條形(xíng)碼，二維(wéi)碼(mǎ)和RFID數據采集方(fāng)法(fǎ)的(dí)比較(jiào)

前言(yán)

隨著中國(guó)物聯(lián)網的(dí)飛(fēi)速(sù)發(fā)展(zhǎn)，物聯網已(yǐ)經滲透(tòu)到各(gè)個領域(yù)，在工(gōng)業(yè)領域(yù)的應用也非常普遍(biàn)。物聯網區別於(yú)互聯網在於(yú)它通過感(gǎn)知層(céng)連接物理(lǐ)世界(jiè)和(hé)信息世(shì)界(jiè)，感(gǎn)知層(céng)的數據采(cǎi)集是物聯(lián)網應用(yòng)層進行(háng)可(kě)靠，精準(zhǔn)數據(jù)挖(wā)掘(jué)的技(jì)術基礎。數據采(cǎi)集是物聯(lián)網感知層最關鍵的(dí)技術(shù)，目前常用(yòng)的數(shù)據采集(jí)方法有(yǒu)條形碼(mǎ)，二(èr)維碼和RFID技術(shù)。本(běn)文(wén)比較了(liǎo)物(wù)聯網(wǎng)中這(zhè)3種(zhǒng)關(guān)鍵(jiàn)數(shù)據采集方(fāng)法的各(gè)自(zì)特(tè)點(diǎn)。

一，3種數據采集方(fāng)式原理介紹(shào)

　　1. 關於(yú)條(tiáo)形(xíng)碼

我(wǒ)們在(zài)超(chāo)市買東西時，就可(kě)以(yǐ)見(jiàn)到(dào)。在我(wǒ)們(mén)生活中(zhōng)應用(yòng)十分普遍(biàn)。它是一(yī)種由黑(hēi)白相(xiāng)間的條紋組成(chéng)的(dí)圖(tú)案，其中黑(hēi)色部(bù)分(fēn)稱(chēng)為(wéi)“條(tiáo)”白色(sè)的(dí)稱為(wéi)“空(kōng)”。條(tiáo)和空(kōng)分別用(yòng)來代表(biǎo)0或1，從而(ér)不(bù)同粗細(xì)條(tiáo)紋(wén)間(jiān)的相(xiāng)互(hù)組合，便(biàn)代(dài)表(biǎo)了(liǎo)不(bù)同(tóng)的(dí)編(biān)碼(mǎ)信息。利用(yòng)二(èr)進(jìn)位的(dí)編碼(mǎ)，可以表示數字(zì)，字符和符號(hào)信(xìn)息。

條(tiáo)形(xíng)碼需要使用(yòng)專(zhuān)門(mén)儀器進行識別(bié)，即掃(sǎo)描槍。條(tiáo)形碼(mǎ)中條和(hé)空對相(xiāng)同光(guāng)綫的(dí)反射率(shuài)不同(tóng)，各自的反(fǎn)射(shè)光(guāng)強(qiáng)度也不一樣(yàng)。條形碼掃描槍利(lì)用該原理，通(tōng)過(guò)光學(xué)傳感器檢測(cè)來(lái)自不同發射區(qū)的不(bù)同反射光(guāng)，對(duì)條形碼(mǎ)進(jìn)行識別。條形(xíng)碼標簽可以用(yòng)普通(tōng)紙打(dǎ)印，也可(kě)以使用專(zhuān)門(mén)的(dí)標簽(qiān)紙(zhǐ)打(dǎ)印。

　　2.關(guān)於二維碼

二(èr)維(wéi)碼(mǎ)可(kě)以看作條形碼的升級(jí)版。條(tiáo)形碼是一維的(dí)，它隻有橫向記錄(lù)信息(xī)，縱(zòng)向是不記錄(lù)信息(xī)的(dí)，縱向(xiàng)剪短，記錄的信息(xī)不受(shòu)影(yǐng)響(xiǎng)。二(èr)維碼是二維的，兩個(gè)方向都(dū)記錄(lù)信息。

二(èr)維(wéi)碼也利用(yòng)二進(jìn)製(zhì)表(biǎo)示信息的(dí)。二(èr)維(wéi)碼(mǎ)就是(shì)把信(xìn)息翻譯成黑白(bái)小(xiǎo)方塊，然後組成一個大(dà)方塊(kuài)。相(xiāng)比(bǐ)於隻在(zài)一個(gè)維度上(shàng)，攜帶(dài)信(xìn)息(xī)的條(tiáo)形碼，二(èr)維碼在兩(liǎng)個(gè)維(wéi)度上(shàng)都(dū)攜帶了(liǎo)信(xìn)息(xī)，也就做(zuò)成(chéng)了(liǎo)這個(gè)方塊(kuài)狀(zhuàng)的樣(yàng)子。在二(èr)維碼(mǎ)編碼中(zhōng)，白色小方塊(kuài)表(biǎo)示0，黑色(sè)小方塊表示(shì)1。用(yòng)二進(jìn)製編碼(mǎ)表(biǎo)示了數(shù)字，字母，符號和(hé)漢字信息(xī)。所(suǒ)有二維(wéi)碼角上(shàng)都(dū)有三(sān)個(gè)相(xiāng)同(tóng)的(dí)方塊，是用(yòng)來給(gěi)掃描定位(wèi)的，不管(guǎn)正著掃，倒著掃(sǎo)，還(huán)是斜(xié)著(zhuó)掃，掃(sǎo)出(chū)來的結(jié)果都是一樣的。

　　3.關(guān)於RFID

RFID和(hé)條(tiáo)形(xíng)碼(mǎ)，二(èr)維(wéi)碼(mǎ)不同，條(tiáo)形(xíng)碼和二維碼(mǎ)都可以認(rèn)為(wéi)是(shì)打(dǎ)印(yìn)在紙(zhǐ)片(piàn)上的圖案，編碼在(zài)圖案(àn)上的黑(hēi)白條(tiáo)或黑白(bái)格(gé)子(zǐ)裏，沒(méi)有(yǒu)芯(xīn)片。RFID是電子標(biāo)簽(qiān)，信息(xī)是(shì)保存在(zài)芯(xīn)片裏的，芯片可(kě)以(yǐ)讀寫(xiě)。使(shǐ)用(yòng)的(dí)打(dǎ)印機也(yě)是專門的打印機，能夠在(zài)芯片(piàn)上寫入信(xìn)息。

RFID係(xì)統的(dí)工作原(yuán)理(lǐ)：閱(yuè)讀器或(huò)者手持(chí)機將(jiāng)要發送的信息，經編(biān)碼後加(jiā)載(zǎi)在(zài)某(mǒu)一頻率的(dí)載波信(xìn)號上(shàng)經天(tiān)綫向(xiàng)外發(fā)送(sòng)，進入閱(yuè)讀器工作區(qū)域的電(diàn)子(zǐ)標簽接(jiē)收(shōu)此脈衝(chōng)信(xìn)號(hào)。可(kě)以讀取RFID標(biāo)簽(qiān)中信(xìn)息，或者向其中(zhōng)寫入(rù)信息。標簽(qiān)可以(yǐ)寫入信息，這(zhè)是RFID技術(shù)的一(yī)大(dà)優勢，條(tiáo)形(xíng)碼和(hé)二維(wéi)碼打印後(hòu)，隻能(néng)讀(dú)取，不能再次寫(xiě)入信息。

RFID電(diàn)子標簽：由芯片(piàn)及內(nèi)置(zhì)天(tiān)綫組(zǔ)成。芯片(piàn)內保存有(yǒu)一定格(gé)式的(dí)電(diàn)子(zǐ)數據，作為待識別物(wù)品的標識(shí)性(xìng)信(xìn)息，是(shì)射頻(pín)識別(bié)係(xì)統(tǒng)真正(zhèng)的數據(jù)載(zǎi)體。內置(zhì)天綫用於和射(shè)頻天綫間進行通(tōng)信。

RFID技術的(dí)產(chǎn)品有三(sān)大類：無(wú)源RFID產品，有(yǒu)源(yuán)RFID產品(pǐn)，半有源RFID產品(pǐn)。無源RFID產品(pǐn)沒(méi)有(yǒu)電池，有源(yuán)RFID產(chǎn)品和半有(yǒu)源RFID產(chǎn)品都(dū)有(yǒu)電池(chí)，半有源(yuán)RFID產品電池功(gōng)率小，不與讀(dú)寫(xiě)器通(tōng)訊(xùn)時(shí)依靠(kào)自身(shēn)電池能(néng)量維持待激(jī)活狀(zhuàng)態。

　　二(èr)，3種數(shù)據(jù)采(cǎi)集(jí)方式應(yīng)用(yòng)特(tè)點(diǎn)比(bǐ)較(jiào)

　　1.條(tiáo)形(xíng)碼(mǎ)

條形(xíng)碼可以(yǐ)用(yòng)來表(biǎo)示數字(zì)，英文和(hé)符號(hào)，但不(bù)能表(biǎo)示(shì)漢字(zì)。它隻有(yǒu)橫(héng)向(xiàng)記(jì)錄信息(xī)，但縱向不記錄信息，有(yǒu)一(yī)定抗破(pò)壞能力。縱(zòng)向破(pò)壞一部分，隻要(yào)橫(héng)向(xiàng)完整(zhěng)，就能(néng)讀取(qǔ)出對(duì)應(yīng)的信息。

條(tiáo)形碼(mǎ)輸入速度快：與鍵盤(pán)輸入相比，條(tiáo)形碼輸入的速(sù)度(dù)是鍵盤輸入(rù)的(dí)5倍(bèi)。條(tiáo)形(xíng)碼掃(sǎo)描速(sù)度(dù)快於二(èr)維(wéi)碼。

條形碼標(biāo)簽(qiān)易於製作，如果不需要粘(nián)貼(tiē)，普(pǔ)通(tōng)紙就可(kě)以，且掃(sǎo)描設(shè)備(bèi)也相對(duì)便宜(yí)。

條形碼可以(yǐ)應於物料管理(lǐ)，生產管理，超(chāo)市(shì)等(děng)領域。

　　2.二(èr)維碼

與條形(xíng)碼相比(bǐ)，二(èr)維碼(mǎ)可以表示(shì)漢字(zì)，這是一(yī)大(dà)優(yōu)點(diǎn)。它(tā)的(dí)表示(shì)信息也高(gāo)於(yú)條形(xíng)碼(mǎ)，傳(chuán)統(tǒng)的條形(xíng)碼(mǎ)隻能處(chǔ)理(lǐ)20位(wèi)左右的信(xìn)息量，與之相比(bǐ)，二(èr)維(wéi)碼可(kě)處理條形(xíng)碼(mǎ)的幾十倍到(dào)幾百倍的信息量。

二維碼也便(biàn)於(yú)手機掃描，這(zhè)個(gè)優點使得(dé)手機(jī)支付變得(dé)非常(cháng)普遍。今天(tiān)我們在市場(cháng)買東西(xī)，幾(jī)乎所(suǒ)有支付(fù)都可(kě)以(yǐ)通過(guò)掃(sǎo)描(miáo)收(shōu)款二維(wéi)碼(mǎ)完成(chéng)。

二維碼也(yě)有(yǒu)一(yī)定(dìng)糾錯(cuò)能(néng)力，最多可(kě)以糾錯(cuò)約30%，少量破壞也能(néng)讀取(qǔ)信(xìn)息。

二維碼從(cóng)任(rèn)一方向(xiàng)均可快速讀(dú)取。其奧(ào)秘就在於它的3處(chǔ)定位圖案(àn)，可(kě)以(yǐ)幫助二維(wéi)碼(mǎ)碼不受(shòu)背景(jǐng)樣式(shì)的影響，實(shí)現快速穩(wěn)定的讀取。

　　3.RFID

不論條形碼，還是(shì)二維碼一次隻(zhī)能(néng)讀(dú)取一個標簽內(nèi)容，而使用RFID技術，一(yī)次可以讀取多個(gè)標簽，讀取(qǔ)效率大為提高(gāo)，這(zhè)是RFID一個(gè)優(yōu)勢，也因為該(gāi)優(yōu)勢(shì)，它在很多(duō)場(cháng)合(hé)取代了條(tiáo)形碼。

RFID有不(bù)同(tóng)頻(pín)率(shuài)，從(cóng)工作頻段(duàn)來(lái)分的話(huà)可(kě)分(fēn)為(wéi),低頻(125Khz~134Khz),高(gāo)頻(13.56Mhz),超高頻(pín)(860MHz~928Mhz全球各(gè)標(biāo)準(zhǔn)不(bù)一),微波(2.45Ghz，5.8Ghz)。頻率越(yuè)高，傳(chuán)播距(jù)離(lí)越(yuè)遠(yuǎn)，但(dàn)是繞(rào)射(shè)或穿透(tòu)能力較弱。

RFID標簽(qiān)則可(kě)以(yǐ)重復地(dì)新增(zēng)，修改，刪除RFID卷標內儲存的數據，方(fāng)便信息的更新(xīn)。

在被覆(fù)蓋(gài)的(dí)情況下(xià)，RFID能夠穿透紙張，木(mù)材和塑料等非金屬(shǔ)或非透(tòu)明(míng)的材(cái)質，並能(néng)夠進(jìn)行穿(chuān)透性通信。而條(tiáo)形(xíng)碼掃(sǎo)描器(qì)材必須在近(jìn)距(jù)離而(ér)且沒有(yǒu)物(wù)體阻(zǔ)擋的(dí)情況(kuàng)下，才可以(yǐ)辨讀條(tiáo)形碼。

三，成本比(bǐ)較(jiào)

企業的信息化必(bì)定(dìng)需要(yào)投入一定(dìng)的(dí)成(chéng)本，就(jiù)數(shù)據(jù)采集而(ér)言(yán)，也是一樣(yàng)，無論(lùn)是(shì)采用條(tiáo)形碼(mǎ)，二(èr)維(wéi)碼(mǎ)還是RFID都(dū)需要投入一(yī)定(dìng)成(chéng)本。

條形碼，二(èr)維(wéi)碼(mǎ)和RFID成本主要是(shì)4個方麵：(1)標(biāo)簽(qiān)成(chéng)本;(2)打(dǎ)印(yìn)機成本;(3)采集(jí)設備(bèi)成(chéng)本(běn);(4)軟(ruǎn)件(jiàn)成本。前(qián)3項都屬於硬(yìng)件成(chéng)本(běn)，我(wǒ)們重點探討硬件(jiàn)投入。

總體來(lái)說(shuō)，條形(xíng)碼投入(rù)最小，RFID投入(rù)最(zuì)大。企業(yè)可以(yǐ)根(gēn)據自(zì)己(jǐ)的(dí)需求(qiú)和成本(běn)預算選(xuǎn)擇(zé)適合的數(shù)據(jù)采(cǎi)集方式(shì)。下(xià)麵分別介紹(shào)各自(zì)的(dí)成本。

　　1.關於條形碼

條(tiáo)形碼的(dí)標簽(qiān)可以(yǐ)用普(pǔ)通打(dǎ)印紙(zhǐ)，也可(kě)以用專門的(dí)標(biāo)簽紙。專門(mén)的標簽紙(zhǐ)背麵(miàn)帶(dài)膠，便(biàn)於粘(nián)附在其(qí)它商品(pǐn)上。每張(zhāng)標簽(qiān)的(dí)成(chéng)本可以低(dī)於1分錢(qián)。

如(rú)果(guǒ)條形碼(mǎ)標簽(qiān)是普通(tōng)紙(zhǐ)，用普通的(dí)打(dǎ)印機就可以(yǐ)打印條形碼。如果使用(yòng)專門(mén)標簽(qiān)紙打(dǎ)印條(tiáo)形碼標簽，一個熱(rè)敏紙(zhǐ)打(dǎ)印機成(chéng)本(běn)幾百元。

條形碼的采(cǎi)集設備(bèi)，可以分成兩類。第一種是本(běn)身(shēn)隻(zhī)能掃描，不能(néng)輸入數(shù)字等信息。我們(mén)在超市見(jiàn)到(dào)的條(tiáo)碼(mǎ)槍一般就(jiù)是這(zhè)種，這(zhè)種(zhǒng)條(tiáo)碼槍本(běn)身不能存(cún)儲信息，掃(sǎo)描時條碼槍必須(xū)連(lián)接在計(jì)算機上，超(chāo)市店員掃描商(shāng)品條(tiáo)形碼後，知(zhī)道(dào)商品(pǐn)名稱和(hé)價格(gé)，在計算機上錄入(rù)商品(pǐn)數(shù)量。這種條(tiáo)碼槍(qiāng)價(jià)格(gé)可(kě)以低(dī)至(zhì)100元。

第二種(zhǒng)條碼槍本身(shēn)帶(dài)存儲功能(néng)，也能(néng)夠輸入(rù)數字等信息。這種條(tiáo)碼槍也可以叫盤點機或(huò)PDA, 它們掃描時，不需要連(lián)接(jiē)計算(suàn)機，可以(yǐ)直(zhí)接在上麵完(wán)成數字等(děng)信息(xī)錄入(rù)，掃描之後信息(xī)再(zài)傳(chuán)到(dào)計算(suàn)機上。這(zhè)種條碼槍(qiāng)價(jià)格可以(yǐ)低(dī)至700元(yuán)。

　　2.二維碼(mǎ)

二維碼的(dí)標簽打印和條形碼(mǎ)類似(sì)，看(kàn)具體(tǐ)需求，可(kě)以(yǐ)用普通(tōng)紙，也可(kě)以(yǐ)專門標(biāo)簽紙(zhǐ)。標簽紙(zhǐ)可以(yǐ)低(dī)至(zhì)1分(fēn)錢(qián)。

如(rú)果二(èr)維碼標簽是普通紙，用普通的(dí)打(dǎ)印(yìn)機就可以(yǐ)打(dǎ)印(yìn)條(tiáo)形(xíng)碼。如果(guǒ)使(shǐ)用專(zhuān)門標簽紙打印(yìn)條形(xíng)碼(mǎ)標簽，一個熱敏(mǐn)紙打印(yìn)機成本(běn)幾(jī)百(bǎi)元(yuán)。

二維(wéi)碼(mǎ)的(dí)數(shù)據(jù)采集(jí)設備(bèi)和條形碼類(lèi)似，也是可(kě)以分(fēn)成(chéng)兩類。第(dì)一(yī)類是(shì)掃(sǎo)描(miáo)時(shí)需(xū)要連接(jiē)計(jì)算機(jī)的(dí)，金額可(kě)以(yǐ)低(dī)至(zhì)100元(yuán)。第二類是(shì)可以(yǐ)手持(chí)獨立掃描的(dí)，比(bǐ)隻(zhī)能掃(sǎo)描(miáo)條(tiáo)形(xíng)碼設備稍貴，最低(dī)1000元左右(yòu)。

3.RFID

RFID的標(biāo)簽是含有(yǒu)芯(xīn)片的，自然比條形碼，二維碼(mǎ)都要貴。RFID標(biāo)簽又可以分(fēn)為不(bù)帶電源和帶電(diàn)源(yuán)的(dí)，帶(dài)電(diàn)源的成(chéng)本(běn)高(gāo)於(yú)不帶電(diàn)源的(dí)。不(bù)帶電(diàn)源(yuán)的(dí)RFID標(biāo)簽(qiān)價格可(kě)以(yǐ)低至(zhì)1元(yuán)之內，帶電源的RFID標(biāo)簽(qiān)可以5元(yuán)之內。

RFID標(biāo)簽打印機具有(yǒu)往(wǎng)芯(xīn)片內(nèi)寫入(rù)信息的(dí)功能，價格也(yě)高(gāo)於普通打(dǎ)印機(jī)，一般(bān)要超(chāo)過(guò)5000元。

RFID手(shǒu)持機可(kě)以讀取(qǔ)RFID芯(xīn)片內(nèi)容，也(yě)能往芯(xīn)片(piàn)內(nèi)寫入信息。它(tā)的價(jià)格(gé)也(yě)要高於(yú)條形碼(mǎ)，二維(wéi)碼的手(shǒu)持(chí)機，一(yī)般超過2000元(yuán)。RFID手(shǒu)持機(jī)使用(yòng)時(shí)，可(kě)以(yǐ)單(dān)獨使用(yòng)，采購數(shù)據(jù)後再傳(chuán)輸到電(diàn)腦。RFID還有必須(xū)連接電腦(nǎo)使用的讀(dú)寫器，便(biàn)宜(yí)的(dí)讀寫器幾百(bǎi)元(yuán)。

四，標(biāo)簽製作(zuò)方(fāng)法比較(jiào)

　　1.關於條形碼(mǎ)製作(zuò)

條形(xíng)碼(mǎ)可(kě)以通過(guò)專門軟(ruǎn)件(jiàn)，例如NiceLabel Pro軟(ruǎn)件(jiàn)可以將(jiāng)數字，字母變成(chéng)條(tiáo)形(xíng)碼，它(tā)也支(zhī)持通(tōng)過Excel導入批(pī)量(liáng)生成條形碼。

Excel也可以製(zhì)作條形碼，需要(yào)下載條形碼(mǎ)字體，例如(rú)C39HrP24DMTt就是一種條形碼(mǎ)字體(tǐ)，對數字或字母選擇該字體，就形成了(liǎo)對應(yīng)的條(tiáo)形(xíng)碼(mǎ)。

 

　　2.關於二維(wéi)碼製(zhì)作

二(èr)維碼(mǎ)可(kě)以通(tōng)過專(zhuān)門(mén)軟(ruǎn)件製作(zuò)，Excel 2010以上版(bǎn)本也可以製作二(èr)維(wéi)碼(mǎ)。

因(yīn)為Excel最常(cháng)用，用它來(lái)製(zhì)作(zuò)二維碼(mǎ)也(yě)最(zuì)便(biàn)捷。如果用Excel製(zhì)作(zuò)二(èr)維(wéi)碼，基(jī)本步驟(zhòu)如下(xià)：

(1)單擊(jī)【開發工具(jù)】-【插(chā)入(rù)】，選(xuǎn)擇(zé)“其他控件(jiàn)”

(2)在(zài)“其他控件”對(duì)話框裏(lǐ)，選擇'Microsoft Barcode Control 16.0'，單擊【確定(dìng)】

(3)選擇“條(tiáo)形碼樣(yàng)板(bǎn)”，右(yòu)擊(jī)鼠(shǔ)標，選(xuǎn)擇(zé)Microsoft Barcode Control 16.0對象，單擊“屬(shǔ)性”，類型(xíng)框選擇'11-QR-Code'，其它(tā)參數保持(chí)係(xì)統默(mò)認，最(zuì)後，單(dān)擊(jī)【OK】

(4)選(xuǎn)擇“二維碼(mǎ)樣(yàng)板”，單擊【屬性】，在'LinkedCell'中輸入(rù)保存輸入的(dí)單(dān)元(yuán)格，例(lì)如A1,B2。

　　3.關於RFID製(zhì)作

使(shǐ)用(yòng)Bartender軟(ruǎn)件配(pèi)合專(zhuān)門(mén)打印(yìn)機可以(yǐ)將信息(xī)寫入RFID芯(xīn)片(piàn)，Bartender軟(ruǎn)件也(yě)可以(yǐ)打(dǎ)印(yìn)條(tiáo)形碼(mǎ)和二維(wéi)碼(mǎ)。

　　後記

企(qǐ)業在信(xìn)息(xī)化進程(chéng)中選(xuǎn)擇(zé)方(fāng)案時，不能(néng)隻考(kǎo)慮(lǜ)技(jì)術的先(xiān)進性(xìng)，最重(zhòng)要(yào)的必須考慮(lǜ)企(qǐ)業(yè)的實(shí)際(jì)需求(qiú)。要(yào)分析滿足(zú)企業需求有幾種方案，每種(zhǒng)方(fāng)案有(yǒu)什(shí)麼特點(diǎn)，各種方案成本都(dū)是(shì)多少(shǎo)。日月條碼(mǎ)分析了物聯網數(shù)據(jù)采集最常用(yòng)的(dí)3種技(jì)術(shù)方案特(tè)點，供(gōng)企(qǐ)業選(xuǎn)擇方案時(shí)參照。