现代物流条码技术分析

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1、 章物流条码技术 6 1条码的类型 6 2条形码的概念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 对于普通的一维条码来说 还要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系 当条码的数据传到计算机上时 由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理 因此 普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息 它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的 6 3条码符号的组成及相关参数与概念6 3 1条

2、码符号的组成一个完整的条码的组成次序依次为 静区 前 起始符 数据符 中间分割符 主要用于EAN码 校验符 终止符 静区 后 如图 静区 指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域 它能使阅读器进入准备阅读的状态 当两个条码相距距离较近时 静区则有助于对它们加以区分 静区的宽度通常应不小于6mm 或10倍模块宽度 起始 终止符 指位于条码开始和结束的若干条与空 标志条码的开始和结束 同时提供了码制识别信息和阅读方向的信息 数据符 位于条码中间的条 空结构 它包含条码所表达的特定信息 校验字符 在条码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是可选的 校验字符是通过对

3、数字符进行一种运算而确定的 模块 构成条码的基本单位是模块 模块是指条码中最窄的条或空 模块的宽度通常以mm或mil 千分之一英寸 为单位 构成条码的一个条或空称为一个单元 一个单元包含的模块数是由编码方式决定的 有些码制中 如EAN码 所有单元由一个或多个模块组成 而另一些码制 如39码中 所有单元只有两种宽度 即宽单元和窄单元 其中的窄单元即为一个模块 6 3 2条码的几个参数和相关概念 密度 Density 条码的密度指单位长度的条码所表示的字符个数 对于一种码制而言 密度主要由模块的尺寸决定 模块尺寸越小 密度越大 所以密度值通常以模块尺寸的值来表示 如5mil 通常7 5mil以下的

4、条码称为高密度条码 15mil以上的条码称为低密度条码 条码密度越高 要求条码识读设备的性能 如分辨率 也越高 高密度的条码通常用于标识小的物体 如精密电子元件 低密度条码一般应用于远距离阅读的场合 如仓库管理 宽窄比 对于只有两种宽度单元的码制 宽单元与窄单元的比值称为宽窄比 一般为2 3左右 常用的有2 1 3 1 宽窄比较大时 阅读设备更容易分辨宽单元和窄单元 因此比较容易阅读 对比度 PCS 条码符号的光学指标 PSC值越大则条码的光学特性越好 PCS RL RD RL 100 RL 条的反射率RD 空的反射率 条高 构成条码字符的条的二维尺寸中的纵向尺寸 条宽 构成条码字符的条的二维

5、尺寸中的横向尺寸空宽 构成条码字符的空的二维尺寸中的横向尺寸 条宽比 条码中最宽条与最窄条的宽度比条码长度 从条码起始符前缘到终止符后缘的长度长高比 条码长度与条高的比条码密度 单位长度的条码所表示的字符个数双向条码 条码的两段都可以作为扫描起点的条形码 中间分隔符 在条码符号中 位于两个相邻的条码符号之间且不代表任何信息的空 连续性条码 在条码字符中 两个相邻的条码字符之间没有中间分隔符的条码 非连续性条码 在条码字符中 两个相邻的条码字符之间存在中间分隔符的条码 6 4条码识别系统的构成与工作原理 6 4 1条形码扫描仪在实际应用中 扫描器的种类很多 但按扫描方式分类 扫描器可分成两类 即

6、固定光束式和移动光束式 所谓固定光束式 又称接触式扫描仪 就是指扫描器的光束是相对固定的 靠手动和接触条形码符号才能读取条形码符号信息 图6 是固定光束式光笔扫描器结构示意图 电荷耦合扫描仪以CCD作为扫描器探头 简称CCD ChargeCoupledDevice 扫描器 激光扫描仪 原理为 手持式激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线 照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上 反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面 光线经过条或空的反射后返回阅读器 由一个镜子进行采集 聚焦 通过光电转换器转换成电信号 该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码 优点 激光扫描仪可以很杰出的用于非接触扫描 通

7、常情况下 在阅读距离超过30cm时激光阅读器是唯一的选择 激光阅读条码密度范围广 并可以阅读不规则的条码表面或透过玻璃或透明胶纸阅读 因为是非接触阅读 因此不会损坏条码标签 因为有较先进的阅读及解码系统 首读识别成功率高 识别速度相对光笔及CCD更快 而且对印刷质量不好或模糊的条码识别效果好 误码率极低 仅约为三百万分之一 激光阅读器的防震防摔性能好 如 SymbolLS4000系列的扫描仪 可1 5米水泥地防摔 激光扫描仪 缺点 激光扫描仪的唯一的缺点是它的价格相对较高 但如果从购买费用与使用费用的总和计算 与CCD阅读器并没有太大的区别 激光扫描仪 6 4 2放大整形电路 由光电转换器输出

8、的与条形码的条和空相应的电信号一般仅10多mV 不能直接使用 因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大 放大后的电信号仍然是一个模拟电信号 为了避免有条形码中的疵点和污点导致的错误信号 在放大电路后需要加一整形电路 把模拟电信号转换成数字电信号 以便计算机系统能准确判读条形码 6 4 3译码器 接口电路 计算机系统 译码器的作用是将整形电路所得的脉冲数字信号译成数字 字符信息 它通常由微处理器和相应的硬件组成 它通过识别起始 终止字符来判别出条形码符号的码制及扫描方向 通过测量脉冲数字电信号中0 1的数目来判别出条和空的数目 通过测量0 1信号持续的时间来判别条和空的宽度 这样便得到了被辨

9、读的条形码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制 根据码制所对应的编码规则 便可将条形码符号转换称相应的数字 字符信息 通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理 便完成了条形码辨读的整个过程 6 5编码 代码 与条码的区别 交叉二五码 交叉二五码 即ITF InterleavedTwoofFiveCode 他是黑条和白空都参加编码的一种码制 它的相邻字符符号分别由交叉排列的五个黑条和五个白空按下表所示的规则表示 0至9 十个阿拉伯数字 交叉二五码 6 6条码的编码规则与码制 6 6 1编码规则唯一性 同种规格同种产品对应同一个产品代码 同种产品不同规格应对应不同的产品代码 根据产品的不同

10、性质 如 重量 包装 规格 气味 颜色 形状等等 赋予不同的商品代码 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 无含义 为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁的更新换代的需要 最好采用无含义的顺序码 6 6条码的编码规则与码制 6 6 2码制码制即指条码条和空的排列规则 常用的一维码的码制包括 EAN码 39码 交叉25码 UPC码 128码 93码 及Codabar 库德巴码 等 但国际上通用的标准只有三个 我国也相应地制订了国家标准 EAN条码 EAN条码符号标准版的结构 前缀码制造厂商代码商品代

11、码交验码 在EAN码中一个模块的宽度为0 33mm EAN码的编码规则EAN标准码的尺寸宽 全部37 29mm条码31 35mm长 数据符条码22 85 23 18mm起始符 分隔符 终止符24 50mm全部26 26mm放大倍数 0 8 2 EAN条码 EAN条码 EAN码校验位的计算方法从代码位置序号2开始 所有偶数位的数字代码求和为a 将上步中的a乘以3为a 从代码位置序号3开始 所有奇数位的数字代码求和为b 将a和b相加为c 取c的个位数d 用10减去d即为校验位数值 6 7条形码的优点 A 输入速度快 键盘输入 一个每分钟打90个字的打字员1 6秒可输入12个字符或字符串 而使用条码

12、 做同样的工作只需0 3秒 速度提高了5倍 并且能实现 即时数据输入 B 可靠性高 键盘输入数据出错率为三百分之一 利用光学字符识别技术出错率为万分之一 而采用条码技术误码率低于百万分之一 C 采集信息量大 利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息 二维条码更可以携带数千个字符的信息 并有一定的自动纠错能力 6 7条形码的优点 D 灵活实用 条码标识既可以作为一种识别手段单独使用 也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别 还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理 同时 在没有自动识别设备时 也可实现手工键盘输入 E 经济便宜 与其它自动化识别技术相比较 推广应用条码技术 所需费用较

13、长低 F 自由度大 识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR大得多 条码通常只在一维方向上表达信息 而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续 这样即使是标签有部分缺欠 仍可以从正常部分输入正确的信息 G 设备简单 条码符号识别设备的结构简单 操作容易 无需专门训练 H 易于制作 条码标签易于制作 对印刷技术设备和材料无特殊要求 6 9一维条形码与二维条形码区别的区别 6 10二维条码的分类 1 线性堆叠式二维码是在一维条码编码原理的基础上 将多个一维码在纵向堆叠而产生的 典型的码制如 Code16K Code49 PDF417等 2 矩阵式二维码是在一个矩形空间通过黑 白像素在矩阵中的不同分布进行编码 典型的码制如 Aztec MaxiCode QRCode DataMatrix等 3 邮政码通过不同长度的条进行编码 主要用于邮件编码 如 Postnet BPO4 State 在许多种类的二维条码中 常用的码制有 DataMatrix MaxiCode Aztec QRCode Vericode PDF417 Ultracode Code49 Code16K等 其中 PDF417由美国Symbol 讯宝 公司研制 是中国现行唯一通过国家标准认证的二维条码