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一维条码,二维条码与RFID技术纵览

为了提高计算机识别的效率,增强其灵活性和准确性,使人们摆脱繁杂的统计识别工作,传统一维条形码、二维条形码、无线射频识别技术先后问世。虽然它们各有千秋,但无论是哪一项技术都是为了及时获取物品的各种信息并且进行快速、准确的处理.下面我们就这三种技术的优务来一次详细的解剖:
 1. 一维条形码:
 传统一维条形码技术相对成熟,在社会生活中处处可见,在全世界得到了极为广泛的应用。它作为计算机数据采集手段,以快速、准确、成本低廉等诸多优点迅速进入商品流通、自动控制、以及档案管理等各种领域,也是目前我国使用最多的一种条形码。但是由于传统条形码是一维的,它在垂直方向上不带任何信息,信息密度低,而且不能够显示汉字,容易因为磨损或皱折而被拒读,这在很大程度上限制了传统条码的应用范围。 传统条形码由一组按一定编码规则排列的条、空符号组成,表示一定的字符、数字及符号信息。条形码系统是由条形码符号设计、条形码制作以及扫描阅读组成的自动识别系统,是迄今为止使用最为广泛的一种自动识别技术。
 条形码技术给人们的工作、生活带来的巨大变化是有目共睹的。然而,由于一维条形码的信息容量比较小,例如商品上的条码仅能容纳几位或者几十位阿拉伯数字或字母,因此一维条形码仅仅只能标识一类商品,而不包含对于相关商品的描述。只有在数据库的辅助下,人们才能通过条形码得到相关商品的描述。换言之,如果离开了预先建立的数据库,一维条形码所包含的信息将会大打折扣。由于这个原因,一维条形码在没有数据库支持或者联网不方便的地方,其使用就受到了相当的限制。
  在另一方面,一维条形码无法表示汉字或者图像信息。因此,在一些需要应用汉字和图像的场合,一维条形码就显得很不方便。而且,即使我们建立了相应的数据库来存储相关产品的汉字和图像信息,这些大量的信息也需要一个很长的条形码来进行标识。而这种长的条形码会占用很大的印刷面积,从而对印刷和包装带来难以解决的困难。因此,人们希望条形码中直接包含产品相关的各种信息,而不需要根据条形码从数据库中再次进行这些信息的查询。
 2.二维条形码:
 基于一维条开形码的种种缺陷,现实的应用需要一种新的码制,这种码制除了具备一维条形码的优点外,还应该具备信息容量大、可靠性高、保密防伪性强等优点。

  20世纪70年代,在计算机自动识别领域出现了二维条形码技术,这是在传统条形码基础上发展起来的一种编码技术,它将条形码的信息空间从线性的一维扩展到平面的二维,具有信息容量大、成本低、准确性高、编码方式灵活、保密性强等诸多优点。因此自1990年起,二维条形码技术在世界上开始得到广泛的应用,经过几年的努力,现已应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等领域。

与一维条形码只能从一个方向读取数据不同,二维条形码可以从水平、垂直两个方向来获取信息,因此,其包含的信息量远远大于一维条形码,并且还具备自纠错功能。但二维条形码的工作原理与一维条形码却是类似的,在进行识别的时候,将二维条形码打印在纸带上,阅读条形码符号所包含的信息,需要一个扫描装置和译码装置,统称为阅读器。阅读器的功能是把条形码条符宽度、间隔等空间信号转换成不同的输出信号,并将该信号转化为计算机可识别的二进制编码输入计算机。扫描器又称光电读入器,它装有照亮被读条码的光源和光电检测器件,并且能够接收条码的反射光,当扫描器所发出的光照在纸带上,每个光电池根据纸带上条码的有无来输出不同的图案,来自各个光电池的图案组合起来,从而产生一个高密度信息图案,经放大、量化后送译码器处理。译码器存储有需译读的条码编码方案数据库和译码算法。在早期的识别设备中,扫描器和译码器是分开的,目前的设备大多已合成一体。

  二维条形码具有以下几个特点:
  存储量大。二维条形码可以存储1100个字,比起一维条形码的15个字,存储量大为增加,而且能够存储中文,其资料不仅可应用在英文、数字、汉字、记号等,甚至空白也可以处理,而且尺寸可以自由选择,这也是一维条形码做不到的。

  抗损性强。二维条形码采用故障纠正的技术,遭受污染以及破损后也能复原,即使条码受损程度高达50%,仍然能够解读出原数据,误读率为6100万分之一。
  安全性高。在二维条形码中采用了加密技术,所以使安全性大幅度提高。
  可传真和影印。二维条形码经传真和影印后仍然可以使用,而一维条形码在经过传真和影印后机器就无法进行识读。

  印刷多样性。对于二维条形码来讲,它不仅可以在白纸上印刷黑字,还可以进行彩色印刷,而且印刷机器和印刷对象都不受限制,印刷起来非常方便。
  抗干扰能力强。与磁卡、IC卡相比,二维条形码由于其自身的特性,具有强抗磁力、抗静电能力。

二维条形码技术的发展主要表现为三方面的趋势:一是出现了信息密集度更高的编码方案,增强了条码技术信息输入的功能;二是发展了小型、微型、高质量的硬件和软件,使条码技术实用性更强,扩大了应用领域;三是与其他技术相互渗透、相互促进,这将改变传统产品的结构和性能,扩展条码系统的功能。

  二维条形码的阅读器
  在二维条形码的阅读器中有几项重要的参数:分辨率、扫描背景、扫描宽度、扫描速度、一次识别率、误码率,选用的时候要针对不同的应用视情况而定。普通的条码阅读器通常采用以下三种技术:光笔、CCD、激光,它们都有各自的优缺点,没有一种阅读器能够在所有方面都具有优势。
  光笔是最先出现的一种手持接触式条码阅读器,使用时,操作者需将光笔接触到条码表面,通过光笔的镜头发出一个很小的光点,当这个光点从左到右划过条码时,在"空"部分,光线被反射,"条"的部分,光线将被吸收,因此在光笔内部产生一个变化的电压,这个电压通过放大、整形后用于译码。
  CCD为电子耦合器件,比较适合近距离和接触阅读,它使用一个或多个LED,发出的光线能够覆盖整个条码,它所关注的不是每一个"条"或"空",而是条码的整体,并将其转换成可以译码的电信号。
  激光扫描仪是非接触式的,在阅读距离超过30cm时激光阅读器是惟一的选择。它的首读识别成功率高,识别速度相对光笔及CCD更快,而且对印刷质量不好或模糊的条码识别效果好。
 3.RFID射频识别:
 射频识别技术改变了条形码技术依靠"有形"的一维或二维几何图案来提供信息的方式,通过芯片来提供存储在其中的数量更大的"无形"信息。它最早出现在20世纪80年代,最初应用在一些无法使用条码跟踪技术的特殊工业场合,例如在一些行业和公司中,这种技术被用于目标定位、身份确认及跟踪库存产品等。射频识别技术起步较晚,至今没有制订出统一的国际标准,但是射频识别技术的推出绝不仅仅是信息容量的提升,它对于计算机自动识别技术来讲是一场革命,它所具有的强大优势会大大提高信息的处理效率和准确度。
  与条形码识别系统相比,无线射频识别技术具有很多优势:通过射频信号自动识别目标对象,无需可见光源;具有穿透性,可以透过外部材料直接读取数据,保护外部包装,节省开箱时间;射频产品可以在恶劣环境下工作,对环境要求低;读取距离远,无需与目标接触就可以得到数据;支持写入数据,无需重新制作新的标签;使用防冲突技术,能够同时处理多个射频标签,适用于批量识别场合;可以对RFID标签所附着的物体进行追踪定位,提供位置信息。

  由于RFID产品的优点,无线射频识别技术在国外发展得很快,它已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域,例如汽车或火车等的交通监控系统、高速公路自动收费系统、物品管理、流水线生产自化、门禁系统、金融交易、仓储管理、畜牧管理、车辆防盗等。在澳大利亚,RFID技术被用于机场旅客行李管理,提高了机场的工作效率,达到了理想的效益;而在地球的另一面,欧共体宣布1997年开始生产的新型汽车必须具有基于RFID技术的防盗系统;瑞士国家铁路局也将在瑞士的全部旅客列车上安装RFID自动识别系统,调度员可以实时掌握火车运行情况,不仅利于管理,还大大减小发生事故的可能性;德国汉莎航空公司正在尝试用RFID电子标签来代替飞机票,从而改变了传统的机票购销方式。时至今日,射频识别技术的新应用仍然层出不穷。
  由于RFID芯片的小型化和高性能芯片的实用化,射频识别标签不仅帮助不同领域的管理者追踪物品的位置和搬运情况,还可以实时报告标签上附带的其他信息,比如温度和压力等。射频标签是通过连接到数据网络上的读写器来提供此类信息的,迄今为止射频识别标签主要作为条码的延伸而应用于工厂自动化或者库存管理等领域,但最终说来,尺寸更小的射频识别标签将应用于更先进的领域内。例如射频识别标签可以促进网络家电的应用,家电如果拥有网络功能,使用者即便在户外也能控制它们,例如可以检查冰箱中的食物,帮助使用者决定需要购买什么物品,在无线操作终端上选择食物烹饪的方式等。当前,电气设备和家电产品制造商已经开始开发通用软、硬件,并正在考虑制定射频识别标签在各种不同家电上的应用标准。将射频识别标签应用于医院也能带来好处,病人一进入医院,就在他(她)身上佩戴标签,标签内含有病人的识别信息,医生和护士可以通过标签内的数据来识别病人的身份,避免认错病人,标签和读写器也能帮助医生和护士确认所使用的药物是否合适,从而避免医疗事故的发生。
 据统计,目前全世界已经安装了约5000个射频识别系统,实际年销售额约为9.64亿美元,但主要用于宠物与野生动物跟踪、公路和停车收费等有限的领域,而事实上,RFID有望大展身手的领域远远不止这些。现在,已经有为数不少的企业试验性地将其运用到一些新的领域。