本发明的进一步的实施例中，通过在分配的PRN列表中建立非随机PRN组，可以进一步降低一方正确地猜出附加SMC的能力。例如，可以基于序列化产品要运往的管辖区或区域通过对PRN进行分组来建立非随机PRN组。SMC分配的公开列表可以由全球公认的组织进行管理。牛类(家牛)育种方面的示例是国际动物记录委员会(ICAR)，其地址位于Via Savoia 78,sc.A int.3,00198罗马(意大利)。要在国际上销售的雄性牛(公牛)的所有者通常可以从ICAR获得种畜代码(营销代码)，该种畜代码可以被分配给精液采集中心(SCC)或AI营销组织。这样的种畜代码表示如本发明中描述的SMC的一个实施例。

类似的随机化过程也可以用于创建“有效”R-TAG列表，本发明的序列号可以从该列表中生成。例如，从分配给特定SMC-PRN组合的100万个不同数字的潜在序列中，随机选择有限数量的(如5000个)“有效”R-TAG。在条形码打印过程期间，每个印有条形码的包装生物制品都分配有有效R-TAG。一旦将有效R-TAG编码为条形码并打印到包装生物制品上，该R-TAG(或包括R-TAG的序列号)就会被放入“指派的”R-TAG列表(或指派序列号列表)或者被指定为有效R-TAG列表中的“指派的”R-TAG(或者被指定为有效序列号列表中的指派的序列号)。一旦指派，特定SMC-PRN组合的R-TAG(或包括R-TAG的序列号)就不能再次分配或打印。这确保了在采用本发明的情况下永远不会打印两个相同的条形码，或者更具体地，每个单独包装的生物制品都具有永远不会重复的唯一序列号。因此，本发明的包括指派R-TAG的序列号本身也可以被指定为“有效”或“已指派”。在产品的一个批量或批次(或一个冻结码)的打印完成之后，包括已指派和未指派R-TAG两者的该SMC-PRN组合的有效R-TAG列表是固定不变的(即不会改变)。

在本发明的特定实施例中，只有被分配有特定SMC的实体才可以拥有包括所有序列号的列表，这些序列号包括包含所有有效的和指派的序列号的SMC。实质上，实体具有私有的安全列表，该列表可以用于确定本发明的序列号是否有效以及是已指派的还是未指派的。因此，只要列表没有与任何第三方共享，那么向分配有SMC的实体提交请求的任何第三方都必须提交有效的和指派的序列号，这样才会被视为是真实可信的请求。在本发明的特定实施例中，分配有特定SMC的实体可以通过将提交的序列号与包括本发明的有效的和指派的序列号的列表进行比较来验证或认证由第三方向其提交的序列号。在进一步的实施例中，如果提交的序列号与列表上的序列号相匹配，则提交的序列号是真实可信的。在更进一步的实施例中，提交的序列号必须与本发明的指派序列号相匹配，这样才会被视为是真实可信的。

本发明的条形码

在生成本发明的序列号后，本发明的另一个实施例包括对序列号进行编码的条形码。可以设想的是，本领域已知的任何合适的条形码符号体系(包括1D和2D条形码)都可以用于对本发明的序列号进行编码。

本发明的一个实施例包括采用2D条形码对本发明的序列号进行编码。2D条形码的图形外观是通过使用不同的点、正方形、圆形、六边形或其他几何形状的图案来生成的。

在特定实施例中，本发明的序列号是采用数据矩阵码进行编码的。数据矩阵是一种众所周知的2D条形码符号体系，其使用帮助条形码扫描仪确定点或“单元”位置并对符号进行解码的具有独特周长图案的方形模块区域。字符、数字、文本和实际的数据字节都可以用数据矩阵码(包括Unicode字符和照片)进行编码。

下表列出了各种数据矩阵格式的大小和容量。

表1.

可以设想的是，本领域已知的用于生成数据矩阵条形码的任何合适的软件都可以用于对本发明的序列号进行编码。

在另一个实施例中，本发明的序列号采用快速响应(QR)码进行编码，该QR码是另一种类型的2D条形码。QR码由排列在具有白色背景的正方形网格内的黑色正方形构成。

下表列出了QR码的最大容量。

表2.

输入模式	最大字符数
		仅数字	7,089
字母数字	4,296
		二进制/字节	2,953

可以设想的是，本领域已知的用于生成QR条形码的任何合适的软件都可以用于对本发明的序列号进行编码。

本发明条形码的打印

本发明的另一方面涵盖将对本发明的序列号进行编码的条形码打印到单独包装的生物制品(如AI麦管)上。如本文所使用的，术语“打印”包括但不限于蚀刻、标记、熔化、着色、喷涂、雕刻、转印、压印、版刻、压制、绘画、绘图、成型和铸造。可以设想的是，本领域中已知的任何合适的方法或设备都可以用于将对本发明的序列号进行编码的条形码打印到单独包装的生物制品上。

例如，在美国专利号9,358,092中披露了一种用于使用激光将条形码打印到AI麦管上的方法，该美国专利特此通过引用整体并入本文。关于AI麦管还可以设想的是，可以使用喷墨打印机(例如，Minitube MiniJet打印机)或热转印打印机(例如，MinitubeEasyCoder)来打印对本发明的序列号进行编码的条形码。

本发明条形码的扫描或成像

本发明的另一方面涵盖采用扫描或成像设备对编码本发明序列号的条形码进行扫描或成像。可以设想的是，本领域已知的任何合适的扫描或成像设备都可以用于对编码本发明序列号的条形码进行扫描或成像。例如，可以使用Zebra MT2070扫描仪(伊利诺伊州林肯郡斑马技术公司(Zebra Technologies Corp.，Lincolnshire，Illinois))对本发明的1D或2D条形码进行扫描或成像。通常，2D条形码将需要使用成像设备才能被读取和解码。

本发明的序列化包装生物制品的认证

本发明的个性化序列号是使用PRN和唯一R-TAG的结构化随机化系统创建的，并且分配有特定SMC的实体可以通过将提交的序列号与包括本发明的有效的和指派的序列号的列表进行比较来验证或认证由第三方向其提交的序列号。本发明的进一步的实施例允许分配有特定SMC的实体通过提供给终端用户的生成唯一交易和交换号(TEN)的计算机程序或应用程序安全地认证由终端用户向其提交的序列号，并且安全地接收和传输与TEN相关联的唯一信息——例如，关于生物制品使用方式的信息(例如，时间和地点)和关于终端用户的信息。本文所使用的术语“应用程序”意指应用程序软件，包括但不限于移动应用程序和网络应用程序。

本发明的另一个实施例允许终端用户通过使用提供给终端用户的生成验证号(VN)的应用程序或软件程序对产品上的条形码进行扫描或成像来安全地认证包装生物制品，并且检索与VN相关联或链接的公开可用信息。

使用VN进行认证的方法

本文所使用的“验证号”(或“VN”)是串联体，该串联体包括包含SMC的第一字符集、包含PRN的第二字符集以及包含R-TAG的导数或R-TAG的一部分的导数的第三字符集。在本发明的一个实施例中，VN中的R-TAG的导数或R-TAG的一部分的导数由用于生成VN的算法生成。在本发明的进一步的实施例中，用于生成VN的算法是由散列函数构成的。在本发明的具体实施例中，VN由从R-TAG或R-TAG的一部分得出的“散列密钥”构成，并且被扫描或成像设备用于在每次对编码R-TAG的条形码进行扫描和成像时向终端用户提供对本发明的序列化包装生物制品的安全认证(即证明有条形码的产品为正品而非伪造)。因此，即便第三方知道VN，第三方也无法使用VN来猜测、计算或以其他方式逆向工程化本发明的序列号。

在本发明的特定实施例中，由分配给给定SMC-PRN组合的每个有效R-TAG生成的VN列表以安全的方式提供给任何出示包括给定SMC-PRN组合的指派序列号或给定SMC-PRN组合的指派R-TAG的一方。因此，该实施例中的VN可以被视为“公开密钥”。

本发明的一个实施例包括将接收到的VN与包括与接收到的VN相同的SMC-PRN组合的VN列表上的VN进行比较，其中，“接收到的VN”是由已扫描或成像的条形码生成的VN。进一步的实施例包括确定接收到的VN与列表上的VN之一相匹配，并且然后传输、释放或允许访问与SMC-PRN组合相关联或链接的数据或信息。在包括精子细胞的AI麦管的上下文中，与特定SMC-PRN组合相关联或链接的信息可以包括但不限于：关于从其中获得精子细胞的动物的信息，包括其名称、出生日期、品种、育种价值和(多个)行业登记号；冷冻日期；以及冷冻地点。

可以设想的是，VN可以由本领域已知的任何合适的算法或散列函数生成。关于VN，用于生成16位序列号的VN的特定公开算法如下文所述。

1.选择三个各自大于100且小于1000的质数，将这三个质数相乘，取结果的后三位并保留，向其加1使其成为偶数。所得数字为质数导数值。对于公开密钥(VN)，算法始终使用相同的三个质数。

2.确定序列号的最后8位数，并将各个数字相加为两位数字(始终小于72)。

3.将由麦管序列号的最后8位数表示的数字与步骤2中产生的两位数字相加，以产生新的8位数字。

4.将来自步骤3的新的8位数字与质数导数值相乘，以产生10位或11位数字。

5.确定来自步骤4的10位或11位数字的最后5位数。

6.生成包括从步骤5中确定的数字以及序列号的SMC和PRN的串联体。该串联体构成VN。可选地，串联体可以进一步包括一个或多个字符(如“0”)，使得VN与序列号一样由16位数字构成(而不是15位或更少位数字)。

使用TEN进行认证的方法

本发明的附加实施例促进了交易信息的安全传输和接收。本文所使用的“交易信息”(或“TI”)是指物品的购买者或终端用户向实体(包括物品的制造商、销售商或分销商等)提供的信息或数据，并且包括但不限于：关于物品的使用情况的信息(例如，使用时间和使用地点)以及关于购买者或终端用户的信息(例如，购买者或终端用户的姓名和地址)。通常，在本发明的上下文中，TI由物品的终端用户提供给接收实体以换取相关价值。例如，物品的制造商可能希望向该物品的购买者提供返利。在该示例中，TI可以包括关于购买者的信息，如他或她的姓名和地址以及使用物品的地点和方式。

为了使如制造商等实体确保将适当的值交换为终端用户向其传输的TI(例如，确保不会针对同一物品发放多重返利，或确保制造商跟踪的与特定物品有关的信息不会被重复计算)，本发明提供了由终端用户生成交易和交换号(即“私有”密钥)。本文所使用的“交易和交换号”(或“TEN”)是串联体，该串联体包括包含SMC的第一字符集、包含PRN的第二字符集以及包含R-TAG的导数或R-TAG的一部分的导数的与交易信息相关联或链接的第三字符集。在本发明的一个实施例中，TEN中的R-TAG的导数或R-TAG的一部分的导数由用于生成TEN的算法生成。在本发明的进一步的实施例中，用于生成TEN的算法是由散列函数构成的。在本发明的具体实施例中，TEN由从R-TAG或R-TAG的一部分得出的“散列密钥”构成。

如上所述，由分配给给定SMC-PRN组合的每个有效R-TAG生成的VN以安全的方式提供给任何出示包括给定SMC-PRN组合的指派序列号或给定SMC-PRN组合的指派R-TAG的一方，并且以这样的方式VN可以被视为“公开密钥”。此外，单个VN可以被多次使用(即提交/传输)。与VN相比，TEN是唯一的数字并且只能使用一次。因此，TEN可以被视为“私有”密钥。这一特征使得如制造商等实体能够确保将适当的值交换为由终端用户向其传输的TI(例如，确保不会针对同一物品发放多重返利)。

因此，本发明的一个实施例包括：1)建立与交易或价值交换相关联的序列号列表；2)通过将接收到的VN与包括与接收到的VN相同的SMC-PRN组合的VN列表上的VN进行比较来认证包括与交易或价值交换相关联的序列号之一的包装生物制品，3)确定接收到的VN与该列表上的VN之一相匹配；4)接收TEN和TI，以及4)从与交易或价值交换相关联的序列号列表中去除与交易或价值交换相关联的序列号之一，或者替代性地，注明或指明已经为与交易或价值交换相关联的序列号之一提交了TI。通过从与特定交易或价值交换相关联的序列号列表中去除与该交易或价值交换相关联的序列号，或者替代性地，通过注明或指明已经为序列号提交了TI，实体可以防止与特定序列号相关联的TI被多次提交或被重复计算。

可以设想的是，TEN可以由本领域已知的任何合适的算法或散列函数生成。关于TEN，用于生成16位序列号的TEN的特定私有算法如下文所述。

1.选择三个各自大于100且小于1000的质数，将这三个质数相乘，取结果的后三位并保留，向其加1使其成为偶数。所得数字为质数导数值。对于私有密钥(TEN)，对每个实例使用三个唯一的质数的组合。

2.确定序列号的最后8位数，并将各个数字相加为两位数字(始终小于72)。

3.将由麦管序列号的最后8位数表示的数字与步骤2中产生的两位数字相加，以产生新的8位数字。

4.将来自步骤3的新的8位数字与质数导数值相乘，以产生10位或11位数字。

5.确定来自步骤4的10位或11位数字的最后5位数。

6.生成包括从步骤5中确定的数字以及序列号的SMC和PRN的串联体。该串联体构成TEN。可选地，串联体可以进一步包括一个或多个字符(如“0”)，使得TEN与序列号一样由16位数字构成(而不是15位或更少位数字)。

在上述私有算法中，对于与特定交易或价值交换相关联的每个序列号，接收实体(例如，制造商或分配有SMC的实体)选择三个质数。在选择这三个质数后，实体将其传输给终端用户。具有包括上述算法的计算机程序或应用程序的终端用户进而通过使用由接收实体向其传输的三个质数计算质数导数值来完成步骤1以及步骤2至步骤6。

用于序列化AI麦管相关信息的安全认证和传输的系统

在一方面，本发明涵盖用于序列化包装生物制品(如包括精子细胞的AI麦管)的安全认证的系统。本发明的具体系统可以包括：序列化AI麦管；用于在AI麦管上打印序列号的打印设备；计算机可读介质，包括序列号、R-TAG、VN、TEN或TI及其列表、用于生成VN或TEN的算法和/或与特定SMC-PRN组合相关联或链接的信息，包括关于从其中获得精子细胞的动物的信息(包括其名称、出生日期、品种、育种价值和(多个)行业登记号、冷冻日期和冷冻位置)；用于对编码序列号的条形码进行扫描或成像的扫描或成像设备；包括计算机程序或应用程序的手持设备，如智能手机，该计算机程序或应用程序生成VN或TEN，并接收或发送TI或与序列化AI麦管相关联的其他数据；输入设备，包括计算机或键盘，其连接到打印机以输入信息或数据，包括序列号、SMC、PRN、R-TAG、SMC分配到的实体、实体相关信息和动物相关信息。

本发明涵盖一种用于打印AI麦管的系统，在该系统中，麦管打印机在AI麦管上的指定位置处打印条形码(例如，1D或2D条形码)，然后在使用AI麦管(即授精)时对这些条形码进行扫描。该系统确保所有麦管都具有唯一序列号。在一个实施例中，由制造商创建的冻结码由麦管打印机分配给一个随机选择的PRN。当与SMC组合时，SMC-PRN组合创建唯一的批号或批次号，该批号或批次号允许支持条形码扫描的计算机数据库、网络和硬件与适当的制造商或营销组织进行通信，并具有适当的批量特定信息，如麦管体积和颜色、公牛登记号、动物品种、制造日期和时间、精液类型(如性别分选或常规)或其他重要信息。这些信息然后可以被提供给支持性农场管理系统(应用程序和动物管理计算机网络工具)，在这些系统中，可以精确地识别使用特定麦管育种的特定雌性动物的身份，以便制定配种计划并且随后在育种过程期间进行确认。

每个序列号可以由指定的算法使用(例如在制造商数据集和/或扫描仪或智能手机软件中指定)以创建VN。VN可以在授精时由终端用户控制的设备使用，以通过将VN与特定SMC-PRN组合的有效VN列表进行比较来验证经扫描麦管的序列号是真实可信的。在一个实施例中，制造商经由从制造商到终端用户系统(例如，计算机、设备应用程序等)的计算机文件传输向终端用户提供VN列表。作为从终端用户提供给制造商的信息，VN也可以用于请求VN内分别识别的SMC-PRN的有效VN列表，或者向制造商提供关于与VN相关联的批量的更多信息的请求。在一个实施例中，在提供请求真实可信的合理证明时，制造商可以依据通信中使用的VN为指派的VN(即与实际打印在麦管上的序列号相对应)这一事实。

在一个实施例中，在接收到有效的VN后，制造商随后可以向请求通信以返回与VN相匹配的TEN的VN的发送者发送私有算法。VN和TEN的使用增强了通信双方(人工授精麦管的终端用户和人工授精麦管的制造商)对双方的关系安全和可信的把握，即双方都是真诚的。在这种情况下，如果创建了相互保证的诚信状态，则可以安全地传递有价值的私人交易信息(TI)。

本发明的一个特征是，其允许在分配有SMC的实体(在AI麦管的上下文中，通常是对麦管中精子细胞的身份和产品质量负责的一方)与终端用户(在人工授精过程中使用麦管并拥有唯一单个麦管序列号的个人)之间建立直接通信。在没有条形码的情况下，印在AI麦管上的信息可能不足以使得终端用户能够联系到公牛或营销代码的所有者。相比之下，就本发明而言，由于对每个麦管上的条形码的扫描是由具有计算机处理器(例如，智能手机或平板计算机或专用手持扫描或成像设备)和互联网连接的设备来完成的，因此运行扫描仪的应用程序可以加载有指令集，该指令集确定在终端用户选择与分配有SMC的实体进行直接通信时应用程序应该进行何种操作。在最简单的情况下，应用程序可以联系分配有SMC的实体以请求与扫描的AI麦管相关联的特定SMC-PRN组合的VN列表，从而允许终端用户实时验证麦管的真实性。另外，由于SMC-PRN信息被直接识别为批号，因此如果终端用户想获得与公牛相关联的信息，则应用程序必须能够直接联系分配有SMC的实体。在更高级的情况下，通过使用由终端用户拥有的应用程序生成的TEN，终端用户向分配有SMC的实体提供关于每根麦管的数据，包括雌性动物的身份、扫描的确切日期、时间和地点(通常与授精事件相对应)，并通过其他信息系统提供育种结果(例如，不返回信息、已确认的怀孕信息、产犊信息等)。通过使用TEN，本发明还允许补进存货安排，其中，使用从扫描的麦管中得到的信息对每头公牛的剩余库存进行实时分析，甚至重新订购更多的精液。

在本发明的一个实施例中，分配有SMC的实体可以拥有和/或控制有效序列号和指派序列号(即实际打印在AI麦管上的序列号)列表的传播，因为对这些序列号中的每一个的认知可能具有重要价值，并且如果列表被广泛传播给第三方，则本发明的防伪效益可能会受到影响。有效序列号列表可以用于创建公开VN列表，该列表可以被提供给有权访问SMC-PRN组合的任何一方，例如分销商或终端用户，或政府监管机构。

一般而言，在本发明之前，关于每一批AI麦管和所使用的每个麦管的信息只会朝一个方向流动(即从制造商到终端用户)。相比之下，本发明促进了信息以可靠、安全、实时的方式从终端用户流回制造商(以及例如其分销链)。另外，由于本发明提供了一种用于跟踪可以供应单个终端用户的大量SMC的安全方法，在终端用户进行育种操作时对每个单独麦管的使用进行数据分析允许终端用户在任何给定的时间快速地确定他们的AI麦管供应商是谁，并且更具体地，获得关于每个麦管的使用时间而不仅仅是购买时间的信息。本发明还允许单个商业实体(如大型全球人工授精麦管供应商)通过使用多个SMC代码将其总体生产细分为根据不同方法或监管方针生产的产品批量组。例如，同一制造商的一个或多个SMC可以表示该产品是按性别分选方法生产，而不同的SMC可以指示该产品没有进行性别分选。相关地，如CSS认证(美国)或EU认证(用于在欧洲生产或出口到欧洲)等重要的全球公认出口指南可以表示可以唯一分配给单个SMC的协议(方法)。

本发明的安全和序列化AI麦管所提供的独特特征在于，分配有SMC的实体可以向终端用户提供直接的购买激励措施，如返利、购买积分、抽奖式选项等。在这种情况下，为相关联的SMC-PRN组合提供有效TEN的第一方将被记为有效购买，而任何随后的(如第二方或第三方)提交都是无效的，因为其可以通过扫描已被使用和处理的麦管来创建。在这种情况下，即使是在使用过程中没有扫描麦管的终端用户也可能会选择保留麦管，直到其使用不同的方法扫描麦管。然而，为每根麦管分配某种类型的非现金经济价值的能力自然会激励终端用户扫描有条形码的AI麦管。这一特征具有很高的价值，因为目前扫描AI麦管上的微型条形码的技术不具备扫描冷冻麦管(液氮或冷氮蒸汽中的麦管)的能力。在大多数情况下，只有在解冻后才能扫描识别编码了唯一序列号的麦管，这意味着需要采用适当的方式使麦管恢复到环境温度。在大多数情况下，在AI中使用前，麦管会被暂时解冻，因此可以设想的是，在使用时通过至少能够记录序列号的设备进行适当的扫描。在一些情况下，如果AI麦管的品质因非故意解冻事件而受到损害或毁坏，本发明及相关的VN、TEN和TI等组件可以允许制造商(或物流链中的相关分销商)要求终端用户扫描所有单个麦管，为此终端用户可就麦管的价值要求提供折扣或申请更换。

如果制造商希望与各方交换关于具有特定冻结码的AI麦管的信息，则其可以通过将用于生成TEN的算法应用于具有特定冻结码的序列号上来创建私有的TEN列表。具体而言，假设终端用户通过扫描AI麦管向制造商发送有效的和指派的VN，制造商进而向终端用户提供算法中使用的三个唯一的质数，以生成TEN。终端用户使用包括用于生成TEN的算法的应用程序，使用三个质数来为扫描的AI麦管的序列号生成TEN，然后将其发送回制造商。在一些情况下，每个序列化的麦管都可以使用唯一的算法。在其他情况下，可以将同时提供的一组VN提交给相同的算法以产生TEN。最后，制造商可以对照先前生成的TEN列表来核对接收到的TEN，以获得包括特定冻结码(即SMC-PRN组合)的序列号。通过这种方式，制造商可以通过使终端用户提供任何单个AI麦管的公开密钥和私有密钥来认证真实的终端用户，并且终端用户可以以安全的方式与制造商通信，而不必提供任何(或所有)所讨论的实际序列号。

在本发明的一个实施例中，一旦一组AI麦管被扫描，与扫描或成像设备相关的应用程序就会生成扫描序列号的日志。在终端用户与制造商之间需要直接通信的情况下，特别是在需要安全方法来识别制造商的正确终端用户以进行信贷的情况下，私有密钥(即TEN)的使用可能更为重要。具体而言，如果扫描的序列号具有价值，例如作为购买凭证、现金或返利点、优惠券等，则应用程序可以生成如上所述的TEN，以安全地与制造商就麦管相关事宜进行通信。另外，为了控制精液的库存和补进存货，终端用户可以有利地将育种的一些细节(例如，授精日期和时间、GPS位置、人工授精操作者名称等)安全地传输给AI麦管的供应商、分销商或制造商。制造商(或供应商或分销商)可以使用来自公开密钥或私有密钥的SMC-PRN组合来识别公牛。另外，在终端用户向其提交私有密钥的情况下，制造商可以使用这种私有密钥来跟踪其AI麦管的库存情况。如果终端用户是第三方人工授精操作者，则管理授精服务的计算机程序也可以使用私有密钥来将已使用的来自每个公牛的AI麦管的数量传输给受精母牛的所有者，以及传输给跟踪由第三方人工授精操作者控制的AI麦管的库存的数据库。

例如，在跨某乳制品集团的一个或多个地点使用来自多头公牛的AI麦管进行育种的一星期结束时，AI麦管的终端用户可以向制造商提交批次请求以获得返利。由于返利的金额和类型可能会因公牛或精液类型(例如，常规的与性别分选的，或90％确定性别的与65％确定性别的)而异，因此终端用户的管理计算机可能会向制造商提供一组单独的公开密钥(即VN)。制造商然后可以记录这些钥匙，并向终端用户发送唯一的一组或多组3个质数(每个质数用于创建唯一的私有密钥，或TEN)。然后，终端用户使用私有密钥来得到对应的TEN密钥，每个对应的TEN密钥都与原始的公开密钥相关联。由于制造商是唯一掌握序列号是为每个SMC-PRN组合分配的序列号(即批号)的一方，因此其可以在使用推导私有密钥的算法时，获得为每个质数组生成的所有私有TEN的私有测试列表。在这种情况下，制造商将收到一个VN以及和每个麦管相关的一个或多个私有密钥，所有这些私有密钥都将在测试列表中进行匹配，这样，即使在单一私有密钥无法唯一确定序列号的情况下，也只有一个序列号会完美的匹配。届时，制造商可以通过指明或指定已“赎回”的序列号来修改有效的麦管序列号列表。这种方法为赎回过程(麦管价值转移)提供了保护，防止未经授权或伪造企图，即针对同一根麦管或对不属于一方的麦管索要多重价值。

在本发明的一个实施例中，用于AI麦管上的条形码可以包括13个数字字符。在本发明的一个实施例中，用于AI麦管上的条形码可包括16至20个字符。在另一个实施例中，用于AI麦管上的条形码可以包括不超过16个数字字符。在本发明的另一个实施例中，用于AI麦管上的条形码可以包括32或44个数字字符。除了序列号之外，用这种条形码编码的信息还可以包括原产国、公牛品种、性别比例和麦管颜色等。

在本发明的一个方面，可以设想在现场(例如，在授精时)使用扫描或成像设备扫描条形码。然后，扫描或成像设备可以使用AI麦管序列号，通过联系分配有SMC的实体来检索有关AI麦管的其他信息。扫描或成像设备可以包括与可以从中得到其他信息的网络通信的软件(例如电话或平板计算机应用程序)，或者替代性地，扫描或成像设备可以将由序列号编码的信息传输到包括与网络通信的软件的计算机可读介质(例如，在计算机、电话或平板计算机中)。在本发明的一方面，扫描或成像设备可以在扫描之前加载信息(如可供扫描的有效VN列表)，具体方法是通过相关网络将这些列表提供给扫描设备，该网络拥有库存中已购买批号(SMC-PRN)相关信息，并将此类信息呈现给扫描仪。在这种情况下，在扫描时可以确定公牛的身份，并且在每次授精时可以以促进完全遵守育种计划的方式确认每只母牛的育种计划，或规避公牛麦管冲突。另外，在育种时可以确定麦管的真实性。

在本发明的一个实施例中，设想了三种格式的序列号。所有三种序列号格式都包括一个SMC、一个PRN和一个R-TAG，但就代表序列号的位数而言，有三种不同的大小。可以设想的是，所有三种格式都可以与喷墨打印机或热接触式打印机一起使用。每种格式都有一个单字母标识(例如，A、B和C，也可以使用任何字母标识)，其可以是条形码中的首个字符，作为序列号的前缀(单字母格式标识和序列号一起构成产品代码)。由于在使用1D或2D条形码时，字母通常需要两个数字的数字空间，因此如果使用字母作为前缀，每个条形码的长度会增加2倍。通过使用这种前缀字母，即使数据格式的结构随后发生变化，也可以扫描和处理使用条形码制造和销售的AI麦管。在本发明的一个实施例中，“A”格式的序列号包括16位数字(加上前缀，产品代码相当于18位数字)。该数据量可以置于1D条形码中，但打印出来的条形码长度可能过长，使其难以使用带有1D/2D混合扫描功能的扫描或成像设备进行扫描。为此，在一个具体实施例中，16位“A”格式的序列号使用2D条形码(例如，8×32数据矩阵或更高)进行编码。“B”格式的序列号包括13位数字，在条形码长度方面代表一种中间格式。“C”格式的序列号包括的数字少于13位(如10位数字)，可使用带有1D/2D混合扫描功能的扫描或成像设备轻松扫描，同时其尺寸足够小，可使用1D条形码进行编码。由于长度相对较短，因此C格式可以用1D条形码进行编码。如果本发明的序列号格式能够为整个AI行业所采用，那么有可能避免两根AI麦管印有相同的序列号的情况发生。例如，具有10,000个可能的销售代码、100万个可能的冻结码和每个冻结码100万个可能的单个麦管的A格式的序列号将允许10万亿个序列化AI麦管。

参照图3，其中描述了本发明的一个实施例，序列号6由SMC 2、PRN 3和R-TAG 4构成。产品代码5依次由格式前缀1、SMC 2、PRN 3和R-TAG 4构成。在本实施例中，VN 9由数位占位符7、SMC 2、PRN 3和公开散列密钥8构成，该数位占位符7是一种数字占位符，其包含一个或多个零，其使得VN或TEN的长度与对应的序列号的长度(即数位的数量)相同。本实施例中的TEN 11由数字占位符7、SMC 2、PRN 3和私有散列密钥10构成。

在本发明的一方面包括一种AI麦管打印机，该AI麦管打印机包括用于管理本发明序列号的使用的软件以及用于存储文件的计算机可读介质，这些文件包括有效的或指派的序列号或有效的或指派的序列号的一部分的列表，包括但不限于SMC、PRN、SMC-PRN组合、R-TAG和SMC-PRN-R-TAG组合。这种打印机可以进一步包括用于手动输入数据的输入设备(如键盘)，以及用于将打印机与其他设备连接的网络设备或数据端口。然而，应该理解的是，上述用于管理本发明序列号使用的功能(即打印机软件、计算机可读介质、键盘等)可以选择性地包括在一个单独的设备(如个人计算机)中，然后，该设备可以直接(以有线或无线方式)或通过网络连接到AI麦管打印机。

为了保护使用相同序列号格式的所有实体，SMC可由单一理事机构专门负责分配。在本发明的具体实施例中，适当的全球公认组织(如国际动物记录委员会(ICAR))可以负责分配和维护SMC和对应的分配实体的列表。在本发明的一个实施例中包括一个计算机可读介质，其中包括了指定打印设备所要使用的SMC的安全输入文件。在本发明的一个实施例中，计算机可读介质上的每个SMC都有一个专门的文件或文件夹，包括与SMC相关的有效的和指派的麦管序列号列表。在本发明的进一步的实施例中，只有通过软件的密码保护控制区才将SMC添加到计算机可读介质或从中去除，或者激活或停用SMC。

就AI麦管而言，SMC-PRN组合构成了“冻结码”、“批号”或“批次号”——即包括精子细胞的AI麦管的数量，每根麦管在实质上都是相同的。一般来说，这意味着具有相同SMC-PRN组合的AI麦管含有来自同一头公牛的精子细胞，经过相同的处理或加工，并且在同一时间被冷冻。最常见的冻结码命名行业标准是公牛ID组合，如全国基因组选择(NAAB)代码或国际动物代码和冷冻日期。关于使用条形码来命名冻结码，采用由营销代码和序列号构成的方法是一种公认的替代方法。在本发明的一个实施例包括一种计算机可读介质，包括针对特定SMC“已关闭”的PRN列表。“已关闭”的SMC-PRN组合不得在序列号中再次使用。操作人员可以在打印机软件中将SMC-PRN组合手动标记为“已关闭”，例如，在为SMC-PRN组合生成有效和分配的最终序列号列表之后，或者，自第一根印有SMC-PRN组合的麦管打印完成一段时间后(如24小时后)，打印软件可以自动标记SMC-PRN组合为“已关闭”。在本发明的一个实施例中，包括已关闭的PRN列表的文件还包括元数据，例如PRN建立的日期和时间、PRN关闭的日期和时间以及分配给AI麦管打印机的IP地址，以及麦管打印设备的ID号等。因此，当使用本发明时，包括来自不同公牛的精子细胞或经过不同处理或加工的精子细胞的AI麦管将永远不会具有相同的SMC-PRN组合(即，冻结码或批号或批次号)。

在大多数打印AI麦管情况下，包装生物制品的制造商具有管理关于每个冻结码的信息的单独计算机，这些信息包括射精数量和质量信息、处理情况(如性别分选或常规精子细胞)、剂量(麦管中数以百万计的精子的数量)等。这意味着制造商将具有已经存在于操作麦管打印机的制造商所拥有的计算机中的唯一的制造商指定冻结码(MSFN)。在本发明的一个实施例中，麦管打印机直接(以有线或无线的方式)或通过网络连接到包括MSFN的制造商的计算机。当生成新的PRN时，操作人员手动将新的PRN分配给打印机软件内的MSFN，或者替代性地，打印机自动将新的PRN分配给MSFN。在特定实施例中，MSFN必须由制造商(通过直接连接到制造商的计算机系统或通过网络)提供给打印机软件，然后才能生成新的PRN并将其分配给MSFN。对于无法将其计算机连接到麦管打印机的制造商，可以手动将MSFN输入到打印机软件中。在本发明的特定实施例中，包括SMC、PRN或SMC-PRN组合的列表的打印机文件还包括包含分配的MSFN的元数据。在更特定的实施例中，打印机文件名中可以包括分配的MSFN。

可能的PRN的编号由PRN中的位数决定。为了应对多于一个AI麦管打印机使用相同的序列号格式(例如，上述的A、B或C格式)和相同的SMC的情况，可以将给定SMC的特定的一组PRN(PRN组)指派或分配给每个打印机。作为示例，具有6位PRN的上述A格式可以包括10个PRN组，每组分配给不同的打印机，如下所示：

PRN组1：最小PRN＝100,000，并且最大PRN＝199,999

PRN组2：最小PRN＝200,000，并且最大PRN＝299,999

PRN组3：最小PRN＝300,000，并且最大PRN＝399,999

PRN组4：最小PRN＝400,000，并且最大PRN＝499,999

PRN组5：最小PRN＝500,000，并且最大PRN＝599,999

PRN组6：最小PRN＝600,000，并且最大PRN＝699,999

PRN组7：最小PRN＝700,000，并且最大PRN＝799,999

PRN组8：最小PRN＝800,000，并且最大PRN＝899,999

PRN组9：最小PRN＝900,000，并且最大PRN＝999,999

PRN组10：最小PRN＝000001，并且最大PRN＝99,999

作为示例，具有5位PRN的上述B格式可以包括10个PRN组，每组分配给不同的打印机，如下所示：

PRN组1：最小PRN＝10,000，并且最大PRN＝19,999

PRN组2：最小PRN＝20,000，并且最大PRN＝29,999

PRN组3：最小PRN＝30,000，并且最大PRN＝39,999

PRN组4：最小PRN＝40,000，并且最大PRN＝49,999

PRN组5：最小PRN＝50,000，并且最大PRN＝59,999

PRN组6：最小PRN＝60,000，并且最大PRN＝69,999

PRN组7：最小PRN＝70,000，并且最大PRN＝79,999

PRN组8：最小PRN＝80,000，并且最大PRN＝89,999

PRN组9：最小PRN＝90,000，并且最大PRN＝99,999

PRN组10：最小PRN＝000001，并且最大PRN＝9,999

对于7位PRN，可以指派10个PRN组，其中，每个PRN组包括100万个PRN，而不是10,000个。在每种情况下，PRN组1可以被指定为默认PRN。在具体实施例中，一旦PRN组1中的所有号码全部被使用，就会自动使用来自PRN组2中的PRN。替代性地，如果操作人员手动切换到不同的PRN组，则所有新的序列号都将包括指派给该新的PRN组的PRN。在具体的实施例中，对于特定打印机，在任何时间只能使用一个PRN组。在另一个实施例中，可以在打印机软件中受密码保护的控制区中随时对哪些PRN组处于活跃或不活跃状态进行管理。包括数字较小的PRN的PRN组将生成带有许多零的序列号，这可能是不期望的。因此，在具体实施例中，具有最小PRN的PRN组被指定为最后或最终要使用的PRN组(例如，在以上示例中作为组10)。

在本发明的一个方面，PRN是从分配到SMC的PRN列表中随机选择的。相关地，可以在指定范围内事先创建随机PRN主列表，以便打印机能够简单地从随机列表中选择下一个PRN，而无需进行任何随机选择。在实施PRN组的范围内，任何要使用的新PRN都是从针对相应SMC的该打印机上的活跃PRN组中随机选择的。本领域中用于随机选择或生成数字的任何方法、设备或软件都可以在本发明中使用。

一般而言，以下步骤被设想用于生成本发明的序列号并将其打印到AI麦管上，并且仅以示例的方式呈现：

1.从针对SMC的活跃PRN组中的PRN中随机选择新的PRN。替代性地，选择预先存在的随机PRN列表中的下一个PRN。

2.将SMC-PRN组合与已经使用过的SMC-PRN列表进行比较，以确保SMC-PRN组合之前未被使用过。

3.打印机自动或手动将SMC-PRN组合分配给(从制造商的计算机中获得的)MSFN号码。

4.为SMC-PRN组合创建数据库文件夹并命名。(例如，文件夹名称可以是“A_SMC_PRN_MSFN.abc”，其中，A是序列号格式，SMC_PRN是批号，MSFN是冻结码的制造商批号，并且abc表示数据库格式类型。)

5.5000个有效R-TAG的列表可以用于创建5000个有效的单个麦管序列号的列表，其中，每个序列号都是SMC_PRN_R-TAG的串联体。

6.制造商指定要打印的麦管数量。

7.有效序列号之一被编码成2D条形码，并打印到AI麦管上。可选地，还可以将有效序列号以适当的字体打印在麦管上。

8.然后，将在打印的条形码中编码的序列号添加到指派的序列号列表中。

9.操作人员可以根据需要继续请求打印附加麦管，并且一旦打印并添加适当的列表中，附加的有效麦管序列号就被指定为指派的序列号。

10.在关闭PRN之前，如果操作人员没有提前将其关闭，则PRN将保持“开放”若干小时(例如，默认＝24小时)，这样打印机就不会打印出任何具有相同SMC-PRN的多个麦管(即，不会发放与SMC-PRN相关联的附加序列号)。

11.一旦PRN被关闭，相关联的SMC-PRN文件夹就会被一个或多个最终数据库文件更新，该文件包括有效序列号列表和已分配序列号列表。(例如，文件名称可以是“A_SMC_PRN_MSFN_V_A.abc”，其中，V是有效麦管序列号的数量(通常为5000)，并且A是已分配麦管的数量)。

12.最终数据库文件和SMC-PRN文件夹随后被“写保护”，以防止更改，但允许进行复制。可选地，最终数据库文件和SMC-PRN文件夹也使用本领域已知的任何合适的加密方法进行加密。(由于每个麦管打印机都将包括所有有效和指派的序列号的存档副本，因此如果打印机连接到网络，则可以进一步包括加密接口。)

本发明的另一方面涵盖对多个打印机进行监督和管理的系统。鉴于麦管打印使用每分钟约300根麦管的喷墨速率且典型批次大小低于1000根麦管，有可能在几个小时内用单个打印机支持大型制造商对整个麦管产品的打印。然而，使用热转印方法的打印速度可能通常要慢约5至8倍，因此需要多个打印机来匹配使用喷墨方法的输出。在制造商使用多个打印机的情况下，本发明的一个实施例需要每个打印机向中央或共享计算机传输包括有效的和指派的序列号列表的文件或数据(例如由打印机在指定时间启动的文件传输协议发送)。在附加实施例中，本发明涵盖二级系统(基于每个麦管打印机上的单个文件夹)，该二级系统可以在无需访问有效的和指派的序列号列表的情况下进行访问。例如，每次关闭PRN时，每个打印机上的文件(例如，逗号分隔值文件或.csv文件)都会更新。然后，该文件可以在特定的时间(每24小时一次或多次)发送，或者可以通过文件传输协议从服务器上请求，该服务器可以安全地访问相应文件夹的打印机。这种PRN历史文件可能具有如“PRN_History_1234567”_Date.csv”等名称，其中，1234567为麦管打印机的设备标识号。这种文件可以包括当天在当地时间23:59关闭的来自PRN的任何新的PRN数据。

除其他信息外，PRN历史文件中的每一行都可以提供：

打印在麦管上的设备标识号；

PRN关闭时麦管打印设备的IP地址；

批号(冻结号)，即SMC-PRN组合；

PRN的开放日期和时间；

PRN中有效麦管的数量(例如，5000)；

打印日期、时间和打印的“测试麦管”数量(即，测试打印历史)；

任何强制性测试扫描的日期和时间及其结果(通过、失败或输入和读取输出)；

第一次打印请求中的开始日期时间和结束日期时间以及麦管数量(第一组指派麦管序列号中的麦管数量)；

任何后续打印请求中的开始日期和时间、结束日期和时间以及麦管数量(即第一组指派麦管序列号中的麦管数量)；

PRN的关闭时间，以及PRN中指派麦管的数量(即打印的AI麦管的数量)。

将具有有效的和指派的序列号的PRN具体列表的安全文件发送到网络的日期和时间；以及

网络确认有效的和指派的序列号的安全副本被传输的日期和时间(即接受确认)。

在AI麦管行业，操作人员通常在打印所有麦管之前测试打印几根麦管。这对喷墨打印来说尤其如此。进行打印测试的原因可能不仅是为了查看麦管的外观(检查打印的字体信息)，而就条形码而言，操作人员也可能希望了解打印的条形码是否能够被扫描或成像设备正确地扫描或成像。在本发明的一个实施例中，在打印有效的序列号之前，AI麦管打印机可能需要成功地对测试麦管进行扫描或成像。在进一步的实施例中，可以在打印机软件的密码保护控制区中禁用该特征。例如，一旦创建了新的SMC-PRN(冻结码号)并且操作人员已关联了正确的公牛(通过手动下拉菜单)并添加了MSFN，测试打印就可以产生8到10根麦管。这些麦管将在每个条形码中包括特殊的代码(由测试打印系统生成的序列化测试编号)，并且采用两行系统，其中，第一行包括将打印在麦管上的内容(包括条形码)，并且第二行包括将示出SMC-PRN编号和MSFN编号的附加测试行。

在本发明的特定实施例中，每个PRN组中的一个PRN被指定为TEST-PRN，仅用于测试打印并且被排除在有效序列号列表和已分配序列号列表之外。例如，对于A格式，PRN编号111,111(第1组)、222,222(第2组)、333,333(第3组)将被指定作为TEST-PRN，因此这9个PRN将永远不会被用于创建有效的或指派的序列号。如何实现这一点的一个示例包括，每当新的SMC被授权用于麦管打印机时，使用这9个数字填充已使用的PRN的文件。重要的是，如果在全球范围内使用的所有麦管打印机都使用这种推荐的方法来进行打印测试，那么扫描或成像设备和应用程序可以很容易地确定麦管在打印时实际为测试麦管。

实例1

用于从本发明的16位序列号(具体而言，序列号1523121212939977，SMC＝1523，PRN＝121212并且R-TAG＝939977；关于对该序列号进行编码的数据矩阵条形码的图像见图1)生成公开密钥(即VN)的算法仅作为示例呈现，如下所示：

1.选择大于100的前三个质数，即101、103和107。见下表3的A行、B行和C行。

2.将以上步骤1中选择的三个质数相乘，取结果的后三位并保留，向其加1使其成为偶数。得到的数值为质数导数值，并且对于公开密钥而言始终为122。见下表3的G行。

3.确定序列号的最后8位数，即12939977。见下表3中的M行。

4.将序列号的最后8位数相加。见下表3的N行。(总和将始终小于72。)

5.将由序列号的最后8位数表示的数字即12,939,977(见下表3中的M行)与以上步骤4中产生的2位数字(见下表3的N行)相加，以产生新的8位数字，即12940024。见下表3中的O行。

6.将来自以上步骤5的新的8位数字(见下表3中的O行)与3位质数导数值(见下表3中的G行)相乘，以产生10至11位数字，即1578682928。见下表3中的P行。

7.确定来自以上步骤6的10至11位数字的最后5位数，即82928。见下表3中的Q行。

8.生成串联体，该串联体依次包括SMC(见下表3中的I行)、PRN(见下表3中的J行)、0和由以上步骤7中识别的5位数表示的数字(见下表3中的Q行)——该串联体构成了VN或公开密钥，即1523121212082928。见下表3中的R行。

表3.

实例2

用于从以上示例1中使用的本发明的16位序列号(具体而言，序列号1523121212939977，SMC＝1523，PRN＝121212并且R-TAG＝939977；关于对该序列号进行编码的数据矩阵条形码的图像见图1)生成私有密钥(即TEN)的算法仅作为示例呈现，如下所示：

1.选择三个质数，每个数都大于100且小于1000。见下表4的D行、E行和F行。

2.将以上步骤1中选择的三个质数相乘(见下表4中的D行、E行和F行)，取结果的后三位并保留，向其加1使其成为偶数(即，702)——得到的数值为质数导数值。见下表4的H行。

3.确定序列号的最后8位数，即12939977。见下表4中的M行。

4.将序列号的最后8位数相加。见下表4的N行。(总和将始终小于72。)

5.将由序列号的最后8位数表示的数字即12,939,977(见下表4中的M行)与以上步骤4中产生的2位数字(见下表4的N行)相加，以产生新的8位数字，即12940024。见下表4中的O行。

6.将来自以上步骤5的新的8位数字(见下表4中的O行)与3位质数导数值(见下表4中的H行)相乘，以产生10至11位数字，即9083896848。见下表4中的P行。

7.确定来自以上步骤6的10至11位数字的最后5位数，即96848。见下表4中的Q行。

8.生成串联体，该串联体依次包括SMC(见下表4中的I行)、PRN(见下表4中的J行)、0和由以上步骤7中识别的5位数表示的数字(见下表4中的Q行)——该串联体构成了序列号的TEN或私有密钥，即1523121212096848。见下表4中的R行。

表4.

实例3

用于从本发明的13位序列号(具体而言，序列号5231212139977，SMC＝523，PRN＝12121并且R-TAG＝39977；关于对该序列号进行编码的数据矩阵条形码的图像见图2)生成公开密钥(即VN)的算法仅作为示例呈现，如下所示：

1.选择大于100的前三个质数，即101、103和107。见下表5的A行、B行和C行。

2.将以上步骤1中选择的三个质数相乘，取结果的后三位并保留，向其加1使其成为偶数。得到的数值为质数导数值，并且对于公开密钥而言始终为122。见下表5的G行。

3.确定序列号的最后8位数，即12139977。见下表5中的M行。

4.将序列号的最后8位数相加。见下表5的N行。(总和将始终小于72。)

5.将由序列号的最后8位数表示的数字即12,139,997(见下表5中的M行)与以上步骤4中产生的2位数字(见下表5的N行)相加，以产生新的8位数字，即12140016。见下表5中的O行。

6.将来自以上步骤5的新的8位数字(见下表5中的O行)与3位质数导数值(见下表5中的G行)相乘，以产生10至11位数字，即1481081952。见下表5中的P行。

7.确定来自以上步骤6的10至11位数字的最后5位数，即81952。见下表5中的Q行。

8.生成串联体，该串联体依次包括SMC(见下表5的I行)、PRN(见下表5的J行)和由以上步骤7中识别的5位数表示的数字(见下表5的Q行)——该串联体构成了VN或公开密钥，即5231212181952。见下表5中的R行。

表5.

实例4

用于从以上示例3中使用的本发明的13位序列号(具体而言，序列号5231212139977，SMC＝523，PRN＝12121并且R-TAG＝39977；关于对该序列号进行编码的数据矩阵条形码的图像见图2)生成私有密钥(即TEN)的算法仅作为示例呈现，如下所示：

1.选择三个质数，每个数都大于100且小于1000。见下表6的D行、E行和F行。

2.将以上步骤1中选择的三个质数相乘(见下表6中的D行、E行和F行)，取结果的后三位并保留，向其加1使其成为偶数(即，702)——得到的数值为质数导数值。见下表6的H行。

3.确定序列号的最后8位数，即1213997。见下表6中的M行。

4.将序列号的最后8位数相加。见下表6的N行。(总和将始终小于72。)

5.将由序列号的最后8位数表示的数字即12,139,977(见下表6中的M行)与以上步骤4中产生的2位数字(见下表6的N行)相加，以产生新的8位数字，即12140016。见下表6中的O行。

6.将来自以上步骤5的新的8位数字(见下表6中的O行)与3位质数导数值(见下表6中的H行)相乘，以产生10至11位数字，即8522291232。见下表6中的P行。

7.确定来自以上步骤6的10至11位数字的最后5位数，即91232。见下表6中的Q行。

8.生成串联体，该串联体依次包括SMC(见下表6中的I行)、PRN(见下表6中的J行)和由以上步骤7中识别的5位数表示的数字(见下表6中的Q行)——该串联体构成了序列号的TEN或私有密钥，即5231212191232。见下表6中的R行。

表6.

本领域普通技术人员从上文可以容易地了解到，本发明的基本概念能以多种方式体现。因此，由以上说明书披露或本申请所随附的图或表显示的本发明的特定实施例或要素并不旨在是限制性的，而是由本发明涵盖的众多且不同的实施例或关于其任何特殊要素涵盖的等效物的示例。另外，本发明的单个实施例或元件的具体描述可能未明确地描述所有可能的实施例或元件；如本领域普通技术人员可以理解的，说明书和附图隐含地披露了许多替代方案。

Claims (14)

1.一种包括条形码的人工授精(AI)麦管，其中，该条形码对序列号进行编码，该序列号包括：

包括标准化营销代码(SMC)的第一字符集；

包括打印运行号(PRN)的第二字符集；以及

包括随机标签(R-TAG)的第三字符集，

该第一字符集和该第二字符集的串联体构成了SMC-PRN组合。

2.如权利要求1所述的AI麦管，其中，该PRN是从分配给该SMC的PRN列表中随机选择的。

3.如权利要求2所述的AI麦管，其中，分配给该SMC的PRN列表由至少999个不同的数字构成。

4.如权利要求1所述的AI麦管，其中，该R-TAG是从包括至少1000个不同数字的有效R-TAG列表中选择的。

5.如权利要求4所述的AI麦管，其中，该有效R-TAG列表由从分配给该SMC-PRN组合的至少50,000个不同数字的列表中随机选择的数字构成。

6.如权利要求1所述的AI麦管，其中，该第一字符集的长度为至少3个字符。

7.如权利要求1所述的AI麦管，其中，该第二字符集的长度为至少5个字符。

8.如权利要求1所述的AI麦管，其中，该第三字符集的长度为至少5个字符。

9.如权利要求1所述的AI麦管，其中，该条形码是二维条形码。

10.如权利要求9所述的AI麦管，其中，该二维条形码是数据矩阵码。

11.一种认证AI麦管上的条形码中的序列号的方法，该方法包括：

生成有效VN或有效TEN的列表；

提供用于根据该序列号计算VN或计算TEN的算法；

将计算出的VN与该有效VN列表进行比较，或将计算出的TEN与该有效TEN列表进行比较；以及

确定该计算出的VN是否与该有效VN之一相匹配，或者确定该计算出的TEN是否与该有效TEN之一相匹配。

12.如权利要求11所述的方法，其中，该条形码是数据矩阵码。

13.如权利要求11所述的方法，其中，该序列号包括SMC、PRN和R-TAG。

14.如权利要求11所述的方法，进一步包括在该计算出的TEN与该有效TEN之一相匹配时接收和处理交易信息(TI)的步骤。

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