第2章 信息自動識別技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論薛燕紅

編著xueyanhong999@163.com21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材機(jī)械工業(yè)出版社目錄全球定位與地理信息系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

共十一章第6章

第8章

第9章

第11章

第10章第1章

第2章

第3章

第4章

第5章

物聯(lián)網(wǎng)概述

射頻識別與產(chǎn)品電子編碼

無線傳感網(wǎng)絡(luò)

傳感器與微機(jī)電系統(tǒng)

信息自動識別技術(shù)

目錄物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

共十一章第8章

第9章

第11章

第10章第7章

第8章

第9章

第10章

第11章

互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用接口技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)安全

物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)

第2章信息自動識別技術(shù)2.1自動識別技術(shù)

2.1.1自動識別技術(shù)概述2.1.2生物識別技術(shù)2.1.3磁條（卡）和IC卡識別技術(shù)2.1.4圖像識別技術(shù)2.1.5光學(xué)字符識別技術(shù)第2章信息自動識別技術(shù)2.2條形碼技術(shù)2.2.1條形碼概述2.2.2條形碼的識別原理2.2.2條形碼技術(shù)的優(yōu)點2.2.4條形碼的結(jié)構(gòu)及其掃描2.2.5條形碼的編碼規(guī)則和方案2.2.6條形碼的制作2.2.7二維條碼2.1自動識別技術(shù)

自動設(shè)備識別技術(shù)（AutomaticEquipmentIdentification，AEI）是目前國際上發(fā)展很快的一項新技術(shù)，該項技術(shù)的基本思想是通過采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實現(xiàn)人們對各類物體或設(shè)備（人員、物品）在不同狀態(tài)（移動、靜止或惡劣環(huán)境）下的自動識別和管理。2.1.1自動識別技術(shù)概述自動識別技術(shù)就是應(yīng)用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動，主動地獲取被識別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺的計算機(jī)處理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。

1.自動識別技術(shù)的特點（1）準(zhǔn)確性：自動數(shù)據(jù)采集，極大地降低人為錯誤。（2）高效性：數(shù)據(jù)采集快速，信息交換可實時進(jìn)行。（3）兼容性：以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，可與信息管理系統(tǒng)無縫連接。2.1自動識別技術(shù)2.自動識別系統(tǒng)的一般模型完整的自動識別計算機(jī)管理系統(tǒng)包括自動識別系統(tǒng)、應(yīng)用程序接口或者中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖3.1。自動識別系統(tǒng)完成系統(tǒng)的采集和存儲工作，應(yīng)用系統(tǒng)軟件對自動識別系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用處理，而應(yīng)用程序接口軟件則提供自動識別系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)軟件之間的通訊接口包括數(shù)據(jù)格式，將自動識別系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成應(yīng)用軟件系統(tǒng)可以識別和利用的信息并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。自動識別技術(shù)通過中間件或者接口（包括軟件和硬件的）將數(shù)據(jù)傳輸給后臺處理計算機(jī)，由計算機(jī)對所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或者加工，最終形成對人們有用的信息。2.1自動識別技術(shù)圖2.1自動識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1自動識別技術(shù)2.自動識別系統(tǒng)的一般模型企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS）是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，為企業(yè)管理和決策提供信息支持的系統(tǒng)。其特點是建立了企業(yè)數(shù)據(jù)庫，強(qiáng)調(diào)達(dá)到數(shù)據(jù)共享，從系統(tǒng)觀點出發(fā)，從全局規(guī)劃和設(shè)計信息系統(tǒng)。企業(yè)資源計劃（ERP）針對制造業(yè)的生產(chǎn)控制管理模塊，把經(jīng)營過程中有關(guān)各方如供應(yīng)商、銷售網(wǎng)絡(luò)、客戶、市場等納入系統(tǒng)，將企業(yè)整個生產(chǎn)過程有機(jī)整合，以實現(xiàn)降低庫存、提高效率、減少生產(chǎn)脫節(jié)、降低延誤交貨時間的目標(biāo)。直接數(shù)字式頻率合成器DDS（DirectDigitalSynthesizer，DDS）同DSP（數(shù)字信號處理）一樣，是一項關(guān)鍵的數(shù)字化技術(shù)。與傳統(tǒng)的頻率合成器相比，DDS具有低成本、低功耗、高分辨率和快速轉(zhuǎn)換時間等優(yōu)點，廣泛使用在電信與電子儀器領(lǐng)域，是實現(xiàn)設(shè)備全數(shù)字化的一個關(guān)鍵技術(shù)。2.1自動識別技術(shù)3.自動識別技術(shù)的種類自動識別系統(tǒng)根據(jù)識別對象的特征可以分為兩大類，分別是數(shù)據(jù)采集技術(shù)和特征提取技術(shù)。這兩大類自動識別技術(shù)的基本功能都是完成物品的自動識別和數(shù)據(jù)的自動采集。數(shù)據(jù)采集技術(shù)的基本特征是需要被識別物體具有特定的識別特征載體（如標(biāo)簽等，僅光學(xué)字符識別例外），而特征提取技術(shù)則根據(jù)被識別物體的本身的行為特征（包括靜態(tài)的、動態(tài)的和屬性的特征）來完成數(shù)據(jù)的自動采集。

（1）數(shù)據(jù)采集技術(shù)●光存儲器：包括條碼（一維、二維）、矩陣碼、光標(biāo)閱讀器、光學(xué)字符識別（OCR）。●磁存儲器：包括磁條、非接觸磁卡、磁光存儲、微波?！耠姶鎯ζ鳎喊ㄓ|摸式存儲、RFID射頻識別（無芯片、有芯片）、存儲卡（智能卡、非接觸式智能卡）、視覺識別、能量擾動識別。

（2）特征提取技術(shù)●靜態(tài)特征：包括指紋、虹膜、視網(wǎng)膜、面部。●動態(tài)特征：包括簽名、聲音（語音）、鍵盤敲擊、其他感覺特征。●屬性特征：包括化學(xué)感覺特征、物理感覺特征、生物抗體病毒特征、聯(lián)合感覺系統(tǒng)。2.1自動識別技術(shù)2.1.2生物識別技術(shù)生物識別技術(shù)是指利用可以測量的人體生物學(xué)或行為學(xué)特征來識別、核實個人身份的一種自動識別技術(shù)。能夠用來鑒別身份的生物特征應(yīng)該具有廣泛性、唯一性、穩(wěn)定性、可采集性等特點。生物識別大致可分為指紋識別、虹膜識別、視網(wǎng)膜識別、手掌幾何學(xué)識別、語音識別、面部識別、簽名識別、步態(tài)識別、靜脈識別、基因識別等。

1．虹膜識別技術(shù)人類眼睛的虹膜是由相當(dāng)復(fù)雜的纖維組織構(gòu)成，其細(xì)部結(jié)構(gòu)在出生之前就以隨機(jī)組合的方式?jīng)Q定下來了。虹膜識別技術(shù)是基于在自然光或紅外光照射下，對虹膜上可見的外在特征進(jìn)行計算機(jī)識別的一種生物識別技術(shù)。虹膜在眼球中的位置見圖3.2，其中虹膜是圍繞瞳孔呈現(xiàn)絢麗彩色的一層生理薄膜。虹膜是包裹在眼球上的彩色環(huán)狀物，每一個虹膜都包含一個獨(dú)一無二的基于像冠、水晶體、細(xì)絲、斑點、結(jié)構(gòu)、凹點、射線、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。2.1自動識別技術(shù)虹膜識別是將上述可見特征轉(zhuǎn)化為512字節(jié)的虹膜編碼，該編碼被存儲下來以便后期識別所用。512個字節(jié)對從虹膜獲得的信息量來說是十分巨大的。從直徑為11mm左右的虹膜上，Dr·Daugman的算法用3～4個字節(jié)的數(shù)據(jù)來代表每平方毫米的虹膜信息，這樣，一個虹膜約有266個量化特征點，而一般的生物識別技術(shù)只有13個到60個特征點。2.1自動識別技術(shù)1．虹膜識別技術(shù)

（1）虹膜技術(shù)的優(yōu)點●便于用戶使用?！袷亲羁煽康纳镒R別技術(shù)之一?！駸o需物理的接觸。

（2）虹膜技術(shù)的缺點●最主要的缺點是它沒有進(jìn)行過任何的測試，當(dāng)前的虹膜識別系統(tǒng)只是用統(tǒng)計學(xué)原理進(jìn)行小規(guī)模的試驗，而沒有進(jìn)行過現(xiàn)實世界的唯一性認(rèn)證的試驗?！窈茈y將圖像獲取設(shè)備的尺寸小型化?！裥枰嘿F的攝像頭聚焦，一個這樣的攝像頭的最低價為7000美元。●鏡頭可能產(chǎn)生圖像畸變而使可靠性降低?！窈谘劬O難讀取?！裥枰^好光源。2.1自動識別技術(shù)2．視網(wǎng)膜識別有研究證明，每個人的眼睛后半部的血管圖形是惟一的，即使是孿生兄弟也各不相同。視網(wǎng)膜圖形是穩(wěn)定的，除非有眼科疾病或者嚴(yán)重的腦部創(chuàng)傷。視網(wǎng)膜識別技術(shù)要求激光照射眼球的背面以獲得視網(wǎng)膜特征。與虹膜識別技術(shù)相比，視網(wǎng)膜掃描也許是最精確可靠的生物識別技術(shù)。由于感覺上它高度介入人的身體，它也是最難被人接受的技術(shù)。（1）視網(wǎng)膜技術(shù)的優(yōu)點●視網(wǎng)膜是一種極其固定的生物特征，不磨損、不老化、不受疾病影響?！袷褂谜邿o需和設(shè)備直接接觸。●是一個最難欺騙的系統(tǒng)，因為視網(wǎng)膜不可見，所以不會被偽造。

（2）視網(wǎng)膜識別的缺點●同虹膜一樣，最主要的缺點是它沒有進(jìn)行過任何的測試，當(dāng)前的視網(wǎng)膜識別系統(tǒng)只是用統(tǒng)計學(xué)原理進(jìn)行小規(guī)模的試驗，而沒有進(jìn)行過現(xiàn)實世界的唯一性認(rèn)證的試驗?！窦す庹丈溲矍虻谋趁婵赡軙绊懯褂谜呓】?，這需要進(jìn)一步的研究?！駥οM(fèi)者而言，視網(wǎng)膜技術(shù)沒有吸引力。●很難進(jìn)一步降低成本。2.1自動識別技術(shù)3．簽名識別簽名作為身份認(rèn)證的手段已經(jīng)用了幾百年了，將簽名數(shù)字化的過程包括將簽名圖像本身數(shù)字化以及記錄整個簽名的動作（包括每個字母以及字母之間不同的速度、筆序和壓力等）。簽名識別和語音識別一樣，是一種行為測定學(xué)。（1）簽名識別的優(yōu)點●容易被大眾接受?！袷且环N公認(rèn)的身份識別的技術(shù)。

（2）簽名識別的缺點●隨著經(jīng)驗的增長、性情的變化與生活方式的改變，簽名也會隨著而改變?！裨贗nternet上使用不便。●用于簽名的手寫板結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且價格昂貴，因為和筆記本電腦的觸摸板的分辨率差異很大，在技術(shù)上將兩者結(jié)合起來較難。●很難將尺寸小型化。2.1自動識別技術(shù)4．面部識別面部識別技術(shù)通過對面部特征和它們之間的關(guān)系來進(jìn)行識別，識別技術(shù)基于這些唯一的特征時非常復(fù)雜，需要人工智能和機(jī)器知識學(xué)習(xí)系統(tǒng)。用于捕捉面部圖像的兩項技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)視頻和熱成像技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)通過一個標(biāo)準(zhǔn)的攝像頭獲得面部的圖像或者一系列圖像，捕捉后，記錄一些核心點（例如眼睛、鼻子和嘴等）以及它們之間的相對位置，然后形成模板。熱成像技術(shù)通過分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)生的熱線來產(chǎn)生面部圖像，與視頻攝像頭不同，熱成像技術(shù)并不需要在較好的光源條件下，因此即使在黑暗情況下也可以使用。一個算法和一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加上一個轉(zhuǎn)化機(jī)制就可將一幅指紋圖像變成數(shù)字信號，最終產(chǎn)生匹配或不匹配信號。2.1自動識別技術(shù)4．面部識別（1）面部識別的優(yōu)點●面部識別是非接觸的，用戶不需要和設(shè)備直接的接觸。（2）面部識別的缺點●盡管可以使用桌面的視頻攝像，但只有比較高級的攝像頭才可以有效高速的捕捉面部圖像?！袷褂谜呙娌康奈恢门c周圍的光環(huán)境都可能影響系統(tǒng)的精確性?！翊蟛糠盅芯可镒R別的人公認(rèn)面部識別最不準(zhǔn)確，也最容易被欺騙?！衩娌孔R別技術(shù)的改進(jìn)有賴于提取特征與比對技術(shù)的提高，采集圖像的設(shè)備比技術(shù)昂貴得多?！駥τ谝蛉梭w面部的如頭發(fā)，飾物，變老以及其他的變化需要通過人工智能補(bǔ)償，機(jī)器學(xué)習(xí)功能必須不斷地將以前得到的圖像和現(xiàn)在的得到的進(jìn)行比對，以改進(jìn)核心數(shù)據(jù)和彌補(bǔ)微小的差別?！窈茈y進(jìn)一步降低設(shè)備成本。2.1自動識別技術(shù)5．指紋識別因為每個人的指紋紋路在圖案、斷點和交叉點上各不相同，也就是說，是惟一的，并且終生不變。依靠這種惟一性和穩(wěn)定性，我們就可以把一個人同他的指紋對應(yīng)起來，通過將他的指紋和預(yù)先保存的指紋進(jìn)行比較，就可以驗證他的真實身份，這就是指紋識別技術(shù)。指紋具有以下三大固有特性。第一，確定性。每幅指紋的結(jié)構(gòu)是恒定的，胎兒在4個月左右就形成指紋，以后就終身不變。第二，惟一性。兩個完全一致的指紋出現(xiàn)的概率非常小，不超過10-36。第三，可分類性。可以按指紋的紋線走向進(jìn)行分類。隨著現(xiàn)代電子集成制造技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及快速而可靠的算法研究，指紋自動識別技術(shù)于二十世紀(jì)六十年代開始興起并得到了飛速發(fā)展。作為生物特征識別的一種，由于它具有其他特征識別所不可比擬的優(yōu)點，使得自動指紋識別有著更為廣泛的應(yīng)用。相對于其他生物特征鑒定技術(shù)，例如語音識別及視網(wǎng)膜識別等，指紋自動識別是一種更為理想的身份確認(rèn)技術(shù)。2.1自動識別技術(shù)5．指紋識別（1）指紋識別的優(yōu)點●指紋是人體獨(dú)一無二的特征，并且它們的復(fù)雜度足以提供用于鑒別的足夠特征。●如果要增加可靠性，只需登記更多的指紋、鑒別更多的手指，最多可以多達(dá)十個，而每一個指紋都是獨(dú)一無二的。●掃描指紋的速度很快，使用非常方便?！褡x取指紋時，用戶必需將手指與指紋采集頭相互接觸，與指紋采集頭直接接觸是讀取人體生物特征最可靠的方法?！裰讣y采集頭可以更加小型化，并且價格會更加的低廉。（2）指紋識別的缺點●某些人或某些群體的指紋特征少，難成像。●過去因為在犯罪記錄中使用指紋，使得某些人害怕“將指紋記錄在案”?！駥嶋H上現(xiàn)在的指紋鑒別技術(shù)都可以不存儲任何含有指紋圖像的數(shù)據(jù)，而只是存儲從指紋中得到的加密的指紋特征數(shù)據(jù)?！衩恳淮问褂弥讣y時都會在指紋采集頭上留下用戶的指紋印痕，而這些指紋痕跡存在被用來復(fù)制指紋的可能性。2.1自動識別技術(shù)6．聲音識別技術(shù)聲音識別和簽名識別相同，聲音識別也是一種行為識別技術(shù)。聲音識別設(shè)備不斷地測量和記錄聲音波形變化，然后將現(xiàn)場采集到的聲音同登記過的聲音模板進(jìn)行各種特征的匹配。聲音識別的迅速發(fā)展以及高效可靠的應(yīng)用軟件的開發(fā)，使聲音識別系統(tǒng)在很多方面得到了應(yīng)用。聲音識別系統(tǒng)可以用聲音指令實現(xiàn)“不用手”的數(shù)據(jù)采集，其最大特點就是不用手和眼睛，這對那些采集數(shù)據(jù)同時還要完成手腳并用的工作場合尤為適用。

（1）聲音識別的優(yōu)點：●聲音識別也是一種非接觸的識別技術(shù)，用戶可以很自然地接受。

（2）聲音識別的缺點：●作為行為識別技術(shù)，聲音變化的范圍太大，很難精確的匹配?！衤曇魰S著音量、速度和音質(zhì)的變化（例如感冒時）而影響到采集與比對的結(jié)果?！窈苋菀子娩浽诖艓系穆曇魜砥垓_聲音識別系統(tǒng)。●高保真的麥克風(fēng)很昂貴。

綜合以上分析比較，指紋識別技術(shù)是目前最方便、可靠、非侵害和價格便宜的生物識別技術(shù)解決方案，對于廣大市場的應(yīng)用有著很大的潛力。2.1自動識別技術(shù)2.1.3磁條（卡）和IC卡識別技術(shù)1.磁條(卡)技術(shù)磁條技術(shù)應(yīng)用了物理學(xué)和磁力學(xué)的基本原理。磁條是一層薄薄的由定向排列的鐵性強(qiáng)化粒子組成的磁性材料（也稱為涂料），用樹脂粘合劑將這些磁性粒子嚴(yán)密地粘合在一起，并粘合在諸如紙或者塑料這樣的非磁性基片媒介上，就構(gòu)成了磁卡或者磁條卡。磁條技術(shù)的優(yōu)點是數(shù)據(jù)可讀寫，即具有現(xiàn)場改寫數(shù)據(jù)的能力。數(shù)據(jù)存儲量能滿足大多數(shù)需求，便于使用、成本低廉、具有一定的數(shù)據(jù)安全性且它粘附于許多不同規(guī)格和形式的基材上。這些優(yōu)點，使之在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，如信用卡、銀行ATM卡、機(jī)票、公共汽車票、自動售貨卡、會員卡、現(xiàn)金卡（如電話磁卡）、地鐵AFC等。磁條的缺點是數(shù)據(jù)存儲時間的長短受磁性粒子極性的耐久性限制以及存儲數(shù)據(jù)的安全性較低。2.1自動識別技術(shù)2.IC卡技術(shù)

IC（IntegratedCard）卡是1970年由法國人RolandMoreno發(fā)明的，他第一次將可編程設(shè)置的IC芯片放于卡片中，使卡片具有更多功能。按照數(shù)據(jù)讀寫方式，IC卡可分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡，通常說的IC卡多數(shù)是指接觸式IC卡。根據(jù)所封裝的IC芯片的不同，IC卡可分為存儲器卡、邏輯加密卡、CPU卡和超級智能卡四大類。超級智能卡在卡上具有MPU和存儲器并裝有健盤、液晶顯示器和電源，有的卡上還具有指紋識別裝置等。IC卡相對于其他種類的卡具有存儲容量大、體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、便于攜帶、易于使用、安全性高、對網(wǎng)絡(luò)要求不高等特點。2.1自動識別技術(shù)2.1.4圖像識別技術(shù)圖像識別是模式識別在圖像領(lǐng)域的應(yīng)用。圖像識別系統(tǒng)主要涉及上圖中的圖像輸入設(shè)備、圖像處理器。一般圖像信息系統(tǒng)框架見圖3.3。

1.圖像輸入設(shè)備圖像輸入設(shè)備分為電視攝像機(jī)和CCD（Charge-coupledDevice，電荷耦合元件）兩大類。電視攝像機(jī)是—種廣泛使用的景物和圖像的輸入設(shè)備，它能將景物、圖片等光學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)槿娨曅盘枴Ｄ壳爸饕泻诎讛z像機(jī)和彩色攝像機(jī)兩種。CCD分為線型CCD像感器和面型CCD像感器。

2.圖像處理部分圖像與視頻是兩個既有聯(lián)系又有區(qū)別的概念，靜止的圖片稱為圖像（Image），運(yùn)動的圖像稱為視頻（Video）。圖像的輸入要靠掃描儀、數(shù)字照相機(jī)或攝像機(jī)，而視頻的輸入只能是攝像機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)以及電視接收機(jī)等可以輸出連續(xù)圖像信號的設(shè)備。圖像與視頻處理系統(tǒng)包括圖像與視頻的輸入、輸出設(shè)備，通用的計算機(jī)和附加的專用處理硬件卡。不同的應(yīng)用環(huán)境，所需要的硬件設(shè)備、軟件環(huán)境也不同。2.1自動識別技術(shù)圖2.3一般圖像信息系統(tǒng)框架圖2.1自動識別技術(shù)2.1.5光學(xué)字符識別（OCR）技術(shù)光學(xué)字符識別OCR（OpticalCharacterRecognition，OCR）是基于圖型識別的一種技術(shù)，其目的就是要讓計算機(jī)知道它到底看到了什么，尤其是文字資料。OCR技術(shù)能夠使設(shè)備通過光學(xué)的機(jī)制來識別字符。一個OCR識別系統(tǒng)的處理流程如下：首先將標(biāo)的物的影像輸入，然后經(jīng)過影像前處理、文字特征抽取、比對識別等過程，最后經(jīng)人工校正將認(rèn)錯的文字更正，將結(jié)果輸出。OCR技術(shù)主要應(yīng)用于：文字資料的自動輸入；建立文獻(xiàn)檔案庫；文本圖像的壓縮存儲和傳輸；書刊自動閱讀器，盲人閱讀器；書刊資料的再版輸入，古籍整理；智能全文信息管理系統(tǒng)，漢英翻譯系統(tǒng)；名片識別管理系統(tǒng)；車牌自動識別系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)出版；表格、票據(jù)、發(fā)票識別系統(tǒng)；身份證識別管理系統(tǒng)；無紙化評卷等。OCR的優(yōu)點是人眼可視讀、可掃描，但輸入速度和可靠性不如條碼，數(shù)據(jù)格式有限，通常要用接觸式掃描器。2.1自動識別技術(shù)2.1.6條碼技術(shù)條碼成本最低、適于大量需求且數(shù)據(jù)不必更改的場合。例如商品包裝上就很適宜，但是較易磨損、且數(shù)據(jù)量很小。而且條碼只對一種或者一類商品有效，也就是說，同樣的商品具有相同的條碼。

1.一維條碼條碼是由一組規(guī)則排列的條、空以及相應(yīng)的數(shù)字組成，這種用條、空組成的數(shù)據(jù)編碼可以供條碼閱讀器識讀，而且很容易譯成二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)。這些條和空可以有各種不同的組合方法，構(gòu)成不同的圖形符號，即各種符號體系（也稱碼制），適用于不同的應(yīng)用場合。目前最常用的幾種碼制是EAN、UPC、39碼，交叉25碼和EAN128碼。UPC條碼主要用于北美地區(qū)。EAN條碼是國際通用符號體系，它們是一種定長、無含義的條碼，主要用于商品標(biāo)識。EAN128條碼是由國際物品編碼協(xié)會（EANInternational）和美國統(tǒng)一代碼委員會（UCC）聯(lián)合開發(fā)、共同采用的一種特定的條碼符號。它是一種連續(xù)型、非定長有含義的高密度代碼，用以表示生產(chǎn)日期、批號、數(shù)量、規(guī)格、保質(zhì)期、收貨地等更多的商品信息。另有一些碼制主要是適應(yīng)特殊需要的應(yīng)用方面，如庫德巴碼用于血庫、圖書館、包裹等的跟蹤管理、25碼用于包裝、運(yùn)輸和國際航空系統(tǒng)為機(jī)票進(jìn)行順序編號，還有類似39碼的93碼，它密度更高些，可代替39碼。2.1自動識別技術(shù)2.二維條碼為了提高條碼信息密度，二維條碼問世并得到快速發(fā)展。從結(jié)構(gòu)上講，二維條碼分為兩類，一類是由矩陣代碼和點代碼組成，其數(shù)據(jù)是以二維空間的形態(tài)編碼的，另一類是包含重疊的或多行條碼符號，其數(shù)據(jù)以成串的數(shù)據(jù)行顯示。重疊的符號標(biāo)記法有CODE49、CODEl6K和PDF417。PDF是便攜式數(shù)據(jù)文件（PortableDataFile）的縮寫，簡稱為PDF417條碼。417則與多寬度代碼有關(guān)，用來對字符編碼。PDF417是由SymbolTechnologiesInc設(shè)計和推出的。重疊代碼中包含了行與行尾標(biāo)識符以及掃描軟件，可以從標(biāo)簽的不同部分獲得數(shù)據(jù)，只要所有的行都被掃到就可以組合成一個完整的數(shù)據(jù)輸入，所以這種碼的數(shù)據(jù)可靠性很好，對PDF417而言，標(biāo)簽上污損或毀掉的部分高達(dá)50%時，仍可以讀取全部數(shù)據(jù)內(nèi)容，因此具有很強(qiáng)的修正錯誤的能力。PDF417條碼是一種高密度、高信息含量的便攜式數(shù)據(jù)文件，其特點為：信息容量大、編碼應(yīng)用范圍廣、保密防偽性能好、譯碼可靠性高、條碼符號的形狀可變。美國的一些州、加拿大部分省份已經(jīng)在車輛年檢、行車證年審及駕駛證年審等方面，將PDF417選為機(jī)讀標(biāo)準(zhǔn)。巴林、墨西哥、新西蘭等國家將其應(yīng)用于報關(guān)單、身份證、貨物實時跟蹤等方面。矩陣代碼如Maxicode，DataMatrix，CodeOne，Vericode和DotCodeA，矩陣代碼標(biāo)簽可以做得很小，甚至可以做成硅晶片的標(biāo)簽，因此適用于小物件。2.1自動識別技術(shù)2.1.7射頻識別技術(shù)1.優(yōu)點射頻識別技術(shù)RFID的基本原理是電磁理論。射頻系統(tǒng)的優(yōu)點是不局限于視線，識別距離比光學(xué)系統(tǒng)遠(yuǎn)，射頻識別卡可具有讀寫能力，可攜帶大量數(shù)據(jù)、難以偽造和智能性較高等。射頻識別和條碼一樣是非接觸式識別技術(shù)，由于無線電波能“掃描”數(shù)據(jù)，所以RFID可做成隱形的，有些RFID識別產(chǎn)品的識別距離可以達(dá)到數(shù)百米，RFID標(biāo)簽可做成可讀寫的。射頻標(biāo)簽最大的優(yōu)點就在于非接觸，因此完成識別工作時無須人工干預(yù)、適于實現(xiàn)自動化且不易損壞，可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個射頻標(biāo)簽，操作快捷方便。射頻標(biāo)簽不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，短距離的射頻標(biāo)簽可以在這樣的環(huán)境中替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體。長距離的產(chǎn)品多用于交通上，可達(dá)幾十米，如自動收費(fèi)或識別車輛身份。RFID識別的缺點是標(biāo)簽成本相對較高，而且一般不能隨意扔掉，而多數(shù)條碼掃描壽命結(jié)束時可扔掉。2.1自動識別技術(shù)2.缺點和目前成熟的條碼技術(shù)相比，RFID技術(shù)在成本、標(biāo)準(zhǔn)等問題的局限是其在發(fā)展中面臨的主要問題。首先，由于制造技術(shù)復(fù)雜，RFID標(biāo)簽的生產(chǎn)費(fèi)用相對較高。其次，RFID的標(biāo)準(zhǔn)還未在全球范圍內(nèi)統(tǒng)一。再次，應(yīng)用環(huán)境和解決方案還不夠成熟。在國際上，RFID標(biāo)簽的應(yīng)用還處在初步的發(fā)展階段；在國內(nèi)，其應(yīng)用環(huán)境的形成更需假以時日。3.應(yīng)用RFID適用的領(lǐng)域包括物料跟蹤、運(yùn)載工具和貨架識別等要求非接觸數(shù)據(jù)采集和交換的場合，由于RFID標(biāo)簽具有可讀寫能力，對于需要頻繁改變數(shù)據(jù)內(nèi)容的場合尤為適用。目前，最流行的應(yīng)用是在交通運(yùn)輸（汽車、貨箱識別）、路橋收費(fèi)、保安（進(jìn)出控制）、自動生產(chǎn)和動物標(biāo)簽等方面。射頻識別技術(shù)在物流領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛。2.3條形碼技術(shù)條形碼（簡稱條碼）技術(shù)是集條碼理論、光電技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、條碼印制技術(shù)于一體的一種自動識別技術(shù)。條碼技術(shù)具有速度快、準(zhǔn)確率高、可靠性強(qiáng)、壽命長、成本低廉等特點，因而廣泛應(yīng)用于商品流通、工業(yè)生產(chǎn)、圖書管理、倉儲標(biāo)證管理、信息服務(wù)等領(lǐng)域。條碼是物流信息的載體，它是解決企業(yè)信息化管理的基礎(chǔ)技術(shù)之一，是一種全球通用的標(biāo)識系統(tǒng)。2.3.1條形碼概述近年來，隨著計算機(jī)應(yīng)用的不斷普及，條形碼的應(yīng)用得到了很大的發(fā)展．條形碼可以標(biāo)出商品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等信息，因而在商品流通、圖書管理、郵電管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

1.什么是條形碼條形碼(barcode)是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識符。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排成的平行線圖案。條碼技術(shù)的應(yīng)用解決了數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)采集的“瓶頸”問題，條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。2.3條形碼技術(shù)

2.條形碼的發(fā)展歷史

條形碼技術(shù)最早誕生于二十世紀(jì)二十年代。一位名叫約翰·科芒德的發(fā)明家希望對郵政單據(jù)實現(xiàn)自動分檢，為此科芒德發(fā)明了最早的條碼標(biāo)識，設(shè)計方案非常的簡單，即一個“條”表示數(shù)字“1”，二個“條”表示數(shù)字“2”，以次類推。然后，他又發(fā)明了由基本的元件組成的條碼識讀設(shè)備：一個掃描器（能夠發(fā)射光并接收反射光）；一個測定反射信號條和空的方法，即邊緣定位線圈以及使用測定結(jié)果的方法（譯碼器）。此后不久，科芒德的合作者道格拉斯·楊（DouglasYoung），在科芒德碼的基礎(chǔ)上作了些改進(jìn)。1973年美國統(tǒng)一代碼協(xié)會（簡稱UCC）建立了UPC(UniversalProductNumber)條碼系統(tǒng)，實現(xiàn)了該碼制標(biāo)準(zhǔn)化。1976年在美國和加拿大超級市場上，UPC碼的成功應(yīng)用給人們以很大的鼓舞，尤其是歐洲人對此產(chǎn)生了極大興趣。次年，歐洲共同體在UPC-A碼基礎(chǔ)上制定出歐洲物品編碼EAN-13和EAN-8碼，正式成立了歐洲物品編碼協(xié)會（簡稱EAN，EuropeanArticleNumber）。到了1981年由于EAN已經(jīng)發(fā)展成為一個國際性組織，故改名為“國際物品編碼協(xié)會”，簡稱IAN。但由于歷史原因和習(xí)慣，至今仍稱為EAN。EAN自建立以來，始終致力于建立一套國際通行的全球跨行業(yè)的產(chǎn)品、運(yùn)輸單元、資產(chǎn)、位置和服務(wù)的標(biāo)識體系和通信標(biāo)準(zhǔn)體系。2002年11月EAN正式接納UCC成為EAN會員，標(biāo)志著EAN-UCC系統(tǒng)的形成。隨著EAN組織的不斷壯大和EAN條碼在世界各國的普及，EAN-UCC系統(tǒng)成為國際通用的商品標(biāo)識體系。中國條形碼技術(shù)的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)70年代末、80年代初；條形碼應(yīng)用系統(tǒng)建立于20世紀(jì)80年代末；中國物品編碼中心于1988年12月28日正式成立，于1991年4月19日正式加入國際物品編碼協(xié)會；國際物品編碼協(xié)會分配給中國的前綴碼為：690，691，692，693，694，695。2.3條形碼技術(shù)

3.條形碼的分類

（1）按碼制的不同，條形碼可以分為UPC碼、EAN碼、交叉25碼、39碼、庫德巴碼、128碼、93碼、49碼。

（2）按維數(shù)的不同，條形碼可以分為一維條形碼和二維條形碼一維條形碼：僅在一維幾何空間表示信息的條形碼為一維條形碼，其碼的高度不表示信息。一維條形碼對“物品”的標(biāo)識，即只給出“物品”的識別信息。二維條形碼：在一維條形碼的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的信息儲存和解讀技術(shù)。除具有一維條形碼的優(yōu)點外，二維條形碼還具有信息容量大、可靠性高、保密防偽性強(qiáng)、易于制作、成本低等優(yōu)點，被稱為“便攜式數(shù)據(jù)文件”。世界上應(yīng)用最多的二維條碼符號：PDF417、Maxicode、QRCode、Code49、CodeOne等。二維條形碼對“物品”的描述，不僅給出“物品”的識別信息，還包括其他特征信息。2.3條形碼技術(shù)4.二維條碼與一維條碼的比較二維條碼（見圖3.6a）除了左右（條寬）的粗細(xì)及黑白線條有意義外，上下的條高也有意義。與一維條碼相比，由于左右（條寬）和上下（條高）的線條皆有意義，故可存放的信息量就比較大。我們通常見到的商品上的條碼和儲運(yùn)包裝物上的條碼，基本上是一維條碼（見圖3.6b），其原理是利用條碼的粗細(xì)及黑白線條來代表信息，當(dāng)拿掃描器來掃描一維條碼，即使將條碼上下遮住一部分，其所掃描出來的信息都是一樣，所以一維條碼的條高并沒有意義，只有左右（條寬）的粗細(xì)及黑白線條有意義，故稱一維條碼。從符號學(xué)的角度講，二維條碼和一維條碼都是信息表示、攜帶和識讀的手段。但從應(yīng)用角度講，盡管在一些特定場合我們可以選擇其中的一種來滿足我們的需要，但他們的應(yīng)用側(cè)重點是不同的：一維條碼用于對“物品”進(jìn)行標(biāo)識，二維條碼用于對“物品”進(jìn)行描述。信息量容量大、安全性高、讀取率高、錯誤糾正能力強(qiáng)等特性是二維條碼的主要特點。2.3條形碼技術(shù)圖2.6二維條碼與一維條碼2.3條形碼技術(shù)2.3.2條形碼的識別原理1.基本原理要將按照一定規(guī)則編譯出來的條形碼轉(zhuǎn)換成有意義的信息，需要經(jīng)歷掃描和譯碼兩個過程。物體的顏色是由其反射光的類型決定的，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光，所以當(dāng)條形碼掃描器光源發(fā)出的光在條形碼上反射后，反射光照射到條碼掃描器內(nèi)部的光電轉(zhuǎn)換器上，光電轉(zhuǎn)換器根據(jù)強(qiáng)弱不同的反射光信號，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號。根據(jù)原理的差異，掃描器可以分為光筆、CCD、激光三種。電信號輸出到條碼掃描器的放大電路增強(qiáng)信號之后，再送到整形電路將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。白條、黑條的寬度不同，相應(yīng)的電信號持續(xù)時間長短也不同。然后譯碼器通過測量脈沖數(shù)字電信號０，１的數(shù)目來判別條和空的數(shù)目。通過測量０，１信號持續(xù)的時間來判別條和空的寬度。此時所得到的數(shù)據(jù)仍然是雜亂無章的，要知道條形碼所包含的信息，則需根據(jù)對應(yīng)的編碼規(guī)則（例如：EAN-8碼)，將條形符號換成相應(yīng)的數(shù)字、字符信息。最后，由計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與管理，物品的詳細(xì)信息便被識別了。為了閱讀出條形碼所代表的信息，需要一套條形碼識別系統(tǒng)，它由條形碼掃描器、放大整形電路、譯碼接口電路和計算機(jī)系統(tǒng)等部分組成。2.3條形碼技術(shù)

2.條形碼的識讀

（1）條形碼識讀系統(tǒng)構(gòu)成條形碼識讀系統(tǒng)是由掃描系統(tǒng)、信號整形、譯碼三部分組成，見圖2.7。圖2.7條形碼識讀系統(tǒng)構(gòu)成2.3條形碼技術(shù)2.條形碼的識讀

（1）條形碼識讀系統(tǒng)構(gòu)成掃描系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)及探測器即光電轉(zhuǎn)換器件組成，它完成對條碼符號的光學(xué)掃描，并通過光電探測器，將條碼條空圖案的光信號轉(zhuǎn)換成為電信號。信號整形部分由信號放大、濾波、波形整形組成，它的功能在于將條碼的光電掃描信號處理成為標(biāo)準(zhǔn)電位的矩形波信號，其高低電平的寬度和條碼符號的條空尺寸相對應(yīng)。譯碼部分一般由嵌入式微處理器組成，它的功能就是對條碼的矩形波信號進(jìn)行譯碼，其結(jié)果通過接口電路輸出到條碼應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)終端。譯碼包括硬件譯碼和軟件譯碼。硬件譯碼通過譯碼器的硬件邏輯來完成，譯碼速度快，但靈活性較差。為了簡化結(jié)構(gòu)和提高譯碼速度，現(xiàn)已研制了專用的條碼譯碼芯片，并已經(jīng)在市場上銷售。軟件譯碼通過固化在ROM中的譯碼程序來完成，靈活性較好，但譯碼速度較慢。實際上每種譯碼器的譯碼都是通過硬件邏輯與軟件共同完成的。2.3條形碼技術(shù)2.條形碼的識讀

（2）條碼識讀器的通信接口條碼識讀器的通信接口主要有鍵盤接口和RS232。

●鍵盤接口方式條碼識讀器與計算機(jī)通信的一種方式是鍵盤仿真，即條碼閱讀器通過計算機(jī)鍵盤接口給計算機(jī)發(fā)送信息。條碼識讀器與計算機(jī)鍵盤口通過一個四芯電纜連接，通過數(shù)據(jù)線串行傳遞掃描信息。這種方式的優(yōu)點是：無需驅(qū)動程序，與操作系統(tǒng)無關(guān)，可以直接在各種操作系統(tǒng)上直接使用，不需要外接電源。

●RS232方式掃描條碼得到的數(shù)據(jù)由串口輸入，需要驅(qū)動或直接讀取串口數(shù)據(jù)，需要外接電源。條碼掃描器在傳輸數(shù)據(jù)時使用RS232串口通信協(xié)議，使用時要先進(jìn)行必要的設(shè)置，如：波特率、數(shù)據(jù)位長度、有無奇偶校驗和停止位等。2.3條形碼技術(shù)2.3.3條形碼技術(shù)的優(yōu)點條形碼是迄今為止最經(jīng)濟(jì)、實用的一種自動識別技術(shù)。條形碼技術(shù)具有以下幾個方面的優(yōu)點。

1.可靠性強(qiáng)條形碼的讀取準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人工記錄，平均每15000個字符才會出現(xiàn)一個錯誤。鍵盤輸入數(shù)據(jù)出錯率為三百分之一，利用光學(xué)字符識別技術(shù)出錯率為萬分之一，而采用條形碼技術(shù)誤碼率低于百萬分之一。鍵盤輸入數(shù)據(jù)出錯率為三百分之一，利用光學(xué)字符識別技術(shù)出錯率為萬分之一，而采用條形碼技術(shù)誤碼率低于百萬分之一。2.效率高條形碼的讀取速度很快，相當(dāng)于每秒40個字符。與鍵盤輸入相比，條形碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍，并且能實現(xiàn)“即時數(shù)據(jù)輸入”。2.3條形碼技術(shù)3.成本低與其它自動化識別技術(shù)相比較，條形碼技術(shù)僅僅需要一小張貼紙和相對構(gòu)造簡單的光學(xué)掃描儀，成本相當(dāng)?shù)土?.易于制作條形碼的編寫很簡單，制作也僅僅需要印刷，被稱作為“可印刷的計算機(jī)語言”。條形碼標(biāo)簽易于制作，對設(shè)備和材料沒有特殊要求，識別設(shè)備操作容易，不需要特殊培訓(xùn)，且設(shè)備也相對便宜。5.構(gòu)造簡單條形碼識別設(shè)備的構(gòu)造簡單，使用方便。2.3條形碼技術(shù)6.靈活實用條形碼符號可以手工鍵盤輸入，也可以和有關(guān)設(shè)備組成識別系統(tǒng)實現(xiàn)自動化識別，還可和其他控制設(shè)備聯(lián)系起來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化管理。條形碼標(biāo)識既可以作為一種識別手段單獨(dú)使用，也可以和有關(guān)識別設(shè)備組成一個系統(tǒng)實現(xiàn)自動化識別，還可以和其他控制設(shè)備聯(lián)接起來實現(xiàn)自動化管理。7.采集信息量大利用傳統(tǒng)的一維條形碼一次可采集幾十位字符的信息，二維條形碼更可以攜帶數(shù)千個字符的信息，并有一定的自動糾錯能力。2.3條形碼技術(shù)2.3.4條形碼的結(jié)構(gòu)及其掃描1.條形碼的結(jié)構(gòu)條形碼的掃描需要掃描器，掃描器利用自身光源照射條形碼，再利用光電轉(zhuǎn)換器接受反射的光線，將反射光線的明暗轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。不論是采取何種規(guī)則印制的條形碼，都由靜區(qū)、起始字符、數(shù)據(jù)字符與終止字符組成。有些條碼在數(shù)據(jù)字符與終止字符之間還有校驗字符。條形碼的結(jié)構(gòu)見圖2.8。圖2.8條形碼的結(jié)構(gòu)其中的含義如下：2.3條形碼技術(shù)1.條形碼的結(jié)構(gòu)其中的含義如下：靜區(qū)：沒有任何印刷符或條形碼信息，它通常是白的，位于條形碼符號的兩側(cè)。其作用是提示閱讀器（掃描器）準(zhǔn)備掃描條形碼符號。起始字符：條形碼符號的第一位字符是起始字符，它的特殊條、空結(jié)構(gòu)用于識別一個條形碼符號的開始。閱讀器首先確認(rèn)此字符的存在，然后處理，由獲得的一系列脈沖信號。數(shù)據(jù)字符：由條形碼字符組成，用于代表一定的原始數(shù)據(jù)信息。校驗字符：檢驗讀取到的數(shù)據(jù)是否正確。不同編碼規(guī)則可能會有不同的校驗規(guī)則。若條形符號有效，閱讀器就向計算機(jī)傳送數(shù)據(jù)住處并向操作者提供“有效讀入”的反饋。其作用是避免了不完整信息的輸入。當(dāng)采用校驗字符時，終止字符指示閱讀器對數(shù)據(jù)字符實施校驗計算。終止字符：最后一位字符，一樣具有特殊結(jié)構(gòu)，用于告知代碼掃描完畢，同時還起到只是進(jìn)行校驗計算的作用。為了方便雙向掃描，起止字符具有不對稱結(jié)構(gòu)。因此掃描器掃描時可以自動對條碼信息重新排列。2.3條形碼技術(shù)2.條碼掃描器條碼掃描器是用來掃描條形碼的設(shè)備，利用光學(xué)原理，把條形碼的內(nèi)容解碼后通過數(shù)據(jù)線或者無線的方式傳輸?shù)诫娔X或者別的設(shè)備。目前條碼掃描器通過有線的方式和電腦連接主要為PS/2鍵盤接口、RS232串口、USB接口三種接口，通過無線方式和電腦連接主要是藍(lán)牙和2.4G的方式，一般無線的距離基本都在30米到100米。條碼掃描器按條碼分類又分為一維條碼掃描器、二維條碼掃描器；又可分為手持式掃描器、固定式條碼掃描器、平臺式條碼掃描器。根據(jù)掃描方式條碼掃描器可分為光筆、CCD、激光三種，激光又可分為激光手持式掃描器和全角度掃描器/條碼掃描槍兩種。2.3條形碼技術(shù)2.條碼掃描器

（1）光筆光筆是最原始的掃描方式，需要手動移動光筆，并且還要與條形碼接觸。光筆屬于接觸式、固定光束掃描器。在其筆尖附近中含有發(fā)光二極管LED作為照明光源，并含有光電探測器。在選擇光筆時，要根據(jù)應(yīng)用中的條碼符號正確選擇光筆的孔徑(分辨率)，分辨率高的光筆的光點尺寸能達(dá)到4密爾（0.1毫米），6密爾屬于高分辨率，10密爾屬于低分辨率。一般光筆的光點尺寸在0.2毫米左右?？ú凼綊呙杵鲗儆诠潭ü馐鴴呙杵鳎鋬?nèi)部的結(jié)構(gòu)和光筆類似，它上面有一個槽，手持帶有條碼符號的卡從槽中滑過實現(xiàn)掃描。這種識讀其廣泛用于時間管理以及考勤系統(tǒng)。它經(jīng)常和帶有液晶顯示和數(shù)字鍵盤的終端集成為一體。2.3條形碼技術(shù)2.條碼掃描器（2）CCD條碼掃描器CCD條碼掃描器是利用光電藕合（CCD）原理，對條碼印刷圖案進(jìn)行成像，然后再譯碼。優(yōu)勢：無轉(zhuǎn)軸，馬達(dá)，使用壽命長；價格便宜。選擇CCD掃描器時注意，由于CCD的成像原理類似于照相機(jī)，如果要加大景深，則相應(yīng)的要加大透鏡，從而使CCD體積過大，不便操作。優(yōu)秀的CCD應(yīng)無須緊貼條碼即可識讀，而且體積適中，操作舒適。如果要提高CCD分辨率，必須增加成像處光敏元件的單位元素。低價CCD一般是5口像素（pixel），識讀EAN，UPC等商業(yè)碼已經(jīng)足夠，對于別的碼制識讀就會困難一些。中檔CCD以1024pixel為多，有些甚至達(dá)到2048pixe1，能分辨最窄單位元素為0.1mm的條碼。2.3條形碼技術(shù)2.條碼掃描器

（3）激光手持式掃描器激光手持式掃描器是利用激光二極管作為光源的單線式掃描器，它主要有轉(zhuǎn)鏡式和顫鏡式兩種。商業(yè)企業(yè)在選擇激光掃描器時，最重要的是注意掃描速度和分辨率，而景深并不是關(guān)鍵因素。因為當(dāng)景深加大時，分辨率會大大降低。優(yōu)秀的手持激光掃描器應(yīng)當(dāng)是高掃描速度，固定景深范圍內(nèi)很高的分辨率。

（4）全角度掃描器/條碼掃描槍全角度掃描器/條碼掃描槍是通過光學(xué)系統(tǒng)使激光二極管發(fā)出的激光折射或多條掃描線的條碼掃描器，主要目的是減輕收款人員錄入條碼數(shù)據(jù)時對準(zhǔn)條碼的勞動。選擇時應(yīng)著重注意其掃描線花斑分布：在一個方向上有多條平行線；在某一點上有多條掃描線通過；在一定的空間范圍內(nèi)各點的解讀機(jī)率趨于一致。激光掃描技術(shù)的優(yōu)點是，識讀距離適應(yīng)能力強(qiáng)，且具有穿透保護(hù)膜識讀的能力，識讀的精度和速度比較容易做得高些。缺點是對識讀的角度要求比較嚴(yán)格，而且只能識讀堆疊式二維碼（如PDF417碼）和一維碼。另外，激光掃描器的不足之處是條碼符號的長度受光學(xué)系統(tǒng)的限制，并與掃描器到條碼符號的距離有關(guān)。2.3條形碼技術(shù)2.條碼掃描器（5）條碼數(shù)據(jù)采集器條碼數(shù)據(jù)采集器是把條碼識讀器和具有數(shù)據(jù)存儲、處理、通信傳輸功能的手持?jǐn)?shù)據(jù)終端設(shè)備結(jié)合在一起，成為條碼數(shù)據(jù)采集器，簡稱數(shù)據(jù)采集器，當(dāng)人們強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)處理功能時，往往簡稱為數(shù)據(jù)終端。它具備實時采集、自動存儲、即時顯示、即時反饋、自動處理、自動傳輸功能。它實際上是移動式數(shù)據(jù)處理終端和某一類型的條碼掃描器的集合體。數(shù)據(jù)采集器按產(chǎn)品性能分為手持終端、無線型手持終端、無線掌上電腦、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。普通的掃描設(shè)備掃描條碼后，經(jīng)過接口電路直接將數(shù)據(jù)傳送給PC機(jī)。數(shù)據(jù)采集器掃描條碼后，先將數(shù)據(jù)存儲起來，根據(jù)需要再經(jīng)過接口電路批處理數(shù)據(jù)，也可以通過無線局域網(wǎng)或GPRS或廣域網(wǎng)相聯(lián)，實時傳送和處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器是具有現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)采集、處理功能的自動化設(shè)備。數(shù)據(jù)采集器隨機(jī)提供可視化編程環(huán)境。2.3條形碼技術(shù)

2.條碼掃描器

（6）便攜式數(shù)據(jù)采集器便攜式數(shù)據(jù)采集器，也稱為便攜式數(shù)據(jù)采集終端（PortableDataTerminal，PDT）或手持終端(Hand-holdTerminal，HT)。便攜式數(shù)據(jù)采集器是為適應(yīng)一些現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和掃描笨重物體的條碼符號而設(shè)計的，適合于脫機(jī)使用的場合。識讀時，與在線式數(shù)據(jù)采集器相反，它是將掃描器帶到物體的條碼符號前掃描。便攜式數(shù)據(jù)采集器是集激光掃描、漢字顯示、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通訊等功能于一體的高科技產(chǎn)品，它相當(dāng)于一臺小型的計算機(jī)。硬件上具有計算機(jī)設(shè)備的基本配置：CPU、內(nèi)存、依靠電池供電、各種外設(shè)接口；軟件上具有計算機(jī)運(yùn)行的基本要求：操作系統(tǒng)；可以編程的開發(fā)平臺；獨(dú)立的應(yīng)用程序。無線數(shù)據(jù)采集器除了具有一般便攜式數(shù)據(jù)采集器的優(yōu)點外，還有在線式數(shù)據(jù)采集器的優(yōu)點，它與計算機(jī)的通訊是通過無線電波來實現(xiàn)的，可以把現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)實時傳輸給計算機(jī)。要使用無線手持終端就必須先建立無線網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備——登陸點（AccessPoint）相當(dāng)于一個連接有線局域網(wǎng)和無線網(wǎng)的網(wǎng)橋，它通過雙絞線或同軸電纜接入有線網(wǎng)絡(luò)，無線手持終端則通過與AP的無線通訊和局域網(wǎng)的服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。2.3條形碼技術(shù)2.3.5條形碼的編碼規(guī)則和方案1.編碼規(guī)則（1）唯一性。同種規(guī)格同種產(chǎn)品對應(yīng)同一個產(chǎn)品代碼，同種產(chǎn)品不同規(guī)格應(yīng)對應(yīng)不同的產(chǎn)品代碼。根據(jù)產(chǎn)品的不同性質(zhì)，如：重量、包裝、規(guī)格、氣味、顏色、形狀等等，賦予不同的商品代碼。

（2）永久性。產(chǎn)品代碼一經(jīng)分配，就不再更改，并且是終身的。當(dāng)此種產(chǎn)品不再生產(chǎn)時，其對應(yīng)的產(chǎn)品代碼只能擱置起來，不得重復(fù)起用再分配給其它的商品。（3）無含義。為了保證代碼有足夠的容量以適應(yīng)產(chǎn)品頻繁的更新?lián)Q代的需要，最好采用無含義的順序碼。2.3條形碼技術(shù)2.編碼方案

（1）寬度調(diào)節(jié)法寬度調(diào)節(jié)編碼法是指條形碼符號有寬窄的條單元和空單元以及字符符號間隔組成，寬的條單元和空單元邏輯上表示“1”，窄的條單元和空單元邏輯上是“0”，寬的條空單元和窄的條空單元可稱為四種編碼元素。code-11碼、code-B碼、code39碼、2/5code碼等均采用寬度調(diào)節(jié)編碼法。

（2）色度調(diào)節(jié)法色度調(diào)節(jié)編碼法是指條形碼符號是利用條和空的反差來標(biāo)識的，條邏輯上表示“1”，而空邏輯上表示“0”。我們把“1”和“0”的條空稱為基本元素寬度或基本元素編碼寬度，連續(xù)的“1”、“0”則可有2倍寬、3倍寬、4倍寬等。所以此編碼法可稱為多種編碼元素方式，如ENA/UPC碼采用八種編碼元素。2.3條形碼技術(shù)2.3.6條形碼的制作條形碼的制作一般用印刷或通過條碼打印機(jī)打印條形碼。條碼打印機(jī)和普通打印機(jī)的最大的區(qū)別就是，條碼打印機(jī)的打印是以熱為基礎(chǔ)，以碳帶為打印介質(zhì)（或直接使用熱敏紙）完成打印，配合不同材質(zhì)的碳帶可以實現(xiàn)高質(zhì)量的打印效果和在無人看管的情況下實現(xiàn)連續(xù)高速打印。目前世界上常用的碼制有EAN條形碼、UPC條形碼、二五條形碼、交叉二五條形碼、庫德巴條形碼、三九條形碼和128條形碼等，而商品上最常使用的就是EAN商品條形碼。1.商品條碼EAN－13通用商品條形碼一般由前綴部分、制造廠商代碼、商品代碼和校驗碼組成。商品條形碼中的前綴碼是用來標(biāo)識國家或地區(qū)的代碼，賦碼權(quán)在國際物品編碼協(xié)會，如00-09代表美國、加拿大。45－49代表日本。690-695代表中國大陸，471代表我國臺灣地區(qū)，489代表香港特區(qū)。制造廠商代碼的賦權(quán)在各個國家或地區(qū)的物品編碼組織，我國由國家物品編碼中心賦予制造廠商代碼。商品代碼是用來標(biāo)識商品的代碼，賦碼權(quán)由產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)自己行使，生產(chǎn)企業(yè)按照規(guī)定條件自己決定在自己的何種商品上使用哪些阿拉伯?dāng)?shù)字為商品條形碼。商品條形碼最后用1位校驗碼來校驗商品條形碼中左起第l－12數(shù)字代碼的正確性。商品條形碼的編碼遵循唯一性原則，以保證商品條形碼在全世界范圍內(nèi)不重復(fù)，即一個商品項目只能有一個代碼，或者說一個代碼只能標(biāo)識一種商品項目。不同規(guī)格、不同包裝、不同品種、不同價格、不同顏色的商品只能使用不同的商品代碼。

2.3條形碼技術(shù)

2.印刷制作條形碼的要求商品條形碼的標(biāo)準(zhǔn)尺寸是37.29mmx26.26mm,放大倍率是0.8-2.0。當(dāng)印刷面積允許時，應(yīng)選擇1.0倍率以上的條形碼，以滿足識讀要求。放大倍數(shù)越小的條形碼，印刷精度要求越高，當(dāng)印刷精度不能滿足要求時，易造成條形碼識讀困難。由于條形碼的識讀是通過條形碼的條和空的顏色對比度來實現(xiàn)的，一般情況下，只要能夠滿足對比度（PCS值）的要求的顏色即可使用。通常采用淺色作空的顏色，如白色、橙色、黃色等，采用深色作條的顏色，如黑色、暗綠色、深棕色等。最好的顏色搭配是黑條白空。根據(jù)條形碼檢測的實踐經(jīng)驗，紅色、金色、淺黃色不宜作條的顏色，透明、金色不能作空的顏色。2.3條形碼技術(shù)3.商品條碼數(shù)字的含義以條形碼6936983800013為例，此條形碼分為4個部分，從左到右分別為：

1-3位：共3位，對應(yīng)該條碼的693，是中國的國家代碼之一。

4-8位：共5位，對應(yīng)該條碼的69838，代表著生產(chǎn)廠商代碼，由廠商申請，國家分配。9-12位：共4位，對應(yīng)該條碼的0001，代表著廠內(nèi)商品代碼，由廠商自行確定。

第13位：共1位，對應(yīng)該條碼的3，是校驗碼，依據(jù)一定的算法，由前面12位數(shù)字計算而得到。2.3條形碼技術(shù)2.3.7二維條碼由于二維條形碼儲存量大、可攜帶商品信息、可傳真影印、錯誤糾正能力高等特點，該技術(shù)在1980年以后逐漸被重視，1990年初期已逐漸被使用。1.一維條碼的局限由于受信息容量的限制，一維條碼僅僅是對“物品”的標(biāo)識，而不是對“物品”的描述。故一維條碼的使用，不得不依賴數(shù)據(jù)庫的存在。在沒有數(shù)據(jù)庫和不便聯(lián)網(wǎng)的地方，一維條碼的使用受到了較大的限制，有時甚至變得毫無意義。另外，要用一維條碼表示漢字的場合，顯得十分不方便，且效率很低?，F(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，迫切要求用條碼在有限的幾何空間內(nèi)表示更多的信息，從而滿足千變?nèi)f化的信息表示的需要。二維條碼正是為了解一維條碼無法解決的問題而產(chǎn)生的。因為它具有高密度、高可靠性等特點，所以可以用它表示數(shù)據(jù)文件(包括漢字文件)、圖像等。二維條碼是大容量、高可靠性信息實現(xiàn)存儲、攜帶并自動識讀的最理想的方法。2.3條形碼技術(shù)

2.二維條碼的優(yōu)點

（1）高密度編碼，信息容量大：可容納多達(dá)1850個大寫字母或2710個數(shù)字或1108個字節(jié)，或500多個漢字，比普通條碼信息容量約高幾十倍。

（2）編碼范圍廣：該條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼，用條碼表示出來；可以表示多種語言文字；可表示圖像數(shù)據(jù)。

（3）容錯能力強(qiáng)，具有糾錯功能：這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時，照樣可以正確得到識讀，損毀面積達(dá)50％仍可恢復(fù)信息。

（4）靈活實用：條碼標(biāo)識既可以作為一種識別手段單獨(dú)使用，也可以和有關(guān)識別設(shè)備組成一個系統(tǒng)實現(xiàn)自動化識別，還可以和其他控制設(shè)備聯(lián)接起來實現(xiàn)自動化管理。

（5）易于制作：條碼標(biāo)簽易于制作，對設(shè)備和材料沒有特殊要求，持久耐用，識別設(shè)備操作容易，不需要特殊培訓(xùn)，且設(shè)備也相對便宜。

（6）譯碼可靠性高：它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。

（7）可引入加密措施：保密性、防偽性好。

（8）閱讀方便：二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識讀。2.3條形碼技術(shù)

3.二維條碼的原理二維碼（2-dimensionalbarcode）最早發(fā)明于日本。是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號信息的。在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理。它具有條碼技術(shù)的一些共性，每種碼制有其特定的字符集。每個字符占有一定的寬度，具有一定的校驗功能等，同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點。二維碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達(dá)信息，因此能在很小的面積內(nèi)表達(dá)大量的信息。2.3條形碼技術(shù)4.二維條碼的分類二維條碼可以分為堆疊式/行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。

（1）堆疊式/行排式二維條碼堆疊式/行排式二維條碼（又稱堆積式二維條碼或?qū)优攀蕉S條碼），其編碼原理是建立在一維條碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設(shè)計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維條碼的一些特點，識讀設(shè)備與條碼印刷與一維條碼技術(shù)兼容。但由于行數(shù)的增加，需要對行進(jìn)行判定，其譯碼算法與軟件也不完全相同于一維條碼。有代表性的行排式二維條碼有：Code16K、Code49、PDF417等。

（2）矩陣式二維碼短陣式二維條碼（又稱棋盤式二維條碼）它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進(jìn)行編碼。在矩陣相應(yīng)元素位置上，用點（方點、圓點或其他形狀）的出現(xiàn)表示二進(jìn)制“1”，點的不出現(xiàn)表示二進(jìn)制的“0”，點的排列組合確定了矩陣式二維條碼所代表的意義。矩陣式二維條碼是建立在計算機(jī)圖像處理技術(shù)、組合編碼原理等基礎(chǔ)上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。具有代表性的矩陣式二維條碼有：CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。在目前幾十種二維要碼中，常用的碼制有PDF417二維條碼、Datamatrix二維條碼、Maxicode二維條碼、QRCode、Code49、Code16K、Codeone等，2.3條形碼技術(shù)5.二維條形碼的基本術(shù)語（1）堆疊式二維條形碼(2DStackedCode)堆疊式二維條形碼是一種多層符號(Multi-RowSymbology)，通常是將一維條形碼的高度截短再層疊起來表示資料。（2）矩陣式二維條形碼(2DMatrixCode)矩陣式二條形碼是一種由中心點到與中心點固定距離的多邊形單元所組成的圖形，用來表示資料及其它與符號相關(guān)功能。（3）資料字元(DataCharacter)用于表示特定資料的ASCII字元集的一個字母、數(shù)字或特殊符號等字元。（4）符號字元(SymbolCharacter)依條形碼符號規(guī)則定義來表示資料的線條、空白組合形式。資料字元與符號字元間不一定是一對