物流工程 第九章 物流自动化技术

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1、第九章 物流自动化技术9.1 条形码及标签识别 9.2 GPS原理及应用 9.3 无线局域网9.1条形码及标签识别9.1条形码及标签识别9.1.1概述条形码是由一组按一定编码规则排列的条 、空符号，用以表示一定的字符、数字及符 号组成的信息。条形码系统是由条形码符号 设计、制作及扫描阅读器组成的自动识别系 统。 1条形码的优越性（1）可靠准确。 （2）数据输入速度快。 （3）经济便宜 （4）灵活、实用。9.1条形码及标签识别（5）自由度大。识别装置与条形码标签 相对 位置的自由度要比OCR大得多。条形码通常只 在一维方向上表达信息，而同一条形码上所 表示的信息完全相同并且连续，这样即使是 标签

2、有部分缺欠，仍可以从正常部分输入正 确的信息。（6）设备简单。（7）易于制作。9.1条形码及标签识别 条形码技术是信息管理系统的一部分。应用条形 码的目的主要是为了实时而准确地获取信息。2常用的条形码分类 一维条形码：只在一维方向上表示信息的条形码符 号。 二维条形码：在二维方向上表示信息的条形码符号 。 特种条形码9.1条形码及标签识别3条形码的重要参数 （1）密度（Density）：条形码的密度指单位 长度的条形码所表示的字符个数。密度值通 常以模块尺寸的值来表示（如5mil）。通常 7.5mil以下的条形码称为高密度条形码， 15mil以上的条形码称为低密度条形码，条形 码密度越高，要求

3、条形码识读设备的性能（ 如分辨率）也越高。高密度的条形码通常用 于标识小的物体，如精密电子元件，低密度 条形码一般应用于远距离阅读的场合，如仓 库管理。9.1条形码及标签识别（2）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）。（3）对比度（PCS）：条形码符号的光学指标 ，PSC值越大则条形码的光学特性越好。 PCS=（RL-RD）/RL100%（RL：条的反射率 ,RD：空的反射率）。9.1条形码及标签识别912条形码阅读器 1.条形码阅读器基本原理 条形码阅读器的结构通常为以下几部分：光源、 接收装置、光电转换部件、译码

4、电路、计算机 接口。 基本工作原理为：条形码符号反射回来的光经过 光电转换器，使之产生电信号，它与照射到条 形码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤 波、整形，形成对应的方波信号，经译码器解 释为计算机可以直接接受的数字信 条形码阅读器通常有以下三种： 光笔、CCD、激光阅读器9.1条形码及标签识别2条形码阅读设备主要技术参数 （1）分辨率 （2）扫描景深条形码扫描器的有效工作范围 。有的条形码扫描设备在技术指标中未给 出扫描景深指标，而是给出扫描距离，即扫 描头允许离开条形码表面的最短距离。（3）扫描宽度。扫描宽度（SCAN WIDTH）指标 指的是在给定扫描距离上扫描光束可以阅读 的条形码

5、信息物理长度9.1条形码及标签识别（4）扫描速度。扫描速度（SCAN SPEED）是指 单位时间内扫描光束在扫描轨迹上的扫描频 率。 （5）一次识别率。一次识别率表示的是首次扫 描读入的标签数与扫描标签总数的比值。 （6）误码率。 9.1条形码及标签识别图 10-1各式条形码扫描器3常用条形码扫描器工作方式及性能分析9.1条形码及标签识别使用时应注意使条码的宽度与扫描器的扫 描频率和输送机的工作速度匹配，必须符合 下式的要求。L=10v/a 式中 L条码宽度；v输送机工作速度，m/s；a扫描器的扫描频率，1/S。9.1条形码及标签识别913物流条码 国际上常用的一维物流条码有39码、储运单 元

6、条码、交叉25码、贸易单元EAN-128条码及 EAN-13条码几种。 物流条码特点 物流条码是储运单元的惟一标识，通常标识 多个或多种商品的集合。 服务于供应链全过程。 信息多。通常，商品条码是一个无含义的13 位数字条码；物流条码则是一个可变的，可 表示多种含义、多种信息的条码9.1条形码及标签识别 物流条码随着国际贸易的不断发展，贸易伙 伴对各种信息需求的不断增加，内容也在不 断丰富 。 1.一维条形码简介 一维条形码（线形条形码）是由一个接一 个的“条”和“空”排列组成的，条形码信 息靠条和空的不同宽度和位置来传递，这种 条形码技术只能在一个方向上通过“条”与 “空”的排列组合来存储信

7、息，所以叫它“ 一维条形码”。9.1条形码及标签识别EAN 码：是国际通用的符号体系，是一种长度固 定、无含意的条形码，所表达的信息全部为数 字，主要应用于商品标识。 39码和128码：为目前国内企业内部自定义码制 ，它编码的信息可以是数字，也可以包含字母 ，主要应用于工业生产线领域、图书管理等。 93码：类似于39码，它的密度较高，能够替代39 码。 25码：应用于包装、运输以及国际航空系统的机 票顺序编号等。 Coda bar码：应用于血库、图书馆、包裹等的跟 踪管理。9.1条形码及标签识别(1)一维条形码的基础术语 1）条（BAR）。在条形码符号中，反射率较低 的元素。 2）空（SPAC

8、E）。在条形码符号中，反射率较 高的元素。 3）静区(空白区)（CLEAR AREA）。条形码左右 两端外侧与空的反射率相同的限定区域。 4）条形码元素。用以表示条形码的条和空，简 称元素。9.1条形码及标签识别5）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。 6）起始符（START CHARACTER）。位于条形码 起始位置的若干条与空。 7）终止符（STOP CHARACTER）。位于条形码终 止位置的若干条与空。 8）中间分隔符。位于条形码中间位置的若干 条与空。9.1条形码及标签识别(2)一维条形码的结构 一个完整的一维条形码的组成次序依次为：静区（ 前） 起始符、

9、数据符、（中间分割符，主要用于EAN码 ）、(校验符)、终止符、静区（后） 图10-3 典型一维条形码9.1条形码及标签识别2EAN条形码符号EAN码的字符编码是长度固定的、连续型 数字式码制，其字符集为数字09。它采用 四种元素宽度，每个条或空是1、2、3或4倍 单位元素宽度。（1）EAN-13码。 表示13位数字的EAN条形 码（EAN-13）称为标准版的EAN条形码9.1条形码及标签识别数字符左侧数据符右侧数据符ABC00001101010011111100101001100101100111100110200100110011011110110030111010100001100001

10、04010001100111011011100501100010111001100111060101110001011010000701110110010001100010080110111000100110010009000101100101111110100起始符：101终止符：101中间分隔符：010109.1条形码及标签识别（2）EAN-128码。 可表示从ASCO到 ASC127的128个字符，但起始码是由起始码 A、B或C加上FUNCl所构成的双字符的起始码 ，允许双向的扫描处理，可自行决定是否要 加上检验码，条码长度可自由调整，但包括 起始码和终止码在内，不超过48位字符，长 度

11、不超过165mm。 EAN-128码的结构图见图10-5，每一个条码 的由双字符起始码(起始码A、B、C+FUNCl)， 资料码，检验码，终止码 ，安全空间五个部 分组成。9.1条形码及标签识别9.1条形码及标签识别代 号码 别长 度说 明A应用标识 符1 8OO代表其后内容为 集装箱序列号B包装型态11代表托盘，3代表 无定义的包装指示码C前置码与 公司码7代表EAN前置码与 公司码D自行编定 序号9由公司指定序号E检验码1检验码F应用标识 符1 9420代表其后内容 为到货港邮政编码G到货港邮 政编码邮政编码图10-6 EAN-128码的 资料码结构9.1条形码及标签识别3其它一维物流条码

12、 交叉25码。交叉25码是所有一维条码中的 密度最高的条码，广泛应用于商品批发、仓 库、机场、生产包装识别和工业中，是一 种长度可变，条和空都能表示信息的条码。图10-7 交叉25编码9.1条形码及标签识别交叉2 5码的每一个字符由五个单元组成， 其中二个宽单元，三个窄单元，其字符集包 括了数字O到9。条码字符从左到右，奇数位 置字符用条编码，偶数位置字符用空编码。 编码时，每两个数字为一组，交叉编码。当 字符数为奇数时，应在左侧补O变为偶数 ，对第一组数“12”，“1”的编码是WNNNW(宽 条、窄条、窄条、窄条、宽条)，“2”的编 码是NWNNW(窄空、宽空、窄空、窄空、宽空) 。9.1条

13、形码及标签识别利用条形码条、空交叉的特点，交叉编码得 “12”的编码如下：如果用“1”代表窄条， “11”代表宽条，“0”代表空，“00”代表 宽空，则可得“1 2”的编码11010010101100 。同理也可得第“34”的编码11011010010100 、“56”的编码11010011001010的编码。9.1条形码及标签识别4.二维条形码简介 某些产品，例如半导体器件、计算机芯片 、医疗药品、晶片等微小型产品本身无足够 的空间来容纳条形码；过大过长的条形码 标记又将在某种程度上影响商品的包装效果 ；交叉25码的信息密度较高，也才达到17.7 字符英寸。 相比之下二维条形码码能有效 解决

14、上述问题，提高信息密度，有利于条形 码技术应用到微小型产品的自动识别上。9.1条形码及标签识别(1)二维条码的特点 1）高密度。二维条码通过利用垂直方向的尺 寸来提高条码的信息密度。通常情况下其密 度是一维条码的几十到几百倍，这样就可以 把产品信息全部存储在一个二维条码中，要 查看产品信息，只要用条形码识读设备扫描 二维条码即可，因此不需要事先建立数据库 ，真正实现了用条码对“物品”的描述。 2）具有纠错功能9.1条形码及标签识别3）可以表示多种语言文字。 4）可表示图像数据 5）可引入加密机制。 (2)二维条形码的分类 二维条形码的研究在技术路线上从两个方面展 开，一是在一维条形码基础上向二

15、维条形码 方向扩展；二是利用图像识别原理，采用新 的几体形体和结构设计出二维码制。9.1条形码及标签识别1）堆叠式二维条形码。由多行短截的一维条 形码堆叠而成 2）矩阵式二维条形码。矩阵式二维条形码以 矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用 点的出现表示二进制“1”，空的出现表示 二进制“0”，由点的排列组合确定了代码 表示的含义。矩阵阵式二维维条形码码只能被二维维 的CCD图图像式阅读阅读 器识读识读 。9.1条形码及标签识别 QR Code码（GB/T 18284-2000） QR Code码的结构如图10-9所示，是由日本 Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵式的 二维码，它最多

16、可容纳2509个数字或1520个 字符并提供了三种纠错方式，在标签因破损 、污损等引起局部损坏达30时，还能正确 得到阅读。目前市场上的大部分条码打印机 都支持QR Code条码，其专有的汉字模式更加 适合我国应用。因此，QR Code在我国具有良 好的应用前景。9.1条形码及标签识别图10-9 QR Code码的结构9.1条形码及标签识别9.1.4条形码技术在物流中应用实例 1.条形码技术与仓库管理 采用条形码技术与信息处理技术结合，可 确保库存量的准确性，保证必要的库存水平 及仓库中物料的移动。不论物流流向那里， 我们都可以自动地记录下物流的流动，与进 货发货协调一致，保证最优的仓库管理。9.1条形码及标签识别(1)经济型仓库管理方案 操作方案：仓库员用手持式条形码终端对货 位进行扫描，扫入货位号后，对其上的货物 相应的物品号（如零件号）进行扫描，并键 入该物品的数量，然后对第二个货位及其上 的货物进行扫描，重复上述步骤，直到把仓 库中