【正文】 二維條碼技術(shù)開發(fā) 第一章 系統(tǒng)開發(fā)的社會(huì)背景和技術(shù)背景 概 述 我軍某 軍區(qū)某 軍需器材 倉庫擔(dān)負(fù)著全區(qū)上百個(gè)單位的 器材 直供和代供保障任務(wù)。多年來，面對(duì)上萬個(gè)品種的器材收發(fā)，僅靠保管人員的 “ 口點(diǎn)、手扒、心算 ”， 差錯(cuò)率較高，器材發(fā)放速度慢，尤其是在野戰(zhàn)狀態(tài)下，更難以找到應(yīng)發(fā)器材 ，并及時(shí)發(fā)放 。因此，解決現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)保障要求高與倉庫現(xiàn)有保障手段落后的矛盾成為該倉庫的燃眉之急。 一則消息引起了相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的注意：科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美軍吸取海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中物資管理不善的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采用條碼技術(shù)實(shí)施物資器材收發(fā)保障，同批量器材發(fā)放平均由 24 小時(shí)縮短到 4 小時(shí)。 因此，關(guān)于條碼在軍隊(duì)物資管理中的應(yīng)用引起了領(lǐng)導(dǎo)們的注意，在軍需物資倉庫管理系統(tǒng)的開發(fā)中，運(yùn)用二維條碼的方案被提到日程上來。 二維條碼 二維條碼技術(shù)的產(chǎn)生背景 一維條碼自出現(xiàn)以來，得到了人們的普遍關(guān)注，發(fā)展速度十分迅速。它的使用，極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度，提高了工作效率，并為管理的科學(xué)化和現(xiàn)代化做出了很大貢獻(xiàn)。 由于受信息容量的限制，一維條碼僅僅是對(duì) “ 物品 ” 的標(biāo)識(shí) ， 而不是對(duì) “ 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(shí)甚至變得毫無意義。 另外，要用一維條碼表示漢字的場(chǎng)合，顯得十分不方便，且效率很低。現(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 決 一維條碼無法解決的問題而產(chǎn)生的。因?yàn)樗哂懈呙芏取⒏呖煽啃缘忍攸c(diǎn)，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(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、攜帶并自動(dòng)識(shí)讀的最理想的方法。 二維條碼的特性 1．高密度 目前，應(yīng)用比較成熟的一維條 碼如 EAN／ UPC 條碼，因密度較低，故僅作為一種標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，不能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行描述。我們要知道產(chǎn)品的有關(guān)信息，必須通過識(shí)讀條碼而進(jìn)入數(shù)據(jù)庫。這就要求我們必須事先建立以條碼所表示的代碼為索引字段的數(shù)據(jù)庫。二維條碼通過利用垂直方向的尺寸來提高條碼的信息密度。通常情況下其密度是一維條碼的幾十到幾百倍，這樣我們就可以把產(chǎn)品信息全部存儲(chǔ)在一個(gè)二維條碼中，要查看產(chǎn)品信息，只要用識(shí)讀設(shè)備掃描二維條碼即可，因此不需要事先建立數(shù)據(jù)庫，真正實(shí)現(xiàn)了用條碼對(duì) “物品 ”的描述。 2． 有糾錯(cuò)功能 一維條碼的應(yīng)用建立在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，那就是識(shí)讀時(shí)拒 讀 (即讀不出 )要比誤讀 (讀錯(cuò) )好。因此一維條碼通常同其表示的信息一同印刷出來。當(dāng)條碼受到損壞 (如污染，脫墨等 )時(shí)，可以通過鍵盤錄入代替掃描條碼。鑒于以上原則，一維條碼沒有考慮到條碼本身的糾錯(cuò)功能，盡管引入了校驗(yàn)字符的概念，但僅限于防止讀錯(cuò)。二維條碼可以表示數(shù)以千計(jì)字節(jié)的數(shù)據(jù)，通常情況下，所表示的信息不可能與條碼符號(hào)一同印刷出來。 如果沒有糾錯(cuò)功能，當(dāng)二維條碼的某部分損壞時(shí)，該條碼便變得毫無意義，因此二維條碼引入錯(cuò)誤糾正機(jī)制。這種糾錯(cuò)機(jī)制使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時(shí)，照樣可以正確得到識(shí)讀。二維條碼 的糾錯(cuò)算法與人造衛(wèi)星和 VCD等所用的糾錯(cuò)算法相同。這種糾錯(cuò)機(jī)制使得二維條碼成為一種安全可靠的信息存儲(chǔ)和識(shí)別的方法，這是一維條碼無法相比的。 3． 可以表示多種語言文字 多數(shù)一維條碼所能表示的字符集不過是 10 個(gè)數(shù)字， 26 個(gè)英文字母及一些特殊字符。條碼字符集最大的 Code l28 條碼，所能表示的字符個(gè)數(shù)也不過是 128個(gè) ASCII 符。因此要用一維條碼表示其它語言文字 (如漢字、日文等 )是不可能的。多數(shù)二維條碼都具有字節(jié)表示模式，即提供了一種表示字節(jié)流的機(jī)制。我們知道，不論何種語言文字，它們?cè)谟?jì)算機(jī)中存儲(chǔ)時(shí)都以機(jī)內(nèi)碼的形式 表現(xiàn)，而內(nèi)部碼都是字節(jié)碼。這樣我們就可以設(shè)法將各種語言文字信息轉(zhuǎn)換成字節(jié)流，然后再將字節(jié)流用二維條碼表示，從而為多種語言文字的條碼表示提供了一條前所未有的途徑。 4． 表示圖像數(shù)據(jù) 既然二維條碼可以表示字節(jié)數(shù)據(jù)，而圖像多以字節(jié)形式存儲(chǔ)，因此使圖像 (如照片、指紋等 )的條碼表示成為可能。 5． 引入加密機(jī)制 加密機(jī)制的引入是二維條碼的又一優(yōu)點(diǎn)。比如我們用二維條碼表示照片時(shí)，我們可以先用一定的加密算法將圖像信息加密，然后再用二維條碼表示。在識(shí)別二維條碼時(shí)，再加以一定的解密算法，就可以恢復(fù)所表示的照片。這樣便可以防止各種證件、 卡片等的偽造。 條碼結(jié)構(gòu)的選擇 決策者們進(jìn)行了反復(fù)論證，他們認(rèn)為，一維條碼只能 “ 標(biāo)識(shí) ” 貨物而不能“ 描述 ” 貨物。正如人名一樣，單從姓名無法了解一個(gè)人的特點(diǎn)，要了解其它內(nèi)容，必須查看相應(yīng)的檔案資料。也就是說，一維條碼的使用離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的支持。平時(shí)好辦，戰(zhàn)時(shí)跟進(jìn)保障，則無 “ 網(wǎng) ” 而難勝了。 在眾多的二維條碼類型中， 美國(guó) Symbol 公司推出 的 名為 PDF417 的二維條碼，簡(jiǎn)稱為 PDF417 條碼（見下圖 ），即 “ 便攜式數(shù)據(jù)文件 ” 。 圖 PDF417 二維條碼 PDF417 除了具有以上的二維條碼的共同特點(diǎn)外，他還具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) : 1. 信息容量大 根據(jù)不同的條空比例每平方英寸可以容納 250 到 1100 個(gè)字符。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的證卡有效面積上 (相當(dāng)于信用卡面積的 2/3，約為 76mm＊ 25mm)， PDF417 條碼可以容納 1848 個(gè)字母字符或 2729 個(gè)數(shù)字字符 ， 約 500 個(gè)漢字信息。這種二維條碼比普通條碼信息容量高幾十倍。 2. 保密、防偽性能好 PDF417 條碼具有多重防偽特性，它可以采用密碼防偽、軟件加密及利用所包含的信息如指紋、照片等進(jìn)行防偽，因此具有極強(qiáng)的保密防偽性能。 3. 譯碼可靠性高 普通條 碼的譯碼錯(cuò)誤率約為百萬分之二左右，而 PDF417 條碼的誤碼率不超過千萬分之一，譯碼可靠性極高。 4. 修正錯(cuò)誤能力強(qiáng) PDF417 條碼采用了世界上最先進(jìn)的數(shù)學(xué)糾錯(cuò)理論，如果破損面積不超過50％，條碼由于沾污、破損等所丟失的信息，可以照常破譯出 來 。 5. 容易制作且成本低 利用現(xiàn)有的點(diǎn)陣、激光、噴墨、熱敏 /熱轉(zhuǎn)印 、 制卡機(jī)等打印技術(shù)，即可在紙張、卡片、 PVC、甚至金屬表面上印出 PDF417 二維條碼。由此所增加的費(fèi)用僅是油墨的成本，因此人們又稱 PDF417 是 “ 零成本 ” 技術(shù)。 6. 條碼符號(hào)的形狀可變 同樣的信息量， PDF417 條碼 的形狀可以根據(jù)載體面積及美工設(shè)計(jì)等進(jìn)行自我調(diào)整。 先下載數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)采集方式 利用手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的方式一般分為兩種：先下載數(shù)據(jù)庫再采集數(shù)據(jù)和直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。 在野戰(zhàn)條件下，無法實(shí)時(shí)與中心數(shù)據(jù)庫連接，但在戰(zhàn)爭(zhēng)中，時(shí)間就是勝利的情況下，軍用器材快速、準(zhǔn)確地配送和回收是戰(zhàn)爭(zhēng)的第一要求。這就要求我們?cè)谂c中心數(shù)據(jù)庫斷開連接的情況下，還能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)器材的出入庫和盤庫管理。應(yīng)此，如果我們采用二維條碼來跟蹤器材的出入庫和盤庫管理，鑒于二維條碼的高信息容量等優(yōu)點(diǎn)，使得我們可以依靠二維條碼，在脫離中 心數(shù)據(jù)庫的情況下使用，所以我們采用 先下載數(shù)據(jù)庫方式 ，即： 在器材入庫時(shí)，將入庫器材的基本信息通過條碼掃描儀錄入到數(shù)據(jù)終端，數(shù)據(jù)終端再通過做好的軟件接口（簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換），按照固定的格式將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成格式文件，再用通訊座或通訊電纜傳到中心數(shù)據(jù)庫。 器材出庫時(shí)，則通過通訊座或通訊電纜從中心數(shù)據(jù)庫接收出庫文件，數(shù)據(jù)終端根據(jù)出庫文件進(jìn)行器材出庫。 在每次盤點(diǎn)前，從中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中提取關(guān)鍵字段信息，通過做好的軟件接口（簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換）形成格式文件，用通訊座或通訊電纜下載到手持?jǐn)?shù)據(jù)采集終端中，然后到 庫房進(jìn)行盤點(diǎn)。 這種方式的好處在于：在進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的同時(shí)，實(shí)時(shí)得知當(dāng)前盤點(diǎn)單品的信息是否與計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)庫的理論值相對(duì)應(yīng)。如商品條碼是否正確、商品名稱是否符合？能夠?qū)崟r(shí)對(duì)該單品的情況做出處理，如修正數(shù)量、改變擺放貨架等。 通過對(duì)條碼技術(shù)的論證，和對(duì)各種條碼的優(yōu)缺點(diǎn)的反復(fù)論證，在現(xiàn)代國(guó)防科技飛速發(fā)展的今天，決策者們認(rèn)為高效率的倉庫管理是軍需物資高速供給和保障的基本前提。因此，決策者們決定采用二維條碼的 PDF417 碼技術(shù)，來提高倉庫管理的水平。 第二章 系統(tǒng)分析 對(duì)出入庫及盤點(diǎn)業(yè)務(wù)手工 作業(yè)的分析 在傳統(tǒng)的倉庫管理中，各種器材的管理都是依靠保管員手工作業(yè)完成的，其業(yè)務(wù)的基本情況為器材的出庫、入庫和倉庫的盤點(diǎn)。 器材入庫管理 器材供應(yīng)商向倉庫中心供應(yīng)器材，器材運(yùn)送入庫時(shí)，由倉庫保管員負(fù)責(zé)錄入器材的基本信息，再由保管員將入庫器材的入庫信息送往倉庫管理中心，手工作業(yè)入庫業(yè)務(wù)流程圖如圖 所示。業(yè)務(wù)流程圖的符號(hào)如圖 所示。 器材出庫管理 根據(jù)倉庫管理中心發(fā)出的器材出庫單，由保管員選擇相應(yīng)的器材 出庫 ，如圖 所示。 器材基本信息 保管員 器材入庫信息 倉庫中心 圖 手工作業(yè)入庫業(yè)務(wù)流程圖 器材供應(yīng)商 外部業(yè)務(wù)處理單位或部門 內(nèi)部業(yè)務(wù)處理單位或部門 數(shù)據(jù)流動(dòng)及方向 單證、文件 圖 業(yè)務(wù)流程圖基本符號(hào) 倉庫的盤點(diǎn)管理 倉庫內(nèi)的器材每隔一段時(shí)間就要進(jìn)行盤點(diǎn)，以確保庫內(nèi)器材的規(guī)范管理。盤點(diǎn)過程為，由倉庫管理中心發(fā)出盤點(diǎn)通知單，保管員收到通知單后進(jìn)行盤點(diǎn)，盤點(diǎn)完成后，將盤點(diǎn)清單返回倉庫管理中心 ，如圖 所示。 手工作業(yè)的弊端 從分析來看，手工作業(yè)存在著一定的弊端： 1．速度慢 完全靠手工完成，其速度太慢，嚴(yán)重影響倉庫管理的效率。在器材入庫時(shí)，倉庫保管員得根據(jù)器材的名稱和類型進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)，再對(duì)器材的基本信息進(jìn)行逐項(xiàng)記錄 。由于保管員只能利用“ 口點(diǎn)、手扒、心算 ”等比較原始的方法，所以信息的錄入速度非常慢，這種問題在器材出庫、庫存盤點(diǎn)中同樣存在。 倉庫中心 盤點(diǎn)通知單 保管員 盤點(diǎn)清單 倉庫中心 圖 手工盤點(diǎn)業(yè)務(wù)流程圖 倉庫中心 器材出庫單 保管員 器材出庫信息 圖 手工作業(yè)器材出庫業(yè)務(wù)流程圖 2． 信息錄入不規(guī)范 手工操作過程中，器材信息的錄入存在嚴(yán)重的不規(guī)范性，不助于倉庫的統(tǒng)一規(guī)范管理。器材的基本信息所涉及的項(xiàng)比較多，所以不管是器材入庫、器材出庫，還是庫存盤點(diǎn)，保管員都得對(duì)器材的每一項(xiàng)信息進(jìn)行一一錄入。保管員是靠自己手工進(jìn)行器材信息的錄入，且每個(gè)倉庫又有多個(gè)保管員，每個(gè)人對(duì)器材信息的每一項(xiàng)的錄入不可能完全一致，因此造成了器材信息的不規(guī)范性。 3． 容易出現(xiàn)差錯(cuò) 手工作業(yè)時(shí)，保管 員的工作量太大，容易出現(xiàn)差錯(cuò)。軍需物資器材倉庫是一個(gè)非常大的倉庫，且物資器材的調(diào)動(dòng)一般是大批量進(jìn)行，器材的出入量和庫存量都非常大，所以不管是器材入庫、器材出庫，還是庫存盤點(diǎn)，倉庫保管員的工作量非常大，錄入的信息量也大量的，在大量信息的錄入過程中，保管員由于一時(shí)的疏忽，就容易造成信息錄入的失誤，從而為倉庫管理造成很大的麻煩。 運(yùn)用二維條碼后的新系統(tǒng)邏輯模型 由于手工作業(yè)存在的如上的弊端，決策者決定在倉庫管理中運(yùn)用二維條碼PDF417 技術(shù)，用以解決手工操作上存在的問題。 產(chǎn)品入庫管理 模 型 器材 入庫時(shí) 掃描器 識(shí)讀 器材 上的二維條碼標(biāo)簽，同時(shí)錄入 器材 的存放信息，將商品的特性信息及存放信息一同存入 指定的文件中 ，存儲(chǔ)時(shí)進(jìn)行檢查，看是否是重復(fù)錄入 ，如圖 所示。 通過二維條碼傳遞信息，有效的避免了人工錄入的失誤，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無損傳遞和快速錄入，將 器材 的管理推進(jìn)到更深的層次 —— 個(gè)體管理。 圖 器材入庫模型 器材入庫的業(yè)務(wù)流程圖如圖 產(chǎn)品出庫管理 模型 根據(jù) 倉庫管理 中心產(chǎn)生的 器材發(fā)送 單或配送單 ，選擇相應(yīng)的 器材 出庫。為出庫備貨方便，根據(jù)產(chǎn)品的特征生成用于移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)文件。 器材 出庫時(shí)，要掃描 器材 上的二維條碼，對(duì)出庫商品的信息進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)更改其庫存狀態(tài) ，如圖 。 圖 器材出庫模型 器材出庫的業(yè)務(wù)流程圖如圖 。 器材出庫 單 出庫核實(shí)單 倉庫中心 條碼掃描器 倉庫中心 出庫器材信息 圖 器材出庫業(yè)務(wù)流程圖 器材基本信息 條碼掃描器 器材入庫文件 倉庫中心 圖 器材入庫業(yè)務(wù)流程圖 器材供應(yīng)商 倉庫內(nèi)部 盤庫 管理 在庫存管理中，二維條碼可用于存貨盤點(diǎn)，通過手持無線終端，收集盤點(diǎn) 器材 信息。然后將收集到的信息由計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中處理，從而形成盤點(diǎn)報(bào)告 模型，如圖 。 倉庫盤點(diǎn)業(yè)務(wù)流程圖如圖 。 盤點(diǎn)信息單 盤