《物流信息管理》第七章：物流信息技术

物流信息技术,1. 信息识别与采集技术之条码技术 2. 信息识别与采集技术之射频技术 3. 信息存储技术之数据库技术 4. 信息传输与交换技术之EDI技术 5. 跟踪与控制技术之GPS/GIS技术,信息识别与采集技术之条码技术,(1) 概述 (2) 条码标签 (3) 条码识读系统 (4) 二维条码,概述,什么是条码 条码是由一组按特定规则排列的条、空及其对应字符组成的表示一定信息的符号。条码中的条、空分别由深浅不同且满足一定光学对比度要求的两种颜色（通常为黑、白色）表示。条为深色，空呈浅色。这组条、空和相应的字符代表相同的信息。前者用于机器识读，后者供人直接识读或通过键盘向计算机输入数据使用。,条码种类,目前，国际广泛使用的条码种类有EAN、UPC码、Code39码、ITF25码、Codebar码、Code93码、Code128码等。其中，EAN码是当今世界上广为使用的商品条码，已成为电子数据交换（EDI）的基础；UPC码主要为美国和加拿大使用；在各类条码应用系统中，Code39码因其可采用数字与字母共同组成的方式而在各行业内部管理上被广泛使用；在血库、图书馆和照像馆的业务中，Codebar码也被广泛使用。除了一维条码外，二维条码也已经在迅速发展，并在许多领域找到了应用。,（1）25码,本族主要是工业用条码，以两个字符为单位进行编码，其中一个字符以条编码，另一个字符以空编码，每个字符由三个窄单元和两个宽单元组成，两个字符的条空相互交叉组合在一起。,（2）39码,此码除了0-9十个数字外还包含A-Z二十六个英文字母及七个特殊字元与符号及一个特殊的起始与终止符号，所以也称为字符码。,（3）统一产品（UPC）码,此为美加地区常用条码，含有0-9十个数字，基本组合为十位数，前五位是用以辨别制造商或机构的代码，后五位是个别产品项，由厂商自行编订，当然若商品过多也可用较多位来表达，甚至有多达30个字元的。 统一产品码又有A与E型两种。A型又称基本型，用作编成十个字元的美国国家药品码及美国国家健康相关码。E型为零缩型，利用特殊方法编码而成，即将原来统一产品码中除去一些零字元，将有效字元连串而成。,（4）商品条码（EAN码）,此码是目前通行于美国以外的各个国家之商品条码；分为两种型式，一种为标准型EAN-13，有13个字元， 通用于一般尺寸商品之标示，另一为缩短型EAN-8，有8个数字元，适用于体积较小的商品。,(5) EAN-128条码,由国际物品编码协会（EAN）、美国统一代码委员会（UCC）和自动识别制造商协会（AIM）共同设计而成。它是一种连续型、非定长、有含义的高密度代码。EAN-128条码是唯一能够表示应用标识的条码符号。每个字符由3个条和3个空共11个模块组成。,条码的特点,简单 信息采集速度快 采集信息量大 可靠性高 设备结构简单、成本低 灵活、实用 自由度大,条码主要应用领域,商业零售领域 图书馆 物流管理 质量跟踪管理 数据自动录入（二维条码）,条码标签,商品编码与商品条码 商品编码是指用一组阿拉伯数字标识商品的过程，这组数字称为商品代码。商品编码与商品条码是两个不同的概念。商品代码是代表商品的数字信息，而商品条码是表示这一信息的图形符号。要制作商品条码符号，首先必须给商品赋予数字代码。,商品条码的代码是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。,商品编码原则,唯一性 唯一性是指商品项目与其标识代码一一对应，即一个商品项目只有一个代码，一个代码只标识同一商品项目。,无含义 无含义代码是指代码数字本身及其位置不表示商品的任何特定信息。在EAN及UPC系统中，商品编码仅仅是一种识别商品的手段，而不是商品分类的手段。,永久性 产品代码一经分配，就不再更改，并且是终身的。当此种产品不再生产时，其对应的产品代码只能搁置起来，不得重复起用再分配给其它的商品。,商品代码结构,标准版商品代码的结构 标准版商品条码所表示的代码由13位数字组成，其结构如下： 结构一：x13x12x11x10x9x8x7 x6x5x4x3x2 x1 左侧数据符 右侧数据符 其中：x13x7：表示厂商识别代码；x6x2：表示商品项目代码；x1：校验码。,结构二：x13x12x11x10x9x8x7 x6x5x4x3x2 x1 左侧数据符 右侧数据符 其中：x13x6：表示厂商识别代码；x5x2：表示商品项目代码；x1：校验码。 当x13x12x11为690，691时，其代码结构同结构一；当x13x12x11为692时，其代码结构二。,缩短版商品代码结构 当标准版商品条码所占面积超过商品包装面积或者占标签可印刷面积的四分之一时，可使用缩短码。 缩短版商品条码由8位数字组成，其结构如下： x8x7x6 x5x4x3x2 x1 左侧数据符 右侧数据符 其中：x8x7x6：其含义同标准版商品条码的x13x12x11；x5x4x3x2：表示商品项目代码，由EAN编码组织统一分配。在我国，由中国物品编码中心统一分配；x1：校验码。计算时，需在缩短版商品条码代码前加5个“0”，然后按标准版商品条码校验的计算方法计算。,商品条码标签结构,EAN-13码 标准版的EAN条码（EAN-13）标签结构如前图所示。标签由左侧空白区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据符、校验符、终止符、右侧空白区构成。各区的宽度如表所示（表中的“0”和“1”分别表示具有一个模块宽度的“空”和“条”， 一个模块的宽度为0.33mm）。,EAN-8码,缩短版的EAN条码（EAN-8）标签结构如前图所示。标签由左侧空白区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据符、校验符、终止符、右侧空白区构成。各区的宽度如表所示（表中的“0”和“1”分别表示具有一个模块宽度的“空”和“条”， 一个模块的宽度为0.33mm）。,商品条码符号及编码规则,条码符号 EAN_13条码能表示13位数字符号，而EAN_8条码只能表示8位数字符号。每个数字符号对应的条码符号如表所示,编码规则,起始符：101； 中间分隔符：01010； 终止符：101。 数据符 校验符 左侧数据的编码方式有两种A和B，EAN_13码要根据前置码X13选其中一种，选择规则如表3-4所示，其中前置符不用条码符表示。 在EAN_8码中前置符包括在左侧数据符中，用条码符表示并且左侧数据符均用表的A组编码规则，右侧数据符均用B组编码规则。,条码识读系统,1.工作过程,系统组成,扫描系统 信号整形系统 译码系统,二维条码,二维条码的产生 一维条码的缺点比较多：（1）信息密度较低，信息容量较小；（2）没有错误纠正能力，只能通过校验字符进行错误校验；（3）保密防伪性较差；（4）使用可靠性差，受外界损伤条码后，毁损信息；（5）只能完成对“物品“的标识，而无法对“物品“本身进行描述；（6）必须依赖数据库的存在；（7）表示汉字信息十分困难。,什么是二维条码,二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理.它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点,二维条码类型,堆积式二维码,点阵式二维条码,二维条码特点,信息容量大 编码范围广 保密、防伪性能好 译码可靠性高 修正错误能力强 容易制作且成本很低 条码符号的形状可,信息识别与采集技术之射频技术,(1) 概述 (2) 射频识别系统的组成 (3) 射频识别系统工作原理,概述,射频识别的概念 射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。射频技术的基本原理是电磁理论，利用无线电波对记录媒体进行读写。射频系统的优点是不局限于视线,识别距离比光学系统远,射频识别卡可具有读写能力,可携带大量数据、难以伪造和有智能等。,射频识别系统的特点,和条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触,工作距离长,适于恶劣环境, 可识别运动目标等优点。因此完成识别工作时无须人工干预、适于实现自动化且不易损坏，可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡，操作快捷方便。射频卡不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境，短距离的射频卡可以在这样的环境中替代条码，长距离的产品多用于交通上，可达几十米。,射频识别系统的应用类型,EAS系统 便携式数据采集系统 物流控制系统 定位系统,射频识别系统的组成,信号发射机（射频标签）,（1）有源射频标签（主动式标签）、无源射频标签（被动式标签） （2）只读标签与可读可写标签 （3） 标识标签与便携式数据文件,信号接收机（读写器）,在射频识别系统中，信号接收机一般叫做阅读器。根据支持的标签类型不同与完成的功能不同，阅读器的复杂程度是显著不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外，阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。标签中除了存储需要传输的信息外，还必须含有一定的附加信息，如错误校验信息等。,天线,天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。在实际应用中，除了系统功率，天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收，需要专业人员对系统的天线进行设计、安装。,射频识别系统工作原理,射频标签,通常射频识别标签应具有如下功能： （1）具有一定容量的存储器，用以存储被识别对象的信息； （2）在一定工作环境下及技术条件下标签数据能被读出或写入； （3）维持对识别对象的识别及相关信息的完整； （4）数据信息编码后，工作时可传输给读写器； （5）可编程，且一旦编程后，永久性数据不能再修改； （6）具有确定的使用期限,使用期限内无需维修； （7）对于有源标签,通过读写器能显示出电池的工作状况。,射频读写器的构成及功能,（1）天线 天线是发射和接收射频载波信号的设备。在确定的工作频率和带宽条件下，天线发射由射频模块产生的射频载波，并接收从标签发射或反射回来的射频载波。,（2）射频模块 射频模块由射频振荡器、射频处理器、射频接收器及前置放大器组成。射频模块可发射和接收射频载波。射频载波信号由射频振荡器产生并被射频处理器放大。该射频载波通过天线发射。射频模块将天线接收的从标签发射/反射回来的载波解调后传给读写模块。,（3）读写模块 读写模块一般由放大器、解码及纠错电路、微处理器、时钟电路、标准接口及电源组成，它可以接收射频模块传输的信号，解码后获得标签内信息；或将要写入标签的信息编码后传给射频模块，完成写标签操作。还可以通过标准接口将标签内容和其他信息传给计算机。,通常射频识别标签应具有如下功能： 读写器与标签通信的功能：在规定的技术条件下可与标签进行通信。 读写器与计算机通信的功能：可通过标准接口与计算机网络连接，并提供下列信息以实现多个读写器在系统网络中运行： 本读写器的识别码； 本读写器读出标签的日期和时间； 本读写器读出的标签信息。 有些应用系统，读写器还具有下列功能： 能在读写区内查询多个标签，并能正确区分各标签； 适用于固定和移动对象； 能提示读写过程中的错误信息； 对于有源标签，能读出标签电池有关信息，如：电池电量指示。,系统工作原理,数据通信原理及影响因素 为了实现数据高速、远距离地传输，必须把数据信号叠加在一个规则变化的信号比较强的电波上，这个过程叫调制，规则变化的电波叫载波。在RFID系统中，载波电波一般由阅读器或编程器发出。有多种方法可以实现数据在载波上的调制，如用数据信息改变载波的波幅叫调幅；改变载波的频率叫调频；改变载波的相位叫调相等等。,系统工作过程,（1）读写器将设定数据的无线电载波信号经过发射天线向外发射。 （2）当射频识别标签进入发射天线的工作区时，射频标签被激活后即将自身信息代码经天线发射出去。 （3）系统的接收天线接收到射频识别标签发出的载波信号，经天线的调节器传给读写器。读写器对接到的信号进行解调解码，送后台电脑控制器。 （4）电脑控制器根据逻辑运算判断该射频识别标签的合法性，针对不同的设定作出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作。 （5）执行机构按电脑的指令动作。 （6）通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，根据不同的项目可以设计不同的软件来完成要达到的功能。,信息存储技术之数据库技术,(1) 概述 (2) 数据库管理系统 (3) 数据仓库,概述,数据处理 数据处理是指将数据转换成信息的过程。广义地讲,它包括对数据的收集、存储、加工、分类、检索、传播等一系列活动。狭义地讲,它是指对所输入的数据进行加工整理。其基本目的是从大量的、已知的数据出发,根据事物之间的固有联系和运动规律,通过分析归纳、演绎推导等手段,萃取出对人们有价值、有意义的信息,作为决策的依据。,数据与信息的关系图,数据模型,层次模型 层次关系模型图,网状模型 网状模型描述了数据之间的网状关系。在网状模型中，数据之间的关系允许： 有一个以上的结点无双亲。 结点可以有多个双亲结点。网状模型的最大特点是可以描述多对多的关系。其结构如图所示。,关系模型 目前在三种模型中关系模型是最重要的。虽然它的数据关系是几种模型中最简单的，但其定义却比较复杂。可以把关系模型理解为一张二维表格，表格中的每一行代表一个实体，成为记录；每一列代表实体的一个属性，成为数据项。记录的集合称为关系。关系具有如下性质： 数据项不可再分（即不可表中套表）。 关系中的列是同性质的，称为属性。属性之间不能重名。 关系中不能出现相同的记录，记录的顺序无关紧要。 每个关系都有一个主键，它能唯一地标示关系中的一个记录。 关系中列的顺序不重要。,下表就是一个关系模型结构,关系数据库, 基本概念 关系数据库是以关系模型为基础的数据库，它利用关系来描述世界。关系模型由三部分组成：数据结构、关系操作集合、关系的完整性。, 结构化查询语言（SQL）,SQL有如下几个比较突出的优点： 一体化 灵活 高度非过程化 语言简洁，易学易用,SQL的功能可以分成以下四类： 数据定义 数据操纵 数据库控制 事务控制, 关系数据的规范化理论,规范化的目的可以概括为以下几点： 保证库中每一个分量都不可再分 消除冗余存储，简化检索操作 消除插入异常和删除异常,数据库管理系统,概念 数据库管理系统（Database Management System，DBMS）就是一个软件，利用该系统可以定义数据库的逻辑组织结构，并对数据库进行存取访问。DBMS一般有五个重要的软件组成部分。,数据库管理系统的软件子系统图, DBMS引擎：提供信息逻辑结构到物理结构之间的桥梁 数据定义子系统：定义数据库的逻辑结构 数据处理子系统：在数据库中挖掘和更改信息 应用程序生成子系统：开发数据库的应用程序 数据管理子系统：管理数据库,几种常用的数据库管理系统,常见的微机数据库管理系统有在DOS环境中工作的dBASE(较新版本为版本5)系统、FoxBase和FoxPro等,它们的一些新版本也可以在Windows上使用。在Windows系统上运行的还有MicrosoftAccess等。目前较大型的、在许多硬件平台和操作系统上,都能用的数据库管理系统主要有:Oracle、Informix和SyBase等,这些系统也大都提供了微机上使用的版本。,数据仓库,概念 广义的数据仓库概念是一种帮助企业作决策的系统化解决方案，它包括三个方面的内容： 数据仓库技术（data warehouse，DW） 联机分析处理技术（on-line analytical processing，OLAP） 数据挖掘技术（data mining，DM）,数据仓库技术,数据仓库组织和管理数据的方法与普通数据库不同。主要表现在三个方面： (1)它依据决策要求，只从数据库中抽取那些需要的数据，并进行一定的处理。 (2)数据仓库是多维的，即数据仓库的数据的组织方式有多层的行和列。 (3)它支持决策处理，不同于普通的事务处理。,数据仓库需要以下数据库技术的支持: (1)并行数据库技术：数据仓库中的数据量很大，一般要达到GB级，有的甚至要到TB级。 (2)高性能的数据库服务器：传统数据库的应用是操作型的，而数据仓库的应用是分析型的，它需要有高性能的数据库服务器配合工作，对DBMS核心的性能也有更高的要求。 (3)数据库互操作技术：数据仓库的数据来源多种多样，可能来自数据库，也可能来自文件系统。即使都来自数据库，这些数据库也往往是异构的。,联机分析处理技术,联机分析处理是针对特定问题的联机数据访问和分析，通过对信息进行快速、稳定、一致和交互式的存取，对数据进行多层次、多阶段的分析处理，以获得高度归纳的分析结果。联机分析处理是一种自上而下、不断深人的分析工具，在用户提出问题或假设之后，它负责提取出关于此问题的详细信息，并以一种比较直观的方式呈现给用户。,数据挖掘技术,从数据库的角度看，数据挖掘就是这样一个过程，它从数据库的数据中识别出有效的、新颖的、具有潜在效用的并最终可理解的信息(如规则、约束等)的非平凡过程。非平凡是一个数学概念，即数据挖掘既不是把数据全部抽取，也不是一点儿也不抽取，而是抽取出隐含的、未知的和可能有用的信息。,从决策支持的角度看，数据挖掘是一种决策支持的过程，主要基于人工智能、机器学习、统计学和数据库技术等多种技术，能高度自动地分析企业原有的数据，进行归纳推理，从中挖掘出潜在的模式，预测客户的行为，帮助企业的决策者调整市场策略，从而减少风险，辅助做出正确的决策。它是提高商业和科学决策过程中的质量和效率的一种新方法。,决策支持方案,(1)数据仓库解决了数据不统一的问题，数据仓库自底层数据库收集大量事务级数据的同时，对数据进行集成、转换和综合，形成面向全局的数据视图，形成整个系统的数据基础。 联机分析处理从数据仓库中的集成数据出发，构建面向分析的多维数据模型，利用这个带有普遍性的数据分析模型，用户可以使用不同的方法，从不同的角度对数据进行分析，实现了分析方法和数据结构的分离。 数据挖掘以数据仓库和多维数据库中的大量数据为基础，自动地发现数据中的潜在模式，并以这些模式为基础自动做出预测。数据挖掘反过来又可以为联机分析处理提供分析的模式。,信息传输与交换技术之EDI技术,(1) 概述 (2) EDI系统 (3) 实现EDI的环境和条件 (4) EDI的安全,概述,定义 EDI指的是：按照协议，对具有一定结构特征的标准经济信息，经过电子数据通信网，在商业贸易伙伴的计算机系统之间进行交换和自动处理的全过程。,内涵,1）定义的主体是“经济信息”，即EDI是面向经济信息的应用系统，如订单、运单、发票、报关单等。 （2）这些信息是“按照协议”形成的，“具有一定结构特征”这一点对EDI很重要。EDI报文能被不同的贸易伙伴的计算机系统识别和处理，其关键就在于数据格式的标准化，即EDI标准。 （3）信息传递的路径是计算机到“电子数据通信网络”，再到对方的计算机，中间补需要人工干预。,EDI系统模型,从上述EDI定义不难看出，EDI包含了三个方面的内容，即计算机应用、通信网络和数据标准化。其中计算机应用是EDI的条件，通信环境是EDI应用的基础，标准化是EDI的特征。这三方面相互衔接、相互依存，构成EDI的基础框架。EDI系统模型如图所示。,EDI的特点,（1）单证格式化 （2）报文标准化 （3）处理自动化 （4）软件结构化 （5）运作规范化,EDI系统,EDI系统结构,用户接口模块 内部接口模块 报文生成及处理模块 格式转换模块 通信模块,EDI系统原理,EDI系统信息交换过程,如图所示，EDI系统信息交换流程需要历经如下环节: (1)映射(Mapping)生成EDI平面文件 (2)翻译(Translation)生成EDI标准格式文件 (3)通信 (4)EDI文件的接收和处理,实现EDI的环境和条件,1.数据通信网是实现EDI的技术基础 2.消息处理系统MHS为实现EDI提供了最理想的通信环境 3.计算机应用是实现EDI的内部条件 4.标准化是实现EDI的关键 5. EDI立法是保障EDI顺利运行的社会环境,EDI的安全,EDI安全的内容 EDI的安全，一般是指防止由EDI系统交换的信息被丢失、泄露、篡改，假冒EDI合法用户，提交或接受过程中出现的抵赖、否认以及EDI系统的拒绝服务。,EDI系统面临的威胁,（1）冒充 （2）篡改数据 （3）偷看、窃取数据 （4）文电丢失 （5）抵赖或失口否认 （6）拒绝服务,EDI系统的安全策略与服务,一般来说，EDI系统的安全策略大致有： （1）他人无法冒充合法用户利用网络及其资源。 （2）他人无法篡改、替换和扰乱数据。 （3）与文电交换的各种活动及其发生时间均有精确、完整的记录和审计。 （4）确保文电在交换过程中不丢失。 （5）确保商业文件(合同、契约、协议书)不被无关者或竞争对手知悉。 （6）防止因自然灾害、人为原因和机器故障而引起的系统拒绝服务。,系统中安全服务的实现手段主要有： （1）数字签名 （2）文电加密 （3）源点不可抵赖 （4）接收不可抵赖 （5）访问控制 （6）防止文电丢失 （7）防拒绝服务,跟踪与控制技术之GPS/GIS技术,(1) 概述 (2) 货物跟踪原理及技术 (3) GPS技术概述 (4) GIS技术概述,概述,货物跟踪不但提高了物流管理水平，同时也提高了物流的服务水平，其具体作用表现在以下四个方面。 （1）顾客需要对货物的状态进行查询时，只要输入货物的发票号码，马上就可以知道有关货物状态的信息。查询作业简便迅速，信息及时准确。 （2）通过货物信息可以确认是否货物将在规定的时间内送到顾客手中，能即时发现没有在规定的时间内把货物交付给顾客的情况，便于马上查明原因并及时改正，从而提高运送货物的准确性和及时性，提高顾客服务水平。 （3）作为获得竞争优势的手段，提高物流运输效率，提供差别化物流服务。 （4）通过货物跟踪系统所得到的有关货物运送状态的信息丰富了供应链的信息分享源，有关货物运送状态信息的分享有利于顾客预告做好接货以及后续工作的准备。,货物跟踪原理及技术,静态货物跟踪,在途货物跟踪,在途货物跟踪示意图,GPS技术概述,定位原理 GPS所以能够定位，用的就是数学原理。因为每台GPS接收机无论在任何时刻、在地球上任何位置都可以同时接收到最少4颗GPS卫星发送的空间轨道信息。接收机通过对接收到的每颗卫星的定位信息的解算，便可确定该接收机的位置，从而提供高精度的三维(经度、纬度、高度)定位导航及授时系统。,GPS系统组成,(1)空间卫星系统 空间卫星系统由均匀分布