数据自动采集技术.ppt
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1、第四章第四章数据自动采集技术数据自动采集技术4条形码技术和射频技术,作为物流信息系统中的数据自动采集单元技术,是实现物流信息自动采集与输入的重要技术。4本章首先介绍条形码概述、分类的基础,分析条码的结构和标准,并结合现代物流的特点,介绍条形码设计与设备的选择,最后介绍射频技术,其目的是让读者掌握物流信息系统中数据自动采集技术的基本原理以及设计方法。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心第一节第一节 条形码概述条形码概述 条码:条码:由一组排列规则的条、空和相应的字符组成。这种条、空组成的数据编码可以供机器识读。条码技术:条码技术:是一种计算机自动识别技术,通过对货物上的条码进行自动扫描实
2、现对货物的信息的自动输入系统。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心条码由黑白的“条”和白色的“空”单元组成经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4一、条形码早期发展4条形码最早出现于20世纪40年代,但是得到实际应用和迅速发展还是在近20年。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4二、条形码现代应用41969年美国电子现金收款机的问世,加速了条码技术在商业领域中的应用和推广。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心41970年美国超级市场AdHoc委员会制订了通用商品代码UPC码4次年,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。41972年,莫那奇马金(
3、MonarchMarking)等人研制出库德巴(codaBar)码经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4美国统一编码委员会(UCC:UniformCodeCouncil)于1973年成立,并从若干种条码方案中选定了IBM公司提出的DalteDietance为基础的通用产品代码(UPC:UniversalProductCode),为美国产品统一的标识符号建立了UPC条形码系统,并全面实现了该码制标准化经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心41974年,Intermec公司的戴维阿利尔(DavideAllair)博士推出39码,很快被美国国防部采纳,作为军用条形码制。39码是第一个字
4、母、数字式的条形码,后来广泛应用于工业领域。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心41976年美国和加拿大在超级市场上成功地使用了UPC系统。4次年,欧洲的制造厂家销售商在美国UCC的影响下,在UPC12码基础上,制订出欧洲物品编码EAN码,正式成立了欧洲物品编码协会(EAN:EuropeanAricleNumberingAssociation)。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4三、条形码在亚洲4在亚洲,几乎所有国家和地区都成立了货品编码协会(或物品编码中心),并参加了EAN国际物品编码协会,加入了EAN系统。4国条码技术的研究始于20世纪70年代末80年代初,条码应用系统
5、是80年代末建立的,中国物品编码中心于1988年12月28日正式成立,于1991年4月19日正式加入国际物品编码协会,国际物品编码协会分配给中国的前缀码为“690,691,692。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心第二节条形码分类4一、按码制分类4条形码按码制一般分为九类。4(一)UPC码41973年,美国率先在国内的商业系统中应用UPC码,之后加拿大也在商业系统中采用UPC码。4UPC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。UPC码有两种类型,即UPCA码和UPCE码。经济与管理实验教学中心经济与管理实验
6、教学中心4(二)EAN码41977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一13码和EAN一8码。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心EAN-13EAN-13条码条码EAN-8EAN-8条码条码经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(三)交叉25码4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
7、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。如果为奇数个数据编码,则在数据前补一位0,以使数据为偶数个数位。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(四)39码439码是第一个字母数字式码制。1974年由Intermee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0。9,26个大写字母和7个特殊字符(一、。、Space、+、$),共43个字符。每个字符由9个元素组成,其中有5个条(2个宽条,3个窄条)和4个空(1个宽空,3个窄空),是一种离散码。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(五)库德
8、巴码4库德巴码(codeBar)出现于1972年,是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。其字符集为数字09和6个特殊字符(一、。、+、$),共16个字符。常用于仓库、血库和航空快递包裹中。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(六)128码4128码出现于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。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(七)93
9、码493码是一种长度可变的连续型字母数字式码制。其字符集为数字09,26个大写字母和7个特殊字符(一、。、Space、+、$)以及4个控制字符。每个字符由3个条和3个空,共9个元素宽度。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(八)49码449码是一种多行的连续型、长度可变的字母数字式码制。出现于1987年,主要用于小物品标签上的符号。采用多种元素宽度。其字符集为数字09,26个大写字母和7个特殊字符(一、。、Space、+、$),3个功能键(F1、F2、F3)和3个变换字符,共49个字符。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(九)其他码制4除上述码外,还有其他的码制,例如25
10、码出现于20世纪60年代后期,主要用于航空系统的机票的顺序编号;11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;Pbssey码出现于1971年5月主要用于图书馆等。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4二、条形码按维数分类4(一)普通的一维条码4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纳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。经济与管理实验教学
11、中心经济与管理实验教学中心4(二)二维条码4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。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4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”。PDF417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。PDF417条码具有如下特点:经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心41信息容量大4根据不同的条、空比例每平方英寸可以容纳250到l,100个字符。在国
12、际标准的证卡有效面积上(相当于信用卡面积的23,约为76mm*25mm),PDF417条码可以容纳1,848个字母字符或2,729个数字字符,约500个汉字信息。这种二维条码比普通条码信息容量高几十倍。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心42编码范围广4PDF417条码将可数字化的信息(照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字)等进行编码。43保密、防伪性能好4PDF417条码具有多重防伪特性,它可以采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪,因此具有极强的保密防伪功能。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心44译码可靠性高4普通条码的译码错误率约为百万分之二左右,
13、而PDF417条码的误码率不超过千万分之一,译码可靠性极高。修正错误能力强,PDF417条码采用了世界上最先进的数学纠错理论,如果破损面积不超过50,条码由于污点、破损等所丢失的信息,可以照常破译出丢失的信息。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心45容易制作且成本很低4利用现有的点阵、激光、喷墨、热敏热转印、制卡机等打印技术,即可在纸张、卡片、PVC、甚至金属表面上印出PDF417二维条码。由此所增加的费用仅是油墨的成本,因此人们又称PDF417是“零成本”技术。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心46条码符号的形状可变4同样的信息量,PDF417条码的形状可以根据载体面积及美
14、工设计等进行自我调整。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4(三)多维条形码4进人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、发展与应用的方向。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心第三节第三节 条形码结构条形码结构4条形码是一种信息代码,用特殊的图形条形码是一种信息代码,用特殊的图形来表示数字、字母信息和某些符号,条来表示数字、字母信息和某些符号,条形码由一组宽度不同、反射率不同的条形码由一组宽度不同、反射率不同的条和空按规定
15、的编码规则组合起来,用以和空按规定的编码规则组合起来,用以表示一组数据的符号。表示一组数据的符号。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4一、条形码基本术语及其符号结构一、条形码基本术语及其符号结构:4(一)基本术语n条形码符号:由静区和一组条形码按符号组织起来,表示一个完整数据的符号。n条形码元素:表示条形码的条和空。n条:反射率较低的元素n空:反射率较高的元素n位空:位于两个相邻的条形码字符之间,且不代表任何信息的空n条高:在条的二维尺寸中较长的那个尺寸n条宽:条形码中,排除两侧静区的那部分长度经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心n单位元素长度:在条形码符号中,排除两侧静区的
16、那部分长度。n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。nn两种元素宽条形码:在条形码字符中,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形码。n多种元素宽条形码:在条形码符中,如果元素的宽度有三种或三种以上,则称为此种码制为多种元素宽条形码。n条形码逻辑值:对于两种元素宽长形码,宽元素的逻辑值为1,窄元素的逻辑值为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,则逻辑值为0。nn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,则称此种码制为离散型条形码,如图42所示;否则称
17、为连续型条型码。n长度固定、长度可变条型码: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码;否则称为称度可变条型码。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心n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(n,k)码:具有多种元素宽度的连续型条形码,又叫做(n,k)码。N指条形码符中所含单元素宽度的个数,k指个字符中条或空的个数。n条形码符号密度:是指单位长度中所能表示的条形码字符的个数。n条形码字符集:条形码字符集是指条形码制中所给定的数据字符的范围。在各种条形码制中所给定的数据字符范围。在各种条形
18、码码制中,字符集主要有两种,一种是数字式字符集,它包含数字09及一些特殊字符;另一种是字母、数字式字符集,它包含数字09、字母Az及一些特殊字符。n污点:空及静区中出现的与条的反射率相近的点。n疵点:条中出现的与空的反射率相近的点。n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,即:PCS=(RlRD)Rl经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4二、条形码符号的结构二、条形码符号的结构:静区:没有任何印刷符或条形码信息,位于条形码两侧起始字符:条形码符号的第一个字符数据字符:代表原始数据信息终止字符:条形码的最后一个字符校验字符:通过对数据
19、字符进行运算而确定静区起始字符数据字符校验字符终止字符静区经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4三、三、UPC码的编码码的编码4UPC-A码:12位数据第一位:国家或地区接下去的5位:产品制造商代码接下去的5位:产品代码最后一位:校验字符校验字符计算办法(例如:条形码为:712345123459):(1)将12位字符从右到左顺序编号,校验字符为第1号;(2)从第2号位置开始,将所有偶数号位置上的字符值相加;然后将此结果乘以3;(例:=22*3=66)(3)从第3号位置开始,将所有奇数号位置上的字符值相加;(=15)(4)将第2、3步骤中的结果相加,能使之成为10位数的最小差值便是校验字
20、符。(66+15=81909)校验字符为:9UPC-E码:6位数据经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4EAN码的码的编码编码EAN-13码结构前缀码制造厂商代码商品代码校验码*商品条码标准版商品条码(13位)缩短版商品条码(8位)标准版商品条码的结构结构种类厂商识别代码商品识别代码校验码结构一X13-X7X6-X2X1结构二X13-X6X5-X2X1结构三X13-X5X4-X2X1经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4五、商品单元的基本术语五、商
21、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定量消费单元:按商品件数计价销售的消费单元变量消费单元:按基本计量单位计价,以随机数量销售的消费单元储运单元:为便于搬运、仓储等,由消费单元组成的商品包装单元定量储运单元: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经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4消费,储运,货运三种单元的关系,在特定情况下三者相同。4储运单元条码举例:SCC14、EAN一14代码结构(用于箱子和托盘等)。4字在13位码制的左边增加一位,作为包装指示符,0表示代码的其他12
22、位不同于内含消费单元代码的。418表示本代码的其他12位相同于内含消费单元代码的9表示本代码为变量单元代码。4SSCC一18代码的结构(用于箱子、托盘和卡车等),其中18位码最左边的一位为包装类型码,其意义为:40表示商品单元为箱子或纸箱(cASEORCARTON)41表示商品单元为托盘(LARGERTHANCASE)42表示商品单元比托盘大43表示商品单元未定义44表示商品单元为厂商定义(内部使用)459保留经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心第四节第四节 条形码设计条形码设计4一、条形码码制选择的相关因素一、条形码码制选择的相关因素4条形码码制的选择涉及多个因素。4(一)应用系统的
23、类别应用系统地类别开环系统:具有普遍适用性闭环系统:局限性、专用性(二)条形码字符集(三)条形码密度(四)条形码的安全可靠性(五)其他因素经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心4二、条码编码库的建立以及条形码管理系统4所谓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。4条形码编码库通常可分成两部分,一个是管理目标与条形码之间的联系部分;另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。经济与管理实验教学中心经济与管理实验教学中心第五节第五节 条形码阅读器的选择条形码阅读器的选择4二、条形码阅读设备的分类与选择二、条形码阅读设备的分类与选择4
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