第02章-物流管理信息系统条形码技术

第2章物流管理信息系统条形码技术•条形码的概述•商品条形码•EAN.UCC的基本体系结构•射频技术2.1条形码概述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。条形码由一组宽度不同、反射率不同的条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。条形码的实例如下：静区校验码数据区图2-2条形码实例(a)起始字符终止字符静区图2-1条形码实例（b）1.条形码分类1）按码制分类条形码按码制一般分为九类，如表2-1所示。除表中的码制外，还有其他的码制。例如25码出现于60年代后期，主要用于航空系统的机票的顺序编号；11码主要用于电子元器件标签；矩阵25码是11码的变形；Plessey码1971年5月主要由于图书馆等。表2-1常见条形码的各项指标比较连续型连续连续离散离散连续连续连续连续支持自校验字母自校验自校验字母字母符号数字式数字式数字式数字式数字式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字符集0-90-90-9、A-Z。-/+%$space0-9。/+%-$0-9：-/。+ASCⅡ码0-9、A-Z。-/+%$space0-9、AZ。-/+%F1、F2、F3三个变换字符$space2）按维数分类一维条形码: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对准。二维条形码：在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，称为二维条码（2-dimensionalbarcode），如图2-3二维条码实例。二维条码可以表示包括汉字、照片、指纹、签字在内的小型数据文件；在有限的面积上表示大量信息；对物品进行精确描述；防止各种证件、卡片及单证的仿造；在远离数据库和不便联网的地方实现数据采集。下图为二维条形码示例图2-3二维条形码实例美国的身份证和驾照就是用的二维条码，其中条形码和磁条一般在反面，如图2-4。图2-4二维条形码驾照和身份证实例2.条形码的符号结构条形码是由两侧静区、起始字符、左侧数据字符、中间分隔字符和右侧数据字符、校验字符（可选）和终止字符组成，图2-3出了一个条形码放大的完整结构：图2-5出了一个条形码的完整结构起始字符静区终止字符校验字符静区左侧数据字符中间分隔字符右侧数据字符静区：没有任何印刷符或条形码信息，它通常是白的，位于条形码符号的两侧。静区的作用是提示阅读器即的描器准备扫描条形码符号。起始字符：条形码符号的第一位字符是起始字符，它的特殊条、空结构用于识别一个条形码符号的开始。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。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：条形码符号的最后一位字符是终止字符，它的特殊条、空结构用于识别一个知形码符号的结束。阅读器识别终止字符，便可知道条形码符号已扫描完毕。若条形符号有效，阅读器就向计算机传送数据住处并向操作者提供“有效读入”的反馈。终止字符的使用，避免了不完整信息的输入。当采用校验字符时，终止字符还指示阅读器对数据字符实施校验计算。起始字符、终止字符的条、空结构通常是不对称的二进制序列。这一非对称允许扫描器进行双向扫描。当条形码符号被反向扫描时，阅读器会在进行校验计算和传送信息前把条形码各字符重新排列成正确的顺序。校验字符：在条形码制中定义了校验字符。有些码制的校验字符是必须的，有些码制的校验字符则是可选的。校验字符是通过对数据字符进行一种算述运算而确定的。当符号中的各字符被解码时，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。3.条形码的编码代码就是用符号和数据来描述实体或者实体的属性值。这些实体或者实体的属性值包括商品信息或作为获得其它数据的关键字。例如产品或商品代码、参与方代码、物流相关代码、资金流相关代码和信息流相关代码。4.条形码的识别原理条形码自动识别系统由条形码自动识别系统一般由条形码自动识别设备、系统软件、应用软件等组成。条形码自动识别设备是包括扫描器、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一般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。4.条形码的识别原理图2-6条形码自动生成序列图5.条形码的设备选择条形码阅读器包括光电扫描器与译码器。比较如下表：种类工作方式性能光笔型内部有扫描光束发生器及反射光接收器扫描器与待读条码接触或离开极短的距离手持式枪型装有控制扫描光束的自动扫描装置对条形码标签没有损伤，不需与条码符号接触台式不便使用手持式扫描方式阅读条形码信息的场合生产流水线的控制卡式内部的机械结构能保证标有条形代码的卡式证件或文件在插入滑槽后自动沿轨道做直线运动，扫描光点将信息读入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本身具有对条形码信号的译解能力。条形码译解后，可直接存入机器内存或机内存储器的磁带中。这种设备特别适用于流动性数据采集环境。收集到的数据可以定时送到主机内存储激光内部光学系统可以由单束光转变成十字光或米字光，从不同角度进入扫描范围时都可以被识读扫描光照强，可以远距离扫描且扫描景深长表2-3条形码阅读器比较常见的条形码编码阅读器图2-8条形码阅读器例子AS8210二维条码扫描器IT-4800系列条码扫描器SymbolLS-5800激光扫描器选择条形码阅读器的基本因素，如下表选择的基本因素具体内容1适用范围条形码技术应用在不同的场合，应选择不同的条形码阅读器2译码范围开发某一条形码应用系统选择对应的码制，同时，在为该系统配置条形码阅读器时，要求阅读器具有正确的译此码制符号的功能3接口能力阅读器的接口方式符合环境的整体要求，通用条形码阅读器的接口方式：串行通信，键盘仿真4首读率等参数要求首读率是条形码阅读器的一个综合性指标，它与条形码符号印刷质量、译码器的设计和光电扫描器的性能均有一定关系。5分辨率根据具体应用中使用条形码密度来选取具有相应分辨率的阅读设备6扫描属性可细分扫描景深、扫描宽度、扫描速度、一次识别率、误码率等7条形码符号长度变长度的应用领域中，选择阅读器时应注意条形码符号长度的影响。8阅读器的价格选择阅读器时，要注意产品的性能价格比,应以满足应用系统要求且价格较低作为选择原则。9特殊功能当应用系统对条形码阅读器有特殊要求时，应进行特殊选择。表2-4条形码阅读器可考虑的因素与内容2.2商品条形码1973年，美国统一代码委员会选定IBM公司的条码系统，作为北美的通用产品代码，即UPC码，应用于食品零售业，利用条码技术进行自动销售，大大加快了食品的流通。其应用相当广泛，如现代化的超市、仓储、证件等。商品单元变量单元消费单元图2-10商品单元定量单元储运单元定量单元变量单元货运单元生产产家单品包装箱品运载工具包装箱品单品消费者经销商批发商条形码表示编码描述单品运载工具包装箱品单品消费者经销商批发商生产产家GTIN-13IDEAN条码EAN/UCC-13/8UCC-12/7EAN条形码EAN/UPC条码EAN/UCC-14SSCC-18ITF-14条码UCC/EAN-128SSCC-18UCC/EAN-128条码拖盘物流描述实体图2-11物流过程中编码与条形码的符号描述从物流的基本描述、实体表达来看物流中如何进行编码描述和条形码表达，如图2-11所示。1.欧洲物品编码协会EAN制定的EAN-13码和EAN-8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码的结构与UPC-A码相同，前两位数（或三位数）为国别号，表示此产品生产的国家或地区，接下去的五位数（或四位数）代表制造商；再接下去的五位数代表此产品的代码，用以确认此产品的特征、属性等；最后一位是校验字符。EAN-8码适用于包装面积较小的商品。一般性商品的条码有标准型（EAN-13）和缩短型(EAN-8)两种形式。EAN码的码校验方法EAN-13的校验字符值的计算方法与UPC-A码校验字符值的计算方法雷同，例如，表2-6条形码为“297019300805”，其校验位的计算如下：国别号数据字符校验字符数据字符位置编号13121110987654321数据字符值2970193000805偶数号位置字符909000奇数号位置字符值271308表2-6条形码校验位的计算第1步将此13位数从右到左顺序编号，校验字符为第1号。第2步结果=（9+0+9+0+0+0）×3=54第3步结果=(2+7+1+3+0+8)=21第4步结果=54+21=75，使75成为10的倍数80的最小差值为5，码的校验字符为5。EAN-8码的校验字符值的计算方法与EAN-13码类似。EAN系统的期刊代码按照EAN的规定，期刊可以有两种不同的编码方式。一种方式是将其刊作为普通商品进行编码，编码方法按照标准的EAN-13代码的编码方式进行。这种方法可以起到商品标识的作用，但体现不出期刊的特点。另一种方法是按照国际标准期刊号ISSN（InternationalStandardSerialsNumber）体系进行编码。EAN系统的图书代码按照国际物品编码协会（EAN）的规范规定，EAN图书代码可以用两种不同的代码结构来表示，一种是利用图书本身的ISBN编号，按EAN和ISBN协议规定。另一种是把图书视为一般商品，然后按EAN商品编码方法进行编码。图2-12图书的条形码2UPC-A码和UPC-E码UPC码有两种类型，即UPC-A码和UPC-E码。UPC-A码表示12位数据。在零售环境下在北美以外的地区（欧洲、亚洲、非洲、南美洲）使用的EAN条码为13位编码结构，在北美地区（美国和加拿大）使用的UPC条码为12位编码结构。图2-15UPC-A条码美国沃尔码超市微波炉用塑料碗实例2.3EAN.UCC的基本体系结构EAN.UCC系统目前已经发展成为全球统一标识系统和通用商业语言。EAN.UCC系统是具有完整的商品条码的编码体系，它包括有对商品的统一标识、统一分类、统一属性的描述，以及全球同步的维护工作。EAN.UCC系统是以条码符号表示的，物品编码为核心，在全世界范围内，通过对商品从运输单元、资产和位置的进行唯一的标准。EAN.UCC系统为贸易项目、物流单元、资产、位置及服务等提供唯一标识，商品条码是其核心组成部分。而且EAN.UCC系统是一个动态的系统，随着科技的进步而不断发展。1.EAN.UCC条形码符号EAN·UCC系统的条形码体系主要是由EAN-13、EAN-8、UPC-A、UPC-E、UCC/EAN-128和ITF-14这五种条形码所组成的。如ITF-14条码：N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N12N13N14指示符内含贸易项目的EAN·UCC标识代码（不含校验码）校验码ITF-14的编码结构ITF-14条形码UCC/EAN-128条码UCC/EAN-128条形码是一种连续型、非定长、有含义的高密度、高可靠性、两种独立的校验方式的代码。标准中将紧跟在起始字符后面的功能字符1（FNC1）定义为专门用于表示EAN·UCC系统应用标识符数据，以区别于code128码。应用标识符是标识编码应用含义和格式的字符。其作用是指明跟随在应用标识符后面的数字所表示的含义。UCC/EAN-128条码惟一能够表示应用标识的条码符号。UCC/EAN-128条码采用UCC/EAN-128条码表示商品，见图2-20：2.EAN.UCC系统的编码体系EAN·UCC系统的物品标识代码体系主要包括六个部分：全球贸易项目代码（GTIN）、系列货运包装代码（SSCC）、全球可回收资产标识符（GRAI）、全球单个资产标识符（GIAI）、全球位置码(GLN)和全球服务关系代码（GSRN）。2.4射频技术射频技术RF（radiofrequency，RF）正是