[发明专利]一种垃圾分类二维码批量生成方法

权利要求书

1.一种垃圾分类二维码批量生成方法，其特征在于，包括如下几个步骤：

(1)编码、转码

首先，将某批垃圾袋的身份信息进行编码，包括某批垃圾袋的统一身份码、单件垃圾袋的批量身份码两部分，从而生成某批单件垃圾袋唯一的中英文字符型垃圾袋身份码，表示为M₁M₂...M_kM_k+1M_k+2...M_k+LM_k+L+1M_k+L+2...M_k+L+pM_k+L+p+1M_k+L+p+2...M_k+L+p+nM_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2M_k+L+p+n+3M_k+L+p+n+4，其中M₁M₂...M_k为省市区，M_k+1M_k+2...M_k+L为具体居住地址，M_k+L+1M_k+L+2...M_k+L+p为联系人和联系电话，M_k+L+p+1M_k+L+p+2...M_k+L+p+n为制码时间(格式为年-月-日，其中最后两位M_k+L+p+n-1M_k+L+p+n为日期)，M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2为垃圾分类颜色信息(表征垃圾类别)，M_k+L+p+n+3M_k+L+p+n+4为垃圾分类序号信息(表征某天某种类别垃圾袋的序号)，相互用英文空格间隔，相应某批垃圾袋的统一身份码为M₁M₂...M_kM_k+1M_k+2...M_k+LM_k+L+1M_k+L+2...M_k+L+pM_k+L+p+1M_k+L+p+2...M_k+L+p+n-3M_k+L+p+n-2，相应单件垃圾袋的批量身份码为M_k+L+p+n-1M_k+L+p+nM_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2M_k+L+p+n+3M_k+L+p+n+4，

然后，从某批垃圾袋的统一身份码中抽取出身份标识码(M₁M₂...M_kM_k+L+p+1M_k+L+p+2...M_k+L+p+n-2)和身份隐藏码(M_k+1M_k+2...M_k+LM_k+L+1M_k+L+2...M_k+L+p)，并将身份标识码逐个字符转换成数值型数据，得到对应的数值序列同时将身份隐藏码逐个字符转换成数值型数据[P_i1,P_i2]，得到高位数值序列P1＝{P1₁,P1₂,...,P1_L+p,P1_L+p+1}＝{P₁₁,P₂₁,...,P_(L+p)1,P_(L+p+1)1}和低位数值序列P2＝{P2₁,P2₂,...,P2_L+p,P2_L+p+1}＝{P₁₂,P₂₂,...,P_(L+p)2,P_(L+p+1)2}，

最后，依次将数值序列S中元素S_i逐个转换成8bits的二进制序列{BS_i1,BS_i2,BS_i3,BS_i4,BS_i5,BS_i6,BS_i7,BS_i8}、将数值序列P1中元素P1_i逐个转换成8bits的二进制序列{BP1_i1,BP1_i2,BP1_i3,BP1_i4,BP1_i5,BP1_i6,BP1_i7,BP1_i8}、将数值序列P2中元素P2_i逐个转换成8bits的二进制序列{BP2_i1,BP2_i2,BP2_i3,BP2_i4,BP2_i5,BP2_i6,BP2_i7,BP2_i8}，

并将个二进制序列{BS_i1,BS_i2,BS_i3,BS_i4,BS_i5,BS_i6,BS_i7,BS_i8}进行组合，其中i＝1,2,...,从而得到组合二进制矩阵B，

同时将L+p+1个二进制序列{BP1_i1,BP1_i2,BP1_i3,BP1_i4,BP1_i5,BP1_i6,BP1_i7,BP1_i8}进行组合，其中i＝1,2,...,L+p,L+p+1，从而得到高位组合二进制序列B1＝{B1₁,B1₂,...,B1_8L+8p+7,B1_8L+8p+8}＝{BP1₁₁,BP1₁₂,BP1₁₃,BP1₁₄,BP1₁₅,BP1₁₆,BP1₁₇,BP1₁₈,BP1₂₁,BP1₂₂,...,BP1₂₇,BP1₂₈,...,BP1_i1,BP1_i2,...,BP1_i7,BP1_i8,...,BP1_L+p+11,BP1_L+p+12,BP1_L+p+13,BP1_L+p+14,BP1_L+p+15,BP1_L+p+16,BP1_L+p+17,BP1_L+p+18}，并将L+p+1个二进制序列{BP2_i1,BP2_i2,BP2_i3,BP2_i4,BP2_i5,BP2_i6,BP2_i7,BP2_i8}进行组合，其中i＝1,2,...,L+p,L+p+1，从而得到低位组合二进制序列B2＝{B2₁,B2₂,...,B2_8L+8p+7,B2_8L+8p+8}＝{BP2₁₁,BP2₁₂,BP2₁₃,BP2₁₄,BP2₁₅,BP2₁₆,BP2₁₇,BP2₁₈,BP2₂₁,BP2₂₂,...,BP2₂₇,BP2₂₈,...,BP2_i1,BP2_i2,...,BP2_i7,BP2_i8,...,BP2_L+p+11,BP2_L+p+12,BP2_L+p+13,BP2_L+p+14,BP2_L+p+15,BP2_L+p+16,BP2_L+p+17,BP2_L+p+18}，

其中垃圾袋身份码包括GB2312字符集中双字节编码的汉字和ASCLL码值∈[32,126]的可见字符，垃圾袋身份码长度为k+L+p+n+6，数值序列S的长度为数值序列P1、P2的长度为L+p+1，组合二进制矩阵B的大小为组合二进制序列B1、B2的长度为8L+8p+8；

(2)某批垃圾袋的身份隐藏码统一加密

某批垃圾袋的身份隐藏码统一加密，表示利用身份标识码(M₁M₂...M_kM_k+L+p+1M_k+L+p+2...M_k+L+p+n-2)对身份隐藏码(M_k+1M_k+2...M_k+LM_k+L+1M_k+L+2...M_k+L+p)进行加密，某批垃圾袋需且仅需经历一次身份隐藏码统一加密运算，

首先，利用数值序列S及其转换成的二进制矩阵B，数值序列P1、P2转换成的二进制序列B1、B2，以及外部密钥α和β，按照如下(1)-(5)公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值x₁和参数μ、抽取开始位置m，以及抽取间隔数n₁、n₂，

令则

x₁＝α+mod(α+kp,1-α)， (1)

μ＝β+mod(β+1.5×kp,4-β)， (2)

其中，B_1,i,B_2,i,B_3,i,B_4,i,B_5,i,B_6,i,B_7,i,B_8,i表示二进制矩阵B第i列或者二进制序列{BS_i1,BS_i2,BS_i3,BS_i4,BS_i5,BS_i6,BS_i7,BS_i8}中二进制位‘1’的个数，B1₁,B1₂,...,B1_8L+8p+7,B1_8L+8p+8表示二进制序列{B1₁,B1₂,...,B1_8L+8p+7,B1_8L+8p+8}中二进制位‘1’的个数，B2₁,B2₂,...,B2_8L+8p+7,B2_8L+8p+8表示二进制序列{B2₁,B2₂,...,B2_8L+8p+7,B2_8L+8p+8}中二进制位‘1’的个数，外部密钥满足α∈(0,1)、β∈(3.57,4)，

由混沌映射的初值x₁和外部密钥μ，对如下公式(6)所示Logistic混沌映射进行迭代，式中k表示迭代次数(k＝1,2,...)、x_k+1表示第k次迭代得到的混沌信号，

x_k+1＝μ×x_k×(1-x_k) (6)

得到混沌信号序列X＝{x₁,x₂,...}，从序列X中第m个元素开始依次间隔n₁个元素取1个元素以形成长度为8L+8p+8的混沌信号序列同时从序列X中第m个元素开始依次间隔n₂个元素取1个元素以形成长度为8L+8p+8的混沌信号序列Z＝{Z₁,Z₂,...,Z_8L+8p+7,Z_8L+8p+8}，

然后，将混沌信号序列Y按降序排序，根据混沌信号序列Y排序前、后的位置变化置乱规则，对高位组合二进制序列B1进行置乱，得到置乱后高位二进制序列同时将混沌信号序列Z按降序排序，根据混沌信号序列Z排序前、后的位置变化置乱规则，对低位组合二进制序列B2进行置乱，得到置乱后低位二进制序列

接着，令LB＝mod(6-mod(8L+8p+8,6),6)，将置乱后高位二进制序列的末尾添加LB个二进制位‘0’，将置乱后低位二进制序列的末尾添加LB个二进制位‘1’，得到二进制序列和二进制序列其中

对二进制序列和分别进行分组，将二进制序列中元素从头到尾依次正向以6个元素为单位进行分组，得到分组后的二进制序列，表示为BF1{1},BF1{2},...,BF1{i},...同时将二进制序列中元素从头到尾依次正向以6个元素为单位进行分组，得到分组后的二进制序列，表示为BF2{1},BF2{2},...,BF2{i},...其中每一个二进制分组序列均包含6个二进制位，且

最后，将每一个二进制分组序列BF1{i}、BF2{i}，依次进行如下扩散操作：

S0：令i＝1，且

k1_switch＝mod(3×B1₁,B1₂,...,B1_8L+8p+7,B1_8L+8p+8+2×(8L+8p+8-〈B1₁,B1₂,...,B1_8L+8p+7,B1_8L+8p+8),8)，

k2_switch＝mod(3×〈B2₁,B2₂,...,B2_8L+8p+7,B2_8L+8p+8-2×(8L+8p+8-B2₁,B2₂,...,B2_8L+8p+7,B2_8L+8p+8),25)，

S1：将二进制分组序列BF1{i}、BF2{i}，按如下公式(7)、(8)进行计算，

CP1_i＝bin2dec(BF1{i})+176+k1_switch， (7)

CP2_i＝bin2dec(BF2{i})+161+k2_switch， (8)

S2：利用二进制分组序列BF1{i}计算而得的数值型数据CP1_i，以及二进制分组序列BF2{i}计算而得的数值型数据CP2_i，计算k1_switch＝mod(CP1_i+2×CP2_i+3×k1_switch,8)、k2_switch＝mod(CP2_i+2×CP1_i+3×k2_switch,25)，且令i＝i+1，接着判断i的大小，如果则转入步骤S1，否则转入步骤S3，

S3：结束二进制分组序列的扩散操作，从而得到扩散后的数值序列CP1和CP2，即某批垃圾袋的身份隐藏码的加密信息，表示为

(3)某批垃圾袋的垃圾分类号批量生成

根据该批垃圾袋中单件垃圾袋的批量身份码(各个垃圾分类码制码日期、垃圾类别、垃圾分类序号信息)的不同，分别执行单个垃圾分类号生成步骤，即可实现该批垃圾袋的垃圾分类号批量生成，其中单件垃圾袋的垃圾分类号生成步骤描述如下，

首先，从垃圾袋身份码中抽取出垃圾分类码的制码日期(M_k+L+p+n-1M_k+L+p+n)、垃圾类别(M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2)、垃圾分类序号信息(M_k+L+p+n+3M_k+L+p+n+4)，将制码日期逐个字符利用bin2dec()函数转换成数值型数据，得到数值序列R＝{R₁,R₂}，将垃圾分类序号信息逐个字符利用bin2dec()函数转换成数值型数据，得到数值序列F＝{F₁,F₂}，

然后，按照如下(9)、(10)公式分别计算得到Logistic混沌映射的初值和参数

令则

由混沌映射的初值和外部密钥对如下公式(11)所示Logistic混沌映射进行迭代，式中k表示迭代次数(k＝1,2,...)、表示第k次迭代得到的混沌信号，

得到混沌信号序列从序列中第m个元素开始依次间隔n₁个元素取1个元素以形成长度为的混沌信号序列同时从序列中第m个元素开始依次间隔n₂个元素取1个元素以形成长度为的混沌信号序列

接着，根据垃圾类别(M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2)对某批垃圾袋的身份隐藏码加密信息，数值序列CP1、CP2采取如下操作，

如果M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2＝“01”，则将混沌信号序列按升序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对数值序列CP1进行置乱，得到置乱后的数值序列同时将混沌信号序列按升序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对低位组合二进制序列CP2进行置乱，得到置乱后的数值序列

如果M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2＝“02”，则将混沌信号序列按升序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对数值序列CP1进行置乱，得到置乱后的数值序列同时将混沌信号序列按降序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对低位组合二进制序列CP2进行置乱，得到置乱后的数值序列

如果M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2＝“03”，则先将混沌信号序列重组，得重组后的混沌信号序列再将混沌信号序列按降序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对数值序列CP1进行置乱，得到置乱后的数值序列同时将混沌信号序列按升序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对低位组合二进制序列CP2进行置乱，得到置乱后的数值序列

如果M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2＝“04”，则先将混沌信号序列重组，得重组后的混沌信号序列再将混沌信号序列按降序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对数值序列CP1进行置乱，得到置乱后的数值序列同时先将混沌信号序列重组，得重组后的混沌信号序列再将混沌信号序列按降序排序，根据混沌信号序列排序前、后的位置变化置乱规则，对低位组合二进制序列CP2进行置乱，得到置乱后的数值序列

其中，运算表示得到一个不大于的整数，

最后，将数值序列逐个元素组合并转换为汉字字符，得到汉字序列即为垃圾分类号，其中汉字序列C的长度为

根据该批垃圾袋中单个垃圾分类号生成过程，依次进行该批垃圾袋的各个垃圾分类号的生成；

(4)某批垃圾袋的垃圾分类码组合与垃圾分类二维码生成

将垃圾袋身份标识码(M₁M₂...M_kM_k+L+p+1M_k+L+p+2...M_k+L+p+n-2)、制码日期(M_k+L+p+n-1M_k+L+p+n)、垃圾分类号垃圾类别(M_k+L+p+n+1M_k+L+p+n+2)、垃圾分类序号信息(M_k+L+p+n+3M_k+L+p+n+4)进行组合，生成该批垃圾袋中单个垃圾分类码，接着生成QR Code，即垃圾分类二维码，按此规则可批量组合生成该批垃圾袋的垃圾分类二维码。