模块七:物流信息与电子设备
学习目标:
掌握条码识别原理、条码识别设备、条码打掌握条码识别原理、条码识别设备、条码打
印设备；印设备；
掌握便携式数据采集终端的结构和特点；掌握便携式数据采集终端的结构和特点；
掌握掌握POSPOS、、GPSGPS的组成、特点和应用；的组成、特点和应用；
熟悉和了解各种设备的选用，射频设备的组熟悉和了解各种设备的选用，射频设备的组
成和分类成和分类
第一节 概 述
对对物物流流信信息息进进行行实实时时、、准准确确采采集集，，是是物物流流信信
息自动化管理的要求。息自动化管理的要求。
实实现现自自动动识识别别及及数数据据自自动动录录入入，，就就是是对对商商品品
在在出出库库、、入入库库、、分分拣拣、、运运输输等等过过程程中中的的各各种种信信息息
进进行行及及时时捕捕捉捉，，以以解解决决数数据据录录入入和和数数据据采采集集的的““
瓶瓶颈颈””问问题题..随随着着计计算算机机网网络络技技术术和和信信息息技技术术的的发发
展展，，可可通通过过网网络络系系统统实实现现各各类类物物流流数数据据和和信信息息传传
输，包括日常查询、计划等。输，包括日常查询、计划等。
最广泛的一种信息处理设备最广泛的一种信息处理设备::条形码设备条形码设备
第二节 条码设备
一、条码识别系统:
1． 条形码概述
条形码是由宽度不同、反射率不同
的条和空，按照一定的编码规则(码制)编
制成的，用以表达一组数字或字母符号
信息的图形标识符，即条形码是一组粗
细不同、按照一定的规则安排间距的平
行线条图形。常见的条形码是由反射率
相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)
组成的。
22．条形码识别系统的组成．条形码识别系统的组成::
条码识别
系统
扫描系统 信号整形 译码
光学系统 探测器 信号放大 滤波 波形整形 译码器 通信部分
33．条形码的识别原理．条形码的识别原理
条形码扫描器光源发出的光经过光阑及凸透条形码扫描器光源发出的光经过光阑及凸透
镜，照射到黑白相间的条形码上，反射光经凸镜，照射到黑白相间的条形码上，反射光经凸
透镜聚焦，照射到光电转换器上，于是光电转透镜聚焦，照射到光电转换器上，于是光电转
换器接到与白条和黑条相应的强弱不同的反射换器接到与白条和黑条相应的强弱不同的反射
光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整光信号，并转换成相应的电信号输出到放大整
形电路，由于光电转换器输出的与条形码的条形电路，由于光电转换器输出的与条形码的条
和空相应的电信号较弱，不能直接使用，因而和空相应的电信号较弱，不能直接使用，因而
先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大。先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大。
放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了
避免由条形码中的疵点和污点导致错误信号，避免由条形码中的疵点和污点导致错误信号，
在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转
换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读..
二、光电扫描器
光电扫描器的结构和分类:
结构如图8-2所示。
分类:
按物理形式(如形状、操作方式等)分:
手持固定光束式、
手持移动光束式、
固定安装固定式、
固定安装移动光束式等；
按扫描机理(如扫描方式、光电特性等
) 分:
普通光式光电扫描器、
激光式光电扫描器
电偶合装置式(CCD)光电扫描器等。
区别:
普通光式光电扫描器(如光笔)只能识
读一维条码；
激光式只能识读一维条码和行排式二
维码（如PDF417码）；
CCD图像式不仅可以识读一维条码而
且能识读行排式和矩阵式二维条码。
1．手持固定光束接触式扫描器
这种扫描器的光束是相对固定的，靠
手动接触条码符号才能进行扫描动作。
从外形上看，这种扫描器通常有两种形
状：杆状和手枪状,杆状又称光笔。
其接触符号的头部是由坚固的材料
制作的，如人造宝石球等，具有较好的
耐磨性和透光性。
发光二极管发出的光经过成像聚焦到条形
码符号表面，光点的反射光再经光学系统聚焦
到探测器上，经光电转换形成电信号，电信号
经信号整形后输入译码器。
杆状扫描器的工作原理图
常常将译码器的阅读成功指示器安装在其上面常常将译码器的阅读成功指示器安装在其上面,,
如如LEDLED指示灯或微型蜂鸣器。每次扫描后可以获取指示灯或微型蜂鸣器。每次扫描后可以获取
一个信息，即一个信息，即指示灯是否亮或蜂鸣器是否发出音响，指示灯是否亮或蜂鸣器是否发出音响，
以此判断扫描是否成功。以此判断扫描是否成功。
22．手持固定光束非接触式扫描器．手持固定光束非接触式扫描器
特点特点::靠手动实现扫描的，其扫描光束相对于它的靠手动实现扫描的，其扫描光束相对于它的
物理基座是固定的。在扫描时，扫描器不直接与条物理基座是固定的。在扫描时，扫描器不直接与条
码符号接触，而是与条码符号有一定的距离，因而码符号接触，而是与条码符号有一定的距离，因而
特别适合于软体物品或表面不平物品上的条码符号特别适合于软体物品或表面不平物品上的条码符号
的扫描，同时也能对具有较厚保护膜的条码符号进的扫描，同时也能对具有较厚保护膜的条码符号进
行扫描。行扫描。
这种扫描器存在一定的工作距离范围，
这就要求扫描器的光源较强的发光强度。
扫描器常用白炽灯做光源，也有用发光
二极管做光源的。
操作者在使用前都应进行培训。
3．手持移动光束扫描器
一般采用非接触式，扫描动力由扫描
器内装的机电系统提供，通过转动或振
动多边形棱镜反光装置实现自动扫描。
扫描频率大约每秒40次左右。
主要特点：操作方便，对操作者的技
术要求不高，只要对准条码符号就可以
实现自动扫描。它的扫描首读率和精度
较高。
4．固定安装固定光束扫描器
特点：这是一种安装在某一固定位置的
扫描器，一般采用非接触式扫描。它的光
束相对于物理机座是固定的，工作方式是
利用条码符号相对于扫描器的相对运动来
实现扫描。
具有一定的工作距离和扫描景深。应调
整好扫描距离，并要求条码符号印刷在物
品的合适位置这样才能进行有效的扫描。
这种扫描器有自动完成扫描的，也有手
持条码符号人工完成扫描的。卡槽式扫描
器就是由人工来手持卡片(卡片上印有条码)
，通过移动卡片来完成扫描的，常用于考
勤和保安系统。
使用：应调整好扫描距离。常用于自
动流水线上，用来扫描传送带上的物品。
扫描机会只有一次，要求首读率高。
如卡槽式扫描器就是由人工来手持卡
片(卡片上印有条码)，通过移动卡片来完
成扫描的，常用于考勤和保安系统。
5．固定安装移动光束扫描器
工作原理：这种扫描器安装在固定的
位置上，其工作方式类似于手持移动非
接触式扫描器。它通常是利用转动或振
动多边棱镜而实现自动扫描的。扫描频
率一般为每秒40次左右。
应用：常用于无人操作的环境中，用
来对流水生产线和自动传送带上的，物
体进行分类或对数据进行自动采集，实
现对条码符号的扫描。
这种扫描器的扫描光束可以横向扫描，
也可以纵向扫描。
全角度的固定安装移动光束式扫描器
可不同角度实现扫描。
6．CCD扫描器
CCD扫描器采用了CCD——电荷耦合装置。
CCD元件是一种电子自动扫描的光电转
换器，也叫CCD图像感应器。
通常有两种类型：一种是手持式CCD
扫描器；另一种是固定式CCD扫描器。
CCD工作原理图
CCD CCD扫描器的工作原理扫描器的工作原理：：
使用多个发光二极管固定泛光源照射系统，使用多个发光二极管固定泛光源照射系统，
以照明条码符号；通过平面镜改变光的方向，以照明条码符号；通过平面镜改变光的方向，
再经透镜和光阑等光学系统将条码符号映像再经透镜和光阑等光学系统将条码符号映像
到到CCDCCD元件上。当条码符号映像到光电二极元件上。当条码符号映像到光电二极
管阵列上时，由于条和空的反光强度不同，管阵列上时，由于条和空的反光强度不同，
产生的电信号强度也不同，通过信号整形电产生的电信号强度也不同，通过信号整形电
路把相应的电信号进行放大、整形输出，最路把相应的电信号进行放大、整形输出，最
后形成与条码符号信息相一致的电信号。后形成与条码符号信息相一致的电信号。
CCD扫描器特点：
（1）CCD扫描器操作非常方便；只要在有
效景深的范围内，光源照射到条码符号即
可自动完成扫描，初学者一看就会操作。
（2）对于不易接触的物品，如表面不平的
物品、软体物品、贵重物品、易损伤的物
品等，均能方便地进行阅读。
（3）CCD扫描器无任何运动部件，因此性
能可靠，使用寿命较长。
(4)可内设译码电路，将扫描器和译码器制
成一体。
(5)与激光枪相比具有耗电省、可用电池供
电、体积小、便于携带等优点。
三、条码打印机
条码打印机是一种专用的条码打印设备，
一般为热敏型和热转印型。热敏型需要专
用的热敏纸，热转印型使用碳带。
四、条码扫描器的选择
（1）与条码符号相匹配；
（2）首读率；
（3）工作空间。
五、条码技术在供应链管理中的应用
1．物料管理：
（１）通过进行物料编码和打印条码标
签，不仅便于物料跟踪管理，而且也有
助于做到合理的物料库存准备，提高生
产效率，便于企业资金的合理运用。
（２）利用条码技术对仓库进行基本的
进、销、存管理，有效降低库存成本。
（３）通过产品编码，建立物料质量检
验档案，产生质量检验报告，与采购单
挂钩，建立对供应商的评价档案。
2．仓库管理 ：
（１）货物库存管理。
（２）仓库库位管理，即对存货空间的
管理。
（３）单件货物管理。
（４）精确实现出入库操作。
（５）运输差错处理。
第三节第三节 便携式数据采集器终端便携式数据采集器终端
一、便携式数据采集器终端一、便携式数据采集器终端
便携式数据采集器是集激光扫描、汉字显便携式数据采集器是集激光扫描、汉字显
示、数据采集、数据处理、数据通讯等功能于示、数据采集、数据处理、数据通讯等功能于
一体的高科技产品，是手持式扫描器与掌上电一体的高科技产品，是手持式扫描器与掌上电
脑的功能组合为一体的设备单元。脑的功能组合为一体的设备单元。
基本工作原理是：首先按照用户的应用要基本工作原理是：首先按照用户的应用要
求，将应用程序在经过计算机编制后下载到便求，将应用程序在经过计算机编制后下载到便
携式数据采集器中。便携式数据采集器中的基携式数据采集器中。便携式数据采集器中的基
本数据信息必须通过本数据信息必须通过PCPC的数据库获得，而存储的数据库获得，而存储
的操作结果也必须及时地导入到数据库中。的操作结果也必须及时地导入到数据库中。
数据采集器的产品硬件特点：
1．CPU处理器；
２．手持终端内存；
３．功耗 ；
４．输入设备 ；
５．显示输出；
６．与计算机系统的通讯能力；
７．外围设备驱动能力 。
二、无线数据采集器
直接通过无线网络和PC机，服务器进
行实时数据通讯。
工作过程：数据从无线数据采集器发
出，通过无线网络到达当前无线终端所
在频道AP，AP通过连接的双绞线或同轴
电缆将数据传入有线LAN网，数据最后到
达服务器的网卡端口后进入服务器，然
后服务器将返回的数据通过原路径返回
到无线终端。
特点：实时性强、效率高。
三、数据采集器的选择：
选择原则：
１．适用范围。如果是在大型、立体式的
仓库使用，就应当选择扫描景深大、读取
距离远且首读率较高的采集器。而对于中
小型仓库的使用者，可以选择一些功能齐
备、便于操作的采集器。
２．译码范围。大多数便携式数据采集器
都可以识别FAN码、UPC码等几种甚至十几
种不同码制。在物流企业应用中，还要考
虑：EANl28码、三九码、库德巴码等。
３．接口要求。明确自己原系统的操作环
境、接口方式等情况，再选择适应该操作
环境和接口方式的采集器。
４．对首读率的要求。在物品的库存(盘点
)过程中 ，对首读率的要求并不严格 ，但
在自动分拣系统中，对首读率的要求则很
高。
５．价格。各种便携式数据采集器由于配
置不同、功能不同，其价格也会有很大差
异。
第四节 射频设备
一、射频识别
射频识别系统的组成，一般至少包
括两个部分：①电子标签，英文名称为
Tag；②阅读器，英文名称为Reader。
二、射频识别的分类
1、据采用频率的不同分为：低频系统、
中频系统和高频系统三大类；
2、据电子标签内是否装有电池为其供电
可分为：有源系统和无源系统两大类；
3、据电子标签内保存的信息的注入方式可
分为：集成电路固化式、现场有线改写式
和现场无线改写式三大类；
4、据读取电子标签数据的技术实现手段，
可分为广播发射式、倍频式和反射调制式
三大类。
第五节 POS系统
一、POS结构和功能：
POS （Point of sales）的中文意思是“
销售点”， 指的是销售终端，把它安装在信
用卡的特约商户和受理网点中与计算机联
成网络，就能实现电子资金自动转帐，它
具有支持消费、预授权、余额查询和转帐
等功能，使用起来安全、快捷、可靠。
POS终端设备一般由主控机，凭证打印
机和客户密码键盘三部分构成 。许多POS
终端还配有条形码阅读器、钱箱等部件 。
二、二、POSPOS终端的类型：终端的类型：
POS POS终端分为三种类型：简易授权型专用终终端分为三种类型：简易授权型专用终
端、转账终端和收银式端、转账终端和收银式POSPOS。。
A) A)简易授权型：简易授权型： POS POS主要起到信息传输作用主要起到信息传输作用
，用户，用户((持卡人和特约商户持卡人和特约商户))是通过这种类型的终是通过这种类型的终
端直接跟银行主机进行交易。端直接跟银行主机进行交易。
B) B)转账终端除用作信用卡授权以外，还具有转账终端除用作信用卡授权以外，还具有
查询余额、转账、冲正、清算等多种功能查询余额、转账、冲正、清算等多种功能 。。
C) C)收银式收银式POSPOS是最高档的是最高档的POSPOS，它本身是一，它本身是一
台微机，带钱箱、读卡器、收据打印机及流水账台微机，带钱箱、读卡器、收据打印机及流水账
打印机。这种打印机。这种POSPOS终端，综合了计算机技术、通终端，综合了计算机技术、通
信技术和机械技术，使收款机从早期单纯的信息信技术和机械技术，使收款机从早期单纯的信息
采集工具进化为多功能的信息处理工具。采集工具进化为多功能的信息处理工具。
结
构
越
来
越
复
杂
，
功
能
越
来
越
齐
全
。
结
构
越
来
越
复
杂
，
功
能
越
来
越
齐
全
。
三、三、 POS POS系统的构成与应用：系统的构成与应用：
POS POS系统系统(Point of Sales)(Point of Sales)是销售时点信息管是销售时点信息管
理系统的简称。理系统的简称。POSPOS系统产生于系统产生于7070年代初，它年代初，它
是在原有的键入式电子收款机基础上，得易于是在原有的键入式电子收款机基础上，得易于
自动识别技术的发展，以及条形码的出现和统自动识别技术的发展，以及条形码的出现和统
一，而建立的销售信息管理系统。一，而建立的销售信息管理系统。POSPOS系统的系统的
构成方式多种多样，构成方式多种多样，典型的有独立型和联机型典型的有独立型和联机型
两种方式。两种方式。
11、独立型、独立型(Stand alone)POS(Stand alone)POS系统构成和应用：系统构成和应用：
由由POSPOS终端和外围设备构成。这种终端和外围设备构成。这种POSPOS系统系统
用在商户自动化程度较低的场合，只是起到电用在商户自动化程度较低的场合，只是起到电
子收款机的作用。子收款机的作用。
2、 联机型(on-line)POS系统是一种销售点
电子资金转账服务系统(EFT-POS，E-POS)。
它是指利用银行、商业网点或特约商户的
信用卡授权机，由银行计算机通过公用数
据交换网构成的电子转账服务系统，其功
能是使持卡人在指定销售点购物或消费后，
通过电子扣款或信用记账。
、EFT系统的构成和工作过程：
一般包括三部分：银行主机、通信网
络和金融终端。
、信用卡在POS机上使用：用户持信
用卡支付，POS系统会通过网络与银行联
系，完成授权，实现持卡消费，其过程
如下图所示。发卡银行将信用卡发给持
卡人后，持卡人就可在商户的POS上付款
消费。
当用户将信用卡插入POS的读卡设备，
信用卡的信息以及交易信息就经过POS送
至交换中心(过程③)，经判别后信息转发
至发卡行(过程④)。发卡行将处理结果经
交换中心转回POS，对商户和持卡人授权
(过程⑤与⑥)，实现交易(或拒绝交易)，
完成联机授权过程。
第六节 GPS 系 统
一 、GPS定义：
具有在海、陆、空进行全方位实时三维
导航与定位能力的新一代卫星导航与定位
系统。
二、 GPS定位：
按定位方式，GPS定位分为单点定位和
相对定位(差分定位)。
单点定位就是根据一台接收机的观测数
据来确定接收机位置的方式，它只能采用
伪距测量。
相对定位相对定位((差分定位差分定位))是根据两台以上接收机的是根据两台以上接收机的
观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它
既可采用伪距测量，也可采用相位测量。既可采用伪距测量，也可采用相位测量。
在在GPSGPS观测量中包含了卫星和接收机的时差、观测量中包含了卫星和接收机的时差、
大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时
还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定
位时大部分公共误差被抵消或削弱；因此定位精度位时大部分公共误差被抵消或削弱；因此定位精度
将大大提高将大大提高
三、 GPS系统组成：
GPS系统包括三大部分：空间部分——
GPS卫星星座；地面控制部分——地面监
控系统；用户设备部分——GPS信号接收
机。
11．．GPSGPS卫星星座卫星星座
GPS GPS工作卫星及其星座由工作卫星及其星座由2121颗工作卫星和颗工作卫星和33颗颗在轨备用在轨备用
卫星组成卫星组成GPSGPS卫星星座，记作（卫星星座，记作（21+321+3））GPSGPS星座。必须观星座。必须观
测测44颗颗GPSGPS卫星，计算测站的三维坐标，称为定位星座。卫星，计算测站的三维坐标，称为定位星座。
22．地面监控系统．地面监控系统 ：：
监测和控制卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫监测和控制卫星上的各种设备是否正常工作，以及卫
星是否一直沿设定轨道运行。另一重要作用保持各颗卫星星是否一直沿设定轨道运行。另一重要作用保持各颗卫星
处于同一时间标准处于同一时间标准——GPS——GPS时间系统下。时间系统下。
GPSGPS工作卫星的地面监控系统包括工作卫星的地面监控系统包括: : 一个主控站、一个主控站、
三个注入站和五个监测站。三个注入站和五个监测站。
33．．GPSGPS信号接收机信号接收机
GPS GPS信号接收机用来接收导航卫星发射的信号，信号接收机用来接收导航卫星发射的信号，
并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPSGPS信号信号
进行变换、放大和处理，以便测量出进行变换、放大和处理，以便测量出GPSGPS信号从信号从
卫星到接收机天线的传播时间，解译出卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPSGPS卫星卫星
所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位
置，甚至三维速度和时间。置，甚至三维速度和时间。
四、四、GPSGPS的特点和用途的特点和用途 ：：
１．１．GPSGPS系统在物流方面的应用系统在物流方面的应用
（（11）对自己拥有掌管的车队，物流公司可以通）对自己拥有掌管的车队，物流公司可以通
过监控中心把最新的市场信息反馈给运输车队，过监控中心把最新的市场信息反馈给运输车队，
实现异地配载，从而使销售商更好地服务客户、实现异地配载，从而使销售商更好地服务客户、
管理库存，加快物资和资金的运转，降低各环管理库存，加快物资和资金的运转，降低各环
节的成本，增强国内物流企业的市场竞争力。节的成本，增强国内物流企业的市场竞争力。
（（22）由于本系统可实时监控车辆的运行状况，）由于本系统可实时监控车辆的运行状况，
使运输公司和运输管理部门足不出户，就对目使运输公司和运输管理部门足不出户，就对目
前道路上运行的货运车辆情况了如指掌，并可前道路上运行的货运车辆情况了如指掌，并可
根据车辆的速度、方向和离目标的距离，判断根据车辆的速度、方向和离目标的距离，判断
货运车辆到达的时间，提前做好接车准备，节货运车辆到达的时间，提前做好接车准备，节
约时间、成本，大大提高工作效率。约时间、成本，大大提高工作效率。
（（33）物流公司可利用本系统对车辆和货物装载情况）物流公司可利用本系统对车辆和货物装载情况
进行实时调查，掌握第一手资料。并可根据实际情进行实时调查，掌握第一手资料。并可根据实际情
况，对发车时间和数量进行调整，从而有利于车辆况，对发车时间和数量进行调整，从而有利于车辆
的调度和管理，降低运营成本。的调度和管理，降低运营成本。
（（44）在安全保障方面，通过车载单元的报警和通话）在安全保障方面，通过车载单元的报警和通话
装置，可及时处理意外事故，保证行车安全。装置，可及时处理意外事故，保证行车安全。
（（55）通过）通过GPSGPS定位系统和电子地图的结合，货车司定位系统和电子地图的结合，货车司
机可方便的知道自己目前所在地理位置，即使在陌机可方便的知道自己目前所在地理位置，即使在陌
生的城市也不会迷路，迅速到达目标地点，减少运生的城市也不会迷路，迅速到达目标地点，减少运
输时间，提高工作效率。输时间，提高工作效率。
２．GPS系统的特点
（1）功能多、精度高、覆盖面广，在全
球任何位置均可进行车辆的位置监控工
作，充分保障网络GPS所有用户的要求都
能够得到满足；
（2）定位速度快，有力地保障了物流运
输企业能够在业务运作上提高反应速度，
降低车辆空驶率，降低运作成本，满足
客户需要；
（3）信息传输采用GSM等公用数字移动
通信网，具有保密性高、系统容量大、
抗干扰能力强，漫游性能好、移动业务
数据可靠等优点；
（4）构筑在国际互联网这一最大的网上
公共平台上，具有开放度高、资源共享
程度高等优点。
综合练习：
1、条码识别系统主要由哪些部分组成？
2、简述条形码的识别原理。如何正确选
择条码扫描器？
3、GPS系统由哪些部分组成？
4．简述GPS系统的用途。
