【文章內(nèi)容簡介】 形成規(guī)模，近三十年取得了長足發(fā)展。目 前，條碼識別技術已應用在計算機管理的各個領域，滲透到了各行各業(yè)以及人民 群眾的 R常生活當中，商場、超市、車站、機場隨處可見?？梢哉f條碼技術的使 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 學化和現(xiàn)代化做出了巨大貢獻⑵。 但是隨著信息技術的不斷發(fā)展和各種應用需求的不斷提高，一維條碼的弊端 不斷顯現(xiàn)出來： (1)信息容量小。通常一維條碼數(shù)據(jù)容量只有 30個字符左右，而且只能包含字 第 2 頁 第 3 頁 國防科學技術大學研究生院工程碩七學位論文 母和數(shù)字’不能容納漢字。 (2) 不能脫離后臺數(shù)據(jù)庫單獨存在。一維條碼僅僅是對‘吻品 的標識’而不是 對“物品”的描述，人們只有通過后臺的數(shù)據(jù)庫，提取相應的信息才能明白這個條碼 的具體含義， (3) 條碼占用面積大。如儲運單元條碼、 EAN/UPC128條碼，都需要占用很大 的印刷面積，給印刷和包裝帶來了很大的不便 糾錯能力弱 .條碼一旦遭到污損破壞后便不能閱讀。 所以，隨著現(xiàn)代髙新技術的發(fā)展，迫切需要更實用、更便捷、更髙效的條碼 識別技術來滿足千變?nèi)f化的信息時代的需要。二維條碼正是在這種背景下在二十 世紀 80 年代誕生的。二維條碼依靠其龐大的信息攜帶量，能夠把過去使用 一 維條 碼時存儲于后臺數(shù)據(jù)庫中的信息包含在條碼中，可以直接通過閱讀條碼得到相應 的信息，并且二維條碼還有糾錯能 力及防偽功能，增加了數(shù)據(jù)的安全性。 10 III 圖 — 維條碼和二維條碼示例 2. 二維條碼的分類 目前，根據(jù)二維條碼實現(xiàn)原理、結構形狀的差異，可分為堆積式或?qū)盈B式二 維條碼 (Stacked Bar Code)和棋盤式或矩陣式二維條碼 (Dot Matrix Bar Code)兩大類 型 l31o ■ill ran 刪 m PDF4I7 Ultracode Code 49 Code 1(5K Data Iwfetnx P/faxi Code Aztec Code QR Code Vericode 國防科學技術人學研究生院 .I:稈碩 +學位論文 第 4 頁 m 常見二 維條碼圖例 (1)堆積式或?qū)盈B式二維條碼 堆積式二維條碼的編碼原理建立在一維條碼基礎之上，按需要堆積成二行或 多行 .它在編碼設計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維條碼的特點。但由 于行數(shù)的增加，行的鑒定、譯碼算法和軟件不完全相同于一維條碼。有代表性的 國防科學技術人學研究生院 .I:稈碩 +學位論文 第 5 頁 堆枳式二維條碼有 CODE49， PDF417, C0DE16K 等。 (190。棋盤式或矩陣式二維條碼 矩陣式二維條碼是在矩陣相應元素位置上，用點（方點、圓點或其他形狀） 的出現(xiàn)表示二進制《 1”，點的不出現(xiàn)表示二進制的“ 0”，點的排列組合確定了 矩陣碼所代表的意義。矩陣碼是建立在計算機圖像處理技術、組合編碼原理等基 礎上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。具有代表性的矩陣碼如 QR Code, Code One, Data Matrix 等。 3. 二維條碼的特點 (1)高密度、信息容量大。二維條碼通過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 全部存儲在二維條碼中，查看時只要用識讀設備掃描二維條碼即可，因此不需要 事先建立數(shù)據(jù)庫，真正實現(xiàn)了用條碼對“物品”進行描述。 (190。編碼范圍廣。二維條碼具有字節(jié)表示模式，即提供了一種表示字節(jié)流的機 制，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。同時因為二維 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，因此使圖像 (如照片、指紋等 ) 的條碼表示成為可能。 (3) 糾錯功能強。二維條碼引入了錯誤糾正機制。這種糾錯機制使得二維條碼 因穿孔、污損等引起局部損壞時，依然可以識讀得到正確的信息，即使損毀面積 達 50%仍可恢復信息。這種糾錯機制使得二維條碼成為一種安全可靠的信息存儲 和識別的方法，是一維條碼無法相比的 [41。 (4) 可引入加密機制。加密機制的引入是二維條碼的又一優(yōu)點，比如我們用二 維條碼表示照片時，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。在識別二維條碼時，再加以一定的解密算法，就可以恢復所表示的照片。 這樣便 具備了保密防偽的功能。 (5) 譯碼可靠性高：比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多，誤碼率不超 過千力分之一。 (6) 條碼占用面積小、容易制作且成本較低。 4. 二維條碼與其他幾種自動識別技術的橫向?qū)Ρ燃皯们熬? 自動識別技術種類繁多，現(xiàn)將二維條碼技術和磁卡、 IC卡和光卡技術進行橫 向?qū)Ρ?。從下表的對比結果中，我們不難看出二維條碼同其它自動識別技術相比 有著無法比擬的優(yōu)勢：抗干擾能力強；抗磨損性強；可進行打印、影印、傳真； 容量大、成本低。 _防科學技術大學研究生院丄稈碩士學位論文 所以二維條碼一出現(xiàn)便受到我國條碼管理部門和有關政府部門的重視。中國 物品編碼中心自 1993年便開始了對二維條碼技術的研究?，F(xiàn)已出版了我國第一本 有關二維條碼技術的專著《二維條碼技術》。為了對二維條碼技術開展全面研究 并開辟應用試點，中國物品編碼中心的課題《二維條碼技術研究與應用試點》被 列入國家科委“九五”重點攻關項目并已取得成功。該課題從基礎研究、標準制 定、設備開發(fā)和試點建立等方面幵展工作，推動了二維條碼在我國的應用進程 【 5】 。 近年來，國內(nèi) 在大力進行二維條碼推廣應用的同時也積極跟蹤國外技術發(fā)展，對 條碼基礎理論和關鍵技術進行了深入的研究。許多科研單位、開發(fā)公司、大專院 校也都開始著手進行二維條碼技術的應用開發(fā)。國內(nèi)一些企業(yè)還提出了自主研發(fā) 二維條碼并取得成功：如深圳矽感科技的“網(wǎng)格矩陣碼”、“緊密矩陣碼”被信 息產(chǎn)業(yè)部頒布為國家電子行業(yè)標準，中國物品編碼中心和北京網(wǎng)絡暢想科技發(fā)展 有限公司共同開發(fā)了我國自主知識產(chǎn)權的 二 維條碼標準 漢信碼，該標準己 通過國家標準報批會和科技部十五科技項目驗收會，獲得由院士組成的評審專家 組的一致好評。目前，許多 企業(yè)在物流管理中己經(jīng)使用了二維條碼技術，公安部 門也想將二維條碼應用于身份證和流動人員的管理，進出境管理部門正在探討將 二維條碼應用在護照上，海關也想嘗試將其用在報關單上。 可以很現(xiàn)實的說，二維條碼作為一種新的信息存儲和傳遞技術，從誕生之時 就受到了國際社會的廣泛關注，經(jīng)過幾年的努力，現(xiàn)己應用在國防、公共安全、 交通運輸、醫(yī)療保健、工業(yè)、商業(yè)、金融、海關及政府管理等多個領域。毋庸置 疑，作為信息技術重要組成部分的二維條碼必將擁有廣闊的發(fā)展前景。二維條碼 技術的推廣應用必將為我國信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)代化經(jīng)濟建設 帶來可觀的社會效 益和經(jīng)濟效益 167。 二維條碼在軍事物流中的應用表 — 維條碼叼磁 k、 IC P、 光的比較 比較點 — 維條碼 磁卡 1C 卡 光卡 抗磁力 強 中等 強 抗馳 強 中等 中等 強 抗損性 強 弱 弱 口 J 折疊 不 nj■折疊 不 吋折奮 不可折疊 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 腳件 口 j 不口 j 不口 J 不口 J 傳真件 J 不口 J 不口 J 小可 容 a 人 較小 人 人 祛村價 格 低 中 中 ifii 扣描器價格 中 低 低 (190。 國防科學技術人學研究生院 .I:稈碩 +學位論文 第 6 頁 軍事物流是是指軍事力量在平時和戰(zhàn)時生活、訓練、執(zhí)勤及作戰(zhàn)所需軍事物 資經(jīng)過籌措、運輸、包裝、加工或生產(chǎn)、倉儲、供應等環(huán)節(jié)，最終送達部隊而被 消耗 使用，實現(xiàn)其空間轉移的全過程⑼。在軍隊信息化建設中，軍事物流信息化是 一個重要的組成部分。在海灣戰(zhàn)爭中，美軍后勤補給量是二次大戰(zhàn)以來最大的一 次，正是因為擁有強大的現(xiàn)代軍事物流體系作保障，才保證了數(shù)以萬計的武器、 彈藥、裝備、零備件和其它軍械物資的供應得以順利進行和完成，大大提高了快 速補給能力和作戰(zhàn)部隊的戰(zhàn)斗力。因此，軍事物流在未來高技術戰(zhàn)爭中具有極其 重要的地位。 軍事物流信息化離不開高科技手段的應用，這些高新技術主要包括：條碼技 術、射頻識別技術、電子數(shù)據(jù)交換、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊技 術等。其中，條碼技術是最基本的物流管理技術手段，應用條碼技術可準確標識 物流單元，包括人員、物品、設備、資產(chǎn)等，并通過條碼識讀設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集 的自動化，從而將物流轉變?yōu)樾畔⒘?，實現(xiàn)對物流的跟蹤和管理。因此條碼技術 在各國軍事物流領域得到廣泛的應用。 美國軍方要求，所有的軍品供應商必須使用基于二維條碼的運輸標簽，并于 1999 年頒布標簽標準 MIL STD197， 在全美 24個后勤軍需倉庫中使用二維條碼。 同時，二維條碼還被美國軍方應用到軍械倉庫、軍械維修、軍官證件、彈藥標識、 物質(zhì)運輸?shù)雀鱾€領域。 在法國軍隊 ，二維條碼也被廣泛地應用于運輸后勤管理，并在耐高溫的金屬 牌上釆用激光蝕刻二維條碼來實現(xiàn)軍事人員的身份標識，在軍事?lián)尵葧r，帶有二 維條碼的軍事人員的基礎醫(yī)療信息，包括身份、血型、用藥禁忌等信息，可以在 脫離網(wǎng)絡的環(huán)境下，從二維條碼中迅速獲得，從而加速了醫(yī)療救護的過程。 英國軍隊已在其所有的武器裝備和設施上使用二維條碼，條碼中包含了部件 名、序列號、部隊番號等信息，從而極大地提高了對武器裝備的精確管理。 我國海軍某軍械倉庫，對二維條碼技術以及計算機網(wǎng)絡在軍隊倉庫管理中的 應用，進行了前瞻性的探討和實踐。經(jīng)過 8個月的探索和建設，軍械器材入庫、 出庫、統(tǒng)計、出庫跟蹤及庫房溫濕度、安全警衛(wèi)等全部實現(xiàn)以二維條碼為核心技 術的信息化管理，徹底告別“一口清”、“一摸準”的舊管理模式，且保密性強。 目前，我國軍事物流領域應用二維條碼的條件已經(jīng)逐步成熟。我國國家質(zhì)量 監(jiān)督局已與 1997 和 2020 年先后參照國際標準制訂并頒布了 PDF417 碼的國家標準 GB/T 171721997《四一七條碼》和 QR 碼國家標準 GB/T 182842020《快速響 應矩陣碼》。目前全軍彈藥條碼信息編碼規(guī)則已經(jīng)有了二維條碼軍用標準 ~~“彈 藥條碼信息編碼規(guī)則”，后勤保障物資標準也在起草中。通過了解這些背景知識， 也奠定了我們對本課題進行深入研究的決心和積極性。 rs防科肀技術大學研究生院丁程碩 +學位論文 167。 二維條碼應用系統(tǒng)的組成 二維條碼應用系統(tǒng)的關鍵就是將條碼自動識別技術與應用軟件進行有機結 合，充分發(fā)揮自動識別技術便捷、準確、高效的優(yōu)勢，提高應用系統(tǒng)管理的綜合 效率。通常一個二維條 碼應用系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、識讀器、計算機、應用軟件、輸出 設備 5個部分組成 〖 7】 。如下圖所示： 應用軟件 輸出設袼 圖 二維條碼應用系統(tǒng)構成 數(shù)據(jù)源是指可供識別的對客觀事物的二維條碼描述，含有客觀事物的實際信 息。通常為含有一定信息量的二維條碼標簽。數(shù)據(jù)源的碼制選擇、制作精度等因 素都直接影響到系統(tǒng)所處理數(shù)據(jù)的最終結果。 識讀器是識別數(shù)據(jù)源所含信息的終端設備。識讀器大致有兩種：一種是進行 數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)膾呙?器；另一種是可以暫存采集信息并進行簡單處理的數(shù)據(jù)采集 處理終端，即將掃描器與微處理系統(tǒng)相結合，既具有掃描器具有的信息釆集功能， 又具有對信息進行簡單處理并存儲的功能。 計算機是整個應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，是負責業(yè)務管理、信息分類處理、 數(shù)據(jù)存儲的中樞。 應用軟件包括各種設備的通信接口程序、數(shù)據(jù)庫、用戶與計算機進行交互的 應用系統(tǒng)等。 輸出設備是把經(jīng)計算機處理的信息以文本、報表、圖形等形式輸出供用戶使 用的設備終端。 二維條碼應用系統(tǒng)的工作流程如下圖所示。 M條碼標簽 打印條碼標簽 163。=[識讀器讀取條碼 存 f■出處 |和 | A|||r 暫送存離據(jù) ____________ 圖 二 維條碼應用系統(tǒng) C作流程圖 第 7頁 數(shù)據(jù)源 計算機 國防科學技術人學研究生院 .I:稈碩 +學位論文 第 8 頁 ~本課題所研究的倉庫管理信息系統(tǒng)就是一個典型的二維條碼應用系統(tǒng)。系統(tǒng) 的工作流程與圖上描 述的流程基本相似。系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)源即是包含二維條碼圖形 的物資標簽，數(shù)據(jù)源碼制采用 QR 碼（選擇 QR 碼作為系統(tǒng)所采用的碼制的主要 原因及 QR碼的具體內(nèi)容將在第二章中進行詳細描述）。識讀器可采用無線和有線 手持式激光掃描識讀器，便于操作。有線式可通過串口直接與計算機相連，固定 放置在庫房出入口處，便于對出入庫物資進行掃描。無線式主要用于對庫存物資 的盤點等，可將掃描信息暫存于手持機中，待完成掃描后再通過串口通信將掃描 結果傳入計算機進行處理。 167。 文章的組織結構 本文 共七章，其組織結構如下： 第一章為緒論，主要介紹了課題研究背景和意義，同時對二維條碼技術特點、 發(fā)展前景及在軍事物流中的應用情況進行了描述，給出了二維條碼應用系統(tǒng)的一 般組成，最后對文章的組織結構進行了描述。 , 第