第四章数据自动采集技术

2020 4 12 1 第一节条形码概述 一 条形码的早期发展条形码最早出现于20世纪40年代 近20年得到实际应用和迅速发展 40年代后期 美国乔 伍德兰和贝尼 西欠弗两位工程师就开始研究用代码表示食品项目和相应的自动识别设备 并于1949年获得专利 公牛眼 代码 2020 4 12 2 1959年GIRADFEISSEL申请专利 将0 9中的每个数字用七段平行条表示 不久E F BRINKER获得了将条形码标识用在有轨电车上的专利 60年代后期 西尔韦尼亚发明了一种被北美铁络系统所采纳的条形码系统 2020 4 12 3 二 条形码的现代应用1969年美国电子现金收款机的问世 加速了条形码技术在商业领域中的应用和推广1970年美国超级市场AdHoc委员会制定了通用商品代码 UPC UniversalProductCode 1971年 布莱西公司研制出 布莱西码 及相应的自动识别 用于库存验算1972年 莫那奇 马金等人研制出库德巴码 至此美国的条形码技术进入了新的发展阶段 2020 4 12 4 1973年美国统一编码委员会 UCCUniformCodecouncil 成立 选定IBM提出的通用产品代码UPC为美国产品统一的标识符号 建立了UPC条形码系统 1974年DAVIDEALLAIR推出了39码 很快被美国国防部采用 后广泛应用于工业领域 39码是第一个字母 数字式的条形码 2020 4 12 5 1976年UPC系统在北美超市获得成功使用 鼓励了欧洲 欧洲在美国UCC影响下 在UPC 2码基础上 制定出欧洲物品编码EAN码 正式成立了欧洲物品编码协会 EANEuropeanArticleNumbering 欧洲共同体的法国等12国于1977年正式成立了欧洲商品编码协议备忘录 以及物品符号标志通用规范1981年EAN组织发展成为国际性组织 称为 国际物品编码协会 IAN 历史习惯该组织仍称为EAN EAN为世界各国提供了一个唯一的编码系统和标识方法 2020 4 12 6 三 条形码在亚洲 在亚洲 几乎所有国家和地区都成立了货品编码协会 并参加了EAN国际物品编码协会中国条形码技术的研究始于20世纪70年代末80年代初 条形码的应用系统是80年代末建立的1991年4月中国物品编码中心正式加入国际物品编码协会 EAN分配给中国的前缀码为 690 691 692 中国物品编码中心成立后不到一年 就组织了137个企业以国际条形码系统用户的名义申请 获得了条形码标记的使用权 2020 4 12 7 第二节条形码分类 一 按码制分类UPC码 是一种长度固定的连续型数字式码制 其字符集为数字0 9 北美在使用EAN码 字符编号结构与UPC码相同 也是长度固定的 连续型的数字式码制 其字符集是数字0 9 EAN兼容UPC 欧洲亚洲等国家使用 交叉25码 一种长度可变的连续型自校验数字式码制 其字符集为0 9 2020 4 12 8 39码 是第一个字母数字式码制 是长度可变的离散型自校验字母数字式码制 字符集为0 9 26个大写字母和7个特殊字符 Space 库德巴码 是一种长度可变的连续型自校验数字式编码 其字符集为数字0 9和6个特殊字符 128码 是一种长度可变的连续型自校验数字式码制 2020 4 12 9 93码 是一种长度可变的连续型字母数字式码制 其字符集位数字0 9 26各大写字母和7各特殊符号 Space 以及4个控制字符49码 是一种多行的连续型 长度可变的字母数字式码制 其字符集位数字0 9 26各大写字母和7各特殊符号 Space 3个功能键 F1 F2 F3 和3个变换字符其他码制 25码 11码 Plessey码等 2020 4 12 10 2020 4 12 11 二 条形码按维数分类 一 普通的一维条形码普通的一维条形码自问世以来 很快得到了普及并广泛应用 但是一维条形码的信息容量很小 二 二维条形码美国Symbol公司于1991年推出PDF417二维条码码 即便携式数据文件 其特点 信息容量大 250 1100字符 平方英寸编码范围广 数字化的任何信息保密 防伪性能好 译码可靠性高 普通码误码率百万分之二 而它为千万分之一 2020 4 12 12 容易制作且成本很低条形码符号的形状可变 三 多维条形码信息密度 即单位长度中可能编写的字母个数 通常记作 字母个数 cm 影响信息密度的主要因素是条 空结构和窄元素的宽度 2020 4 12 13 PDF417与IC卡及磁卡技术的比较 2020 4 12 14 第三节条形码结构一 条形码基本术语及其符号结构条形码 是一种信息符号 用特殊的图形来表示数字 字母信息和某些符号 2020 4 12 15 基本术语 条形码的符号 有静区和一组条形码按符号组合起来 用以表示一个完整数据的符号 条形码元素 用以表示条形码的条和空 条形码字符 用以表示一个数字 字母及特殊符号的一组条形码元素 条 在条形码符号中 反射率较低的元素空 在条形码符号中 反射率较高的元素 2020 4 12 16 位空 在条形码的符号中 位于两个相邻的条形码字符之间 且不代表任何信息的空 条高 在条的二维尺寸中较长的那个尺寸 条宽 在条形码符号中 排除两侧静区的那部分长度 2020 4 12 17 单位元素宽度 在条形码符号中 窄元素的标称宽度为单位元素宽度 用X表示 两种元素宽条型码 在条形码符号中 如果元素的宽度只有两种 即宽元素和窄元素 则称此种码制为两种元素宽条码 多种元素宽条型码 在条形码符号中 如果元素的宽度有三种或三种以上 则称此种码制为多种元素宽条码 2020 4 12 18 条形码逻辑值 对于两种元素宽条形码 宽元素的逻辑值为1 窄条形码的逻辑值为0 对于多种元素的宽条形码 若单位元素宽度上是条 则逻辑值为1 若单位元素宽度上是空 则逻辑值是0 连续码型 离散型条形码 在条形码符号中 如果两个相邻条形码字符之间存在位空 则称此种条形码制为离散型条形码 否则称为连续型条形码 长度固定 长度可变条形码 在条形码符号中 如果符号所包含的条形字符的个数是固定的 则称此种码制是长度固定条形码 否则称为长度可变条形码 2020 4 12 19 自校验条形码 如果一个印刷错误不引起一个字符被译成此码制中另一个字符 则称此种码制为自校验条形码 n k 码 具有多种元素宽度的连续条形码 又叫做 n k 码 N指条形码符中所含单位元素宽度的个数 k 指一个字符中条或空的个数 条形码符号密度 指单位长度中所能表示的条形码字符的个数 2020 4 12 20 条形码字符集 指条形码制中所给定的数据字符的范围 主要有两种 数字字符集 包含0 9及一些特殊字符 字母 数字式字符集 包含0 9 字母A Z及一些特殊字符 污点 空及静区中出现的与条的反射率相近的点 疵点 条中出现的与空的反射率相近的点 对比度 条形码符号空的反射率RL和条的反射率RD之差与空的反射率RL的比值 用符号PCS表示PCS RL RD RL 2020 4 12 21 二 条形码符号的结构 一个完整的条形码符号由两侧静区 起始字符 数据字符 校验字符 可选 和终止字符组成 静区 没有任何印刷符号或条形信息起始字符 条形码符号的第一位字符 阅读器首先确认此字符的存在 然后处理由扫描器获得的一系列脉冲 条形码符号的结构 2020 4 12 22 数据字符 由条形码字符组成 用于代表一定的原始数据信息终止字符 用于识别一个条形码符号的结束校验字符 当符号中的各个字符被解码时 译码器将对其进行同一种算术运算 并将结果与校验字符比较 若两者一致时 说明读入的信息有效 2020 4 12 23 三 UPC码的编码UPC码 UPC A码 12位数 和UPC E码 6位数 2020 4 12 24 UPC A码由其中间隔离条分成前六位字符和后六位字符前6位字符称左手字符 后6位称右手字符 左手字符的第一位数代表 国别 接后的5位代表产品的制造商 右手字符的前5位代表此产品的代码 用以确认产品的特征 属性等 UPC E码符号 表示6位数 由两个左警戒线和三个右警戒线封装 2020 4 12 25 UPC A码的校验方法 1 将12位字符从右到左顺序编号 校验字符为第一号2 从第2号开始 将所有偶数号位置上的字符值相加 然后乘以3 3 从第3号位置开始 将所有奇数位置上的字符值相加 4 将2 3 步骤的结果相加 能使之成为10的倍数的最小差值就是校验字符的值 例如 2020 4 12 26 UPC码的尺寸 UPC码单位元素宽度X的最小值为0 19mm在一个条形码符号中 X是恒定的 条形码符号的最小静区宽度是9X 为了获得最佳的扫描效果 静区的宽度最好在6 35mm以上 UPC码的公差范围 2020 4 12 27 四 EAN码的编码 EAN码有两种类型 即EAN 13码和EAN 8码 EAN 13码表示13位数据 EAN 8码表示8位数据EAN 13码前两位数 或三位 为国别号 接下去五位数 或四位 代表制造商 在接下去的五位数字代表此产品的代码 最后一位为校验字符EAN 8码适用于包装面积较小的商品 前两位数代表此产品的生产国家或地区 接下去五位数为产品代码 最后一位为校验字符 2020 4 12 28 EAN码的校验方法 EAN 13码的校验字符值的计算方法与UPC A码的校验字符值的计算方法雷同例如 一品滇红 红茶条形码为6920769200111 其校验位的计算如下 第一步 将此13位数从右到左顺序编号 校验字符为第1号第二步 结果 9 0 6 2 0 1 3 54第三步 结果 6 2 7 9 0 1 25第四步 结果 54 25 79 使79成为10的倍数80的最小差值为1 码的校验字符为1 2020 4 12 29 五 商品单元的基本术语 消费单元 通过零售渠道直接销售给最终用户的商品包装单元 一般采用EAN 13 UPC 12代码定量消费单元 是指按照商品件数计价销售的消费单元变量消费单元 是指按照基本计量单位计价 以随机数量销售的消费单元储运单元 为便于搬运 仓储 订货等 由消费单元组成的商品包装单元 2020 4 12 30 定量储运单元 由定量消费单元组成的储运单元变量储运单元 由变量消费单元组成的储运单元货运单元 在供应链上用于运输目的的所有商品单元消费 储运 货运三种单元的关系 在特定情况下三者相同储运单元条形码 如EAN 14 在13位码左加一位 0 商品单元为箱子或纸箱 1 托盘 2 单元比托盘大 3 未定义 4 厂商定义 内部使用 2020 4 12 31 第四节条形码设计 一 条形码码制选择的相关因素应用系统的类别条形码的字符集条形码的密度条形码的安全可靠性其他因素 2020 4 12 32 应用系统的类别 应用系统可分为两大类开环系统 一类应用系统是具有社会性的 即社会各个不同职能部门利用条形码载体进行管理的条形码 例如在物资流通管理中闭环系统 局限于某一个单位或某种场合的专用的条形码管理系统 如企业考勤在物品流通领域中 国际上通用的码必须是UPC码和EAN码 2020 4 12 33 条形码字符集 编码大多采用0 9数字 A Z字母等符号表示 有些系统的数据源只包括0 9十个数字 有些系统则包含更多的符号由于各种条形码码制的字符集不同 因此在开发条形码应用系统时 应该选择与应用系统所包含的信息相适应的条形码码制 2020 4 12 34 二 条形码编码库的建立以及条形码管理系统 编码库 就是表示一定意义的专用词且与条形码之间的对应关系 通过编码库可实现常用信息的输入条形码编码库通常分为两个部分 一个是管理目标与条形码之间的联系部分 一个是应用系统中操作命令等信息与条形码之间的联系部分管理目标编码是对所管理的内容进行的编码 2020 4 12 35 第五节条形码阅读器的选择 一 条形码自动识别系统的组成条形码自动识别系统一般由条形码自动识别设备 软件系统 应用软件等组成条形码自动识别设备包括 扫描器 译码器 计算机和打印设备 以及显示器条形码自动识别软件包括 扫描器输出信号的测量 条形码码制及扫描方向的识别 逻辑值的判断 以及阅读器与计算机之间的数据通信等几部分 2020 4 12 36 二 条形码阅读设备的分类与选择 分类在线式阅读器便携式阅读器条形码阅读器的种类 工作方式及性能选择的基本因素 2020 4 12 37 在线式阅读器 这类阅读器一般直接由交流电源供电 在阅读器与计算机或通讯装置之间由电缆连接 传递数据 便携式阅读器 配有数据存储器 通常由电池供电 适用于脱机使用的场合 当数据搜集后 先把数据存储起来 然后转储于主机 2020 4 12 38 条形码阅读器的种类 工作方式及性能 条形码阅读器包括 光电扫描器与译码器光笔条形码扫描器 是一种轻便的条形码读入装置 阅读条形码信息时 要求扫描器与待识读的条形码接触或离开一个极短的距离手持式枪型条形码扫描器 一般都装有控制扫描光束的自动扫描装置 阅读条形码时不需与条形码符号接触 阅读效果比光电笔扫描器要好 扫描速度快 2020 4 12 39 台式条形码自动扫描器 适合于不便使用手持式扫描方式阅读条形码信息的场合激光自动扫描器 最大的优点就是扫描光照强 可以远距离扫描且扫描景深长卡式条形码阅读器 一般都具有与计算机传送数据的能力 同时具有声光提示以证明识别正确与否便携式条形码阅读器 本身就是一台专用计算机 有的甚至就是一台通用微型计算机 2020 4 12 40 选择的基本因素 适用范围译码范围接口能力对首读率等参数的要求分辨率扫描属性条形码符号长度阅读器的价格特殊功能 2020 4 12 41 第六节条形码标准 一 建立条形码标准的组织为了便于物品跨国家和地区流通 适用物品现代化管理的需要 必须制定统一的条形码标准 包括条形码符号标准 使用标准和印刷质量标准 2020 4 12 42 二 条形码符号的尺寸标准 EAN码符号的尺度标准 EAN 13码 EAN 8码符号的标准单位元素宽度为0 33mm 可有0 8 2 0的放大系数UPC码符号的尺寸标准 标准单位元素宽度为0 33mm 其放大系数范围为0 8 2 0 2020 4 12 43 三 条形码的使用标准 条形码的使用标准主要包括两个方面 某一行业中采用何种码制条形码符号的标识位置条形码码制的选择 主要是根据条形码符号所代表的数据结构和所能编码的数据类型进行选择的条形码符号的标识位置 行业的不同 物品形状的不同决定了条形码符号的标识位置 在工业生产领域中 多标识在物品包装箱四个侧面的右下角 在商品流通领域中 均位于符号所在的面的左下角 2020 4 12 44 四 条形码的印刷质量标准 宽度公差 主要有条 空宽度公差 相似边缘距离公差 字符宽度公差污点 空隙和边缘粗糙度反射率和对比度 两个光学参数 背景反射率对比度 2020 4 12 45 五 中国的条形码标准 1990年中国物品编码中心开始制定中国的条形码标准 已经推出五个标准标准 条形码系统通用术语通用商品条形码 EAN码标准中国标准书号条形码标准 前3位为978的EAN码39条形码标准 用于运输 仓储 工业控制等库德巴条形码标准 用于医疗卫生等方面 2020 4 12 46 第七节条形码在物流信息系统中的作用 条形码技术应用于物流信息系统中 完成计算机的信息采集与输入 这将大大提高许多计算机管理系统的实用性物流行业是条形码技术的一个很重要的应用方面 在物资入库 分类 出库 盘点和运输等方面 可以全面实现条形码管理 2020 4 12 47 第八节射频技术 一 RFID概述 无线电射频技术 RFID RadioFrequencyId