|
|
|
|
|
自动标识与数据采集（AIDC）指的是不用键盘直接将数据输入到计算机系统、可编程逻辑控制器（PLC）或者其他微处理器中。它包括条形码、射频标识与射频数据通信、磁条、语音和视觉系统、光学字符识别、生物统计等。每种技术都有其优点，适合不同的应用场合。AIDC技术提供了快速、精确、低成本的数据采集方法，来代替容易出错并且耗时的手工数据输入；在此基础上，AIDC技术通过对商品或对人进行编码而实现跟踪功能。
|
|
|
|
AIDC技术可以分成六类；①光学：条形码（包括二维条形码）、OCR和视觉系统等；②磁：磁条、磁墨字符识别；③电磁：RFDC；④生物统计：语音识别、指纹识别、视网膜扫描；⑤触摸：触摸屏；⑥智能卡：卡的储存／阅读等。
|
|
|
|
AIDC技术可将数据输入工作流水化、自动化，自动数据输入与人工作业相比更精确、更经济。其优点在于：①低成本的数据。AIDC系统可以大幅度降低数据输入的成本并解放劳动力。进而可以收集更详细数据；②信息可用性。AIDC系统提供即时的活动报告，从而加快与信息相关业务流程；③精确。除了速度和经济外，AIDC还有精确的优点，这不但减少了员工人数，增加工作吞吐量，还提高数据质量。
|
|
|
|
|
|
自从20世纪50年代初发明条形码以来，条形码技术对于加速全球的产品流和信息流做出了很大贡献。条形码技术将数据编码成可以用光学方式阅读的符号，扫描器和解码器可以采集符号的图像被并换成计算机处理的数据，进而进行校验。现存许多不同的条形码符号，每种符号都有各自的字符编号、印制和译码要求及错误校验。不同条形码表示数据的方式和所编码的数据类型都不同，有些仅对数字编码，有些则可以对数字、字母和标点符号编码，还有些可对ASCII码的128个字符甚至256个字符进行编码。新的条形码可在同一个符号内对多种语言编码，并允许对自定义特殊数据进行编码，甚至允许（通过冗余）重构数据以保证破损符号的阅读。
|
|
|
|
|
|
多年来我们已经很熟悉一组平行的变宽条与空白组成的条形码形式。这种一维条形码有100多种编码模式，最常用的是美国国防部和汽车行业最先使用的Code 39码，超市在1973年首先使用了通用产品代码，而血库最先采用了交叉二五码（ITF）和Code 128码。条形码通过条宽和空间宽度对数字（如UPC码和ITF码）或ASCII字符集（如Code 39码和Code 28码）边行编码。当扫描器扫过条形码符号时．分析条与空白的宽度模式可以抽取原编码数据。最窄的条或空白的宽度称为X度，通常是百分之几毫米。X度规定了所有条和空白的宽度，进而规定出条形码的宽度。X度越大，越容易扫描；但要在易读性和标签的成本间取得折中。为保证扫描效果，条形码两端需要留出宽度大于10倍X度的空白区域。所有条形码两端都有开始和停止字符，这些字符标识出条形码，使扫描器可以双向阅读条形码符号并以正确顺序对数据译码。条形码末尾还有校验数字，其数值是根据其之前字符由特定算法计算得出。
|
|
|
|
|
|
在更小的区域内编码更多信息的需求，驱动了二维条形码发展、标准化和应用的增长。传统的一维条形码只能作为数据库所储存信息的引用，而二维条形码则可以在更小的区域内完成系统的功能，或起到数据库的作用。
|
|
|
|
目前使用的二维条形码有两类，即堆叠式和矩阵式。堆叠式条形码是将一维条形码（加Code 39码和Code 128码）水平堆叠以生成多行符号（即Code 49码和Code 16K码）。20世纪90年代出现的PDF 417码增加了新的性能，包括更大的数据容量、更高的数据扫描密度和更好的扫描器阅读能力。这些特点支持多重相邻行扫描的译码并具备检错和纠错能力。PDF 417码可对整个ASCII字符集编码，在25cm2上容纳2000个字符。AIM制定了Code 49码、Code 16K码以及PDF 417码的规范。
|
|
|
|
矩阵式条形码比堆叠式条形码有更高的数据密度，标签不依赖于扫描的方向。矩阵式条形码单元可以是方形、六边形或者圆形，数据通过这些明暗区域的相对应位置进行编码，编码模式使用了检错和纠错技术来改善可读性并可以阅读部分损坏的符号。矩阵式条形码有很好的伸缩性，既可作为产品上的小标识符，也可作为运输包装箱上由传送机扫描的符号。AIM已经制定了目前公开应用的矩阵式条形码，如Code One码、Data Matrix码、Maxi Code码、Aztec码和QR码等的规范。所有短阵式条形码需使用电荷耦合器件（CCD）图像扫描器。以QR码为例，QR码的“QR”是Quick Response的缩写，这种二维码能够快速读取，与之前的条形码相比，QR码能存储更丰富的信息，包括对文字、URL地址和其他类型的数据加密。
|
|
|
|
|
|
射频标识是AIDC技术之一，最早出现在20世纪80年代，用于跟踪业务。由于其非接触阅读的性能，可用在制造业和其他不宜使用条形码标签的环境；因其能够跟踪移动对象，而广泛用于运输车辆自动识别（AVI）系统。这种技术已成为主要的数据采集、标识和分析系统的工具。
|
|
|
|
射频标识系统一般包括三个构件：天线、无线收发器（带解码器）、以电子形式编制了唯一信息的异频雷达收发器（RFID标签）。天线发射无线信号激活标签并读写其上的数据，是标签和无线收发器间的桥梁；天线有各种形状和大小，可置入门框内来接收通过门的人或物品上的标签数据，或固定在高速公路的收费站来检测交通流量。如果希望连续记录多个标签时，天线产生的电磁场可维持不变；如果不需要持续讯问，可由传感设备来激活电磁场。阅读器发射出的无线电波波长可从2.5cm到30m，通常依赖于其输出能力和所用频率。当RFID标签通过电磁场时探测阅读器的激活信号，阅读器对标签的集成电路内编码的数据进行解码并将数据传送给主机处理。
|
|
|
|
RFID系统最重要的优点是非接触作业。它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和在条形码无法使用的恶劣环境阅读标签；阅读速度非常快，大多数情况下，可用于流程跟踪或者维修跟踪等交互式业务，RFID的主要问题是不兼容的标准。RFID的主要厂商提供的都是专用系统，导致不同的应用和不同的行业采用不同的厂商的频率和协议标准。目前RFID的标准处于割据状态，铁路、公路、航空、收费、美国运输情报系统、国防部和其他行业都有各自的标准。这种状况增加了RFID跨行业应用时的成本。
|
|
|
|
|
|
视频机器视觉系统在工业检验和质量控制领域已使用了多年。近年来，因其在线性条形码扫描方面与激光扫描器相比有更好的性能价格比，被集成到AIDC的应用领域。基于视觉的扫描器应用与摄像机相似的CCD视频成像技术来采集图像并将其转化成数字格式，通常使用荧光照明、高速闪光灯和LED阵列作为光源，并采用专用电路和软件处理数字化图像以获取编码的数据。一维和二维条形码符号都有相应的译码算法。应用系统采集了条形码符号完整的图像、所收集的信息要比单光束或者栅格扫描激光光束丰富，从而可以阅读低对比度或者有损的条形码。
|
|
|
|
最早的机器视觉扫描器用于检测很复杂的固定式设备。现在常用的两种手持式CCD扫描器可以阅读一维条形码和二维矩阵式条形码，工作区可达到5～7cm。自动化和计算机辅助制造使用视觉识别系统进行过程控制、质量控制、安全系统、机器人控制等。
|
|
|
