物流信息管理第三章信息采集与识别技术ppt课件.ppt

第三章信息采集与识别技术 物流信息管理 1 2 导引 3 要点 3 1信息的分类与编码3 2条形码技术3 3典型条码应用3 4无线射频技术3 5其它识别技术 4 第1节信息分类与编码 1 1物品编码方法1 2自动识别技术 5 代码 又称编码 是代表事物名称 属性 状态等的符号 为了便于计算机处理 一般用数字 字母或它们的组合来表示 代码的功能 它为事务提供一个概要而不含糊的认定 便于数据的存储和检索 使用代码可以提高处理的效率和精度 提高了数据的全局一致性 是任何计算机的共同语言 是两者交换信息的工具 邮政编码 学号 条形码 1 1物品编码方法 6 1 代码的种类 顺序码又称系列码 是由连续数字组成 对代码对象从头开始按自然数顺序进行连续编码 优点 简单明了 短小精悍缺点 顺序码由于没有逻辑含义做基础 一般不能说明信息的任何特征 不易进行分类处理 且新加的代码只能列在最后 删除则造成空码 块码一种特殊的顺序码 它将顺序码分成若干段 块 每段代表一定类型的编码对象 这种代码允许扩充 7 层次码又叫分组码 区间码 把数据项分成若干组 每一区间代表一个组 码中数字的值和位置都代表一定意义 优点 信息处理比较可靠 排序 分类 检索等操作易于进行 代码对象分类基准明确 每一组都有特定的分类意义 容易记忆与追加 缺点 码的长度与它分类属性的数量有关 有时可能造成很长的码 占用位数较多 许多情况下 码有多余的树 维修也比较困难 十进位码一种特定的层次码 码中每一位数字代表一类 常用于图书分类等 特征码 问题 身份证 8 2 代码的设计 确定编码对象 明确编码要求编写代码设计书决定代码种类决定代码的位数决定是否采用校验码制定编码原则编写代码校验码设计先将各位编码乘以权因子 求出各位之积 再将各位积相加求和 然后各位之和取模M的余 即S M 商 余数R R即可作为校验位的值 9 注意事项 惟一性合理性标准化 例如 如果源代码为12345 取 11 为模 则 算术级数 乘积之和 1 6 2 5 3 4 4 3 5 2 50求余数50 11 4余6代码可写为123456几何级数 代码123454质数级数 代码123450 稳定性可扩充性 10 3 物流编码 储位编码货品编码 11 1 2自动识别技术 自动识别技术是用机器识别对象的众多过程总称完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统 应用程序接口 中间件 和应用系统 12 自动识别技术的分类方法很多 可以按照国际自动识别技术的分类标准进行分类 也可以按照应用领域和具体特征的分类标准进行分类 13 第2节条形码技术 2 1条码概述2 2条码识读2 3条码印制2 4条码应用系统 视频 我不是购物狂 14 自动识别数据采集技术自动识别数据采集技术是指对计算机系统 可编程逻辑控制器或其他微处理设备进行非键盘输入的数据输入方法 条码诞生20世纪40年代后期 美国乔 伍德兰德和贝尼 西尔佛两位工程师就开始研究用条码表示食品项目以及相应的自动识别设备 并于1949年获得了美国专利 该图案很像微型射箭靶 称作 公牛眼 条码 15 70年美国在食品杂货业进行条码应用尝试 美国超级市场AdHoc委员会制定了通用商品代码 UPC 代码 73年成立美国统一代码委员UCC 确定UPC码在美国 加拿大推广应用74年欧洲十二国成立欧洲条码系统筹备委员会77年成立欧洲物品编码协会 推出与UPC码兼容的EAN码 81年改名为国际物品编码协会 仍简称EAN2002年11月UCC正式加入EAN 实现EAN和UCC的联合GS1 全球第一商务标准化组织 16 条形码 简称条码 是由一组规则排列的条 空及字符组成的 用以表示一定的信息 并能够用特定的设备识读 转化成与计算机兼容的二进制和十进制数字信息 条 指对光线反射率较低的部分 空 指对光线反射率较高的部分 2 1条码概述 17 1 条码符号表示 18 编码方法宽度调节法模块组织法编码容量纠错方式条码符号集与符号密度 19 2 条码的分类 20 二维条码二维条码 two dimensionalBarCode 在水平和垂直两个方向上存储信息的条码 可以把物品信息描述在内 还可加密存储图像 通过扫描器的识别可以直接读出物品的类型 规格 特性和注意事项等信息 能防止错误 而且还能纠正错误 即使条码部分损坏 也能将正确的信息还原出来 21 二维条码通常分为两种类型行排式二维条码矩阵式二维条码 22 交叉25条码25条码是一种只有条表示信息的非连续型条码 每一个条码字符由规则排列的5个条组成 其中有两个条为宽单元 其余的条和空及字符是窄单元 交叉25条码是一种条 空均表示信息的连续型 非定长 具有自动校验功能的双向条码 交叉25条码起初广泛应用于仓储及重工业领域 1987年开始用于运输包装领域 1997年我国制定了交叉25条码的标准 主要应用于运输 仓储 工业生产线 图书情报等领域的自动识别管理 23 39条码39码是第一个可表示字母数字的编码 1974年由Intermec公司推出 其字符集为数字0 9 26个大写字母和7特殊字符 Space 共43个字符 每个字符由9个元素组成 其中有5个条 2个宽条 3个窄条 和4个空 1个宽空 3个窄空 它常用 作为起始 终止符 是长度可变的离散型自校验码制 在汽车行业 经济管理 医疗卫生及邮政 储运单元 图书及票证的自动化管理中得到了广泛应用 24 库德巴条码库德巴码 Codebar 出现于1972年 其字符集为数字0 9和6个特殊字符 共16个字符 长度可变 能自动校验 主要用于仓库 图书情报 血库和航空快递包裹等方面的自动识别 库德巴条码具有双向可读性 在阅读库德巴条码符号时 扫描方向的判定是通过终止符和起始符来实现的 库德巴条码是一种具有强自校验功能的条码 25 PDF417每一符号都是由4个条和4个空共17个模块构成 PDF417码符号由多层堆积而成 其层数为3 90层 每一层条码符号由起始 终止符 每层的左右指示符及1 30个符号字符组成 26 3 条码的特点 简单信息采集速度快采集信息量大可靠性高灵活 实用自由度大设备结构简单 成本低 27 2 2条码的识读 条码识读系统的一般由数据源 条形码阅读器 计算机 应用软件等组成 28 1 条码识读设备 条形码阅读器主要有 光笔条码扫描器手持式枪形条码扫描器台式条码扫描器激光式扫描器卡式条码扫描器便携式条码扫描器 编码规则及标准符号表示技术条码技术识读技术印刷技术条码应用系统设计技术 29 2 条码数据采集器 把条码识读器和具有数据存储 处理 通信功能的手持数据终端设备结合在一起 成为条码数据采集器 简称数据采集器 30 2 3条码印制 注册商品条码的管理质量 31 现场印刷常采用的技术有 热敏式 热转式 点阵式 喷墨式 激光式等非现场印刷一般采用 凸版印制 平板印制 凹版印制 热冲印制 激光照排或数字化处理等 小小条码引来大官司 1 条码的印刷 32 编辑 软件演示 33 2 条码的检测 商品条码条码符号印制质量 GB T18348 2008 3 防伪条码 红外隐形条码荧光条码 34 2 4条码应用系统 建立商店自动销售管理系统 35 1 条码与数据库系统集成 一维条码只能用来标识某个对象 但不能描述该对象 当通过条码扫描设备将条码信息输入到计算机中时 该条码代表的特征信息只能借助与终端相连的后台数据库得到 POS 36 2 条码的应用 37 收货Receiving 收货确认Rec Confirmation Optional Inspection 入库单InboundAdvice 存放Putaway 分配库位规则LocatingRule PaperConfirmation纸单方式HT便携式确认RF 入库InboundFlow 扫描条码与入库单据比较 检验品种 数量 到货通知 订单Pre Alert 状态跟踪 38 收货 Confir mation 存放 存放 取货Pick 取货计划PickPlanning 存放规则 补货Replenishment 配套Kit ing assembly 包装 标签Packing Label 出库运输Shipment Pre Alert Basedon RulesOrdersResourcesHistory Basedon Rules e g FIFO LIFO bylot batch OrdersResources 取货规则PickingRules 补货规则Repl Rules 状态跟踪 状态跟踪 出库OutboundFlow 39 第3节典型条码应用 3 1商品条码3 2储运条码3 3QR码 40 41 42 1 零售商品条码 EAN码EAN 13EAN 8 3 1商品条码 43 条码结构中国大陆的代码是690 695 美国的代码是00 13 中国香港的代码是489 中国台湾的代码是47l 法国的代码是30 37 缩短版商品条码由8位数字组成 在我国 由中国物品编码中心统一分配 X1 校验码 在计算校验码时 需在缩短版商品条码代码前加5个 0 然后按标准版商品条码校验码的计算方法计算 44 校验码按算法求得 用于防止扫描阅读错误 校验码是根据X1 X2的数值按一定的数学算法计算而得 具体计算方法是先将代码自左向右编号 求出所有偶数位上数字之和的3倍 再加上奇数位上数字之和的结果 取个位数的补数 即为校验码的值 条码692900012345C的校验码C值是多少 45 EAN 13的每一条码数字符由2个条和2个空构成 每一条或空由1 4个模块组成 每一条码字符的总模块数为7 用二进制 1 表示条的模块 0 表示空的模块 一个标准模块的宽度为0 33mm 尺寸 46 UPC码UPC条码是1973年由美国统一代码委员会 UCC 制定的一种码制 有UPC A和UPC E条码 UPC A包括12位数字 UPC A条码与前置码为 0 的EAN 13条码兼容 UPC E是由8位数字组成 是将系统字符为0的UPC A代码进行消零压缩所得 只有当商品很小 无法印刷表示UPC A时 才允许使用代码 47 图书条码国际标准书号由ISBN冠头 后接四段10位数字 组号 是国家 地区 语言或其他组织集团的代号 中国组号为 7 出版社号 由国家标准书号中心分配的出版社代号 书序号 由出版社分配的图书出版的序号 通常这部分作为出版社管理图书的标识 校验码 用作书号编码的计算机校验 10位数字各段之间用一个连字符相连接 利用图书本身的ISBN编号 按EAN和ISBN协议规定 将978作为图书商品的前置码进行编码 本书的条码 48 变量零售商品的代码用于商店内部或封闭系统中的商品消费单元 前缀码为20 24的商品条码 用于标识商店自行加工店内销售的商品和变量零售商品 8位店内条码的前缀码为2 2 变量贸易项目代码 49 价格为28 75元 代码位置序号1234加权因子2 2 35 价格代码2875查表得加权积4513求和4 5 1 3 13用3乘以第二步结果 39取乘积的个位数字9为所求价格校验码 价格或度量值代码的检验码的计算 50 3 特殊情况下的编码 产品变体的编码 如果制造商决定产品的变化 如含不同的有效成份 与标准产品同时存在 那么就必须另外分配一个单独且唯一的商品标识代码 组合包装的编码 如果商品是一个稳定的组合单元 其中每一部分都有其相应的商品标识代码 一旦任意一个组合单元的商品标识代码发生变化 或者组合单元的组合有所变化 都必须分配一个新的商品标识代码 51 促销品的编码 商品的促销变体如果影响产品的尺寸或重量 必须另行分配一个不同的 唯一的商品标识代码 例如 加量不加价的商品 附赠品的包装形态 商品标识代码的重新启用 根据EAN UCC规范 按照国际惯例 一般来讲 不再生产的产品自厂商将最后一批商品发送之日起 至少4年内不能重新分配给其他商品项目 对于服装类商品 最低期限可为两年半 52 3 2储运条码 53 1 ITF14 储运单元条码储运单元条码是专门标识储运单元编码的条码 又可分为定量储运单元和变量储运单元编码 54 定量储运单元一般采用13位或14位数字编码 变量储运单元编码由14位数字的主代码和6位数字的附加代码组成 55 56 57 2 UCC EAN 128条码EAN 128条码是唯一能表示EAN UPC标准补充码的条码符号 是一种连续型 非定长 有含义的高密度代码 EAN 128条码的符号特点 EAN 128时由一组平行的条和空组成的长方形图案 除终止符有13个模块组成 其他字符均由11个模块组成 58 在条码字符中 每3个条和3个空组成一个字符 终止符由4个条和3个空组成 条和空都有4宽度单位 可以从一个模块宽到4个模块宽 符号可以从左 右两个方向阅读 符号的长度取决于编码字符的个数 编码字符可以从3位到32位 含应用标识符 EAN 128条码由标识符和数据两部分组成 标识符是标志编码应用含义和格式的字符 其作用是指明跟随在标识符后面的数字所表示的含义 一般由2 4个数字组成 59 3 3QR码 1994年9月日本Denso公司研制成QRCode QuickResponseCode 它除具有一维条码及其他二维条码所具有的信息容量大 可靠性高 可表示汉字及图像多种文字信息 保密性强等优点外 还具有能高速全方位识读 能有效表示汉字等主要特点 其最大规格的符号版本可以容纳7089个数字字符 4296个字母字符或1817个汉字字符 60 QR码符号共有40种规格 即版本1 40 版本1的规格为21模块 21模块 版本2为25模块 25模块 以此类推 每一版本符号比前一版本每边增加4个模块 直到版本40 规格为177模块 177模块 1 QR码的组成 61 62 QR码的编码 数据分析数据编码构造最终信息在矩阵中布置模块掩模格式和版本信息 汉信码 63 工业自动化电子票务企业营销证照管理 2 QR码的应用 64 物品分类与编码要求 将宿舍物品进行分类 并用EAN13进行标识 所设计条码个数不低于100个名片设计要求 含有二维码 QR码 的个人名片 设计时应同时内容与美观 作业 65 第4节无线射频技术 4 1RFID概述4 2RFID工作原理4 3电子产品编码4 4智慧物流 视频 未来超市 66 4 1RFID概述 射频识别技术 RadioFrequencyIdentification RFID 是一种非接触式的自动识别技术 产生于20世纪90年代 其基本原理是电磁理论 利用无线电波对记录媒体进行读写 67 起源及发展二战 英国空军理论基础 1948年 HarryStockman发表的论文 用能量反射的方法进行通信 20世纪60年代欧洲出现了商品电子监视器2004年 沃尔玛宣布将要求其供应商在货箱和托盘上应用射频识别电子标签2009年 IBM提出的 智慧地球 68 1 RFID系统的基本组成 RFID系统通常由标签 读写器 计算机通信网络组成 69 电子标签标签 tag 也叫射频卡 射频标签 电子标签等 由芯片及天线组成 附着在物体上标识目标对象 每个电子标签具有唯一的电子编码 存储被识别物体的相关信息 射频标签相当于条码技术中的条码符号 用来存储需要识别传输的信息 与条码不同的是标签必须能够自动或在外力的作用下 把存储的信息主动发射出去 70 读写器读写器又称阅读器 询问器 是读取和写入电子标签内存信息的设备 一般先由读写器发射一个特定的询问信号 当电子标签感应到这个信号后 就会给出应答信号 应答信号中含有电子标签携带的数据信息 系统高层计算机网络系统 71 工作流程 标签进入射频场射频信号唤醒标签标签发送附加了数据的ID号读写器捕获数据读写器向计算机发送数据计算机决定操作动作计算机命令读写器读写器向标签发送数据 Reader Antenna Tag Computer 72 2 RFID系统的分类 工作频率低频标签 高频标签和微波标签 73 供电方式 有源射频标签 主动式标签 和无源射频标签 被动式标签 有源射频标签内部自带电池进行供电 电能充足 工作可靠性高 信号传送的距离远 Tag itSmartLabels 无源射频标签内部不带电池 要靠外界提供能量 无源射频标签具有永久的使用期 支持长时间的数据传输和永久性的数据存储 缺点是数据传输的距离要比有源射频标签小 74 信息存储方式 只读标签和读写标签只读标签内部只有只读存储器 ReadOnly Memory ROM 和随机存储器 RandomAccessMemory RAM 可读可写标签内部的存储器除了ROM RAM和缓冲存储器之外 还有非活动可编程记忆存储器 75 3 RFID系统类型 EAS系统EAS ElectronicArticleSurveillance 是一种设置在需要控制物品出入门口的RFID技术 这种技术的典型应用场合是商店 图书馆和数据中心等地方 当未被授权的人从这些地方非法取走物品时 EAS系统会发出警告 典型的EAS系统一般由三部分组成 附着在商品上的电子标签 电子传感器 电子标签灭活装置 以便授权商品能正常出入 监视器 在出口形成一定区域的监视空间 76 便携式数据采集系统便携式数据采集系统是使用带有RFID阅读器的手持式数据采集器采集RFID标签上的数据 这种系统具有比较大的灵活性 适用于不宜安装固定式RFID系统的应用环境 手持式阅读器 数据输入终端 可以在读取数据的同时 通过无线电波数据传输方式实时地向主计算机系统传输数据 也可以暂时将数据存储在阅读器中 成批地向主计算机系统传输数据 77 物流控制系统在物流控制系统中 RFID阅读器分散布置在给定的区域 并且阅读器直接与数据管理信息系统相连 信号发射机是移动的 一般安装在移动的物体 人上面 当物体 人流经阅读器时 阅读器会自动扫描标签上的信息并把数据信息输入数据管理信息系统进行存储 分析和处理 以达到控制物流的目的 78 定位系统定位系统用于自动化加工系统中的定位 以及对车辆 轮船等进行运行定位支持 阅读器放置在移动的车辆 轮船或者自动化流水线中移动的物料 半成品和成品上 信号发射机嵌入到操作环境的地表下面 信号发射机上存储有位置识别信息 阅读器一般通过无线的方式 有的采用有线的方式 连接到主信息管理系统 79 4 2RFID工作原理 射频识别标准体系主要由4部分组成 分别为技术标准 数据内容标准 一致性标准和应用标准 如船运标签 产品包装标签等 其中编码标准和通信协议 通信接口 是争夺得比较激烈的部分 它们也构成了RFID标准的核心 80 1 电子标签 RFID系统的射频标签由射频模块 存储器 控制模块及天线四个主要部分构成 81 技术标准主要有标签的能量要求 标签信息的读写速度 标签信息的传输速率 标签信息的容量 标签的封装尺寸 标签的读写距离 标签的可靠性 标签的工作频率和标签的价格等 82 RFID系统的读写器由三个主要部分组成 射频模块 用于发送和接收数据读写模块 接收射频模块传输的信号 译码后获得标签内信息 或将要写入标签的信息译码后传给射频模块 完成写标签操作 天线 是标签与读写器之间发射和接收射频载波信号的设备 2 读写器 83 电子不停车收费系统 ETC 是为了减少道路收费口处的交通拥挤 加快车辆通过收费口的速度而建设的 系统采用车载装置记录代付款协议等信息 插入IC卡后 当通过电子收费口时 利用收费口通信天线与车载设备之间的通信 在计算机收费系统和IC卡双方均完成对通行费的记录 从而实现电子结算收费 ETC 蓝牙 84 3 中间件 中间件是介于应用系统和系统软件之间的一类软件 通过系统软件提供基础服务 连接网络上不同的应用系统RFID中间件是介于前端读写器与后端应用程序之间的独立软件 它可以与多个读写器和多个后端程序相连 是RFID应用部署运作的中枢 85 BizTalkRFID 86 4 3电子产品编码 目前全球有五大射频识别标准组织 分别代表了国际上不同团体或国家的利益 这五大组织分别为EPCGlobal UID ISO IEC AIMGlobal和IP X 其中EPCGlobal和UID是实力最大的两大射频标准组织 视频 物联网 1 RFID标准组织 87 2 EPC系统 EPC ElectronicProductCode 系统是一个非常先进的 综合性的复杂系统 其最终目标是为每一个产品建立全球的 开放的标识标准 它由全球产品电子代码的编码体系 射频识别系统及信息网络系统组成 主要包括6个方面 88 EPC标签是指装载了产品电子代码的电子标签 它中存储的惟一信息是96位或64位产品电子代码 89 EPC主要工作流程为 在由EPC标签 读写器 EPC中间件 Internet ONS服务器 EPC信息服务以及众多数据库组成的实物互联网中 读写器读出的EPC只是一个信息参考 由这个信息参考从Internet中找到IP地址 并获取该地址中存放的相关物品信息 并采用分布式的EPC中间件处理由读写器读取的一连串EPC信息 90 UID Ucode编码采用128位记录信息 并能够以128为单元进一步扩展到256位 384位或512位 Ucode编码能包容现有编码体系 通过使用Ucode128字节这样一个庞大的号码空间 可以兼容多种国外编码 包括ISO IED和EPC 甚至电话号码 91 3 名称解析服务和信息发布服务 92 物联网应用过程包括5个基本组成部分 分别为电子产品编码 识别系统ID 包含读写器和电子标签 中间件 物联网名称解析服务 InternetofThingsNameService IOT NS 和物联网信息发布服务 InternetofThingsInformationService IOT IS IOT NS负责将电子标签ID解析成其对应的网络资源地址 IOT IS负责对物联网中的信息进行处理和发布 目前 物联网比较成熟的名称解析服务和信息发布服务是EPC系统 93 4 4智慧物流 1 物流箱将RFID标签嵌入物流箱 其目的在于希望通过每个物流单元从单品到包装以及托盘的跟踪 实现供应链全程追踪 追溯与及时响应 94 集装箱电子封条监管系统 95 2 数字化仓储通过每件货物的固定位置上粘贴电子标签 或在料箱 托盘等单元化产品上安装电子标签 然后采用RFID手持终端或固定读写器对标签信息进行采集 96 97 3 设备资产管理基于RFID技术的设备资产管理指的是将RFID标签粘贴于资产设备上