自动识别技术在企业管理信息化中的应用分析报告.docx

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自动识别技术在企业管理信息化中的应用分析报告

1前言

1.1选题背景及意义

1.1.1选题背景

近年来，自动识别技术在许多服务领域、在货物销售与后勤分配方面、在商业部门、在生产企业和材料流通领域得到了快速的普及和推广。

自动识别技术已经成为了其它技术发展应用的一种基石。

自动识别技术家族有一批基于不同原理的自动识别技术，包括：

条码、射频识别、磁识别、声音识别、图形识别、光字符识别和生物识别等技术。

随着世界经济全球化进程的加快，对供应链反应速度的要求在不断提高，促使全球物流行业不断探索可以提高效率与服务质量的新技术。

现代物流充分运用信息技术，将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送等有机结合，形成完整的供应链。

现代物流的根本宗旨是提高物流效率，降低物流成本，满足客户需求，并越来越呈现出信息化、网络化、自动化、职能化、标准化等发展趋势，其中信息化是现代物流的核心,经济发展水平与物流技术的进步是相辅相成的，自动识别技术就在这样的环境下应运而生的以计算机、光电技术和通讯技术的发展为基础的一项综合性科学技术，效率永远是市场的目标，在全球经济一体化和社会分工精细化的今天，物流具有进一步广化和深化的趋势。

因此，进一步提高物流业的效率对于提高整个经济系统的效率都是十分经济的。

利用物流业对信息依赖性强的特点，运用现代信息手段，对传统的物流进行改造，不失为一条很好的道路。

1.1.2选题意义

随着世界经济一体化的迅猛发展，对物流的速度要求在不断提高，对全球的物流业的要求不断提高，因此，自动识别技术应运而生，必将给物流行业带来一场大变革，任何一个新技术从诞生到成熟都会经历三个阶段。

第一阶段是上升期，鼓吹期，大家进行热烈的宣传和推广，新技术、新应用频频曝光，成为人们热议的焦点；第二阶段是实际使用中的下降期，会遇到很多困难，受到很多批评；最后一个阶段是平缓期，到了这个阶段这个技术才会在行业中得到广泛的应用，伴随着争论与讨论的减少，这个技术也就进入一个成熟的应用期。

自动识别技术也不例外，经过近20年的发展，自动识别技术已经发展成为由条码技术、RFID技术、磁卡技术、生物识别技术、OCR（光字符识别）、语音识别及其它识别技术等组成的综合技术，并正在向集成应用的方向发展。

1.2研究内容与目标

根据现代市场的特征，及时准确的信息流在物流中的地位体现得越来越重要。

在企业管理的各个环节中如何迅速、准确获取和利用物流信息资源是物流信息化建设的成功的基础，只有依据这些确实可靠的信息才可能更好进行科学决策和管理，才能对变化市场作出灵活快速的反应，以适应复杂多变的环境。

由于自动识别技术具有准确性———自动数据采集，彻底消除人为错误；高效性———信息交换实时进行；兼容性———自动识别技术以计算机技术为基础，可与信息管理系统无缝联结。

自动识别技术大大增加了物流过程的自动化、现代化。

它在信息化建设中的主要功能是信息的自动采集和跟踪控制。

物流作业管理的主要任务是运输管理、仓储管理和物流配送管理。

条码和射频技术是实现快速、准确、可靠的数据采集的有效手段，其应用解决了数据录入和数据采集的“瓶颈”问题，为物流管理提供了有力的技术支持。

而利用自动识别技术对企业的物流信息进行采集跟踪的管理信息系统，可满足企业在物料准备、生产制造、仓储运输、市场销售、售后服务、质量控制等方面的信息管理需求。

在物流信息化建设中，系统的集成是以计算机及其网络设备为主，依靠数据库技术、专家系统、智能决策技术、互联网技术，自动识别技术主要起到数据的自动录入和物流信息的跟踪作用。

突出的优点是它能够依靠便携式阅读器或掌上电脑独立操作。

2自动识别技术概述

2.1自动识别技术

自动识别技术是信息数据的自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，它是以通信技术和计算机技术的发展为基础的综合性科学技术，它帮助人们快速、准确的进行数据的自动采集和输入，解决计算机应用中由于数据慢、出错率高等造成的瓶颈问题。

按照国际自动识别技术的分类标准，我们将自动识别技术按照数据采集技术的不同和特征提取技术的不同分为两大类。

按照数据采集技术的不同分为光存储器、磁存储器以及电存储器；按照特征提取技术的不同分为静态特征、动态特征以及属性特征。

根据自动识别技术的应用领域和具体特征，将自动识别技术作了以下分类：

磁条（卡）识别技术、IC卡识别技术、条码识别技术、声音识别技术、视觉识别技术、光学字符识别（ORC）技术、射频识别（RFID）技术等。

各种自动识别技术之间没有优劣之分，只能根据具体应用情况确定最适合的自动识别技术。

介于条码技术与射频技术在生活中应用比较广泛，本论文着重介绍条码技术与射频技术。

2.1.1条码技术

1．条码的历史

条码技术诞生于20世纪40年代，但得到世纪应用和迅速发展还是在20年间。

条码技术在欧美、日本已得到普遍应用，而且正在世界各地迅速推广普及，其应用领域还在不断扩大。

早在20世纪40年代后期，美国乔·伍德兰德（JoeWoodland）和贝尼·希尔佛（BenySilver）两位工程师就开始研究用条码表示食品项目以及相应的制动识别设备，并与1949或得了美国专利。

该图案很想微型射箭靶，称作“公牛眼”条码。

靶的同心环由圆条和空白组成。

在原理上，“公牛眼”条码与后来的条码符号很接近，遗憾的是当时的商品经济还不十分发达，而且工艺上也没有达到印制这种代码的水平。

然而，20年后，乔·伍德兰德作为IBM公司的工程师成为北美地区的统一代码——UPC码的奠基人。

吉拉德·费伊赛尔（GiradFeissel）等人与1959年申请了一项专利，将数字0-9中的每个数字用7段平行线条表示。

但是这种代码机器难以阅读，人读起来也不方便。

不过，这一构想促进了条码制的产生于发展。

不久，E.F.布林克尔（E.F.Brinker）申请了将条码标识在有轨电车上的专利；60年代后期，西尔韦尼亚（Sylvania）发明了一种被北美铁路系统采纳的条码系统。

1970年，美国超级市场AdHoc委员会制定了通用商品代码—UPC代码（UniversalProductCode），此后许多团体也提出了各种条码符号方案，UPC商品条码首先在杂货零售业中试用，这为以后该码制的统一和广泛采用奠定了基础。

次年，布莱西公司研制出“布莱西码”及相应的自动识别系统，用于库存验算。

这是条码技术第一次在库存管路系统中的应用。

1972年，莫那奇·马金（MonarchMarking）等人研制出库德巴码（CodaBar），至此，美国的条码技术进入了新的发展阶段。

美国统一代码委员会（UniformCodeCouncil，UCC）于1973年建立了UPC商品条码应用系统。

同年，食品杂货业把UPC商品条码作为该行业的通用商品标识，为条码技术在商业流通销售领域里的广泛应用，起到了积极的推动作用。

1974年，Intermec公司的戴维·阿利尔（DavideAllair）博士推出39条码，很快被美国国防部所采纳，作为军用条码码制。

39条码是第一个字母、数字式的条码，后来广泛应用于工业领域。

1976年，美国和加拿大在超级市场上成功地使用了UPC商品条码应用系统，这给人们以很大的鼓舞，尤其是欧洲人对此产生了很大的兴趣。

1977年，欧洲共同体在12位的UPC-A商品条码的基础上，开发出与UPC-A商品条码兼容的欧洲物品编码系统录，正式成立了欧洲物品编码协会（EuropeanArticleNumberingAssociation，EAN）。

直到1981年，由于EAN组织已发展成为一个国际性组织，改称位“国际物品编码协会”（InternationalArticleNumberingAssociation），简称EANInternational。

日本从1974年开始着手建立POS（PointofSaleSystem），研究有关条码标准以及信息输入方式和印刷技术等，并在EAM系统基础上，于1978年制定出日本物品编码JAN码。

同时，日本加入国际物品编码协会，开始厂家等级注册，并全面转入条码技术及其系列产品的开发工作。

进入20世纪80你年代以来，人们围绕如何提高条码符号的信息密度，开展了多项研究工作。

信息密度是描述条码符号的一个重要参数。

通常把单位长度中可能编写的字母数字叫做信息密度，记作：

字母个数／厘米。

影响信息密度的主要因素是条空结构和窄元素的宽度。

EAN-128条码和93条码就是人们为提高密度而进行的成功的尝试。

EAN-128条码于1981年被推荐应用；而93条码于1982年投入使用。

这两种条码的符号密度均比39条码高将近30％.随着条码技术的发展和条码码制种类不断增加，条码的标准化显得越来越重要。

为此，美国曾先后制定了军用标准；以适应发展的需要。

此后，戴维·阿里尔又研制出第一个二维条码码制——49条码。

这是一种非传统的条码符号，它比以往的条码符号具有更高的密度。

特德·威廉斯（TedWilliams）于1988年推出第二个二维条码制——16K条码，该码的结构类似于49条码，是一种比较新型的码制，适用于激光系统。

与此同时，相应的自动识别设备和印刷技术也得到了长足的发展。

2.条码技术的发展

（1）条码技术在我国的应用和发展

1991年4月，中国物品编码中心代表我国加入国际物品编码协会（EAN），位全面开展我国条码工作创造了先决条件。

为了把条码工作推向市场，适应加入WTO的需要，满足我们经济发展的需要，我国物品编码中心于2002年4月启动“中国条码推进工程”。

中国条码推进工程的总体目标是：

根据我国条码发展战略，加速推进条码在各个领域的应用，利用5年时间，共发展系统成员15万家，到2008年实现系统成员数量翻一番，系统成员保有量居世界第二；试用条码的数量达到200万种；条码的合格率达到85％。

条码技术在零售、物流配送、连锁经营和电子商务等国民经济和社会发展的各个领域得到广泛应用；形成以条码技术为主体的自动识别技术产业。

中国条码推进工程的实施步骤如下：

第一阶段：

启动期（2003年）。

系统成员保持10％的增长率，发展系统成员2.2万家，建立两个应用示范系统，开辟两个新的应用领域。

第二阶段：

起飞期（2004—2006年）。

系统成员以每年至少16％的速度增长，发展系统成员8.8万家，商品条码质量合格率提高到80％，开辟3个新的应用领域，建立8个应用示范系统。

第三阶段：

成熟期（2007年）。

系统成员以18％的速度增长，发展系统成员4万家，系统成员数量翻一番，系统成员保有量居世界第二;使用条码的产品总数量达到200万种;条码的合格率达到85％。

条码技术在零售、物流配送、连锁经营和电子商务等国民经济和社会发展的各个领域得到广泛应用；形成以条码技术为主体的自动识别技术产业。

经过几年的努力，中国条码推进工程达到并超额完成了预期目标。

中国条码推进工程的总体目标是：

根据我国条码发展战略，加速推进条码在各个领域的应用，利用5年时间，共发展系统成员15万家，到2008年实现系统成员数量翻一番，系统成员保有量居世界第二；试用条码的数量达到200万种；条码的合格率达到85％。

条码技术在零售、物流配送、连锁经营和电子商务等国民经济和社会发展的各个领域得到广泛应用；形成以条码技术为主体的自动识别技术产业。

（2）我国条码技术产品的发展方向

小型化和微型化是条码技术产品今后发展的重要方向。

其关键在于尽快研制出国际化大规模集成电路专用译码芯片、电荷耦合图相感应器件（CCD器件）、专用激光器件、便携式数据采集器专用电池等等。

关键器件的国际化，不仅关系到我国发展和推行条码技术的进程，而且影响到这种新技术的开拓和进而占领国际市场。

目前能生产这类器件的国家为数不多，只要我们抓紧有利时机，使这一高新技术尽快产业化，并注意形成配套生产，完全有可能使它成为国内具有成长性的新型产业。

在条码阅读设备的开发方面，无线数据采集器是今后的发展趋势，扫描器的重点是图像式和激光式扫描器等品种。

这是因为这几种扫描器应用领域广，操作方便，有利于在起步阶段推广普及。

国外POS系统开始大都采用CCD式扫描器，主要是由于这种扫描器使用方便，只要在景深范围内就可采集到性能可靠的数据，而且阅读精度高。

近年来，180度，甚至360度全向激光扫描器越来越多地才用到POS系统中，由于对扫描角度要求不高，因而适应性很强。

各种扫描器的首读率一般应达到95%以上，因而分辨率一般应达到中等，目前在着力解决高分辨所需的光电转换器件和光路系统。

随着译码技术的推广应用，在已经开发的多功能译码基础上，要大力开发各种在线式专用译码器。

由于它可以与各种专用设备配套使用，因而结构简单，成本低，适合专门场合使用。

虽然便携式数据采集器的技术难度大，但它代表了今后的产品发展方向，我们要解决高集成度的专用芯片的生产工艺问题以及专用的供电电池。

在工业生产和仓库管理中，为了适应自动流水生产线上的数据自动采集，还需要研制出有较大景深和扫描工作距离的固定式扫描器。

条码技术于其他技术的相互渗透、相互促进，将改变传统产品的结构和性能。

条码识读器的可识别和可编程功能，可以用于许多场合。

它通过扫描条码编程菜单中相应的指令，使自身可设置成许多特定的工作状态，因而可广泛应用于电子仪器、机电设备以及及用电器中。

在印刷技术设备的研制中，国内已开发出中英文轻型印刷系统，适合大批量印制的设备也已研制成功。

因此，今后应重点发展适合小批量印制的包括现场专用打吗机在内的各种专用印刷机，以满足广大用户的需要。

3.条码的技术特点

在信息输入技术中，采用的自动识别技术种类很多，条码作为一种图形识别技术与其他识别技术相比有如下特点：

（1）简单。

条码符号制作容易，扫描操作简单易行。

（2）信息采集速度快。

普通计算机的键盘录入速度是200字符／分钟，而利用条码扫描录入信息的速度是键盘录入的20倍。

（3）采集信息量大。

利用条码扫描，依据可以采集几十位字符的信息，而且可以通过选择不同码制的条码增加字符密度，使录入的信息量成倍增加。

（4）可靠性高。

键盘录入数据，误码率为三百分之一，利用光学字符识别技术，误码率约为万分之一。

而采用条码扫描录入方式，误码率仅有百万分之一，首读率可达98%以上。

（5）灵活、实用。

条码符号作为一种识别手段可以单独使用，也可以和有关设别组成识别系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。

同时，在没有自动化识别设备时，也可以手工键盘输入。

（6）自由度大。

识别装置于条码标签相对位置的自由度要比OCR大得多。

条码通常只在一维方向上表示信息，而同一条码符号上所表示的信息是连续的，这样即使是标签上的条码符号在条的方向上有部分残缺，仍可以从正常部分识读正常信息。

（7）设备结构简单、成本低。

条码符号识别设备的结构简单，操作容易，无须专门训练。

与其他自动识别技术相比较，推广应用条码技术，所需费用较低。

4.条码的符号表示

（1）条码符号的结构

一个完整的条码是由两侧空白区、起始字符、数据字符、校验字符和终止字符以及供人识读字符组成的，如图2.1所示。

图2.1条码符号的结构

（2）条码的编码理论

条码表示数字及字符的条码符号是按照编码规则组合排列的，故当这种码制的条码的编码规则一旦确定，我们就可将数字码转换成条码符号。

条码是一种信息代码，通常是一种用黑白条纹表示信息的特殊代码。

为使信息便于管理和使用，对信息应进行分类。

而为描述分类结果，并易于为计算机和人识别与处理，最简单有效的，莫过于用代码对信息编码。

显然，反应信息的条码也应该遵循信息的分类编码原则。

了解这些信息的分类方法和编码的代码选择，将有助于我们了解和研究条码的编制原理，以及对物品条码的具体编制方法。

条码是利用条纹和间隔或宽窄条纹（间隔）构成二进制的“0”和“1”，并以它们的组合来表示某个数字或字符，反应某种信息。

但不同码制的条码在编码方式上却有所不同。

有两种：

高度调节法，模块组合法。

5．条码的分类

条码按照不同的分类方法，不同的编码规则可以分成许多种，现在已知的世界上正在使用的条码就有250种之多。

条码的分类方法有许多种，主要依据条码的编码结构和条码的性质来决定。

例如：

按条码的长度来分，可分为定长和非定长条码；按排列方式分，可分为连续型和非连续型条码；从校验方式分，又可分为自校验型和非自校验型条码等。

条码可分为一维条码和二维条码。

一维条码是通常我们所说的传统条码。

一维条码按照应用可分为商品条码和物流条码。

商品条码包括EAN条码和UPC条码，物流条码包括128条码、ITF条码、39条码、库德巴（Codebar）码等。

二维条码根据构成原理，结构形状的差异，可分为两大类型：

一类是线性堆叠式二维条码（2Dstackedbarcode）;另一类是矩阵式二维条码（2Dmatrixbarcode）。

（1）EAN码

EAN码的全名是欧洲商品条码（EuropeanArticleNumber），目前EAN码是国际物品编码协会（InternationalArticleNumberingAssociation）制定的一种商品用条码，通用与全世界。

EAN码符号有标准版（EAN-13）和缩短版（EAN-8）两种，我国的通用商品条码与其等效。

日常购买的商品包装上所印的条码一般就是EAN码。

（2）UPC码

UPC码是美国统一代码委员会制定的一种商品用条码，UPC码（UniversalProductCode）是最早大规模应用的条码，其特性是一种长度固定、连续型的条码。

目前主要在美国和加拿大在使用，在美国进口来的商品上可以看见。

由于其应用范围广泛，故又称为万用条码。

（3）39条码

39条码（code39）是1975年由美国的Intermec公司研制的一种条码，它能够对数字、英文字母及其他字符等44个字符进行编码。

还由于它具有自检验功能，使得39条码具有误读率低等优点，首先在美国国防部得到应用。

目前广泛应用在汽车行业、材料管理、经济管理、医疗卫生和邮政、储运单元等领域。

我国于1991年研究制定了39条码标准（GB/T12908—2002），推荐在运输、仓储、工业生产线、图书情报、医疗卫生等领域应用39条码。

39条码是一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。

（4）库德巴码

库德巴条码是1972年研制出来的，它广泛应用于医疗卫生和图书馆行业，也用于行政快件上，美国输血协会还将库德巴条码规定为血袋标识的代码，以确保操作准确，保护人类生命安全。

库德巴条码字符集中的字母A,B,C,D只用于起始字符和终止字符，其选择可任意组合。

当A,B,C,D用作终止字符时，亦可分别用T,N,﹟，E来代替。

（5）龙贝码

龙贝码（LPCode）：

中国人的二维码，是具有国际领先水平的全新码制，拥有完全自主的知识产权，属于矩阵码，由上海龙贝信息科技有限公司开发，龙贝码与国际上现有的二维码相比，具有更高的信息密度、更强的加密功能、可以对所有汉字进行编码、适用于各种类型的识读器、最多可使用多达32中语言系统、具有多向编码∕译码功能、极强的抗畸变性能、可对任意大小及长度比的二维条码进行编码和译码。

（6）PDF417码

PDF417码是由留美华人王寅敬博士发明的。

PDF是取英文PortableDataFile三个单词的首字母的缩写，意为“便携数据文件”。

因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和4个空组成，如果将组成条码的最窄条或空称为一个模块，则上述的4个条和4个空的总模块数一定为17，所以将其称为417码或PDF417码。

6.一维条码与二维条码的比较

一维条码与二维条码的差异可以从资料容量与密度、错误侦测能力及错误纠正能力、主要用途、数据库依赖性、识读设备等项目看出，两者的比较如表2.1所示。

表2.1一维条码与二维条码的比较

项目

一维条码

二维条码

数据密度与容量

密度低、容量小

密度高、容量大

错误侦测及自我纠正能力

可以用校验码进行错误侦测，但没有错误纠正能力

有错误检验及错误纠正功能，并可根据实际应用设置不同的安全等级

垂直方向的数据

不存储数据，垂直方向的高度是为了识读方便，并弥补印刷缺陷或局部损坏

携带资料，应对印刷缺陷或局部损坏等可以纠正，恢复数据

主要用途

用于对物品的标识

用于对物品的描述

数据库与网路依赖性

多数场合须依赖数据库及通讯网路的存在

可不依赖数据库及通讯网路的存在而单独应用

识读设备

可用线扫描器识读，如光笔、线型CCD、雷射抢

对于堆叠式可以用线型扫描器的多次扫描，或可用图像扫描仪识读。

矩阵式则仅能用图像扫描仪识读

2.1.2RFID技术

射频识别（RadioFrequencyIdentification）应用是目前发展最为迅速、潜力最大的新兴技术之一，根据IT行业调研机构Cartner的预测，这个产业在2015年将可达到30亿美元的规模。

RFID技术约在20世纪90年代开始商业化应用，目前国际上已广泛用于物流、防伪、定时定位、动物防疫等领域。

在中国，RFID也已经进入第二代居民身份证、城市公共交通“一卡通”、电子证照与商品防伪、牲畜养殖及现代物流等领域。

RFID技术的精髓就是无线交换数据，这个数据交换过程需要两种设备来进行，一个能读∕写射频数据的设备和与它配套、用于存储编写数据、含天线的芯片。

数据能自动进行交换，不需要任何操作人员的参与便可启动RFID的数据读取程序。

1.RFID的操作原理

RFID系统包括标签、读写器和软件3个部件。

标签通常应用于货物上，作为可粘条码标签的一部分。

标签也可以包含在更耐用的物流、ID卡或腕带中。

读写器可以是一台不经人手操作的独立设备（如用于舱门或传送带的监控），可整合在移动手提计算机中，也可以与条码打印机结合。

读写器能发出一个无线信号，在相同频段内的射频场里的所有标签都能接收。

标签可以储存多种类型的数据，包括一个序列号码、配置指示、活动记录（例如，上次维护的日期、标签通过特定位置的时间等），甚至传感器提供的温度及其他数据。

读∕写设备通过天线接收标签发出的信号，对其进行解码，然后通过一条光缆或无线网络将数据传送到计算机系统。

不同类型的标签适合于不同的环境。

例如，放置在装塑料物品的盒子里的标签也许就不适合木质货盘、金属器皿或玻璃。

标签可以小如一粒米，也可以大到如一块方砖，又或者薄如纸片，能够灵活的嵌入一个可自粘的标签里。

标签的功能上也有很大的不同，包括读∕写功能、记忆和电力需要。

薄如纸片的标签通常称作“智能标签”，这种标签普遍只提供一种功能，如盒子和货盘的区分。

打印机∕编码器可以按需制作智能标签，在为标签编码的同时也可打印文字及条纹码。

用来长期跟踪的标签可以封装后经受住超长的温度、湿度、酸度、涂料、油和其他可能破坏文字图样、条码及光辨别技术的条件。

RFID标签可以实现反复使用并且长时间追踪，因此相对条码标签和其他一次性∕非长久使用的追踪方式，它有着低拥有成本（TCO）的优势。

RFID标签分为只读和可读∕写两种（然而后一种已经成为了一种标准）。

只读型标签在工厂里用序列号或其他不可更改的数据进行上千次的修改。

可读∕写标签内分为两个区域：

一个是由用户定义的保密只读区域，这个区域包括一个独立的ID号；另外一个区域是可擦写的记忆部分，用户可以自由编程。

因此，用户就可以永久性地将货盘的ID号码写入只读的存储器中，然后使用可读∕写空间在货盘上记录事项。

当货盘卸载后，可复写的部分就可以被轻松的擦掉来重复使用了。

2.RFID的技术标准

RFID系统的功能表现不尽相同，主要是呈现在频率、有效读取距离、安全性及标准四大方面。

（1）频率

频率是决定RFID有效范围、抗干扰性以及其他功能特点的主要因素。

大多数的商用RFID系统都基于UHF频段860MHz-960MHz，或高频率HF频段13.56MHz。

其他常用RFID频