第3章物流信息采集技术ppt课件.ppt

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1、第3章 物流信息采集技术,3.1 条码技术3.2 RFID技术3.3 物流信息采集技术应用,3.1 条码技术,3.1.1 条码技术概述 3.1.2 商品条码3.1.3 二维条码3.1.4 条码识读技术,3.1.1 条码技术概述,1. 条码技术的产生与发展 条码最早出现在40年代，但得到实际应用和发展是在70年代左右。 早在 40年代，美国乔伍德兰德（Joe Wood Land）和伯尼西尔沃（Berny Silver）两位工程师就开始研究用代码表示食品项目及相应的自动识别设备，于1949年获得了美国专利。这种代码的图案如图,该图案很像微型射箭靶，被叫做“公牛眼”代码。,条码的产生与发展,1. 国

2、外条码的发展历史条码技术的萌芽期（20世纪40年代至20世纪70年代）条码技术普及期（20世纪70年代至20世纪80年代）条码技术成熟期（20世纪80年代至今） 2. 我国条码技术应用发展的历程技术启蒙阶段（20世纪70年代未到20世纪90年代初） 起步阶段（20世纪中期至21世纪初） 快速发展阶段（21世纪初至今）,条码技术发展过程中的主要事件,1949年 美国的N.J.Woodland申请了环形条码专利。1960年 提出铁路货车上用的条码识别标记方案。1963年 1963年10月号控制工程杂志上发表了描述各种条码技术的文章。1967年 美国辛辛那提的一家超市首先使用条码扫描器。1969年

3、比利时邮政业采用用荧光条码表示信函投递点的邮政编码。1970年 美国成立UCC；美国邮政局采用长短形条码表示信函的邮政编码。1971年 欧洲的一些图书馆采用Plessey码。1972年 美国提出库德巴码、交叉25码和UPC码。1974年 美国提出39码。1977年 欧洲采用EAN码。1980年 美国军事部门采纳39码作为其物品编码。,1981年 国际物品编码协会成立；实现自动识别的条码译码技术；128码被推荐使用。1982年 手持式激光条码扫描器实用化；美国军用标准military标准1189被采纳；93码开始使用。 1983年 美国制定了ANSI标准MH10.8M，包括交叉25码、39码和C

4、odebar码。1984年 美国制定医疗保健业用的条码标准。1987年 美国的David Allairs博士提出49码。1988年 可见激光二极管研制成功；美国的Ted Willians提出适合激光系统识读的新颖码制16K码。1986年 我国邮政确定采用条码信函分捡体制。1988年底 我国成立“中国物品编码中心(ANCC)”。1991.4 “中国物品编码中心”代表中国加入“国际物品编码协会”。,2 条码技术的特点,（1）输入速度快：与键盘输入相比，条码输入的速度是键盘输入的5倍，并且能实现“即时数据输入”。 （2）可靠性高：键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率为万分之一，

5、而采用条码技术误码率低于百万分之一。（3）采集信息量大：利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力。（4）灵活实用：条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。,9,条码与其他自动识别技术的比较,3 条码技术的基本概念,1）条码技术的基础术语（1） 条（BAR）：条码中反射率较低的部分，一般印刷的颜色较深。（2） 空（SPACE）：条码中反射率较高的部分，一般印刷的颜色较浅。（3） 空白区（CLEAR AREA）：条码左右两端外侧与空的反射率相同

6、的限定区域。（4） 起始符（START CHARACTER）：位于条码起始位置的若干条与空，标志条码符号的开始。阅读器确认后开始处理扫描。（5） 终止符（STOP CHARACTER）：位于条码终止位置的若干条与空，条码的最后一位字符，标志一个条码符号的结束，阅读器确认此字符后停止处理。（6） 中间分隔符（CENTRAL SEPERATING CHARACTER）：位于条码中间位置的若干条与空。（7） 条码数据符（BAR CODE DATD CHARACTER）：表示特定信息的条码符号。（8） 校验符（CHECK CHARACTER）：表示校验码的条码若干条与空，代表一种算术运算结果。阅读器解

7、码时，对读入的各字符进行规定的运算，运算结果与校验码相同，则规定此次阅读有效，否则不予读入。 。（9） 供人识别字符（HUMAN READABLE CHARACTER）：位于条码符的下方，与相应的条码相对应的、用于供人识别的字符。,2）条码技术的基础概念,（1）码制条码的码制是指条码符号的类型，每种类型的条码符号都是由符合特定编码规则的条和空组合而成。每种码制都具有固定的编码容量和所规定的条码字符集。条码字符中字符总数不能大于该种码制的编码容量。常用的一维条码的码制包括：EAN码、39码、交插25码、UPC码、128码、93码，及Codabar（库德巴码）等。,（2）条码字符集,条码字符集是指

8、某种码制所表示的全部字符的集合。有些码制仅能表示10个数字字符：0到9，如EANUPC码，25条码；有些码制除了能表示10个数字字符外，还可以表示几个特殊字符，如库德巴条码。39条码可表示数字字符：09，26个英文字母：AZ以及一些特殊符号。,（3）连续性与非连续性,条码符号的连续性是指每个条码字符之间不存在间隔，相反，非连续性是指每个条码字符之间存在间隔。从某种意义上讲，由于连续性条码不存在条码字符间隔，即密度相对较高，而非连续性条码的密度相对较低。但非连续性条码字符间隔引起误差较大，一般规范不给出具体指标限制。而对连续性条码除了控制尺寸误差外，还需控制相邻条与条，空与空的相同边缘间的尺寸误

9、差及每一条码字符的尺寸误差。,（4）定长条码与非定长条码,定长条码是指仅能表示固定字符个数的条码。非定长条码是指能表示可变字符个数的条码。例如：EAN/UPC码是定长条码，它们的标准版仅能表示12个字符，39码为非定长条码。,（5）双向可读性,条码符号的双向可读性，是指从左、右两侧开始扫描都可被识别的特性。绝大多数码制都可双向识读，所以都具有双向可读性。事实上，双向可读性不仅仅是条码符号本身的特性，它是条码符号和扫描设备的综合特性。,（6）自校验特性,条码符号的自校验特性是指条码字符本身具有校验特性。若在一条码符号中，一个印刷缺陷（例如，因出现污点把一个窄条错认为宽条，而相邻宽空错认为窄空）不

10、会导致替代错误，那么这种条码就具有自校验功能。例如39条码、库德巴条码、交插25条码都具有自校验功能；EAN和UPC条码、93条码等都没有自校验功能。,18,4 条码技术内容,1符号技术 符号技术主要研究各种码制条码的编码规则、特点及应用范围、条码符号的设计及制作、条码符号印刷质量的控制等。2识别技术 识别技术主要由条码扫描和译码两部分构成。3条码应用系统设计 条码应用系统由条码、识读设备、计算机及通信系统组成。系统设计主要考虑三个因素：条码设计、符号印制和识读设备。,19,5 条码的结构与类型,1）条码的结构2）条码的编码方法3）条码的标准4）常用条码类型,20,1）条码的结构,（1）模块

11、模块是指条码中最窄的“条”或“空”，模块的宽度通常是以mm或mil（千分之一英寸）为单位。 （2）重要参数密度。条码的密度是指单位长度的条码所表示的字符个数。宽窄比。对于只有两种宽度单元的码制，宽单元与窄单元的比值称为宽窄比。对比度。对比度是条码符号的光学指标。,21,（3）结构组成,一个完整的条码结构组成次序依次为： 静空区（前），起始符，数据符（中间分割符，主要用于EAN码），校验符，终止符，静空区（后）,22,2）条码的编码方法,（1）模块组合法 模块组合法是指条码符号中，条与空分别由若干个模块组合而成。一个标准模块的条表示二进制的“1”，一个标准模块的空表示二进制的“0”。,2空,2条

12、,2空,2条,7个模块,7个模块,1个字符,1个字符,23,（2）宽度调节法,宽度调节法是指条码中，条(空)的宽窄设置不同，宽单元表示二进制的“1”，窄单元表示二进制的“0”，宽单元的宽度通常是窄单元宽度的23倍。字符间隔 字符间隔 二进制,1 0 0 0 1,24,3）条码的标准国家制定的各类条码标准,4）常用条码类型,（1）条形码按码制分类UPC码：1973年，美国率先在国内的商业系统中应用于UPC码之后，加拿大也在商业系统中采用UPC码。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09。它采用四种元素宽度，每个条或空是1、2、3或4倍单位元素宽度。下节我们将详细介绍UPC-A

13、码和UPC-E码。,表 UPC码的各种版本,EAN码：1977年，欧洲经济共同体各国按照UPC码的标准制定了欧洲物品编码EAN码，与UPC码兼容，而且两者具有相同的符号体系。EAN码的字符编号结构与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09。它采用四种元素宽度，每个条或空是1、2、3或4倍单位元素宽度。EAN码有两种类型，即EAN-13码和EAN-8码。,交叉25码：交叉25码是一种长度可变的连续型自校验数字式码制，其字符集为数字09。采用两种元素宽度，每个条和空是宽或窄元素。编码字符个数为偶数，所有奇数位置上的数据以条编码，偶数位置上的数据以空编码。如果为奇数个数据

14、编码，则在数据前补一位0，以使数据为偶数个数位。,39码：39码是第一个字母数字式码制。1974年由Intermec公司推出。它是长度可比的离散型自校验字母数字式码制。其字符集为数字09，26个大写字母和7特殊字符（-、。、Space、/、%、+、$），共43个字符。每个字符由9个元素组成，其中有5个条（2个宽条，3个窄条）和4个空（1个宽空，3个窄空），是一种离散码。,库德巴码：库德巴码（Code Bar）出现于1972年，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。其字符集为数字09和6个特殊字符（-、：、/、。、+、$），共16个字符。常用于仓库、血库和航空快递包裹中。,128码：128码出

15、现于1981年，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。它采用四种元素宽度，每个字符由3个条和3个空，共11个单元元素宽度， 又称（11，3）码。它由106个不同条形码字符，每个条形码字符有三种含义不同的字符集，分别为A、B、C。它使用这3个交替的字符集可将128个ASCII码编码。,93码：93码是一种长度可变的连续型字母数字式码制。其字符集成为数字。09，26个大写字母和7个特殊字符（-、。、Space、/、+、%、$）以及4个控制字符。每个字符由3个条和3个罕，共9个元素宽度。 49码：49码是一种多行的连续型、长度可变的字母数字式码制。出现于1987年，主要用于小物品标签上的符号。采用

16、多种元素宽度。其字符集为数字09，26个大写字母和7个特殊字符（-、。、Space、%、/、+、%、$）、3个功能键（F1、 F2、F3）和3个变换字符，共49个字符。,其他码制：除上述码外，还有其他的码制，例如25码出现于1977年，主要用于电子元器件标签；矩阵25码是11码的变形；Nixdorf码已被EAN码所取代，Plessey码出现于1971年5月，主要用于图书馆等。,（2）按维数分类,普通的一维条码：普通的一维条码自本问世以来，很快得到了普及并广泛应用。但是由于一维条码的信息容量很小，如商品上的条码仅能容13位的阿拉伯数字，更多的描述商品的信息只能依赖数据库的支持，离开了预先建立的数

17、据库，这种条码就变成了无源之水，无本之木，因而条码的应用范围受到了一定的限制。,二维条码：除具有普通条码的优点外，二维条码还具有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强、易于制作、成本低等优点。美国Symbol公司于1991年正式推出名为PDF417的二维条码，简称为PDF417条码，即“便携式数据文件”。FDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件，是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。,多维条码：进入20世纪80年代以来，人们围绕如何提高条形码符号的信息密度，进行了研究工作。多维条形码和集装箱条形码成为研究、以展与应用的方向。,3.1.2

18、商品条码,1. 商品条码概论1）商品条码概述 商品条码有两大类：EAN条码和UPC条码，我国目前所用的多为EAN条码。商品条码是ANCC系统的一个重要组成部分，是ANCC系统发展的基础。它主要用于对零售商品、非零售商品及物流单元的条码标识。,零售商品,零售商品是指在零售端通过POS扫描结算的商品。其条码标识由全球贸易项目代码（GTIN）及其对应的条码符号组成。零售商品的条码标识主要采用EAN/UPC条码。一听啤酒、一瓶洗发水和一瓶护发素的组合包装都可以作为一项零售商品卖给最终消费者。,非零售商品,非零售商品是指不通过POS扫描结算的用于配送、仓储或批发等操作的商品。其标识代码由全球贸易项目代码

19、（GTIN）及其对应的条码符号组成。非零售商品的条码符号主要采用采用ITF-14条码或UCC/EAN-128条码，也可使用EAN/UPC条码。一个装有24条香烟的纸箱、一个装有40箱香烟的托盘都可以作为一个非零售商品进行批发、配送。,物流单元,物流单元条码是为了便于运输或仓储而建立的临时性组合包装，在供应链中需要对其进行个体的跟踪与管理。通过扫描每个物流单元上的条码标签，实现物流与相关信息流的链接，可分别追踪每个物流单元的实物移动。物流单元的编码采用系列货运包装箱代码（SSCC-18）进行标识。一箱有不同颜色和和尺寸的12件裙子和20件夹克的组合包装，一个含有40箱饮料的托盘（每箱12盒装）都

20、可以视为一个物流单元。,2）商品条码数据结构,GTIN(全球贸易项目代码)是为全球贸易项目提供唯一标识的一种代码（或称数据结构）。 GTIN是唯一的、无含义的、多行业的、全球认可的代码。有四种编码结构：EAN/UCC-13、EAN/UCC-8、UCC-12以及EAN/UCC-14，前三种结构也可表示成14位数字的代码结构。,表 全球贸易项目代码数据结构,前三种编码结构用于通过零售渠道销售的贸易单元，即通过POS结算进行销售的贸易单元。第四种结构用于由相同贸易项目组成的包装单元。,3）商品编码原则,（1）惟一性（2）稳定性（3）无含义性,2. 零售商品标识代码与条码符号表示,零售商品条码的代码是

21、按照国际物品编码协会（EAN）统一规定的规则编制的，分为标准版和缩短版两种。标准版商品条码的代码由13位阿拉伯数字组成，简称EAN-13码。缩短版商品条码的代码由8位数字组成，简称EAN-8码。EAN-13码和EAN-8码的前3位数字叫“前缀码”，是用于标识EAN成员的代码，由EAN统一管理和分配，不同的国家或地区有不同的前缀码。中国的前缀码目前有三个：690、691、692。,1）零售商品编码结构,（1）标准版商品条码的代码结构对于我国商品条码的代码而言，由690、691、692三个前缀码构成的EAN-13码有如下两种结构：,注：1）Xi（I=1-13）表示从右至左的第i位数字代码. 2）G

22、B12904-1998还规定了结构三，但目前尚未用于编码。,当前缀码为690、691时，EAN/UCC-13的代码结构：,当前缀码为692、693(中外合资条码 )时，EAN/UCC-13的 代码结构：,厂商识别代码是中国物品编码中心按照国家标准的规定，在EAN分配的前缀码的基础上增加4位或5位数编制的，用于对厂商的唯一标识。 商品项目代码是取得中国物品编码中心核准的商品条码系统成员资格的企业，按照国家标准的规定，在已获得的厂商识别代码的基础上，自行对本企业的商品项目进行的编码，包括5位或4位数。校验码是根据前12位数按GB129041998附录A规定的方法计算得出的。在实际工作中，校验码一般

23、不用人工计算，由制作条码原版胶片或制作条码标签的设备自动生成。,（2）缩短版商品条码的代码结构,2）零售商品条码符号表示,零售商品条码通常选择使用EAN/UPC条码符号。UPC-A和UPC-E商品条码的符号结构EAN-8 商品条码的符号结构EAN-13 商品条码的符号结构,UPC-A和UPC-E商品条码的符号结构,UPC-A左、右侧空白区最小宽度均为9个模块宽，其它结构与EAN-13商品条码相同。,UPC-A码的特点,每个字码皆由7个模组组合成2线条2空白，其逻辑值可用7个二进制数字表示，例如逻辑值0001101代表数字1，逻辑值0为空白，1为线条，故数字1的UPC-A码为粗空白（000）-粗

24、线条（11）-细空白（0）-细线条（1）。从空白区开始共113个模组，每个模组长0.33mm，条码符号长度为37.29mm。中间码两侧的数据符编码规则是不同的，左侧为奇，右侧为偶。奇表示线条的个数为奇数；偶表示线条的个数为偶数。左侧数据符与右侧数据符字码的逻辑值如下表所示。,UPC-A码左侧数据码与右侧数据符字码逻辑值对照表,UPC-E是UPC-A码的简化型式，其编码方式是将UPC-A码整体压缩成短码，以方便使用，因此其编码形式须经由UPC-A码来转换。UPC-E由6位数码与左右护线组成，无中间线。6位数字码的排列为3奇3偶，其排列方法取决于校验码的值。UPC-E码只用于国别码为0的商品。,E

25、AN-8 商品条码的符号结构,EAN-8商品条码由左侧空白区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据符、校验符、终止符、右侧空白区及供人识别字符组成,EAN-8 商品条码的符号结构,EAN-8 商品条码符号构成示意图,EAN-8 商品条码左侧空白区与右侧空白区的最小宽度均为7个模块宽。为保护左右侧空白区的宽度，可在条码符号左下角加“”符号,左侧数据符表示4位信息，由28个模块组成。右侧数据符表示3位数字信息，由21个模块组成。供人识别字符是与条码相对应的8位数字，位于条码符号的下方。,EAN-13 商品条码的符号结构,EAN-13商品条码由左侧空白区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据

26、符、校验符、终止符、右侧空白区及供人识别字符组成。,EAN-13 商品条码符号构成示意图,其各个组成部分,左侧空白区：位于条码符号最左侧的与空的反射率相同的区域，其最小宽度为11个模块宽。起始符：位于条码符号左侧空白区的右侧，表示信息开始的特殊符号，由3个模块组成。左侧数据符：位于起始符号右侧，中间分隔符左侧的一组条码字符。表示6位数字信息，由42个模块组成。中间分隔符：位于左侧数据符的右侧，是平分条码字符的特殊符号，由5个模块组成。右侧数据符：位于中间分隔符右侧，校验符左侧的一组条码字符。表示5位数字信息的一组条码字符，由35个模块组成。校验符：位于右侧数据符的右侧，表示校验码的条码字符，由

27、7个模块组成。终止符：位于条码符号校验符的右侧，表示信息结束的特殊符号，由3个模块组成。右侧空白区：位于条码符号最右侧的与空的反射率相同的区域，其最小宽度为7个模块宽。,为保护右侧空白区的宽度，可在条码符号右下角加“”符号，“”符号的位置见图。,供人识别字符：位于条码符号的下方，与条码相对应的13位数字。供人识别字符优先选用GB/T 12508中规定的OCR-B字符集；字符顶部和条码字符底部的最小距离为0.5个模块宽。EAN-13商品条码供人识别字符中的前置码印制在条码符号起始符的左侧。,3 非零售商品标识代码与条码符号表示,1）非零售商品编码结构非零售商品的标识代码主要采用GTIN四种数据结

28、构中的EAN/UCC-14、EAN/UCC-13和 UCC-12(见零售商品标识代码的结构）三种。EAN/UCC-14的代码结构如表所示。,EAN/UCC-14的代码结构,（1）指示符：指示符的赋值区间为19,其中18用于定量的非零售商品，9用于变量的非零售商品。最简单的方法是按顺序分配指示符，即将1,2,3分别分配给非零售商品的不同级别的包装组合。 （2）厂商识别代码、商品项目代码、校验位的含义同零售商品。,2）非零售商品编码方法,（1）单个包装的非零售商品单个包装的非零售商品是指独立包装但又不适合通过零售端POS扫描结算的商品项目，如独立包装的冰箱、洗衣机等。其标识代码可以采用EAN/UC

29、C-13、EAN/UCC-8或UCC-12代码结构（2）含有多个包装等级的非零售商品如果要标识的货物内含有多个包装等级，如装有24条香烟的一整箱烟，或装有6箱烟的托盘等。其标识代码可以选用EAN/UCC-14、EAN/UCC-13或UCC-12。采用EAN/UCC-13或UCC-12时，与零售贸易项目的标识方法相同。包装指示符的取值范围为18。,不同包装等级的商品的编码方案,3）非零售商品条码符号表示,非零售商品的符号表示有多种，如EAN/UPC条码、ITF-14条码或UCC/EAN-128条码。采用EAN/UPC条码标识非零售商品时，其方法与零售商品相同。（1）ITF-14条码ITF条码是一

30、种连续型、定长、具有自校验功能，并且条、空都表示信息的双向条码,ITF-14条码结构：,ITF-14印刷位置：,每个完整的非零售商品包装上至少应有一个条码符号。包装项目上最好使用两个条码符号，放置在相邻的两个面上短的面和长的面右侧各放一个。在仓库应用中，这样可以保证包装转动时，人们总能看到其中的一个条码符号。,（2）UCC/EAN-128条码,UCC/EAN-128应用标识条码是一种连续型、非定长条码，能更多地标识贸易单元中需表示的信息，如产品批号、数量、规格、生产日期、有效期、交货地等。 UCC/EAN-128应用标识条码由应用标识符和数据两部分组成，每个应用标识符由2位到4位数字组成。条码

31、应用标识的数据长度取决于应用标识符。条码应用标识采用UCC/EAN-128码表示，并且多个条码应用标识可由一个条码符号表示。UCC/EAN-128条码是由双字符起始符号、数据符、校验符、终止符及左、右侧空白区组成。,UCC/EAN-128应用标识条码结构图,UCC/EAN-128条码可用于标识带有附加属性信息的商品。下图为一个表示非零售商品的标识代码、有效期和批号的UCC/EAN-128条码。,UCC/EAN-128条码标识的非零售商品,UCC/EAN-128印刷位置：,物流单元条码符号位置放置原则同ITF-14条码符号。在相邻的面上放置两个标签：一个放在短面的右边，一个在长面的右边。如图所示

32、。,4商品条码应用,1）建立商店自动销售管理系统（POS）POS系统，又称销售点管理系统，是利用现金收款机作为终端机与计算机系统相联，并借助于光电识读设备为计算机采集商品的销售信息。当带有条码符号的商品通过结算台扫描时，该商品的销售信息立刻传入商店的计算机管理系统，计算机自动查询到该商品的名称、价格等，并进行自动结算，提高了结算速度和结算的准确性。该管理系统可以根据这些信息，实现结算、商品货架补充、订货、盘点等自动化管理。,2）实现商品信息的电子数据交换（EDI）条码作为商品信息的载体，不仅为生产商、批发商和零售商建立了联系的纽带，更重要的是为电子信息交换提供了通用的“语言”。 国际物品编码协

33、会已组织几十个会员国，在联合国及国际标准化组织ISO规范指导下，根据联合国欧洲经济开发委员会的行政管理、商业和运输业电子数据交换规则（EDIFACT），制定了电子通信标准（EANCOM）。,很多发达国家如英国、荷兰等，通过采用EANCOM标准建立了条码商品信息交换系统。有些中等发达国家和发展中国家也在这方面开始了有益的尝试。条码商品信息交换系统的出现，使工厂、商店和顾客可以通过计算机联网，借助于条码，获得大量的商品信息，实现电子数据交换和资源共享。,3.1.3 二维条码,二维条码技术是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。由于受信息容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而不是对物品的

34、描述。 因此，在通用商品条码的应用系统中，对商品信息，如生产日期、价格等的描述必须依赖数据库的支持。在没有预先建立商品数据库或不便联网的地方，一维条码表示汉字和图像信息几乎是不可能的，即使可以表示，也显得十分不全且效率很低。,八十年代末，出现了具有大信息容量的条码-二维码，它从简单的将一维码堆积而成的二维码（例如PDF417）到矩形的二维码（例如QR），信息容量从原来的几十个字节到接近2000个字节，通过压缩技术能将凡是可以数字化的信息，包括汉字、照片、指纹、钳子、声音等进行编码，在远离数据库和不便联网的地方实现信息的携带、传递和防伪。,AZTAC PDF417 QR,三种二维码的样图,1 二

35、维条码的特点,（1）存储量大：二维条形码可以存储1100个字，比起一维条形码的15个字，存储量大为增加，而且能够存储中文，其资料不仅可应用在英文、数字、汉字、记号等，甚至空白也可以处理，而且尺寸可以自由选择，这也是一维条形码做不到的。,（2）抗损性强：二维条形码采用故障纠正的技术，遭受污染以及破损后也能复原，即使条码受损程度高达50%，仍然能够解读出原数据，误读率为6100万分之一。（3）安全性高：在二维条形码中采用了加密技术，所以使安全性大幅度提高。 （4）可传真和影印：二维条形码经传真和影印后仍然可以使用，而一维条形码在经过传真和影印后机器就无法进行识读。,（5）印刷多样性：对于二维条形码

36、来讲，它不仅可以在白纸上印刷黑字，还可以进行彩色印刷，而且印刷机器和印刷对象都不受限制，印刷起来非常方便。（6）抗干扰能力强：与磁卡、IC卡相比，二维条形码由于其自身的特性，具有强抗磁力、抗静电能力。（7）码制更加丰富。,一维条码与二维条码的比较,2 二维条码的类型,（1）行排式二维码：即线性堆叠式二维码，就是在一维条形码的基础上，降低条码行的高度，安排一个纵横比大的窄长条码行，并将各行在顶上互相堆积，每行间都用一模块宽的厚黑条相分隔。典型的线性堆叠式二维码有Code 16K、Code 49、PDF417等。,（2）矩阵式二维码：它是采用统一的黑白方块的组合，而不是不同宽度的条与空的组合，它能

37、够提供更高的信息密度，存储更多的信息，与此同时，矩阵式的条码比堆叠式的具有更高的自动纠错能力，更适用于在条码容易受到损坏的场合。矩阵式符号没有标识起始和终止的模块，但它们有一些特殊的“定位符”，定位符中包含了符号的大小和方位等信息。矩阵式二维条码和新的堆叠式二维条码能够用先进的数学算法将数据从损坏的条码符号中恢复。典型的矩阵二维码有Aztec、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。,（3）邮政码：通过不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如Postnet、BPO 4-State等。,3 两种典型的二维条码,1）PDF417条码PDF417二维条码是一种行排式二维条码，

38、目前应用最为广泛。PDF417条码是由留美华人王寅敬 （音）博士发明的。PDF取自英文Portable Data File三个单词的首字母，意为“便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和4个空共17个模块构成，所以称为PDF417条码。,PDF417是一种多层、可变长度 、具有高容量和纠错能力的二维条码。每一个PDF417符号可以表示1108个字节、或1850个ASC字符或2710个数字的信息。,PDF417符号的结构,符号字符的结构,每一个符号字符包括4个条和4个空，每一个条或空由1-6个模块组成。在一个符号字符中，4个条和4个空的总模块数为17，,2）QR Code 条码,

39、QR Code码是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵二维码符号,QR Code,超高速识读用CCD二维条码识读设备，每秒可识读30个含有100个字符的QR Code码符号；对于含有相同数据信息的四一七条码符号，每秒仅能识读3个符号；对于Data Martix矩阵码，每秒仅能识读23个符号。全方位识读QR Code码具有全方位（360）识读特点,能够有效地表示中国汉字、日本汉字 由于QR Code码用特定的数据压缩模式表示中国汉字和日本汉字，它仅用13bit可表示一个汉字，而四一七条码、Data Martix等二维码没有特定的汉字表示模式，因此仅用字节表示模式来表示汉字，在用字节

40、模式表示汉字时，需用16bit（二个字节）表示一个汉字，因此QR Code码比其它的二维条码表示汉字的效率提高了20%。,QR Code 与Data Martix和PDF417的比较表,3.1.4 条码识读技术,1. 条码识读原理由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜1后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整形电路白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时

41、间长短也不同但是，由光电转换器输出的与条形码的条和空相应的电信号一般仅10mV左右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了避免由条形码中的疵点和污点导致错误信号，在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读。,2. 条码识读设备,1）条码扫描器的分类（1）CCD扫描器和激光扫描器CCD扫描器的特点：价格低，属于低档产品，扫描距景深短。激光扫描器的特点：扫描速度快，扫描距景深长。（2）手持式、小滚筒式、平台式条码扫描器,2）条码扫描器接口,条码扫描器的常用接口类型有以下三种： （1）SCSI（小型计算

42、机标准接口）：此接口最大的连接设备数为8个，通常最大的传输速度是40M/S，速度较快，一般连接高速的设备。 （2）EPP（增强型并行接口）：一种增强了的双向并行传输接口，最高传输速度为1.5Mbps。优点是不需在PC中用其它的卡，无限制连接数目（只要你有足够的端口），设备的安装及使用容易。缺点是速度比SCSI慢。,（3）USB（通用串行总线接口）：最多可连接127台外设，现在的USB1.1标准最高传输速度为12Mbps，并且有一个辅通道用来传输低速数据。具热插拔功能，即插即用。,3.2 RFID技术,3.2.1 RFID技术概述RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Id

43、entification)的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。,1. RFID技术的产生与发展,1） RFID技术的产生RFID在历史上的首次应用可以追溯到第二次世界大战期间 （约1940年代） ，其当时的功能是用于分辨出敌方飞机与我方飞机。我方的飞机上装载有高耗电量的主动式标签（Active Tag），当雷达发出询问的讯号，这些标签就会发出适当的响应，藉以识别出自己是友军或是敌军。此系统称为IFF（Identify： Friend or Foe）

44、。,1948年哈里斯托克曼发表的“利用反射功率的通信”奠定了射频识别射频识别技术的理论基础。到了1970年代末期，美国政府透过Los Alamos科学实验室将RFID技术转移到民间。RFID技术最先在商业上的应用是用于畜牧业。到了1980年代，美国与欧洲的几家公司开始着手生产RFID标签。 目前，RFID技术已经被广泛应用于各个领域，从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，皆可以见到其踪迹。,2）RFID技术的发展历程,2. RFID的定义,RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签。RFID其主要核心部件是一个电子标签，直径仅为 2毫米不

45、到，通过相距几厘米到几米距离内传感器发射的无线电波，可以读取电子标签内储存的信息，识别电子标签代表的物品、人和器具的身份。,3. RFID的基本组成部分,最基本的RFID系统由三部分组成：1）标签（Tag）：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。标签载有可用于认证识别其所附着的目标物的相关信息数据。标签可以是只读的、读/写兼具的或写一个/读多个的形式；可以是“主动式”也可以是“被动式”的。,“主动式”标签需要专用电池支持其传输器及接收器的工作，但RAM区不一定大。为避免干扰，主动式的标签要求能接收与转发多个频点的信号，以避免邻道干扰，卡的组成复杂，而且功耗

46、也大。由此，“主动式”标签一般比“被动式”标签在外形上要大一些且价格更昂贵。另外，“主动式”标签的使用寿命都与其电池寿命直接相关。,“被动式”标签根据其应用的不同，也可以分为“有源”和“无源”工作模式。“被动式”标签将从读写器或传输接收机（Transceiver）传来的射频信号反射并可通过调制解码将相关信息加入到其所反射的射频信号中。对于“被动式”标签而言，它无需电池来放大反向信号的载波能量，有的“被动式”标签使用电池仅是用于支持标签中存储器的工作或支持标签中的对反射信号进行调制解码的元件的工作。,标签例图,2）阅读器（Reader）：RFID阅读器，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，又称

47、解读器、识读器，它的任务是控制射频收发器发射射频信号：通过射频收发器接收来自标签上的已编码射频信号，对标签的认证识别信息进行解码；将认证识别信息连带标签上其它相关信息传输到主机以供处理。,阅读器例图,3）天线（Antenna）：在标签和读取器间传递射频信号。任一RFID系统至少应包含一根天线（不管是内置还是外置）以发射和接收射频信号。有些RFID系统是由一根天线来同时完成发射和接收；而另一些RFID系统则是由一根天线来完成发射而另一根天线来承担接收，所采用天线的形式及数量应视具体应用而定。,天线例图,RFID系统基本模型,4. RFID技术的基本工作原理,RFID技术的基本工作原理：标签进入磁

48、场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签）；解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。,RFID技术的基本工作原理图,5. RFID系统的分类,根据RFID系统完成的功能不同，可以把RFID系统分成四种类型：EAS系统、便携式数据采集系统、网络系统、定位系统。（1）EAS技术：ELECTRONIC ARTICLE SURVEILLANCE（EAS）是一种设置在需要控制物品出入的门口的RFID技术。这种技术的典型应用场合是

49、商店、图书馆、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。,EAS系统组成,a）附着在商品上的电子标签，电子传感器；b）电子标签灭活装置，以便授权商品能正常出入；c）监视器，在出口造成一定区域的监视空间,EAS系统的工作原理,在监视区，发射器以一定的频率向接收器发射信号。发射器与接受器一般安装在零售店、图书馆的出入口，形成一定的监视空间。当具有特殊特征的标签进入该区域时，会对发射器发出的信号产生干扰，这种干扰信号也会被接收器接收，再经过微处理器的分析判断，就会控制警报器的鸣响。根据发射器所发出的信号不同以及标签对信号干扰原理不同。,（2）便携式数据采集系统便携

50、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。 （3）物流控制系统在物流控制系统中，固定布置的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存储、分析、处理，达到控制物流的目的。,（4）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、轮船上或者自动化流水线中移动的物料、半成