徐州工程学院教学进度表.doc

徐 州 工 程 学 院 教 案 2014 年至 2015 年 第 二 学期 第 周 星期 课题名称（含教材章节）： 第二章 条码技术 教学目的和要求： 通过本章的学习，要求学生了解常用条码术语、掌握条码基本概念、条码符号的结构、条码的分类，熟悉编码容量、纠错方式、符号表示、条码的识读原理。 教学重点： 条码符号的结构、条码的分类、编码方法 教学难点：条码技术特点 教 学 内 容 （ 要 点 ）1. 信息编码技术：代码的定义、代码的作用；代码设计的原则、代码设计的方法、代码设计的种类、代码的校验和代码设计的步骤。2. 条码的基本概念和符号结构：常用条码术语、条码的编码理论、条码的分类、特殊条码、条码与数据库技术。3. 条码识读基本原理徐 州 工 程 学 院 教 案 纸第1节 条码的应用过程企业要使用条码来标识自己的产品，必须按照国家规定向国家物品编码中心申请 。第二节 物品的编码按照代码的特性，企业需要为每一个产品编制一个唯一的代码。厂商识别代码由710位数字组成，中国物品编码中心负责分配和管理。前3位代码为前缀码，国际物品编码协会已分配给中国物品编码中心的前缀码为690695。商品项目代码由52位数字组成，一般由厂商编制，也可由中国物品编码中心负责编制。校验码为1位数字，用于检验整个编码的正误。申请到厂商代码后，企业就可以为自己的每一种产品编制商品项目代码了。第3节 条码的生成与印制1.条码的生成 1）依照标准自行编制依照相关条码标准，按各种码制的编码原则、符号标准等，用户可以自己编制条码生成软件。2）商业化的编码软件商业化的编码软件可以让用户很方便地制作各类风格不同的证卡、表格和标签，具有强大数据库功能，能够实现图形压缩、双面排版、数据加密、数据库管理、打印预览和单个/批量制卡等功能，可以生成各种码制的条码符号。同时，可以向应用程序提供条码生成、条码设置、识读接收、图形压缩和信息加密等二次开发接口（用户自己可以替换），还可以向高级用户提供内层加密接口。2.条码的印制 1）预印制需要大批量印制条码符号时，应采用工业印刷机用预印制的方式来实现，一般采用湿油墨印刷工艺。尤其是需要在商标、包装装潢上将条码胶片、商标图案等制成同一印版，一起印出时，可大大降低成本和工作量。预印制按照制版形式可分为凸板印刷、平板印刷、凹板印刷和孔版印刷。2）现场印制现场印制方法一般采用图文打印机和专用条码打印机来印刷条码符号。图文打印机常用的有点阵打印机、激光打印机和喷墨打印机。这几种打印机可在计算机条码生成程序的控制下方便灵活地印刷出小批量的或条码号连续的条码标识。专用条码打印机有热敏、热转印、热升华式打印机，因其用途的单一性，设计结构简单、体积小、制码功能强，在条码技术各个应用领域普遍使用。3.印刷载体 通常把用于直接印制条码符号的物体叫符号载体。常见的符号载体有普通白纸、瓦楞纸、铜板纸、不干胶签纸、纸板、木制品、布带（缎带）、塑料制品和金属制品等。由于条码印刷品的光学特性及尺寸精度直接影响扫描识读，制作应严格控制。首先，应注意材料的反射特性和透明、半透明性。 其次，从保持印刷品尺寸精度方面考虑，应选用耐候性强、受力后尺寸稳定、着色牢度好、油墨扩散适中、渗洇性小、平滑度、光洁度好的材料。4.印刷技术印刷技术根据不同印刷条件、不同影响条码质量的因素和不同的印刷工艺参数分为柔版印刷和非柔版印刷。5. 条码符号的技术要求（1）机械特性。条码印制过程中，由于机械特性会出现一些外观上的问题，为了使识读设备能更有效的发挥作用，要求条码符号表面整洁，无明显污垢、皱褶、残损、穿孔；符号中数字、字母、特殊符号印刷完整、清晰、无二意性；条码字符无明显脱墨、污点、断线；条的边缘整齐，无明显弯曲变形；条码字符的墨色均匀，无明显差异。 1）条码符号尺寸公差2）条码原版胶片的条宽减少量3）缺陷4）边缘粗糙度5）油墨厚度（2）光学特性。条码印制过程中，对条码图像的光学特性的要求，主要包括条码的反射率、对比度和颜色搭配。6.条码符号位置 条码符号的识读效果在很多情况下，受印刷位置的影响。 商品条码符号位置可参阅国家标准GB/T142572008。其中确立了商品条码符号位置的选择原则，还给出了商品条码符号放置的指南。适用于商品条码符号位置的设计。 第4节 条码识读1.涉及扫描识读的概念 条码术语（中华人民共和国国家标准 GB/T 12905-2000 ）：条码识读器、扫描器 、译码 、译码器 、）光电扫描器的分辨率 、读取距离 、读取景深 、红外光源、可见光源 、光斑尺寸 、接触式扫描器 、非接触式扫描器 、手持式扫描器 、固定式扫描器 、固定光束式扫描器 、移动光束式扫描器 、激光扫描器 、CCD扫描器、光笔 、全方位扫描器 、条码数据采集终端 、高速扫描器。2. 条码识读系统的组成由扫描系统、信号整形、译码三部分组成 。(1)光源 扫描器所选用的光源种类很多，主要有半导体光源、激光光源，也有选用白炽灯、闪光灯等光源的。 半导体发光二极管又称发光二极管，它实际上就是一个由型半导体和型半导体组合而成的二极管。 激光器可分为气体激光器和固体激光器。激光与其他光源相比，有其独特的性质：有很强的方向性。单色性和相干性极好，其他光源无论采用何种滤波技术也得不到像激光器发出的那样的单色光。可获得极高的光强度。条码扫描系统采用的都是低功率的激光二极管。 (2)光电转换接收器接收到的光信号需要经光电转换器转换成电信号。手持枪式扫描识读器的信号频率为几十千赫到几百千赫。一般采用硅光电池、光电二极管和光电三极管作为光电转换器件。(3)放大、整形与计数条码识读系统经过对条码图形的光电转换、放大和整形，其中信号整形部分由信号放大、滤波、波形整形组成，它的功能在于将条码的光电扫描信号处理成为标准电位的矩形波信号，其高低电平的宽度和条码符号的条空尺寸相对应。这样就可以按高低电平持续的时间记数。(4)译码1）自动扫描条码符号的译码2）手动扫描的条码信号的译码(5)通信接口条码识读系统一般采用RS232或键盘口传输数据。条码扫描器在传输数据时使用RS232串口通信协议，使用时要先进行必要的设置。3.条码识读的基本原理 由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，信号经过电路放大后产生一模拟电压，它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤波、整形，形成与模拟信号对应的方波信号，经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。4.条码符号的光学特性条码符号是由宽窄不同，反射率不同的条、空按照一定的编码规则组合起来的一种信息符号。条码扫描器正是利用黑条和白空对光的反射率不同来读取条码数据的。条码符号不一定必须是黑色和白色，也可以印制成其他颜色，但两种颜色对光必须有不同的反射率，保证有足够的对比度。 5.光电转换、信号放大及整形 扫描器接收到的光信号需要经光电转换器转换成电信号并通过放大电路进行放大。扫描反射率曲线分析法采用的确定条码信号条空边界的方法是一种标准化的方法。6.识读设备的选择 与条码识读系统有关的基本概念 ：首读率、误码率、拒识率，扫描器的分辨率 ，工作距离和工作景深 ，扫描频率 ，抗镜向反射能力 ，抗污染、抗皱折能力。条码扫描器的选择原则：1）与条码符号相匹配2）首读率3）工作空间4）接口要求5）性价比第五节 条码质量检测1.条码质量指标 最低反射率（Rmin）、最高反射率（Rmax）、符号反差（SC）、总阈值（Global Threshold，GT）、空反射率（Rs）、单元（element）、单元边缘(element edge)、边缘判定（edge determination）、边缘反差（EC）、最小边缘反差（ECmin）、调制度（MOD）、单元反射率不均匀性（ERN）、缺陷（defects）、可译码性（decodability）。2.质量检测手段 （1）检验方法1）外观。直接观察或用放大镜、显微镜检验。2）反射率。通过测量反射密度进而转换成反射率的方法求得。3）尺寸误差。采用等精度测量方法。4）空白区尺寸。用钢板尺测量条码空白区尺寸。5）条高。同空白区尺寸的测量方法。6）数字、字母尺寸。同空白区尺寸测量方法。7）校验码。对于校验码的检验和条码字符的检验同时进行，一般不需要单独测量。8）译码正确性。用条码识读器识读条码符号的结果与目测核对，来确定译码的正确性。9）放大系数。用钢板尺测量条码的长度尺寸再与放大系数为1.0的条码长度尺寸求比而得。10）印刷厚度。用测厚仪测量被测条码的条、空尺寸之差而得到。11）印刷位置。用目测直接判断条码位置是否合格。（2）检验设备 1）放大倍数为50X以上的显微镜或相应倍率的放大镜。2）网形目镜测微尺。3）最小分度值为0.5mm 的钢板尺。4）最小分度值为0.01mm的测厚仪。5）条码检测仪。如Codascan，Inspector Analyzer4100，CTS-901等。3.常见质量问题与解决方案1）码制。在商品包装上只能印刷商品条码，即UPC码或EAN码。 2)商品条码的唯一性。在企业生产的商品中，如出现一物多码或多物一码，这就违反了商品条码唯一性的原则，被视为不合格条码。 3）外观。在条码标识上出现明显的印刷缺陷如断线、污点、脱墨、虚晕、条边缘不规则粗糙（如图2-14（b）、皱折、穿孔等都视为不合格条码标识。4）反射率、PCS值。由于条码符号中条空颜色搭配错误，造成条空反射率、PCS值不符合GB 12904-1998商品条码标准中条码光学特性要求，则视为不合格。5）条高。条码符号中条高尺寸被任意截短，达不到标准条码尺寸2/3的条码，视为不合格。6）放大系数。条码放大系数大于2.0或小于0.8的视为不合格。7）空白区尺寸。商品条码EAN、UPC码的空白区的最小尺寸是随着放大系数的不同而变化的，一般左、右侧空白区的尺寸应不小于5mm宽为好。8）译码。如果经扫描识读后显示出的条码数字与原印条码符号上的数字不符则视为不合格条码标识，经扫描不识读的也视为不合格条码标识。9)尺寸误差。尺寸精度是条码检测中最重要的项目之一，经条码检测仪扫描后，条、空尺寸有一项超差就视为不合格条码标识。10）条码位置。条码标识的位置使条码发生变形、遮挡，或扫描困难、内容物条码外露等视为不合格条码标识。第六节 条码防伪技术国内应用的防伪技术可分为十大类17种，即纸张（纸张类有水印纸、安全线纸、彩纤彩点纸）、印刷（印刷类有多色接线印刷、双面对印、凹印）、油墨（油墨类有荧光油墨、磁性油墨、温变光变油墨、防涂改油墨）、激光全息图像、电码电话查询、纹理网络查询、重离子微孔图、激光制图等。国外防伪技术有14类，即激光全息、光学变色膜、图像扰频、抗体源辨认、温变油墨、光激活化合物、条码扫描油墨、微型粒子、磁条、CVV密码、智能卡、软件锁、Digiscan、神经网络等。 正在研究的防伪技术有6类，指纹加密、遗传密码加密、声纹加密、手背脉纹加密、纸张加密、光学防伪膜等。具有防伪功能的条码只有两种，一种是红外隐形条码，它包括覆盖式隐式条码、光化学处理的隐形条码、隐形油墨印刷的隐形条码；另一种是荧光条码。1.多功能覆隐条码技术隐形条码是多功能覆隐条码系统的防伪标识。隐形条码，是在保持条码原有几何结构不变的情况下，运用专用设备，对条码进行光化学处理，使条码的PCS值条、空对比度降到0，但仍然能够被专用的阅读设备识读，而不能被拷贝，保留了所有黑白条码固有的性质、功能，使之同样能够参与管理，同时，为使用者提供了一个重要的扩展功能防伪、证伪功能。多功能覆隐条码专用扫描器，是专为多功能覆隐条码系统自行研究开发的扫描器。 多功能覆隐条码系统的特点：（1）一次性使用纸质隐形码有利于商品防伪；采用介质覆盖隐形和特定识读扫描器，保密可靠不能复制。（2）隐形介质无毒无味，符合卫生要求；条码信息不会被隐形化介质所损坏。（3）扫描器能兼容扫描，即可扫描隐形条码，也可以扫描通用的黑白条码。2.金属条码 金属条码识读距离为0.35m ；最窄条码宽度可达0.2mm ；金属条码签的厚度为0.060.20mm，重量轻，其韧性高于纸码，而可弯曲度与纸质条码签一样，能承受一定力的外物对它的搓揉和碰击，而不影响其识读效果。在生产时可制成连号流水码或各种不同内容的条码签。1)识读原理金属条码可采用常用的激光扫描器识读，也可采用CCD、笔式描器或槽式识读器来识读。金属条码扫描器是识读金属条码最理想的选择。金属条码扫描器的识读是根据电涡流位移传感器、振动传感器原理来实现的。2)应用领域金属条码系统能广泛应用于自动控制、检测、自动化管理；用于机械产品、电子产品、医疗器械、压力容器、武器弹药、军事仓库的管理系统；用于重要证照、信用卡的保密登记及管理。用于机械、电子、化工产品的标识，条码防伪管理；能源部门的电力变压器、压力容器、供电器材的标识，条码防伪管理；对进行中的机动车辆进行动态管理；使用寿命长，环境恶劣又不易接近的有毒、易燃易爆的物品及立体仓库也可以进行远距离识读条码的管理；在军事领域里，用于武器、弹药、车辆的管理和士兵衣服袖口上作姓名、血型等标识管