第03章物流信息技术

第3章物流信息技术•条形码技术类型、编码方式及应用•RFID技术原理及其应用•EDI技术原理及其应用•空间数据管理技术•POS系统原理3.1条形码技术1.条形码的产生和发展•20世纪20年代，邮政单据分拣，在信封上做条码标识•20世纪40年代，美国乔·伍德兰德(JoeWoodLand)和伯尼·西尔沃(BernySilver)两位工程师就开始研究用代码表示食品项目及相应的自动识别设备。--靶子•20世纪70年代，美国UPC码，欧洲EAN码2条形码的编码代码就是用符号和数据来描述实体或者实体的属性值。这些实体或者实体的属性值包括商品信息或作为获得其它数据的关键字。例如产品或商品代码、参与方代码、物流相关代码、资金流相关代码和信息流相关代码。1）按码制分类条形码按码制一般分为九类，常见的有一维条码有39码、EAN码、UPC码、128码，以及专门用于书刊管理的ISBN、ISSN等，除此之外还有其他的码制。例如25码出现于60年代后期，主要用于航空系统的机票的顺序编号；11码主要用于电子元器件标签；矩阵25码是11码的变形；Plessey码1971年5月主要由于图书馆等。•EAN.UCC条形码符号EAN·UCC系统的条形码体系主要是由EAN-13、EAN-8、UPC-A、UPC-E、UCC/EAN-128和ITF-14这五种条形码所组成的。如ITF-14条码：N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N12N13N14指示符内含贸易项目的EAN·UCC标识代码（不含校验码）校验码ITF-14的编码结构ITF-14条形码商品条形码1973年，美国统一代码委员会选定IBM公司的条码系统，作为北美的通用产品代码，即UPC码，应用于食品零售业，利用条码技术进行自动销售，大大加快了食品的流通。其应用相当广泛，如现代化的超市、仓储、证件等。商品单元变量单元消费单元商品单元定量单元储运单元定量单元变量单元货运单元•UPC(UniversalProductCode)条形码UPC码也称万用条码，是最早大规模应用的条码，其特性是一种长度固定、连续性的条码，可用数字来表示。UPC码共有A、B、C、D、E等五种版本。表1UPC码的各种版本版本应用对象格式UPC-A通用商品SXXXXXXXXXXCUPC-B医药卫生SXXXXXXXXXXCUPC-C产业部门XSXXXXXXXXXXCXUPC-D仓库批发SXXXXXXXXXXCXXUPC-E商品短码XXXXXX注：S－系统码X－资料码C－检查码•UPC(UniversalProductCode)条形码–UPC-A码范例•EAN13条形码的符号结构条形码是由两侧静区、起始字符、左侧数据字符、中间分隔字符和右侧数据字符、校验字符（可选）和终止字符组成，下图给出了一个条形码放大的完整结构：一个条形码的完整结构起始字符静区终止字符校验字符静区左侧数据字符中间分隔字符右侧数据字符•EAN13条形码的符号结构国家代码厂商代码产品代码检查码•EAN13条形码的符号结构检查码之计算步骤如下：C1=N1+N3+N5+N7+N9+N11C2=(N2+N4+N6+N8+N10+N12)×3CC=(C1+C2)取个位数C(检查码)=10-CC(若值为10，则取0)表2各国EAN国家代码代码国家(或地区)代码国家00~09美国．加拿大50英国．爱尔兰30~37法国690~691中国40~44德国88韩国460~469苏联885泰国955马来西亚888新加坡•EAN系统的期刊代码按照EAN的规定，期刊可以有两种不同的编码方式。一种方式是将其刊作为普通商品进行编码，编码方法按照标准的EAN-13代码的编码方式进行。这种方法可以起到商品标识的作用，但体现不出期刊的特点。另一种方法是按照国际标准期刊号ISSN（InternationalStandardSerialsNumber）体系进行编码。EAN系统的图书代码按照国际物品编码协会（EAN）的规范规定，EAN图书代码可以用两种不同的代码结构来表示，一种是利用图书本身的ISBN编号，按EAN和ISBN协议规定。另一种是把图书视为一般商品，然后按EAN商品编码方法进行编码。应用于非零售商品的条码•EAN/UCC-14（ITF-14）含有多个包装等级的非零售商品，如果要标识的货物内含有多个包装等级，如装有24条香烟的一整箱烟，或装有6箱烟的托盘等。其标识代码可以选用EAN/UCC-14或EAN/UCC-13。采用EAN/UCC-14时，就是在原EAN/UCC-13代码（不含校验位）前添加包装指示符，并生成新的校验位。包装指示符的取值范围为1~8。应用于非零售商品的条码•EAN/UCC-14（ITF-14）放置位置•UCC/EAN-128条码UCC/EAN-128条码不用于POS零售结算，用于标识物流单元。应用标识符（AI）是一个2～4位的代码，用于定义其后续数据的含义和格式。使用AI可以将不同内容的数据表示在一个UCC/EAN-128条码中。不同的数据间不需要分隔，既节省了空间，又为数据的自动采集创造了条件。上图中UCC/EAN-128条码符号示例中的（01）、（17）和（10）即为应用标识符。。UCC/EAN-128条码采用UCC/EAN-128条码表示商品，2）按维数分类一维条形码:一维条码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息，其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。二维条形码：在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，称为二维条码（2-dimensionalbarcode）二维条码可以表示包括汉字、照片、指纹、签字在内的小型数据文件；在有限的面积上表示大量信息；对物品进行精确描述；防止各种证件、卡片及单证的仿造；在远离数据库和不便联网的地方实现数据采集。下图为二维条形码示例二维条形码实例条形码的应用•美国邮政和快递公司常用的条码•美国百货条形码：条形码的应用条形码的应用•美国的身份证和驾照就是用的二维条码，其中条形码和磁条一般在反面，如下图所示。5.条形码的识别原理条形码自动识别系统由条形码自动识别系统一般由条形码自动识别设备、系统软件、应用软件等组成。条形码自动识别设备是包括扫描器、译码器、计算机和打印设备，以及显示器。条形码自动识别软件一般包括扫描器输出信号的测量、条形码码制及扫描方向的识别、逻辑值的判断，以及阅读器与计算机之间的数据通信等几部分。5.条形码的识别原理条形码自动生成序列图3.2射频技术射频技术RF（radiofrequency，RF）正是有效解决供应链上各项业务运作数据的输入/输出、业务过程的控制与跟踪，以及减少出错率等难题的一种新技术。射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。1.编码射频识别技术的特点1）可以非接触识读（识读距离可以从十厘米到几十米），特别是高速运动物体，抗恶劣环境能力强，一般污垢覆盖在标签上不影响信息的识读；2）保密性强；3）可同时识别多个识别对象等。应用领域广阔，常用于移动车辆的自动识别、资产跟踪、生产过程控制等。4)容易小型化和多样化的形状5)可重复使用6）记忆容量大7）穿透性（金属材料包装除外）何谓RFIDRFID是英文「RadioFrequencyIdentification」缩写，中文称为「无线射频识别系统」。这是将微小的电子标签(RFIDTag)贴附于物品上，RFID感应器(RFIDReader)借助射频技术识别该电子标签，达到追踪、验证、控制和管理等作用的一种非接触式自动识别技术。2.射频识别技术的组成RFID系统有三个主要的组成元件，分别是：---电子标签(Tag)，也被称为RFID询答器(RFIDTransponder)、非接触ID标签(ContactlessIDTag)等不同的名称，RFIDtag依本身具电源与分可区分主动式(ActiveTag)，内有电池，由于电力供应充足所以资料通讯距离较长，可重覆读写，记忆体容量较大，甚至可达1MB；缺点是体积较大且需要更换电池，而且价格比较昂贵，使用寿命较短，只要是应用于军事、医疗、运输管理或某些工业的用途被动式(PassiveTag)，由天线线圈收集电磁波产生运作时所需要的电力，优点是没有电池、体积小、价格便宜、寿命长；缺点是只能唯读以及通讯距离较短。主要的使用是储存识别资料，例如货物的编号、规格等，常见的应用包括像动物晶片、智慧卡、防盗及门禁管理等。2.射频识别技术的组成•---感应器(Reader)，或称辨识器、读码机等，主要是用来读取电子标签，使用射频信号，所以不需要与电子标签接触即可读取资料，并且分为只可读及可读写两种，感应器会与电脑连接，将得到的资料传送至系统上作辨识或后续处理。•---天线(Antenna)，在嵌入RFIDTag的物品上会置入天线，用来传递电子标签和感应器之间的射频信号。2.射频识别技术的组成AntennaReaders&PrintersetcMiddleware“EdgeServer”BusinessApplicationsTags,BarCodesetc3.射频识别技术的系统原理•RFID的原理是由感应器持续发射射频讯号，当RFID标签进入感应范围时，就会产生感应电流以获得运作所需的电子，并回应讯息给感应器。以被动式的Tag为例，未进入感应器的感应范围时，Tag是完全静止的，只有当Tag进入感应范围时才会转为启动的状态。感应器不只供给Tag电力，像时间参数及标签内容等资料也是透过感应器来传送。感应器除了具备无线电模组、控制晶片、及感应装置外，通常还会有RS231、RS485等的介面，让接收的资料传送到电脑或控制系统端，如下图4.射频技术的应用和发展•第二次世界大战：敌我飞机识别•广泛的应用–高速公路交费，门禁保安，图书，文件管理，食品，医药管理，军事弹药管理，出入境管理•沃尔玛要求全球100家供应商在2005年一月前在货箱和托盘级实现RFID，其余供应商在2006年一月实现。其他公司纷纷跟进。•ISO第二代RFID（Gen2）标准出台•中国RFID标准即将出台•MicrosoftRFID服务开发平台发布1、第二代居民身份证2、车辆管理与票证会议与场地电子门票广深铁路车票羊城通等城市公交系统粤通卡等高速公路管理系统3、食品、药品与动物管理广东、香港等地肉食品类跟踪检疫4、供应链追踪、识别管理RFID鉴别应用RFID商业应用产、供、销供应链应用•物流•生产制造厂家•分销商•仓储•销售•售后服务其他闭环式应用•停车场，高速公路•保真，防伪，防盗•门禁保安•体育竞技•图书，文件管理•食品，医药管理•动物跟踪5.射频技术的应用例:RFID在物流通关各环节涉及的空中接口集装箱运动车辆托盘外包装包装盒单品条码GPS被动式标签Gen2ISO18000-6ISO18000-7主动式标签RFID技术在集装箱货运中的应用封箱作业时,将目的地认证信息及到达的有效时间段记录在电子封条中。在途运输中可以自动跟踪集装箱及其货物的情况。RFID在生产管理中的应用应用RFID技术，在生产线管理中提升效率，优化库存管理6.射频识别技术的挑战•标准化统一–多种国际标准•频段使用标准•统一标码标准–多种软硬件设备标准•成本–标签–设备–与现有应用程序和流程集成–现代企业商业模式的更新•缺乏有力的解决方案（KillerApp）•现有资源的限制–技术储备，人才储备–现有RFID技术成熟度，设备生产能力–私密性3.3空间数据管理技术空间信息系统在物流中的应用物流企业通过无线通信、GIS/GPS能够精确地获取运输车辆的信息，再通过Internet让企业内部和客户访问，从而把整个企业的操作业务变得透明，为协同商务打下基础。1地理信息系统地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）是管理和研究空间数据的由计算机系统、地理数据和用户组成的人机信息系统。它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。GIS概述——GIS的基本处理模式GIS是有关空