第四章数据自动采集技术

第四章数据自动采集技术2023/6/231第一页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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）2023/6/232第二页，共五十三页，编辑于2023年，星期五1959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2023/6/233第三页，共五十三页，编辑于2023年，星期五二、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2023/6/234第四页，共五十三页，编辑于2023年，星期五1973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。2023/6/235第五页，共五十三页，编辑于2023年，星期五1976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2023/6/236第六页，共五十三页，编辑于2023年，星期五三、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2023/6/237第七页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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0～92023/6/238第八页，共五十三页，编辑于2023年，星期五39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2023/6/239第九页，共五十三页，编辑于2023年，星期五93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2023/6/2310第十页，共五十三页，编辑于2023年，星期五upc码EAN码交叉25码39码库德巴码128码93码49码长度固定固定可变可变可变可变可变可变连续型连续连续离散离散连续连续连续连续支持符号数字式数字式自校验数字式字母数字式自校验数字式自校验数字式字母数字式字母数字式元素宽度四种四种两种多种可变多种可变四种多种可变多种可变应用领域零售业包装业零售业包装业仓储产品识别包装识别汽车业工业界仓库血库航空快递包裹工业库存管理运输配送2023/6/2311第十一页，共五十三页，编辑于2023年，星期五二、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。2023/6/2312第十二页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2313第十三页，共五十三页，编辑于2023年，星期五磁卡IC卡PDF417二维条码卡信息容量小大大保密防卫性差较差强成本较高高低读写功能可读可写可读可写不可改变寿命1年2～3年8～9年可靠性低低高受外界干扰性易易难PDF417与IC卡及磁卡技术的比较2023/6/2314第十四页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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。2023/6/2315第十五页，共五十三页，编辑于2023年，星期五基本术语：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2023/6/2316第十六页，共五十三页，编辑于2023年，星期五位空：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2023/6/2317第十七页，共五十三页，编辑于2023年，星期五单位元素宽度：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。2023/6/2318第十八页，共五十三页，编辑于2023年，星期五条形码逻辑值：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。2023/6/2319第十九页，共五十三页，编辑于2023年，星期五自校验条形码：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。2023/6/2320第二十页，共五十三页，编辑于2023年，星期五条形码字符集：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）/RL2023/6/2321第二十一页，共五十三页，编辑于2023年，星期五二、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静区起始字符数据字符校验字符终止字符静区条形码符号的结构2023/6/2322第二十二页，共五十三页，编辑于2023年，星期五数据字符：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2023/6/2323第二十三页，共五十三页，编辑于2023年，星期五三、UPC码的编码

UPC码：UPC-A码（12位数）和UPC-E码（6位数）2023/6/2324第二十四页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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。2023/6/2325第二十五页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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：2023/6/2326第二十六页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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X（mm)单位元素宽度公差两相邻条相似边公差字符宽度公差0.26±0.032±0.038±0.0750.34±0.105±0.050±0.0992023/6/2327第二十七页，共五十三页，编辑于2023年，星期五四、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2023/6/2328第二十八页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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12023/6/2329第二十九页，共五十三页，编辑于2023年，星期五五、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2023/6/2330第三十页，共五十三页，编辑于2023年，星期五定量储运单元：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）2023/6/2331第三十一页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2332第三十二页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2333第三十三页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2334第三十四页，共五十三页，编辑于2023年，星期五二、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2023/6/2335第三十五页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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。2023/6/2336第三十六页，共五十三页，编辑于2023年，星期五二、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2023/6/2337第三十七页，共五十三页，编辑于2023年，星期五在线式阅读器：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2023/6/2338第三十八页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2339第三十九页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2340第四十页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2341第四十一页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2342第四十二页，共五十三页，编辑于2023年，星期五二、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0.8～2.02023/6/2343第四十三页，共五十三页，编辑于2023年，星期五三、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2023/6/2344第四十四页，共五十三页，编辑于2023年，星期五四、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2023/6/2345第四十五页，共五十三页，编辑于2023年，星期五五、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2023/6/2346第四十六页，共五十三页，编辑于2023年，星期五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2023/6/2347第四十七页，共五十三页，编辑于2023年，星期五第