基于WinRT系统的一维条码快速识别研究学士学位论文.doc

理工大学学士学位论文 i 理理 工工 大大 学学 毕业设计（论文）成绩评定毕业设计（论文）成绩评定 学生姓名学生姓名 专业：专业： 通信工程通信工程 学号：学号： 题目：题目： 基于基于 winrt 系统的一维条码快速识别研究系统的一维条码快速识别研究 毕业设计（论文）答辩委员会（小组）评语：毕业设计（论文）答辩委员会（小组）评语： 答答辩辩评评分分 : 答答辩辩委委员员会会主主任任（组组长长）（签签字字）： 年年 月月 日日 毕业设计（论文）成绩：毕业设计（论文）成绩： 指指导导教教师师评评分分( ( % %) ) 审审阅阅评评分分( ( % %) )答答辩辩评评分分( ( % %) ) 毕业设计（论文）成绩：毕业设计（论文）成绩： （分）（分） 毕业设计（论文）总评成绩（等级）：毕业设计（论文）总评成绩（等级）： 答辩委员会主任（签字）：答辩委员会主任（签字）： 理工大学学士学位论文 ii 年年 月月 日日 毕业设计（论文）评语毕业设计（论文）评语 指导教师评语：指导教师评语： 指指导导教教师师评评分分： 指指导导教教师师（签签字字）： 年年 月月 日日 理工大学学士学位论文 iii 评阅人评语：评阅人评语： 评评阅阅人人评评分分： 评评阅阅人人（签签字字） ： 年年 月月 日日 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 学学 院院 信息科学与工程学信息科学与工程学 院院 专专 业业 通信工程专业通信工程专业 学学生生姓姓名名 学学 号号 设设计计（论论文文） 题题目目 基于基于 winrtwinrt 系统的一维条码快速识别研究系统的一维条码快速识别研究 理工大学学士学位论文 iv 内容及要求：内容及要求： 了解一维条码的编解码原理，学习数字图像处理的基本知识，以及掌握使用数字图像 处理技术实现一维条码识别的一种基本方法。 了解 winrt 工作原理，掌握基于 winrt 技术嵌入式平台的系统开发过程。通过学习 visual studio 开发平台与 c#语言，研究并实现在使用 winrt 系统环境的嵌入式设备中，利 用数字摄像头采集一维条码图像信息，使用技术成熟度高、运行速度快的、判断准确率高 的数字图像处理技术对获取的条码图像信息进行处理，实现条码信息的快速识别。 进度安排：进度安排： 第 12 周：选题，课题研究，查阅文献资料； 第 35 周：课题分析和相关软件学习； 第 67 周：系统设计和数据库设计； 第 814 周：应用程序设计和调试； 第 1516 周：书写毕业论文，准备答辩。 指导教师（签字）：指导教师（签字）： 年年 月月 日日 学院院长（签字）：学院院长（签字）： 年年 月月 日日 学生毕业设计档案学生毕业设计档案 学生姓名学生姓名李明李明学学 院院 信息科学与信息科学与 工程学院工程学院 学学 号号 指导教师姓名指导教师姓名职职 称称所在单位所在单位 理工大学学士学位论文 v 毕业设计题目毕业设计题目基于基于 winrt 系统的一维条码快速识别研究系统的一维条码快速识别研究 毕业设计（论文）完成情况毕业设计（论文）完成情况 毕业设计各阶段名称毕业设计各阶段名称 起止日起止日 期期 完成情况（存在问题及整改意见）完成情况（存在问题及整改意见） 阶段成绩阶段成绩* 选题，课题 研究，查阅文献 资料； 课题分析和 相关软件学习； 系统设计和 数据库设计； 应用程序设 计和调试； 书写毕业论文， 准备答辩。 第 12 周 第 35 周 第 67 周 第 814 周 第 1516 周 指导指导 教师教师 意见意见 （根根据据学学生生出出勤勤及及毕毕业业设设计计（论论文文）完完成成情情况况，指指导导教教师师是是否否同同意意该该 学学生生参参加加答答辩辩） 指导教师（签名）：指导教师（签名）： 年年 月月 日日 *注：阶段成绩分注：阶段成绩分 a、b、c 三级：三级：a 为全面完成任务、为全面完成任务、b 为完成任务、为完成任务、c 为完成为完成 任务不好任务不好 理工大学学士学位论文 vi 摘 要 日常生活中经常会看到商品、图书等物品后面的一维条码，条码技术在短短三十 多年的时间里发展十分快速，已广泛用于商业流通、图书情报、仓储、邮政、生产自 动化管理等诸多领域。条码技术的应用极大地提高了采集数据和处理信息的速度，提 高了人们的工作效率。 本论文研究一个基于 winrt 系统的一维条码的快速识别系统。首先介绍一维条码 的应用现状，分析其优缺点、条码识别技术的发展及其发展前景。论述常见的几种一 维条码的符号构成及编码规则。简单介绍了 winrt 系统，论述 winrt 工作原理，论 述了 winrt 系统的优点。介绍了 visual studio 开发平台与 c#语言的特点及技术优势。 研究并实现在使用 winrt 系统环境的嵌入式设备中，利用数字摄像头采集一维条码图 像信息，使用技术成熟度高、运行速度快的、判断准确率高的处理技术对获取的条码 图像信息进行处理，实现条码信息的快速识别。介绍了基于 winrt 系统的一维条码的 快速识别系统的各个组成模块与实现过程。 关键词：一维条码；快速识别；winrt 系统；visual studio.net 理工大学学士学位论文 vii abstract we often can see one-dimensional bar code behind the merchandise, books and other items. bar code technology develop very fast in just thirty years . it has been widely used in commercial circulation, library and information service, warehousing, postal services, production automation management and other areas. barcode technology greatly improves the collection of data and the speed of processing information, improves peoples working efficiency. this paper studies a system that one-dimensional bar code system to quickly identify basing on winrt system. first, it introduces the status of the one-dimensional bar code, analyzes their advantages and disadvantages, the exhibitions and development prospects of barcode recognition technology. discusses several common one-dimensional bar code symbols and encoding rules. it simply introduces the winrt system and expounds working principle of the winrt. this paper discusses the winrt systems advantages. introduces the features and technical advantages of visual studio development platform and c# language. research and implementation the recognition of the bar code information quickly in environment of embedded devices with winrt system by using digital cameras capture a one-dimensional bar code image information by the use of technology with high maturity, high running speed, high judgment accuracy. introduce the component module and implementation process of one-dimensional bar code system to quickly identify basing on winrt system. key words：one-dimensional code; fast recognition; winrt system; visual studio.net 理工大学学士学位论文 viii 目 录 1 绪 论.1 1.1 研究的背景及意义.1 1.2 国内外研究历史及发展趋势.1 1.3 本研究的内容及研究方案.4 2 一维条码的编码规则及识别方法.5 2.1 一维条码.5 2.1.1 一维条码简介5 2.1.2 一维条码的结构5 2.1.3 一维条码的编码方法6 2.2 常见条码的编码规则及识别方法.7 2.2.1 ean 码的编码规则及校验方法7 2.2.2 upc 码的编码规则及校验方法.13 2.2.3 三九条码的编码规则及校验方法15 2.2.4 128 码的编码规则及校验方法.17 3 相关技术.19 3.1 winrt 系统.19 3.1.1 winrt 简介.19 3.1.2 winrt 特点.20 3.2 asp.net(c#)技术.21 3.2.1 asp.net 运行库工作原理 21 3.2.2 asp.net 的面向对象特性 22 3.2.3 c#语言简介及技术优势.22 4 系统分析.23 4.1 系统说明 23 4.1.1 系统名称及描述23 理工大学学士学位论文 ix 4.1.2 系统开发背景23 4.1.3 系统设计要求和目标23 4.1.4 系统设计原则23 4.2 系统各模块功能 24 4.2.1 系统基本功能24 4.2.2 条码识别模块24 4.2.3 图像处理26 4.3 条码的识别 27 4.3.1 ean-13 码的识别27 4.3.2 三九码的识别29 4.4 界面需求分析 30 5 系统及实现.31 5.1 主窗体实现 31 5.1.1 窗体控件实现31 5.1.2 代码实现32 5.2 程序运行结果 36 结 论.38 致 谢.39 参考文献.40 附录 a 英文原文.41 附录 b 汉语翻译.47 理工大学学士学位论文 1 1 绪 论 1.1 研究的背景及意义 现代信息技术正以难以想象的速度改变着我们的社会，我们的社会正在经历着前 所未有的巨变。在信息海量的流动和处理过程中，人们开始关注如何确保数据信息与 物理现实的一一对应，如何改变手工数据输入，使输入质量与速度相匹配，输入数据 又以何种载体来记录和标识。条码自动识别技术就是在这样的环境下应运而生的。条 码技术是一种广泛应用于计算机和实践生产中的自动识别技术。条码技术涉及的领域 如商业、邮政、物流运输、图书管理、工业生产控制等。条码识别技术因输入速度快、 精度高、成本低廉、安全可靠性高的优点在自动识别技术中有很重要的地位。 人们在日常生活中经常会看到商品、图书等物品后面的一维条码，它起源于 20 世 纪 70 年代初，在短短三十多年的时间里发展十分快速，已广泛用于商业流通、图书情 报、仓储、邮政、生产自动化管理等诸多领域。条码技术的应用极大地提高了采集数 据和处理信息的速度，提高了人们的工作效率。 常见的信息输入方式如键盘输入，经常会出现输入的速度太慢、易出错等缺点， 所以，长期以来人们在寻找着一种高效、精确的便捷的自动输入方法手段，条码自动 识别技术满足了人们在这一方面的需求。近几年来，随着应用于 arm 处理器的 pc 和 平板电脑的 winrt 系统的迅速发展与广泛应用，基于 winrt 系统的一维条码的快速 识别不仅可以给人们的日常生活带来更多的便捷，也具有很广阔的发展前景。 1.2 国内外研究历史及发展趋势 条码技术研究开发始于 20 世纪 20 年代，条码技术的雏形最早诞生于美国 westinghouse 实验室。一位名叫 john kermode 发明家想对邮政单据实现自动分检，他 的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就像今天的邮政编码。 此后不久，kermode 的合作者 douglas 在 kermode 的基础上作了一些改进，新的条码 符号可在同样大小的空间对 100 个不同的地区进行编码，而 kermode 码只能对 10 个 不同的地区进行编码。 20 世纪 70 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 理工大学学士学位论文 2 用条码表示食品项目以及相应的自动识别设备。乔伍德兰德开始是使用窄线和宽线， 后来决定用同心环，该图案非常像射箭的靶子，称作“公牛眼”条码。这样，扫描器 通过扫描图形的中心能够对条码符号解码。 20 年后，毕业于美国麻省理工学院的戴维德柯林斯为西尔韦尼尔公司工作，他 使用由反射材料制作的橘色和蓝色的条纹表示数字 09，后来经过一系列的反复实践， 该公司发明了一种被北美铁路系统所采纳的条码系统。条码的实际应用和发展还是在 20 世纪 70 年代。1970 年，美国超级市场 adhoc 委员会制定了通用商品代码 upc 条码（universal product code） ，upc 商品条码首先在杂货零售业中试用，这为以后该 码制的统一和广泛采用奠定了基础。 条码码制的研发促进了条码生成设备和识读设备制造业的发展。从 20 世纪 20 年 代开始至今，在条码技术的推广过程中起到了十分重要的作用。 20 世纪 20 年代，john kermode 发明了由扫描器（能够发射光并接收反射光） 、 边缘定位线圈（测定反射信号的条和空）和译码器（测定结果）等基本元件组成的条 码识读设备。 1952 年，乔伍德兰德和贝尼西尔佛在纽约发明了第一台条码识读器。 1967 年，位于美国俄亥俄州辛辛那提市的超市安装了第一套条码扫描零售系统。 1968 年，第一家全部生产条码相关设备的公司 computer-identics 由 david 创建。 1969 年，第一台固定式氦-氖激光扫描器由 computer-identics 公司研制成功。 1971 年，control module 公司的 jim bianco 研制出 pcp 便携条码阅读器，这是首 次在便携机上使用微处理器（intel 404）和数字盒式存储器，此存储器提供 500k 存储 空间，为当时之最， 阅读器重 27 磅。 1972 年，条码的便携式扫描设备开始投入生产，它为实现“从货架上直接写出订 单”提供了便利，大大减少了制定订货计划的时间。norand 公司的第一台便携笔式扫 描装置 norand101 问世， ，预示着便携式扫描装置在零售业应用的大发展，并开拓了自 动识别技术的一个崭新领域。 1974 年，intermec 推出 plessey 条码打印机，这是行业中第一台“demand”接触 式打印机。第一台 upc 条码识读扫描器在奥克马州的 mmarsh 超级市场安装，那时只 有 27 种产品采用 upc 条码，商场设法自己建立价格数据库，扫描的第一种商品是十 片装的 wrigley 口香糖，标价 69 美分，由扫描器正确读出。 1978 年，第一台注册专利的条码检测仪 lasercheck2701 由美国的讯宝公司推出。 理工大学学士学位论文 3 1980 年，日本的佐藤株式会社推出第一台热转印打印机 5323 型，该打印机最初是 为零售业打印 upc 条码设计的。 1981 年，条码扫描与 rf/cd（射频/数据采集）第一次共同使用。第一台线性 ccd 扫描器 20/20 由 norand 公司推出。 1982 年，美国讯宝公司推出 ls7000，这是首部成功的商用手持式、移动光束激 光扫描器，这标志着便携式激光扫描器应用的开始。 20 世纪 90 年代后期，国内企业已经在一维条码扫描器产品方面形成了以自主知识 产权为主导的、适应各种主流接口的便携式、枪式条码扫描器的产品系列，并且逐步 向通用操作系统、适应无线通信和各种主流接口的方向发展。 福建新大陆公司在条码识读器的研发及生产制造上形成了产、供、销的规模，其 产品已开始走向国际。山东新北洋在掌握条码打印机的核心设计和制造技术的基础上， 研制的新产品和技术填补了国内许多空白，并应用在邮政、铁路等行业。上海龙贝信 息科技有限公司自主研制了 lpt3200 6200 系列台面式条码阅读器和 lp-h6201 手持 式条码阅读器系列。沈阳先达、沈阳凯泰、上海力象、深圳博思得等一大批生产具有 自主知识产权设备的公司，其产品从条码打印机到条码扫描、数据采集一应俱全。 条码技术向纵深方向的发展推动了条码技术装备向着多功能、远距离、小型化、 软硬件并举、安全可靠、经济适用等趋势发展，出现了许多新型技术装备。具体表现 为：条码技术识读设备向小型化及与常规通用设备的集成化、复合化发展；条码技术 数据采集终端设备向多功能、便携式、集成多种现代通信技术和网络接入技术的设备 一体化的方向发展；条码技术生成设备向满足专用性能和小批量印制方向发展。 经过几十年的不断发展完善，条码技术日臻成熟。最初的条码技术应用主要是在 商品的零售环节，提高了商品结算、库存控制和缺货控制的工作效率。而条码应用发 展的第二个阶段是在生产过程的管理中，从原料到成品各个环节的有效控制，可以提 高生产效率。条码技术应用的第三个阶段是为了实现对实物流和与之相伴的信息流的 一体化管理，采用条码技术，能够准确、高效地采集到基础数据，并记录物品的转移 过程，提高物流作业中信息的采集速度与准确性。条码技术的应用领域将逐步扩展渗 透到商业、工业、交通运输业、邮电通信业、医疗卫生、安全检查、票证管理以及军 事装备等国民经济的各个行业中。 目前，世界各国特别是经济发达国家把条码技术应用发展的重点向生产自动化、 交通运输现代化、金融贸易国际化、医疗卫生高效化、票证金卡普及化和安全防盗防 理工大学学士学位论文 4 伪保密化等领域推进。除大力推行商品条码外，同时重点推广应用贸易单元 128 码、 应用标识、ean 位置码、二维条码技术等。在条码载体种类开发方面，除纸面印刷的 条码技术外，还在研究开发金属条码技术、纤维织物条码技术和隐形条码技术，以扩 大应用领域，并保证条码技术标识在各个领域、各种工作环境中的应用。 1.3 本研究的内容及研究方案 课题完成基于 winrt 系统一维条码的快速识别研究，完成一维条码快速识别系统 的设计，软件开发和测试。课题内容如下： 通过查找相关资料了解一维条码的编解码原理，一维条码识别的现状。了解 winrt 工作原理。winrt 的特点和发展趋势。 完成系统的面向对象设计，包括条码存储模块，条码识别模块。 完成一维条码快速识别系统软件开发，包括编写代码、调试、测试、优化。 课题研究方案：对于课题理论研究部分，通过查找相关资料，进行逻辑推演，得 出结论。对于系统设计和实现部分，要参考以往条码识别设计经验以及现有产品案例， 给出详细的设计并做出全新的系统实现。系统采用.net(c#)开发环境，使用 winrt 系 统环境的嵌入式设备。 理工大学学士学位论文 5 2 一维条码的编码规则及识别方法 2.1 一维条码 一维条码常见的有 ean-13 码、ean-8 码、code39 码、upc-a 码、upc-e 码、 itf25(交叉 25)码、codabar(库德巴)码、code128 码等。它们的是都是由一组规则排 列的条、空和对应的字符组成，由于所能表示的字符的范围和种类不同，所以具有不 同的用途。 2.1.1 一维条码简介 一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记， “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，这些条和空组成的数据表达一 定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。 通常对于每一种物品，它的编码是唯一的。对于一维条码来说，需要通过数据库建立 条码与物品信息的对应关系。当条码的数据传到计算机时，由计算机的应用程序对数 据进行操作和处理。 2.1.2 一维条码的结构 一维条码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达 任何信息，其一定的高度通常是为了便于阅读器的阅读。一维条码通常都是由两侧的 空白区、起始符、数据字符、校验符（可选） 、终止符和供人识别的字符组成的（见图 2.1） 。一维条码符号中的数据字符和校验符是代表编码信息的字符，扫描识读后需要传 输处理，左右两侧的空白区、起始符、终止符等都是不代表编码信息的辅助符号，仅 供条码扫描识读时使用，不需参与信息代码传输。 空白区起始符数据符检验符终止符空白区 图 2.1 条码的组成 （1）左侧空白区 位于条码左侧无任何符号的白色区域，主要用于提示扫描器准备开始扫描。 理工大学学士学位论文 6 （2）起始符 条码字符的第一位字符，用于标识一个条码符号的开始，扫描器确认此字符存在 后开始处理扫描脉冲。 （3）数据符 位于起始符后的字符，用来标识一个条码符号的具体数值，允许双向扫描。 （4）检验符 用来判定此次扫描是否有效的字符，通常是一种算法运算的结果。扫描器读入条 码进行解码时，先对读入的各字符进行运算，如运算结果与检验码相同，则判定此次 识读有效。 （5）终止符 位于条码符号的右侧，表示信息结束的特殊符号。 （6）右侧空白区 在终止符之外无印刷符号，且条与空颜色相同的区域。 2.1.3 一维条码的编码方法 一维条码的编码方法是指条码中条、空的编码规则以二进制的逻辑表示的设置。 一维条码的编码方法就是要通过设计条码中条与空的排列组合来表示不同的二进制数 据，即利用“条”和“空”构成二进制的“1”和“0” ，并以它们的组合来表示某个数 字或字符，反映某种信息。但不同码制的条码在编码方式上有所不同。一般有以下两 种。 （1）宽度调节编码法 宽度调节编码法即条码符号中的条和空由宽、窄两种单元组成的条码编码方法。 按照这种方式编码时，是以窄单元（条或空）表示逻辑值“0” ，宽单元（条或空）表 示逻辑值“1” 。宽单元通常是窄单元的 23 倍。对于两个相邻的二进制数位，由条到 空或由空到条，均存在着明显的印刷界限。三九条码、库德巴条码及交插二五条码均 属宽度调节型条码。下面以交插二五条码为例，简要介绍宽度调节型条码的编码方法。 交插二五条码是一种条、空均表示信息的连续型、非定长、具有自校验功能的双 向条码。它的每一个条码数据符由 5 个单元组成，其中两个是宽单元（表示二进制的 “1” ） ，三个是窄单元（表示二进制的“0” ） 。图 2.2 是交插二五条码的一个示例。 理工大学学士学位论文 7 图 2.2 表示“3185”的交插二五条码 （2）模块组配编码法 模块组配编码法即条码符号的字符由规定的若干个模块组成的条码编码方法。按 照这种方式编码，条与空是由模块组合而成的。一个模块宽度的条模块表示二进制的 “1” ，而空模块表示二进制的“0” 。 ean 条码、upc 条码均属模块组配型条码。商品条码模块的标准宽度是 0.33mm，它的一个字符由 2 个条和 2 个空构成，每一个条或空由 14 个标准宽度的模 块组成，每一个条码字符的总模块数为 7。模块组配编码法条码字符的构成如图 2.3 所 示。 图 2.3 模块组配编码法条码字符的构成 理工大学学士学位论文 8 2.2 常见条码的编码规则及识别方法 2.2.1 ean 码的编码规则及校验方法 ean 商品条码由 13 位数字组成。不同国家（地区）的条码组织对 13 位代码的结 构有不同的划分。 （1）ean-13 商品条码的符号结构 ean-13 商品条码的符号由左侧空白区、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的字符组成如图 2.4 所示 ean-13 各组成部分的模块数如图 2.5 所示。 图 2.4 ean-13 码的符号结构 113 模块 95 模块 左侧空白区 起始符 左侧数据符 （6 位数字） 中间分隔符 右侧数据符 （5 位数据） 校验符 （1 位数据） 终止符 右侧空白区 图 2.5 ean-13 码符号构成示意图 理工大学学士学位论文 9 左侧空白区：位于条码符号最左侧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：位于起始符右侧，表示 6 位数字信息的一组条码字符，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：位于中间分隔符的右侧，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 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 2.6。 图 2.6 ean-13 码右侧空白区“ “的位置 供人识读的字符：位于条码符号的 下方，是与条码字符相对应的供人识别的 13 位数字，最左边一位称前置码。供人识别的字符优先选用 ocr-b 字符集，字符顶部 和条码底部的最小距离为 0.5 个模块宽。 理工大学学士学位论文 10 （2）ean-13 商品条码的字符集 每一条码的数据字符由 2 个条和 2 个空构成，每个条或空由 1-4 个模块组成，每 个条码字符的总模块数为 7，如图 2.7 所示。用二进制“1”表示条的模块， “0”表示 空的模块，如表 2.1 所示。条码字符集可表示 09 共 10 个数字字符。商品条码字符集 的二进制表示见表 2.1。 表 2.1 ean-13 商品条码的二进制表示 数字字符a 子集b 子集c 子集 0000110101001111110010 1001100101100111100110 2001001100110111101100 3011110101000011000010 4010001100111011011100 5011000101110011001110 6010111100001011010000 7011101100100011000100 8011011100010011001000 9000101100101111110100 说明：a 子集中条码字符所包含的条的模块的个数为奇数，称为奇排列；b、c 子集中条 码字符所包含的条的模块的个数为偶数，称为偶排列。商品条码可表示 10 数字字符：09。 理工大学学士学位论文 11 图 2.7 条码字符的构成 （3）ean-13 商品条码的字符表示 ean-13 商品条码的起始符、终止符的二进制表示都为“101” ，中间分隔符的二进 制表示为“01010” 。 ean-13 商品条码中的前置码不用条码字符表示，不包括在左侧数据符内。右侧 数据符及校验符均用字符集中的 c 子集表示。选用 a 子集还是 b 子集表示左侧数据 符取决于前置码的数值，见表 2.2. 表 2.2 左侧数据符在字符集的选这规则 代码 前置码 121110987 0aaaaaa 1aababb 2aabbab 3aabbba 4abaabb 5abbaab 6abbbaa 7ababab 8ababba 9abbaba 示例：确定 6901234567892 的左侧数据符的二进制表示。 第一步：根据表 2.2，前置码为 6 的左侧数据符所选用的字符集依次排 理工大学学士学位论文 12 列为 abbbaa。 第二步：查表 2.2，左侧数据符 901234 表示见表 2.3 。 表 2.3 前置码为 6 时左侧数据符的二进制表示 左侧数据符901234 条码字符集 二进制表示 a 0001011 b 0100111 b 0110011 b 0011011 a 0111101 a 0100011 （4）ean-13 商品条码的编码结构 ean-13 商品条码由 员 13 位数字组成。不同国家（地区）的条码组织对 13 位代码的结构有不同的划分。在中国大陆，ean-13 商品条码分为三种结构， 每种结构由三部分组成，见表 2.4。 表 2.4 ean/upc-13 商品条码的三种结构 结构种类厂商识别代码商品项目代码校验码 结构一 （前缀为 690、691） 结构二 （前缀为 692、693、694） 结构三 x13x12x11x10x9x8x7 x13x12x11x10x9x8x7 x6 x13x12x11x10x9x8x7 x6x5 x6x5x4x3x3x2 x5x4x3x2 x4x3x2 x1 x1 x1 ean-8 商品条码采用的条码字符集与 ean-13 相同。ean-8 商品条码的起始符、 终止符的二进制表示都为“101” ，中间分隔符的二进制表示为“01010” 。ean-8 商品 条码的左侧数据符由 a 子集，右侧数据符和校验符由 c 子集表示。 （5）校验方法 要描述校验码的计算方法，首先应对代码位置进行编号，ean 码代码位置从右向 左进行编号，校验位(一般用 c 表示)为第一位。 x13x12x11x10x9x8x7x6x5x4x3x2c 校验码的计算步骤如下： 1、从 x2开始，向左将所有偶数位上的数字代码求和，用 s1表示； 理工大学学士学位论文 13 2、s1x3=s2； 3、从 x3开始，将所有奇数位上的数字代码求和，用 s3表示； 4、s4=s2+s3； 5、用 10 减去 s4的个位数字，所得差即为校验码 c 的值；当 s4的个位数为 0 时，c 的值也为 0。 下面以 690123456789c 为例，具体演示 ean 码的校验码的技术方法。 s1=9+7+5+3+1+9=34； s2=34x3=102； s3=8+6+4+2+0+6=26； s4=s2+s3=102+26=128； c=10-8=2； 最后，我们得到了 ean-13 码 6901234567892。 2.2.2 upc 码的编码规则及校验方法 upc 码可以用 upc-a 商品条码和 upc-e 商品条码的符号表示。upc-a 商品条码 是 upc 码的条码符号表示，upc-e 码是在特定条件下将 12 位的 upc 消 0”后得到的 8 位代码的 upc 码符号表示。 （1）upc-a 商品条码的符号结构 upc-a 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、右侧空白区及工人识别的字符组成，符号的结构基本与 ean-13 相 同，如图 2.9。 图 2.9 upc-a 商品码的符号结构 upc-a 工人识别字符中第一位是系统字符，最后一位为校验字符，分别放在起始 理工大学学士学位论文 14 符与终止符的外侧，而且系统字符与校验字符的条码的条高和起始符、终止符及中间 分隔符的条高相等。 upc-a 左、右侧空白区最小宽度均是 9 个模块宽，其他部分组成的模块数目和 ean-13 相同。 upc-a 左侧 6 个条码字符都是由 a 子集的条码字符构成的，右侧的数据符和校验 符都是由 c 子集的条码字符组成的。 ucp-a 商品条码是 ean-13 条码的一种特殊的形式。 （2）upc-e 商品条码 upc-e 商品条码不含中间分隔符，组成部分有：左侧空白区、起始符、 数据符、终止符、右侧空白区、供人识别的字符。如图 2.10 所示。 图 2.10 upc-e 条码的符号结构 upc-e 商品条码左侧空白区及起始符的模块数与 upc-a 相同；终止符是 6 个模块， 右侧空白区的最小宽度是 7 个模块。 upc-e 条码有 8 位供人识别的字符，因为系统字符和校验字符没有条码符号表示， 所以 upc-e 仅仅直接表示 6 个数据字符。 upc-e 条码的 6 个条码字符的字符子集是有校验码决定的，当中有 3 个是奇排列， 选自 a 子集，另外的 3 个是偶排列，选自 b 子集，见表 2.5 所示。 表 2.5 upce 条码字符排列规则 条码字符集 校验码 x7x6x5x4x3x2 0bbbaaa 理工大学学士学位论文 15 1bbabaa 2bbaaba 3bbaaab 4babbaa 5baabba 6baaabb 7bababa 8babaab 9baabab 2.2.3 三九条码的编码规则及校验方法 三九条码是一种条、空都表示信息的非连续性、具有良好校验功能、非定长的双 向的条码，可以对英文字母、数字及其他等 44 个字符进行编码。因为具有自校验的功 能，所以三九码具有误读率低的优点。 （1）三九码的符号特性 可以编码的字符集：az 与 09 的所有字母与数据：特殊字符如：空格、 、；起始符/终止符。 条码字符自校验 条码类型为非连续型。 双向可译码。 每个条码字符总共 9 个单元，有 6 个窄单元和 3 个宽单元，总共包括 5 个条与 4 个空。 可编码的数据串是非定长。 条码密度是由条码字符间隔、x 尺寸及宽度比 n 决定的。 可以选用符号校验字符。 非数据字符串等于两个符号字符。 （2）三九码的符号结构 三九码的每一个条码字符是由 9 个单元组成：5 个条单元及 4 个空单元。其中 3 个 宽单元（用二进制“1”表示），其余的为窄单元（用二进制“0”表示），所以称为 理工大学学士学位论文 16 三九码。 三九码的符号结构：左侧空白区、右侧空白区、起始符、条码数据符（包括条码 校验字符）、终止符。条码字符间隔是一个空，将条码字符分隔开。工人识读的字符 中，三九条码的终止符及起始符通常用“*”表示。所以此字符不能够在字符的其他位 置作为数据的一部分，并且译码器不应该将它输出，三九码的符号结构如图 2.11 所示， 编码字符集如表 2.6 所示。 图 2.11 表示“1a”的三九码符号 表 2.6 三九码编码字符集 字符编码字符编码字符编码字符编码 0000110100b001001001m101000010x010010001 1100100001c101001000n000010011y110010000 2001100001d000011001o100010010z011010000 3101100000e100011000p001010010-010000101 4000110001f001011000q000000111.110000100 5100110000g000001101r100000110空格011000100 6001110000h100001100s001000110$010101000 7000100101i001001100t000010110/010100010 8100100100j000011100u110000001+010001010 9001100100k100000011v011000001%000101010 a100001001l001000011w111000000*010010100 （3）校验方法 理工大学学士学位论文 17 三九码具有自校验功能，一般情况下可以不使用校验字符，但在特殊情况下，允 许使用附加校验字符。三九码在计算校验码时需要得出各字符的字符值之和，然后用 43 相除取余。首先需要给 code39 码的字符集中的字符赋值，09 赋值为 09，az 赋值为 1035，-、.、空格、$、/、+、%分别赋值为 3642。下面以 ustsd2008c(c 为最后一位，校验码)为例，演示三九码的校验码计算方法。 ustsd2008 对应的字符值分别为 30、28、29、28、13、2、0、0、8； s1=30+28+29+28+13+2+0+0+8=138； 138 除以 43 得到余数为 9，数值 9 对应的字符为 9，即校验码 c 为 9，所以最 后得到的三九 码为 ustsd20089。 2.2.4 128 码的编码规则及校验方法 128 码是一种连续性的、长度可变的条码。和其他条码相比，128 码是较为复杂的 条码，他所表示的 字符相对的比其他的一位条码多，而且有不同的编码方式可供交互 运用，所以它的使用弹性较大。128 码可以表示 ascii 值为 0127 共 128 个字符，所 以成为 128 码。图 2.12 为 128 码的图例。 图 2.12 128 条码 （1）128 条码的符号特性 所有的 128 个 ascii 字符，即 ascii 值为 0127 的字符，与 gb1988-1998 一 致；ascii 值为 128255 的字符也可以编码；4 个非功能数据字符；3 个起始字符；1 个终止字符；4 个字符集选择字符。 编码类型：连续型。 双向可编译。 字符自校验。 每个符号字符是由 6 个单元组成（终止符除外） ，每个条（或空）的宽度为 1、2、3、或 4 个模块。 理工大学学士学位论文 18 符号长度可变。 非数据部分有 35 个模块。 数据字符密度为每个符号字符有 11 个模块（每个数据字符有 5.5 个模块） 。 （2）128 条码的符号结构 128 条码符号由左侧空白区、起始字符、数据字符、校验字符、终止字符、右侧空 白区组成。如图 2.13 所示。 图 2.13 “aim”的 128 条码符号的表示 （3）128 条码的数据字符编码 128 条码有 3 个独立的数据字符集，分别是字符集 a、字符集 b、字符集 c；字符 集的选择依赖于起始字符、切换字符或转换字符；通过切换字符和转换字符可以在符 号中重新确定字符集。 理工大学学士学位论文 19 3 相关技术 3.1 winrt 系统 3.1.1 winrt 简介 winrt（windows runtime），是 windows 8 新引入的一个新的框架，意在为 windows 平台上的开发提供一种语言无关、高度智能化的平台。不是为了取代. net、win32 等，而是为不同语言编写的程序提供统一支持，尤其是 metro 风格程序。 windows 8 的开发平台总体上分为两部分：一是全新的 winrt，界面搭配 metro style，二是传统的 win32、.net(sl)、ie 三大平台，界面为传统窗体风格。 windows 8 引进了一个“应用容器”的概念的中间者(windows 8 introduces the concept of “app container” broker)，可以使用很多资源（文件,设备,等）这是由中间者 控制的(access to a number of resources (files, devices, etc.) is controlled by the broker)大量 的 win32apis 被 winrt 运行库替代了（ a large number for win32 apis are replaced by the winrt library ）相当数量的 win32apis 将不被支持 winrt 平台开发又细分为两大方式：一是 c/c+搭配 xaml，或 c#/vb 搭配 xaml，二是 javascript 搭配 html/css。c、c+、c#、vb、javascript 全部可以直 接调用 winrt apis，这样微软将 native（本地）、managed（托管）、dynamic（动 态）三大语言运行机制统一了起来。可见，winrt 是微软将 win32、.net（sl）、ie 三大平台进行整合的产物。 winrt 是一个新的 api 集合，具有以下特性：实现 metro ui 规范的 ui 库、为 windows 开发人员提供一个简单的 ui 编程模型、使用 xaml-base 的 ui 系统、异步 api、和.net 一样是个沙箱的 api，自成体系，用于创建 appstore 上的应用程序。 api 的元数据格式是 ecma335，和.net 一样的标准。winrt 基本类型如表 3.1 所示。 理工大学学士学位论文 20 表 3.1 winrt 基本类型 stringshstring避免多语言复制 basic typesint32,uiint64*指示器允许在有限的容器中 enumerationsenum asyncstatus旗帜或非旗帜风格 structuresstruct rect;可以包括 string，但不包括接口 simple arraysint32 位非常基础的集合 interfacesiinspectable方法精确定义在接口上 generic interfacesivector普通类型的接口 runtime classwindows.storage.storagefile创建一个类来绑定一个接口 3.1.2 winrt 特点 界面上的革命 metro 新的 metro 风格界面更加适合触摸屏操作，更加适合多尺寸的显示屏，全屏的显 示方式突出了以内容为中心的理念。 全新的系统级 native api winrt apis 是 native 的，而且直接建立在系统内核之上，并且还自动获得硬件加 速，包装非常类似.net，既高效又易用。 mvc 模式 winrt 采用了 mvc 模式，做到了界面和逻辑的很好分离。xaml 和 html5 作 为两大界面标记语言同时被采用。 c+组件扩展 该组件模型是 com 和 assembly 技术的结合体，可同时被 native、managed 和 dynamic 三种类型的语言直接调用。winrt apis 本身就是使用的 c+组件扩展技术实 现的，所以做到了 c、c+、c#、vb、javascript 的直接调用。wpf、sl、网页应用 均可以较小代码调整，即可在 winr