二维条码技术在武警部队仓库管理系统中的应用研究

二维条码技术在武警部队仓库管理系统中的应用研究内容摘要：

形成规模，近三十年取得了长足发展。 目 前，条码识别技术已应用在计算机管理的各个领域，渗透到了各行各业以及人民 群众的 R常生活当中，商场、超市、车站、机场随处可见。 可以说条码技术的使 用，极大地提高了数据采集和信息处理的速度，提高了工作效率，并为管理的科 学化和现代化做出了巨大贡献⑵。 但是随着信息技术的不断发展和各种应用需求的不断提高，一维条码的弊端 不断显现出来： (1)信息容量小。 通常一维条码数据容量只有 30个字符左右，而且只能包含字 第 2 页 第 3 页 国防科学技术大学研究生院工程硕七学位论文 母和数字’不能容纳汉字。 (2) 不能脱离后台数据库单独存在。 一维条码仅仅是对‘吻品 的标识’而不是 对“物品”的描述，人们只有通过后台的数据库，提取相应的信息才能明白这个条码 的具体含义， (3) 条码占用面积大。 如储运单元条码、 EAN/UPC128条码，都需要占用很大 的印刷面积，给印刷和包装带来了很大的不便 纠错能力弱 .条码一旦遭到污损破坏后便不能阅读。 所以，随着现代髙新技术的发展，迫切需要更实用、更便捷、更髙效的条码 识别技术來满足千变万化的信息时代的需要。 二维条码正是在这种背景下在二十 世纪 80 年代诞生的。 二维条码依靠其庞大的信息携带量，能够把过去使用 一 维条 码时存储于后台数据库中的信息包含在条码中，可以直接通过阅读条码得到相应 的信息，并且二维条码还有纠错能 力及防伪功能，增加了数据的安全性。 10 III 图 — 维条码和二维条码示例 2. 二维条码的分类 目前，根据二维条码实现原理、结构形状的差异，可分为堆积式或层叠式二 维条码 (Stacked Bar Code)和棋盘式或矩阵式二维条码 (Dot Matrix Bar Code)两大类 型 l31o ■ill ran 删 m PDF4I7 Ultracode Code 49 Code 1(5K Data Iwfetnx P/faxi Code Aztec Code QR Code Vericode 国防科学技术人学研究生院 .I:稈硕 +学位论文 第 4 页 m 常见二 维条码图例 (1)堆积式或层叠式二维条码 堆积式二维条码的编码原理建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或 多行 .它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的特点。 但由 于行数的增加，行的鉴定、译码算法和软件不完全相同于一维条码。 有代表性的 国防科学技术人学研究生院 .I:稈硕 +学位论文 第 5 页 堆枳式二维条码有 CODE49， PDF417, C0DE16K 等。 (190。 棋盘式或矩阵式二维条码 矩阵式二维条码是在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状） 的出现表示二进制《 1”，点的不出现表示二进制的“ 0”，点的排列组合确定了 矩阵码所代表的意义。 矩阵码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基 础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。 具有代表性的矩阵码如 QR Code, Code One, Data Matrix 等。 3. 二维条码的特点 (1)高密度、信息容量大。 二维条码通过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，这样我们就可以把产品信息 全部存储在二维条码中，查看时只要用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”进行描述。 (190。 编码范围广。 二维条码具有字节表示模式，即提供了一种表示字节流的机 制，从而为多种语言文字的条码表示提供了一条前所未有的途径。 同时因为二维 条码可以表示字节数据，而图像多以字节形式存储，因此使图像 (如照片、指纹等 ) 的条码表示成为可能。 (3) 纠错功能强。 二维条码引入了错误纠正机制。 这种纠错机制使得二维条码 因穿孔、污损等引起局部损坏时，依然可以识读得到正确的信息，即使损毁面积 达 50%仍可恢复信息。 这种纠错机制使得二维条码成为一种安全可靠的信息存储 和识别的方法，是一维条码无法相比的 [41。 (4) 可引入加密机制。 加密机制的引入是二维条码的又一优点，比如我们用二 维条码表示照片时，可以先用一定的加密算法将图像信息加密，然后再用二维条 码表示。 在识别二维条码时，再加以一定的解密算法，就可以恢复所表示的照片。 这样便 具备了保密防伪的功能。 (5) 译码可靠性高：比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超 过千力分之一。 (6) 条码占用面积小、容易制作且成本较低。 4. 二维条码与其他几种自动识别技术的横向对比及应用前景 自动识别技术种类繁多，现将二维条码技术和磁卡、 IC卡和光卡技术进行横 向对比。 从下表的对比结果中，我们不难看出二维条码同其它自动识别技术相比 有着无法比拟的优势：抗干扰能力强；抗磨损性强；可进行打印、影印、传真； 容量大、成本低。 _防科学技术大学研究生院丄稈硕士学位论文 所以二维条码一出现便受到我国条码管理部门和有关政府部门的重视。 中国 物品编码中心自 1993年便开始了对二维条码技术的研究。 现已出版了我国第一本 有关二维条码技术的专著《二维条码技术》。 为了对二维条码技术开展全面研究 并开辟应用试点，中国物品编码中心的课题《二维条码技术研究与应用试点》被 列入国家科委“九五”重点攻关项目并已取得成功。 该课题从基础研究、标准制 定、设备开发和试点建立等方面幵展工作，推动了二维条码在我国的应用进程 【 5】。 近年来，国内 在大力进行二维条码推广应用的同时也积极跟踪国外技术发展，对 条码基础理论和关键技术进行了深入的研究。 许多科研单位、开发公司、大专院 校也都开始着手进行二维条码技术的应用开发。 国内一些企业还提出了自主研发 二维条码并取得成功：如深圳矽感科技的“网格矩阵码”、“紧密矩阵码”被信 息产业部颁布为国家电子行业标准，中国物品编码中心和北京网络畅想科技发展 有限公司共同开发了我国自主知识产权的 二 维条码标准 汉信码，该标准己 通过国家标准报批会和科技部十五科技项目验收会，获得由院士组成的评审专家 组的一致好评。 目前，许多 企业在物流管理中己经使用了二维条码技术，公安部 门也想将二维条码应用于身份证和流动人员的管理，进出境管理部门正在探讨将 二维条码应用在护照上，海关也想尝试将其用在报关单上。 可以很现实的说，二维条码作为一种新的信息存储和传递技术，从诞生之时 就受到了国际社会的广泛关注，经过几年的努力，现己应用在国防、公共安全、 交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等多个领域。 毋庸置 疑，作为信息技术重要组成部分的二维条码必将拥有广阔的发展前景。 二维条码 技术的推广应用必将为我国信息产业的发展和现代化经济建设 带来可观的社会效 益和经济效益 167。 二维条码在军事物流中的应用表 — 维条码叼磁 k、 IC P、 光的比较 比较点 — 维条码 磁卡 1C 卡 光卡 抗磁力 强 中等 强 抗馳 强 中等 中等 强 抗损性 强 弱 弱 口 J 折叠 不 nj■折叠 不 吋折奋 不可折叠 口 j•穿孔 不吋穿孔 小可穿孔 小可穿孔 BJW 割 不口 JW 刮 小 nj切割 不口 J 切刮 脚件 口 j 不口 j 不口 J 不口 J 传真件 J 不口 J 不口 J 小可 容 a 人 较小 人 人 祛村价 格 低 中 中 ifii 扣描器价格 中 低 低 (190。 国防科学技术人学研究生院 .I:稈硕 +学位论文 第 6 页 军事物流是是指军事力量在平时和战时生活、训练、执勤及作战所需军事物 资经过筹措、运输、包装、加工或生产、仓储、供应等环节，最终送达部队而被 消耗 使用，实现其空间转移的全过程⑼。 在军队信息化建设中，军事物流信息化是 一个重要的组成部分。 在海湾战争中，美军后勤补给量是二次大战以来最大的一 次，正是因为拥有强大的现代军事物流体系作保障，才保证了数以万计的武器、 弹药、装备、零备件和其它军械物资的供应得以顺利进行和完成，大大提高了快 速补给能力和作战部队的战斗力。 因此，军事物流在未来高技术战争中具有极其 重要的地位。 军事物流信息化离不开高科技手段的应用，这些高新技术主要包括：条码技 术、射频识别技术、电子数据交换、全球定位系统、地理信息系统、卫星通讯技 术等。 其中，条码技术是最基本的物流管理技术手段，应用条码技术可准确标识 物流单元，包括人员、物品、设备、资产等，并通过条码识读设备实现数据采集 的自动化，从而将物流转变为信息流，实现对物流的跟踪和管理。 因此条码技术 在各国军事物流领域得到广泛的应用。 美国军方要求，所有的军品供应商必须使用基于二维条码的运输标签，并于 1999 年颁布标签标准 MIL STD197， 在全美 24个后勤军需仓库中使用二维条码。 同时，二维条码还被美国军方应用到军械仓库、军械维修、军官证件、弹药标识、 物质运输等各个领域。 在法国军队 ，二维条码也被广泛地应用于运输后勤管理，并在耐高温的金属 牌上釆用激光蚀刻二维条码来实现军事人员的身份标识，在军事抢救时，带有二 维条码的军事人员的基础医疗信息，包括身份、血型、用药禁忌等信息，可以在 脱离网络的环境下，从二维条码中迅速获得，从而加速了医疗救护的过程。 英国军队已在其所有的武器装备和设施上使用二维条码，条码中包含了部件 名、序列号、部队番号等信息，从而极大地提高了对武器装备的精确管理。 我国海军某军械仓库，对二维条码技术以及计算机网络在军队仓库管理中的 应用，进行了前瞻性的探讨和实践。 经过 8个月的探索和建设，军械器材入库、 出库、统计、出库跟踪及库房温湿度、安全警卫等全部实现以二维条码为核心技 术的信息化管理，彻底告别“一口清”、“一摸准”的旧管理模式，且保密性强。 目前，我国军事物流领域应用二维条码的条件已经逐步成熟。 我国国家质量 监督局已与 1997 和 2020 年先后参照国际标准制订并颁布了 PDF417 码的国家标准 GB/T 171721997《四一七条码》和 QR 码国家标准 GB/T 182842020《快速响 应矩阵码》。 目前全军弹药条码信息编码规则已经有了二维条码军用标准 ~~“弹 药条码信息编码规则”，后勤保障物资标准也在起草中。 通过了解这些背景知识， 也奠定了我们对本课题进行深入研究的决心和积极性。 rs防科肀技术大学研究生院丁程硕 +学位论文 167。 二维条码应用系统的组成 二维条码应用系统的关键就是将条码自动识别技术与应用软件进行有机结 合，充分发挥自动识别技术便捷、准确、高效的优势，提高应用系统管理的综合 效率。 通常一个二维条 码应用系统由数据源、识读器、计算机、应用软件、输出 设备 5个部分组成 〖 7】。 如下图所示： 应用软件 输出设袼 图 二维条码应用系统构成 数据源是指可供识别的对客观事物的二维条码描述，含有客观事物的实际信 息。 通常为含有一定信息量的二维条码标签。 数据源的码制选择、制作精度等因 素都直接影响到系统所处理数据的最终结果。 识读器是识别数据源所含信息的终端设备。 识读器大致有两种：一种是进行 数据实时传输的扫描 器；另一种是可以暂存采集信息并进行简单处理的数据采集 处理终端，即将扫描器与微处理系统相结合，既具有扫描器具有的信息釆集功能， 又具有对信息进行简单处理并存储的功能。 计算机是整个应用系统的数据处理中心，是负责业务管理、信息分类处理、 数据存储的中枢。 应用软件包括各种设备的通信接口程序、数据库、用户与计算机进行交互的 应用系统等。 输出设备是把经计算机处理的信息以文本、报表、图形等形式输出供用户使 用的设备终端。 二维条码应用系统的工作流程如下图所示。 M条码标签 打印条码标签 163。 =[识读器读取条码 存 f■出处 |和 | A|||r 暂送存離据 ____________ 图 二 维条码应用系统 C作流程图 第 7页 数据源 计算机 国防科学技术人学研究生院 .I:稈硕 +学位论文 第 8 页 ~本课题所研究的仓库管理信息系统就是一个典型的二维条码应用系统。 系统 的工作流程与图上描 述的流程基本相似。 系统中的数据源即是包含二维条码图形 的物资标签，数据源码制采用 QR 码（选择 QR 码作为系统所采用的码制的主要 原因及 QR码的具体内容将在第二章中进行详细描述）。 识读器可采用无线和有线 手持式激光扫描识读器，便于操作。 有线式可通过串口直接与计算机相连，固定 放置在库房出入口处，便于对出入库物资进行扫描。 无线式主要用于对库存物资 的盘点等，可将扫描信息暂存于手持机中，待完成扫描后再通过串口通信将扫描 结果传入计算机进行处理。 167。 文章的组织结构 本文 共七章，其组织结构如下： 第一章为绪论，主要介绍了课题研究背景和意义，同时对二维条码技术特点、 发展前景及在军事物流中的应用情况进行了描述，给出了二维条码应用系统的一 般组成，最后对文章的组织结构进行了描述。 , 第。