CN1655173A - 防伪验票仪及其防伪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防伪验票仪及其方法，包括用于成像的镜头和面阵图像传感器，上壳和与其配合共同组成有容置空间的外部壳体的下壳，在所述容置空间内固定有所述防伪验票仪的控制模块；在所述容置空间内还包括透过成像窗口为被成像之物提供均匀光照的红外光源。防伪方法包括根据功能键输入的信息或者根据功能条码的输入信息，生成并存储标准票面信息；启动红外光源照明和面阵图像传感器获得被成像之物的一帧图像数据并传送到CPU；CPU自动判断帧图像中是否有条码；如果是有条码的帧图像，则对帧图像解码，并将解码结果和存储器内部的数据进行对比，解码后的内容与标准票面信息相同则为真票，否则为假票，再次获取一帧图像数据。

Description

防伪验票仪及其防伪方法

技术领域

本发明涉及一种防伪验票仪及其方法，尤其涉及一种通过对票面成像解码识读隐形条码来判断真伪的验票仪及其方法。

背景技术

条码技术用于门票和证卡防伪已经有先例，例如中国专利CN1239258A《中文证卡、报表等防伪、自动录入二维条码制作及检测方法》，提出在中文证卡、报表、票据上制作二维条码增强保密性，并通过检测该二维条码实现防伪；和中国专利CN1284685A公开了《一种基于二维条码技术的票务系统》，用户可通过互联网输入自己的信息和购票信息，完成了网上结算后，售票中心根据用户请求自动生成含有用户信息、售票信息明文、进行了加密处理的PDF417二维条码以及广告的门票，发送给用户，用户打印后可直接使用该票，在验票处，只需扫描、识别、解密票上的二维条码即可。

上述两个专利将条码技术用于门票和证卡防伪的缺点在于：证卡使用者或者购票者必须要有计算机和专用软件，或者必须通过网络于售票服务器相连，还必须要有与计算机相连的打印机来生成二维条码，限制了使用场合和使用者的类型。

发明方案

本发明的目的在于提供一种通过对票面成像解码识读隐形条码来判断真伪的验票仪及其方法。

本发明公开了一种防伪验票仪，包括用于成像的镜头、将所成之像转换成电信号的面阵图像传感器，以及上壳和与其配合共同组成有容置空间的外部壳体的下壳，在所述容置空间内固定有包括所述防伪验票仪的控制电路和控制软件的控制模块；在所述容置空间内还包括透过成像窗口为被成像之物提供均匀光照的红外光源；所述红外光源的结构和位置保证其通过所述成像窗口和镜头所成之像在所述面阵图像传感器以外。

本发明还公开了一种防伪验票仪的防伪方法，包括如下步骤：

第一步，首先根据功能键输入的信息或者根据功能条码的输入信息，生成并存储标准票面信息，启动扫描图像；

第二步，启动红外光源，获得被成像之物的一帧图像数据并传送到CPU；

第三步，CPU判断帧图像中是否有条码；

第四步，如果帧图像中有条码，则解码，进入下一步，否则回到第二步；

第五步，将解码结果和存储的标准票面信息数据进行对比，相同则验票结果为真票，执行相应程序；否则验票结果为假票，回到第二步

本发明通过对票面成像解码识读隐形条码来判断真伪的验票仪及其方法不需要与计算机相连，减少了使用者的投入成本。不涉及互联网，防伪效果更好，因为互联网本身的安全性不能保证。本发明不需要购票者必须要有计算机且能通过网络于售票服务器相连，不需要购票者必须要有与计算机相连的打印机，甚至根本不需要购票者会使用计算机及与计算机相关的系统。本发明使用红外光源作为照明光源扫描红外印刷的隐形条码，保密和防伪效果好。

本发明使用专用条码扫描和识读作为信息输入来完成对本防伪验票仪的初始化设置和功能设定甚至一些程序的修订，利用软件控制扫描频率和采样可以省去扫描的触发开关，简化了设备结构，提高了设备的使用寿命。

本发明所述的二维条码可以是已公开的标准码如PDF417，QR等等，也可以是自有知识产权未公开的二维码，增加了条码伪造的难度。

附图说明

图1是本发明防伪验票仪的结构示意图；

图2是本发明防伪验票仪的工作流程图；

图3是本发明防伪验票仪的电路结构框图；

图4是本发明防伪验票仪的主要软件流程图；

图5是本发明防伪验票仪的光路示意图；

图6是本发明防伪验票仪的光源位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示是本发明防伪验票仪的结构示意图，包括10-上壳，11-玻璃，12-功能键，13-LCD显示屏，20-下壳，和31-控制主板，32-指示灯，33-镜头，34-面阵传感器，35-光源，36-光源与PCB的电连接器件，蜂鸣器37。

如图1所示，上壳10上具有本发明防伪验票仪的控制面板，并且和下壳20配合连接共同组成本发明防伪验票仪的外部壳体。位于上壳10上有一个成像窗口，在成像窗口上覆盖透明的玻璃11，被成像的票据必须位于其上才能被检验真伪。上壳10上还有可以显示控制信息和工作进程的LCD显示屏13，和可以控制显示内容和控制本发明防伪验票仪的工作的功能键12，以及指示工作状态的指示灯32。在本发明防伪验票仪的上壳10和下壳20组成的容置空间内还固定有控制主板31，和用于成像的镜头33，位于镜头33背后、将镜头33所成之像转换成电信号的面阵传感器34，为被成像之物提供均匀光照、顶部为出光面的光源35，和控制主板31与光源35之间的电连接器件36。镜头33可以采用与普通相机类似的镜头，面阵传感器34采用面阵CMOS或CCD图像传感器，光源35可以采用红外光源；LCD显示屏13可以显示一级菜单，依次为：欢迎信息(开机时显示)、日历、当次解码结果、电池电量显示、总计数器、某一识别码的计数器(包含累计时间)、本次识别码设定界面等；功能键12可以包括三个：向上箭头键、向下箭头键、和确认键，通过向上/向下箭头键在各个菜单中进行选择，“确定”按键用于通过专有CM2条码权限卡片来设定当前识别码时的确定；控制主板31上有指示灯32和蜂鸣器37；上壳10上还可以设置有电源开关用于接通或者切断电源。

如图2所示是本发明防伪验票仪的工作流程图；当系统开始工作，电源管理模块给整个系统供电，自动初始化成像硬件(例如CMOS控制器，DMA控制模块)；然后用户通过功能键和LCD选择功能菜单，或者通过专有CM2条码权限卡片输入信息，用作解码比对信息存于FLASHA中启动扫描图像；此时位于控制主板31上的CPU通过电源控制模块使红外光源35工作，并照射到位于玻璃11的目标条码上，CMOS摄像头(镜头33和面阵传感器34)采集图像，通过逻辑控制及数据转换模块将所得图像数据传送到CPU；CPU自动反复查询是否获得已经完成成像的图像，该帧图像中是否有条码，如果已经获得有条码的帧图像，则对帧图像解码；CPU开始解码等工作，判断解码是否成功，即将解码结果和存储器内部的数据进行对比，解码后的内容与对比信息相同则验票通过，否则验票不能通过；CPU可以将一些数据信息在LCD上显示，本发明防伪验票仪预留串口通讯接口，和外界进行通讯。

如图3所示是本发明防伪验票仪的电路结构框图；包括实现系统控制、图像处理和条码解码的，与CPU双向连接的电源管理模块、逻辑控制和数据转换模块、串口通讯模块和存储器；逻辑控制和数据转换模块控制CMOS摄像头的工作并传送其获得的数据；CPU还控制LCD显示屏和LED指示灯；功能键将外部控制信息传送给CPU。

本发明的防伪验票仪使用专用功能条码输入外部控制信息，通过软件预先约定给每个功能设定一个特定的功能条码，有特定特征模式，例如CM2条码权限卡片，当识读设备读取该条码后，软件判断其条码模式，如果是专用的功能条码，根据条码内容而调用相应约定的程序段，从而实现不同的功能。这样作为信息输入，对识读设备初始化，或者一些参数、功能设定，甚至程序设定等。省去了人工按键输入或外接设备输入的设置操作，完全避免了人工输入烦琐的操作和由此引起的误操作。专用功能条码输入的也可以是标准票面信息，当进行防伪验票时，只有符合标准票面信息的被成像物才判断为真票。

也就是说，本发明控制软件中具有设备初始化的功能、参数和功能设定的功能、以及程序设定的功能、和标准票面信息，这些不同的功能分别配置不同的索引代码，当通过所述镜头(33)成像的功能条码的信息经过所述控制软件判断与所述索引代码相同时，所述防伪验票仪执行相应的功能。标准票面信息也可以直接通过功能条码输入。

本发明的防伪验票仪识读票面上的条码时其扫描频率为2-5次每秒，同时持续判断有无二维条码。如图4所示是本发明防伪验票仪的主要软件流程图，软件流程如下：

1、首先初始化成像次数计数器N＝C1，常数C1可以设为5；

2、查询是否退出(例如人为关机)，是则退出程序；

3、然后采集一帧图像；检测采集到的图像中是否有二维条码，没有则将成像次数计数器N加一，回到第二步；有则进入下一步；

4、判断N是否大于等于C1，否则将成像次数计数器N置零，然后返回步骤2；如果是则解码验证是否符合预定的规格，如果解码不成功则返回步骤2，如果解码成功则进入下一步；

5、根据解码结果执行预定功能，例如用蜂鸣器提示解码成功、计数器加1，存储结果等等，同时将计数器N清零，返回步骤2。

在上述第三步中，当检测采集到的图像中没有二维条码时，如果N大于C1可以将成像次数计数器N设置为C1，再回到第二步。

上述软件流程执行的结果是：第一次扫描到条码并解码，所述防伪验票仪的内部条码计数器加一，当检测不到条码的持续时间超过0.5秒至1秒时(指计数器N的值从0至C1的过程)，则开始下一次的扫描条码并解码。这样的工作方式可以省掉一个每次扫描一张票据需要触发一次扫描的触发开关，以降低硬件成本和由于触发开关带来的机器故障或机器寿命问题。如果判断为专用功能条码，执行预定功能。

如图5所示是本发明防伪验票仪的光路示意图；本发明成像透镜可以采用普通相机的透镜，来自玻璃11的反射光通过透镜成像在面阵传感器34上。

如图6所示是本发明防伪验票仪的光源位置的一种实施例的示意图，图中的光源35直接采用LED。图中镜头33离玻璃11的距离为a，在玻璃11上的成像半径为b，保证扫描操作窗口与实际光学视场相匹配，镜头33对玻璃11的张角为α，所以b＝a*tgα，为了避免光源35在玻璃11上产生镜面反射形成白点，所以光源35离镜头33的水平距离大于b。

本发明防伪验票仪采用的红外光源35的发光体及其外围结构能够透过成像窗口为被成像之物提供均匀的光照；红外光源35的位置保证其通过所述成像窗口和镜头33以后所成之像在所述面阵图像传感器34以外，避免形成与被成像物无关的白点。

本发明防伪验票仪采用红外光源运用红外识别技术识读具有隐形条码的防伪票据；防伪票据上使用的隐形条码为一维码或二维条码，可以是已公开的标准码如PDF417，QR等等，也可以是自有知识产权未公开的二维码，用来存储如时间和场地等信息。票据尺寸范围为：宽60～70mm，长180～210mm，其中条码印刷大小为10mm×10mm，识读分辨率大于等于300dpi，能够适应比较差的印刷分辨率；条码内容为数字，初步计划为12位，可以包括年、月、日、时、分和场地。

被存储在防伪票据上的信息如时间和场地等可以经过机器的加密算法后生成一组(一次加密)数据，该被生成的信息再由二维条码编码软件生成二维条码，再使用人眼不可见的隐形油墨所印刷，所以在防伪票据上的信息相当于被三次加密。

印刷在防伪票据上的二维条码中可以包含有文字、图像和声音信息，被成像并解码后的信息可通过其他有线或无线连接的媒体播放出来，这些文字、图像和声音信息可为票据持有者提供指示、说明或提醒等等服务。这些防伪信息印刷在定制的标签上，标签粘贴在票券的副券上，并在设备检验后连同副券被撕去。

本发明防伪验票仪具有可以与计算机通讯的接口，通讯接口为RS232，3Pin圆柱插头方式。

本发明的防伪验票仪使用的玻璃11可以是普通玻璃，也可以是镀膜玻璃，如果是镀膜玻璃可以是增透膜，也可以是滤光膜。具有滤光膜的玻璃能有效的滤除除工作波长以外的光，以达到减小背景光干扰的问题。

本发明的防伪验票仪还可以具有带有一个电源指示灯的电源开关，作为接通电源按键。

本发明的防伪验票仪还可以采用电池供电，充电设备内置，电池必须防爆(采用1800mAh充电电池模块，非标连接方式，防止其它类型电池放入)，可以边充电边工作；

本发明的防伪验票仪采用照相方式成像，扫描解码频率为2～5次/秒，其中判断有无标识符号频率不低于5次/秒；在扫描解码成功后计数器加一，为防止已经成像的票据没有及时拿开而导致连续解码成功扰乱计数器，在每次解码成功设置一个时间段作为下一次成像解码开始的条件；该时间段建议为0.8秒～1秒。

本发明的防伪验票仪中设置用于统计票数的验票计数器，在解码成功时，验票计数器加一，蜂鸣器鸣叫一次，解码失败不鸣叫；同时有绿色指示灯，在解码成功是快速闪烁，待机或解码失败时长亮。

Claims (10)

1、一种防伪验票仪，包括用于成像的镜头(33)、将所成之像转换成电信号的面阵图像传感器(34)，以及上壳(10)和与其配合共同组成有容置空间的外部壳体的下壳(20)，在所述容置空间内固定有包括所述防伪验票仪的控制电路和控制软件的控制模块；其特征在于，在所述容置空间内还包括透过成像窗口为被成像之物提供均匀光照的红外光源(35)；所述红外光源(35)的结构和位置保证其通过所述成像窗口和镜头(33)所成之像在所述面阵图像传感器(34)以外。

2、根据权利要求1所述的防伪验票仪，其特征在于，所述控制软件中具有设备初始化的功能、参数和功能设定的功能、以及程序设定的功能、和标准票面信息及其索引代码，当通过所述镜头(33)成像的功能条码的信息经过所述控制软件判断与所述索引代码相同时，所述防伪验票仪执行相应的功能。

3、根据权利要求2所述的防伪验票仪，其特征在于，所述控制软件在对所述镜头(33)所成之像解码成功后，只有在所述防伪验票仪检测不到条码的时间大于预定时间以后才进行下一次解码。

4、根据权利要求3所述的防伪验票仪，其特征在于，所述成像窗口位于所述上壳(10)上并覆盖红外光透明的玻璃(11)，所述镜头(33)的位置对准所述玻璃(11)；所述上壳(10)上还有显示控制信息和工作进程的LCD显示屏(13)，和控制所述LCD显示屏(13)的显示内容和选择不同功能的功能键(12)。

5、根据权利要求4所述的防伪验票仪，其特征在于，所述控制模块还包括用于接通或者切断电源的开关，以及指示工作状态的指示灯(32)和蜂鸣器(37)。

6、根据权利要求5所述的防伪验票仪，其特征在于，所述控制模块还包括连接计算机的标准通讯接口。

7、一种防伪验票仪的防伪方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，首先根据功能键输入的信息或者根据功能条码的输入信息，生成并存储标准票面信息，启动扫描图像；

第二步，启动红外光源，获得被成像之物的一帧图像数据并传送到CPU；

第三步，CPU判断所述一帧图像中是否有条码；

第四步，如果所述一帧图像中有条码，则解码，进入下一步，否则回到第二步；

第五步，将解码结果和存储的所述标准票面信息数据进行对比，相同则验票结果为真票，执行相应程序；否则验票结果为假票，回到第二步。

8、根据权利要求7所述的防伪验票仪的防伪方法，其特征在于：

在所述第一步中首先初始化成像次数计数器N＝C1，C1为常数；

在所述第四步中，如果所述帧图像中有条码，则首先判断所述成像次数计数器N是否大于等于C1，是则解码进入第五步，否则设置所述成像次数计数器N为零后回到第二步；如果所述帧图像中没有条码，则首先置所述成像次数计数器N加一，再回到第二步；

在所述第五步中验票结果为真票时，先设置所述成像次数计数器N为零，再回到第二步。

9、根据权利要求8所述的防伪验票仪的防伪方法，其特征在于：设置验票计数器，当所述第五步中验票结果为真票时，所述验票计数器加一，所述蜂鸣器发声提示解码成功。

10、根据权利要求9所述的防伪验票仪的防伪方法，其特征在于：当所述第五步中验票结果为真票时，还通过LCD显示器恢复所述被成像之物中包含的文字或字符和图像，还通过喇叭恢复所述被成像之物中包含的声音信息。

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