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1、条码自动识别自编电子教程（一至四章）第一章 信息发展与自动识别的概述近二、三十年来，科学技术突飞猛进地发展，特别是以微电子技术为代表的高新技术的发展，使计算机技术的应用渗透到生产、管理及人们日常生活的各个角落，在各部专业领域内起着全面的技术革新作用，同时也全方位地影响和改善着人们的日常生活，改变着人们的现代意识和思维方式。同时计算机应有的各个分支技术，如文字处理、数据处理、图表图象处理、语音信息处理、数据通讯技术等，也都不同程度上取得令人瞩目的成果。随着计算机技术的高度发展，计算机应用的日益普及，人们竭思殚虚 致力于使用计算机来替代们的各种智能及非智能的活动。国外科技发达国家把计算机和现代通信
2、技术引入办公室内构成办公自动化系统已是组成现代化办公活动的主体，微机及终端设备已慢人们日常办公中不可缺少的直接操作工具。由于计算机的高的工作效率和工作品质，不仅节省了人们的办公劳动，而且在办公质 量上也产生了飞跃，对办公技术的改革起着划时代的作用。目前文字处理、数据库技术、数据通信技术已成为办公自动化的三大技术支柱，并在向多媒体应用等更高的境界发展。我们幸运地处在了一个多变的信息社会，信息的价值形成了当今社会最大的和最具效益的产业。信息革命曾被美国著名的未来学家阿尔温托夫勒称为人类有史以来继农业革命、工业革命以后的第三次浪潮。信息产业也挤身于能源、交通和材料产业行列，毫无争议地充当支撑当代社会
3、的第四大支柱。信息适作过程可以分为信息采集、信息处理、信息传输和信息存储四个部分，其中最重要的当数信息传输部分。信息产业的效益直接相关于传输的速度和质量。信息产业 通讯 光通讯 传统 复苏。鉴于此，进入 80 年代以来，世界上几乎所有发达国家都相继建成了国家级的计算机信息网络，并互相连成覆盖全球的国际性网络。目前世界上最大的计算机风间网，即是流行的所谓 Interrnet 信息资源站，俗称 Internet 网，即是流行的所谓 Internet 信息资源站，俗称 Internet 网，其上汇集着万千上万的信息源，而这些资源分布在世界各地的数千万台计算机上，信息在这张网上快捷地交换，成为世界各地
4、科学研究、商业活动和共享信息资源的重要手段，因此被认为是世界上第一条已建成的信息高速公路，这条高速公路已经把全世界 150 多个国家的 4000 多万用户紧密地连在一起，并且还在以每分钟增加 20 个用户的速度向前发展。1994 年新加坡政府提出“智慧岛十年展望计划” ，旨在 2004 年将新加坡建成超越西欧和北美地区的世界上最发达的通讯网络。校园免费网络设施接口星罗棋布Intranet 阀的便捷性MRT 连网系统面对国际上信息技术的快速发展，国内各行业都受到巨大的冲击。但由于我国计算机应用起步较晚，计算机知识普及程度不足，以及大众对信息行业的陌生和对信息效能缺少感性认识，我国的信息业还走在羊
5、肠小道上。值得庆幸的是，我国高级领导层较早地认识到信息的重要性，在八五和九五期间制订了相应的规划和对策，投入了大量的人力和财力，我仍只需拨打杭州市内电话即可与 Internet 联网，信息传输速度也将从 64K 增至 256K（增加 4 倍） 。可以说我国的信息业正快速并入信息高速公路，前景广阔美好。杭州市的信息业发展在国内属领先水平。早在 1988 年，北京高能物理所最早使用Internet，实现与欧洲和北美地区电子邮件通讯。仅过了一个多月，仅有几个年轻人的杭州海博网络咨询服务发展有限公司即与美国的 VBN 公司合作在 Internet 上注册，成立了命名为“中国黄页”的中国信息资源站。那么
6、什么是“中国黄页”呢？一些国外的进口商知道中国有许多值得进口的产品，质优价低，但不知道该找谁。在国外的所有中国产品都打上“MADE IN CHINA”，但究竟是哪个厂家制造？他无法与生产厂家直接联系。美国西雅图有一位工艺品进口商说：“谁都想从中国进口产品，但谁都不清楚哪里在卖什么东西，能生产些什么东西，金属产品进出口公司在出口衣服，而服装进出口公司在出口机电设备，哪里去找真正的客户呢？”中国黄页正是为了解决这些问题应运而生的，它旨在通过环球网向全世界 4000 多万用户介绍中国的企业、产品及合作意向，为每个用户建立一个向Internet 网上的有用户工放的信息单元，检索起来非常便捷。比如国外有
7、客户对杭州丝绸感兴趣，他只要找开计算机，打入“中国、丝绸、杭州” ，即可找到该单元中杭州丝绸厂家的情况。类似的合作机会在商界每分每秒都可能发生。除“中国黄页”外，由原浙大几位青年教师在天目山路上组建的杭州展望咨询有限公司也建立了 BBS（公告板系统） ，除每周在钱江晚报约登商情网最新行情报价外，每天还发送几万字的政策、新闻报道及市场信息，供电脑用户阅读。随着高速信息网络的建立和完善，国际和国内的信息传输将得以迅速发展。而同时，随着微机性能的提高，中、小型机的普及以及半导体材料的发展，信息处理速度将更快，信息存储密度也将更高。586 已有产品面世，686 也造出样机，光盘 5 英寸存储量可高达6
8、001000Mbyte,读写速度也大为提高。而对于信息的输入，也由人工输入向智能化、自动化输入的方向发展。而所谓的“计算机自动识别技术”即是指计算机的非键盘数据采集技术。随着计算机应用的发展，涌现了多种自动识别技术，这些技术不同于常规的计算机键盘编码输入，它是基于在操作系统的 BIOS（基本输入输出系统模块）内设置中断的方法读取键码的。键盘输入虽是最常用的计算机输入方式，但它有自身的局限性：1）首先是它输入速度有限，存在概率性输入误差，极限速度约为 200 字符/分，误差约为 1/300。2）需要人操作，不利于输入环节的半自动化、自动化、智能化的进一步发展，限制了计算机在现实生活尤其在社会公共
9、事业领域的应用。3）最重要的一点是，一条命令要多个英文字符组合产生，不直观且不符合中国国情。应适而生的其他输入技术恰恰补充了这些不足。除键盘以外，目前出现了输入技术，如多媒体中的红外角摸屏操作，在大提高了计算机输入的直观性。但自动识别技术则有自身的特征，它是信息数据自动识读、输入的重要方法和手段，是以计算机技术和通信技术的发展为基础的一项综合科学技术，是一门集计算机、机电、光、通信为一体的新兴高新技术应用领域。自动识别技术使计算机数据采集过程中人工操作的成份大为减轻。目前，应用较多，发展较快的自动识别技术有如下几种：1条形码技术 Barcode是唯一可印制比特流，可流水打印，在商业 POS 系
10、统、工企物流及创储管理中前景无限，民用中考勤系统、制订系统、文件管理、图书管理、邮政分 中应用广泛。2磁条磁卡技术 MBR常用于电话磁卡（一卡在手、通达全球） 、ATM 卡（自动取款卡） 、信用卡、证券自动委托交易卡、浙大工资发放卡、食堂售饭卡等。3光学字符识别技术 OCR盗版书4语音识别技术（含语音合成技术，在逆向）5机器视觉系统电子警察6射频输入技术 RF 7智能卡 （IC 卡、Smart 卡等）以上的自动识别技术正快速步入我们的生活，在商业、银行、海关、证券管理、工资发放、信用交易等行业及日常生活中都广泛得到了应用。这首先得益于我国“三金”工程，尤其是其中的金卡工程的实施。自 1993
11、年至今，我国主要领导人为推动国内信息工程的全面启动，相继提出了“三金”工程，在电子工业部下设“三金”工程“办公室”负责具体实施，95 年上半年又由邹家华牵头组成包括二十四个部、委、办的全国经济信息圆桌会议，全年召集三次，卓有成效。由于条形码技术强度高，设备昂贵，且条码自身不具防伪等性能，故该技术从长远观点看，在 POS 系统及地工业物流，仓储管理上将发挥较大作用。目前，人们手中拥有的各种卡中磁卡居多，这主要是由于磁卡技术制备及识读简便。但由于磁卡自身的缺点，如容量小，不安全等，现逐步被集成电路智能卡（IC 卡）所替代。所谓“金卡工程”的发展计划是以磁卡为基础，以 IC 卡为发展方向，到 200
12、3 年（距 1993 年整十年）普及 IC 卡（人手仅一卡，发放两亿张） 。在金卡工程实施的趋势引导下，杭州亿达电子公司于 1994 年 5 月与杭州公共交通总公司合作，率先在杭城进行 IC 卡应用领域的开发工作，共同研制了“IC 卡公交计算机管理系统” ，已于 1995 年 2 月在 16 路公交车上应用，并于 8 月 1 日开通了第二条线路。该系统的应用，是目前在全国 IC 卡应用范围内难度较大的攻尖项目。所以，国家三金工程办公室在原定上海。海南作为 IC 卡试点城市的基础上，于 1994 年 11 月正式批准杭州也作为IC 卡的试点城市之一（共 6 个） 。杭州亿达公司在此基础上于 94
13、 年 11 月成功开发了 IC 卡计算机食堂管理。杭州交警支队自 95 年 8 月初采用 IV 卡管理违驾驶员，税务局用 IC 卡管理税务发票，杭甬高速公路也拟采用 IC 卡进行公路收费。在深圳，两年内电话磁卡要被电话 IC 卡完全取代。可见自动识别技术发展速度之快、应用范围之广。关于自动识别技术发展的前景有两点需指出：1）该技术与信息技术密切相关信息作为一种资源正引起人们的高度重视。作为战略决策的依据（软科学）和潜在资源而言，信息的作用超过了资本身。未来学家们预测，不久人类将有 85%以上的劳动力转而从事信息的采集和处理工作。2）而从事信息的采集和处理工作其技术基础为不折不扣的高科技，涉足的
14、领域有计算机技术、通信技术、光电技术、模式识别、人工智能、信息心理学等等，它是一门综合性技术，诱发的产业是一个朝阳产业。据统计现在发达国家每年与自动识别技术相关的产值超过 120 亿美元。我国属发展中国家，应清楚地看到这是一个潜在的巨大市场。第二章 条码技术简介第一节 条码技术发展简史条形码最早出现于本世纪 40 年代，但得到实际应用和迅速发展还是在近 20 年。欧美、日本等国家已经普遍使用条形码技术，而且在世界各地迅速推广和普及，其应用领域还在不断扩大。早在 40 年代后期，美国乔伍德兰特（Joe Woodland）和贝尔尼希弗（B（Bny silver）两位工程师已开始研究，用代码标识食品
15、，并研制出相应的自动识别设备。他们的研究成果成为 1949 年美国 26612994 号描述园形印刷代码图案的专利，当时人们并没有意识到这种技术潜在的优越性。这个园形代码图案很象微型射击靶，称为公牛眼代码，靶的同心园环由园条和园空相间组成，原理上后来的条形码符号很接近，遗憾的是当时商品经济还不十分发达，人们并没有意识到这种技术的潜能，加之工艺上也没有达到印制这种代码的水平。但是 20 年后，乔伍德兰德作为 IBM 公司的工程师成为美国、加拿大地区的统一代码UPC 码的奠基人。50 年代，以吉拉特福赛尔（Girard Ferssel）为首的几名科学家申请了一项美国专利，将数字 09 中的每个数字
16、用七段平行条描述，但这种编码使机器难以识别，人阅读也不方便，但这一构想促进了条形码制的产生和发展。60 年代，美国的布林克（EFBrinker）提出一项专利，描述将条形码附着在有轨电车上。60 年代后期，北美铁路系统采纳了条形码系统用于列车编组，这是条形码技术在工业上的最早应用。70 年代，美国出现了 UPC 码，即 Universal Product Code, 通用产品代码，这为以后条形码的国际标准化奠定了基础。1971 年，普莱希（plessey）公司研制了普莱希码应用于仓库管理，进行库存清点，这是条码技术在阅读识别系统证生后第一次用于仓储管理。1972年，库德巴码（Codabar）问世。1973 年美国食品杂货业统一使用 UPC 码作为行业的标准码制，积极推动了条形码技术在商业流通领域及销售领域的广泛使用。1974 年，Intermec公司的戴维博士推出了 39 码，很快被美国国防部采纳，作为军用条形码码制，39 码是第一个字母、数字式的条形码，后来广
