應(yīng)用于?；穫}儲管理的QR碼電子標(biāo)簽研究

胡榮蕾+梁豐

摘 要：針對?；贩N類繁多、性質(zhì)不一，現(xiàn)有標(biāo)簽包含的信息不全，倉庫從業(yè)人員專業(yè)知識匱乏的問題，文中設(shè)計了一種應(yīng)用于?；穫}庫的QR碼電子標(biāo)簽，并對標(biāo)簽以及使用過程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。該標(biāo)簽可滿足非專業(yè)人士對?；沸再|(zhì)的了解，提高數(shù)據(jù)采集效率，降低危化品倉庫事故的發(fā)生率，從而為QR碼應(yīng)用于?；穫}儲管理提供了可行性。同時，該標(biāo)簽在?；妨魍ㄟ^程中也具有標(biāo)識作用。

關(guān)鍵詞：?；穫}儲管理；電子標(biāo)簽；QR碼；標(biāo)準(zhǔn)化

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）02-00-04

0 引 言

?；纷鳛橹匾幕ぴ?，在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]，然而由于危化品倉庫管理信息化水平低下，近年來倉儲事故的發(fā)生率不斷上升[2，3]，主要原因在于從業(yè)人員缺乏?；穼I(yè)知識，而現(xiàn)有標(biāo)簽中包含的內(nèi)容無法滿足其需求。

目前倉庫中的危化品使用的標(biāo)簽主要是傳統(tǒng)標(biāo)簽，該標(biāo)簽將?；返男畔⑷恳晕淖中问匠尸F(xiàn)出來，易造成信息冗余、用戶讀取不方便等問題。也有部分倉庫利用RFID電子標(biāo)簽取代傳統(tǒng)的標(biāo)簽[4-6]。RFID最突出的優(yōu)點是可以隨時寫入數(shù)據(jù)，但金屬對電子標(biāo)簽信號的影響較大，因此當(dāng)危化品的包裝是金屬物時，極易導(dǎo)致信息讀取失敗。QR碼作為另一種流行的電子標(biāo)簽，由于缺乏國家標(biāo)準(zhǔn)的支撐[7-9]，在應(yīng)用中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，印制精度、符號大小不符合應(yīng)用要求等問題，導(dǎo)致信息混亂，無法識讀，嚴(yán)重阻礙了二維碼在?；穫}庫業(yè)中的應(yīng)用。

針對以上問題，并結(jié)合危化品倉儲管理中存在的問題，將QR碼技術(shù)應(yīng)用于?；穫}儲管理中，因此急需研究制定我國危化品倉庫QR碼通用技術(shù)規(guī)范。通過制定統(tǒng)一兼容、方便擴(kuò)展的QR碼數(shù)據(jù)格式以及印制質(zhì)量要求、信息容量等通用技術(shù)指標(biāo)，為我國?；稱R碼標(biāo)識應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)化支持。

1 QR碼編碼模式

QR碼的編碼模式根據(jù)數(shù)據(jù)類型區(qū)分，其編碼字符集主要包括數(shù)字模式、字母數(shù)字模式、8位字節(jié)模式和漢字模式。在整個數(shù)據(jù)位流中，每個模式都對應(yīng)各自的數(shù)據(jù)段，如表1所列，分別由4位的模式指示符、字符計數(shù)指示符、數(shù)據(jù)位流組成，在各數(shù)據(jù)段內(nèi)分別使用相應(yīng)的模式進(jìn)行編碼，在符號結(jié)束時添加4位終止符0000，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成位流。

1.1 數(shù)字模式

輸入的數(shù)據(jù)每三位分成一組，并將其轉(zhuǎn)換成10位的二進(jìn)制數(shù)，如果最后不足3位，余下的1位或2位數(shù)字轉(zhuǎn)換成4位或7位的二進(jìn)制數(shù)，最后將所有的二進(jìn)制數(shù)連接起來并在最前面加上數(shù)字模式指示符和字符計數(shù)指示符。數(shù)字模式下的位流長度計算方法見式（1）：

B = 4 + C + 10×（ D DIV 3）+ R （1）

式中，B為位流位數(shù)，C為字符計數(shù)指示符位數(shù)，D為輸入數(shù)據(jù)字符數(shù)。當(dāng)（D MOD 3）=0時，R為0；當(dāng)（D MOD 3）=1時，R為4；當(dāng)（D MOD 3）=2時，R為7[10]。

1.2 字母數(shù)字模式

為輸入的每個字符都賦予一個值，將數(shù)據(jù)兩個一組進(jìn)行劃分，每組第一個字符值乘以45后加上第二個字符的值，將所得結(jié)果用11位的二進(jìn)制數(shù)表示。若數(shù)據(jù)位數(shù)為奇數(shù)位時，最后一個數(shù)據(jù)則用6位的二進(jìn)制數(shù)表示。將所有二進(jìn)制數(shù)連起來并在此之前加上數(shù)字字母模式指示符和字符計數(shù)指示符。位流長度計算方法見式（2）：

B=4+C+11×（D DIV 2）+6×（D MOD2） （2）

式中，B為位流位數(shù)，C為字符計數(shù)指示符位數(shù)，D為輸入數(shù)據(jù)字符數(shù)。

1.3 字節(jié)模式

將輸入的數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為ASCⅡ值并由8位碼字表示，將二進(jìn)制數(shù)連接起來，在前面加8位字節(jié)模式指示符和字符計數(shù)指示符。8位字節(jié)模式下的位流長度計算方法見式（3）：

B=4+C+8×D （3）

式中，B為位流位數(shù)，C為字符計數(shù)指示符位數(shù)，D為輸入數(shù)據(jù)字符數(shù)。

1.4 漢字模式

所有字符都由兩個字節(jié)組成，字符值為GB 2312中圖形字符的內(nèi)碼值。然后將輸入的數(shù)據(jù)按照如下所示的方法轉(zhuǎn)換為13位的二進(jìn)制數(shù)，最后連接所有二進(jìn)制數(shù)并在前面加上模式指示符、中國漢字子集指示符（0001）和字符計數(shù)指示符。

（1）對于第一字節(jié)值在A1HEX～AAHEX之間，第二字節(jié)值在A1HEX～FEHEX范圍內(nèi)的字符：

① 將第一字節(jié)值減去A1HEX，所得結(jié)果乘以60HEX；

②將第二字節(jié)值減去A1HEX；

③將①的結(jié)果與②的結(jié)果相加；

④將③的結(jié)果轉(zhuǎn)換為13位的二進(jìn)制串。

（2）對于第一字節(jié)值在B0HEX～FAHEX之間，第二字節(jié)值在A1HEX～FEHEX范圍內(nèi)的字符：

①將第一字節(jié)值減去A6HEX，所得結(jié)果乘以60HEX；

②將第二字節(jié)值減去A1HEX；

③將①的結(jié)果與②的結(jié)果相加；

④將③的結(jié)果轉(zhuǎn)換為13位的二進(jìn)制串。

漢字模式下位流長度的計算方法見式（4）：

B=4+4+C+13×D （4）

式中，B為位流位數(shù)，C為字符計數(shù)指示符位數(shù)，D為輸入數(shù)據(jù)字符數(shù)。

2 QR碼標(biāo)簽設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 QR碼標(biāo)準(zhǔn)化制定

根據(jù)危化品以及倉庫的特征，結(jié)合危險化學(xué)品目錄（2015版）中2 828種?；返慕榻B，制定出下列標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了倉庫中?；稱R碼標(biāo)識的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特征、格式、結(jié)構(gòu)以及具體實現(xiàn)，適用于危化品倉庫中各環(huán)節(jié)（入庫、存儲、出庫）的信息查看與處理。

2.1.2 規(guī)范性引用文件

下列文件對于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用必不可少。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB 12904—2008《商品條碼 零售商品編碼與條碼表示》，GB/T 12905—2000《條碼術(shù)語》，GB/T 16830—2008《商品條碼 儲運(yùn)包裝商品編碼與條碼表示》，GH/T 1086—2013《農(nóng)資商品二維碼編碼規(guī)則》。

2.1.3 術(shù)語和定義

GB/T 12905—2000《條碼術(shù)語》以及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

危化品QR碼是一種通過QR碼識別標(biāo)簽和其他方式來識別物理對象的標(biāo)示方案。標(biāo)準(zhǔn)化QR碼數(shù)據(jù)包括獨特標(biāo)識單個對象的QR碼以及為能夠有效解讀QR碼標(biāo)簽所附加的信息。

2.1.4 編碼原則

2.1.4.1 唯一性

危化品QR碼為?；穼ο筇峁┲袊；沸袠I(yè)內(nèi)唯一標(biāo)識，一個QR碼代碼只標(biāo)識一種實體對象。為了確保實體對象唯一標(biāo)識的實現(xiàn)，制定編碼標(biāo)準(zhǔn)時應(yīng)采取以下措施：

（1）編碼容量。必須有足夠的QR碼編碼碼段來滿足過去、現(xiàn)在和將來對?；窐?biāo)識的需要。

（2）組織保證。必須由統(tǒng)一的組織負(fù)責(zé)QR碼編碼的分配問題，保證QR碼編碼分配的唯一性并尋求解決編碼沖突的方法。

（3）使用周期。對一般實體對象而言，使用周期和實體對象的生命周期是一致的，不能對該商品重新分配QR碼代碼，也不能將已分配的QR碼代碼重新分配給新的?；?，即?；稱R碼代碼的使用周期是永久的。

2.1.4.2 簡單性

?；稱R碼編碼應(yīng)簡單、易識別且唯一。

2.1.4.3 可擴(kuò)展性

危化品QR碼編碼應(yīng)具有可擴(kuò)展性與足夠的冗余空間，以確保QR碼系統(tǒng)的升級和可持續(xù)發(fā)展。

2.1.4.4 保密性與安全性

?；稱R碼編碼應(yīng)與安全和加密技術(shù)相結(jié)合，具有保密性和安全性。

2.1.5 編碼規(guī)則

編碼規(guī)則如下所示：

（1）QR碼最小尺寸：根據(jù)包裝大小，QR碼應(yīng)不小于5cm×5 cm。

（2）QR碼分辨率：應(yīng)大于或等于4 mil。

（3）QR碼糾錯等級：H級。

（4）QR碼顏色：條碼模塊為黑色，條碼背景色為白色，背景區(qū)域應(yīng)大于條碼邊緣至少 5 mm。

2.1.6 編碼結(jié)構(gòu)

危化品QR碼編碼由以下信息元素組成：

（1）CAS號：CAS號來源于國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局公布的《危險化學(xué)品目錄（2015版）》中的CAS號，由數(shù)字和“-”組成，位數(shù)不固定，目前最長為12位。

（2）名稱：來源于國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局公布的《危險化學(xué)品（2015版）》中的名稱，由漢字、字母、數(shù)字組成，位數(shù)不固定。

（3） 危害性：由漢字和標(biāo)點符號組成，規(guī)定位數(shù)不超過20位。

（4） 急救措施：由漢字和標(biāo)點符號組成，規(guī)定位數(shù)不超過10位。

各類標(biāo)簽的尺寸、規(guī)格應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一制作。不在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的標(biāo)簽可根據(jù)包裝尺寸進(jìn)行調(diào)整。同一倉庫內(nèi)，相似大小、包裝的?；芬ＷC標(biāo)簽材質(zhì)、顏色、尺寸的統(tǒng)一，相似大小、包裝的?；窐?biāo)識應(yīng)粘貼在包裝的統(tǒng)一位置，粘貼位置要求平整、美觀，保證被標(biāo)識標(biāo)簽涉及的相關(guān)信息符合國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局的要求。該標(biāo)準(zhǔn)僅為意見稿，對于標(biāo)準(zhǔn)的實施與應(yīng)用仍然需要國家的強(qiáng)制推動。

2.2 QR碼編碼實例

QR碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實例如表2所列。

危害性采用漢字模式和字節(jié)模式編碼，編碼過程如表4所列。

其中，“，”采用字節(jié)模式編碼，對應(yīng)的ASCⅡ值為44，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制序列為00101100。急救措施同樣采用漢字模式，編碼過程如表5所列。

在數(shù)據(jù)編碼過程中若需要進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換時，則加入新的模式指示符進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且在數(shù)據(jù)序列之后添加終止符，產(chǎn)生的位流每8位一個碼字，整體構(gòu)成一個數(shù)據(jù)的碼字序列，必要時加入填充字符以填滿版本要求的數(shù)據(jù)碼字?jǐn)?shù)，然后按塊生成相應(yīng)的糾錯碼字，構(gòu)造最終序列。將尋像圖形、分隔符、定位圖形、校正圖形與碼字模塊一起放入矩陣中，之后對圖形進(jìn)行掩模處理，最終生成格式和版本信息，構(gòu)成符號[11]。?；稱R碼編碼流程如圖1所示。

3 結(jié) 語

為了提高危化品倉儲管理的信息化水平，結(jié)合?；穫}庫的實際需求，運(yùn)用QR碼技術(shù)作為危化品倉庫管理的手段之一，制定?；穫}庫QR碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計簡易的QR碼生成過程與掃碼客戶端。?；饭?yīng)商在?；啡霂熘暗卿決R碼生成器，根據(jù)要求填入正確信息后點擊生成QR碼，打印出來貼在?；吠獍b上。因為CAS號的特殊性，每種危化品均具有唯一的QR碼標(biāo)示符，為危化品倉儲的從業(yè)人員快速準(zhǔn)確地識別?；沸再|(zhì)提供了便利。不僅如此，該客戶端也同樣適用于整個?；肺锪鳝h(huán)節(jié)?？蛻舳司唧w的實現(xiàn)操作界面如圖2、圖3所示。

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