朱滄++張軍++張超++李源

摘要：企業(yè)生產(chǎn)信息化關(guān)鍵在于解決各種信息孤島問題，實現(xiàn)信息流的貫通，同時結(jié)合各種形式的自動識別技術(shù)，實現(xiàn)信息流與實物流的一致性，提高信息的準(zhǔn)確性和生產(chǎn)效率。首先分析二維碼的特點，然后提出基于二維碼的系統(tǒng)集成方案，著重描述條碼系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)接口管理和標(biāo)簽打印管理的設(shè)計，最后給出以條碼系統(tǒng)為集成中介的集成模型。對解決生產(chǎn)信息系統(tǒng)的集成問題，有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)信息化 ；二維碼；系統(tǒng)集成

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）11-0172-03

1引言

隨著自動化和信息技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，生產(chǎn)業(yè)務(wù)原來的針對各個局部應(yīng)用領(lǐng)域建設(shè)起來的經(jīng)典的應(yīng)用系統(tǒng)，因數(shù)據(jù)固化在自身系統(tǒng)內(nèi)，不能實現(xiàn)信息的自動共享和二次使用，需要被整合；信息系統(tǒng)集成問題，尤其是生產(chǎn)業(yè)務(wù)過程的信息系統(tǒng)集成問題，成為快速提高企業(yè)競爭力和管理水平的關(guān)鍵突破點。以航空電子生產(chǎn)企業(yè)為例，支撐業(yè)務(wù)過程和局部領(lǐng)域應(yīng)用的信息化系統(tǒng)包括：物資采購管理、元器件篩選管理、檢驗管理、庫房管理、制造執(zhí)行管理、裝配管理、調(diào)試管理、試驗管理等過程管理系統(tǒng)。這些系統(tǒng)多為各個業(yè)務(wù)部門根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求陸續(xù)引進(jìn)的，在業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面自有特點，長期積累了大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)不能共享給其他系統(tǒng)使用，形成多個“信息孤島”。在生產(chǎn)業(yè)務(wù)量放大的前提下，比起在更高層次的業(yè)務(wù)模型框架指導(dǎo)下推倒重建，推廣使用自動識別技術(shù)和進(jìn)行系統(tǒng)整合、集成是兩種向效率求效益的快速簡便的方式。

2 二維碼技術(shù)

二維碼是一種自動識別技術(shù)。自動識別技術(shù)將識別分成了三個階段：信息封裝、信息傳輸和信息識別[1]。信息封裝是指通過對物體的直觀信息進(jìn)行抽象，轉(zhuǎn)化為可編碼的文字、圖像等形式，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，最后存儲在特定的信息載體中，而這些載體是信息最終的傳播形式，之后通過特定的識別設(shè)備對信息載體進(jìn)行讀取，通過解碼來得到信息。相對模式識別而言，自動識別技術(shù)雖然增加了信息封裝并需要借助信息載體來進(jìn)行信息傳輸，但是卻大大提高了識別效率。

二維碼編碼的主要流程為數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)編碼、生成糾錯碼、在矩陣中設(shè)置各個信息塊、添加掩模。增加掩模操作是為了提高可讀性；二維碼解碼過程大體上可以分為五個步驟：圖像預(yù)處理、定位與校正、讀取數(shù)據(jù)、糾錯以及譯碼。其中圖像預(yù)處理主要對采集的圖像進(jìn)行灰度化，使圖像更清晰；定位與校正負(fù)責(zé)在圖像中找到二維碼圖形的準(zhǔn)確位置，求得圖形四個頂點的坐標(biāo)值，同時得到二維碼的尺寸、所覆蓋的區(qū)域范圍、邊緣位置等信息，將數(shù)據(jù)字節(jié)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制位流；讀取數(shù)據(jù)是將位流轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，并解析出數(shù)據(jù)和糾錯信息；數(shù)據(jù)糾錯則使用糾錯算法對讀出的信息進(jìn)行計算，得到正確的數(shù)據(jù)；最后根據(jù)約定好的或標(biāo)準(zhǔn)的譯碼程序進(jìn)行譯碼，得到二維碼實際代表的數(shù)據(jù)。

與其他自動識別技術(shù)相比，二維碼的特點是成本低、可靠性高、采集速度快、識別設(shè)備簡單，隨著標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、方便移動設(shè)備編碼及識別使用的QR碼在航空客運、鐵路運輸、物流、廣告、通訊、娛樂等多個領(lǐng)域推廣應(yīng)用，在企業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域使用二維碼標(biāo)記實物的條件已經(jīng)成熟。

3 以二維碼為中間介質(zhì)的集成模型

以二維碼為中間介質(zhì)，直接進(jìn)行系統(tǒng)集成，目前使用較為廣泛[2]。采用二維碼作為中間介質(zhì)的集成方式進(jìn)行集成，需要兩個系統(tǒng)約定好集成的界面，即二維碼所代表的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)格式。這樣，兩個系統(tǒng)之間沒有直接關(guān)系，只需分別按照約定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行編制、打印、解析和存儲二維碼包含的數(shù)據(jù)即可。如圖1所示。

圖1 二維碼為中間介質(zhì)的集成模型

直接以二維碼為中間介質(zhì)進(jìn)行集成，其特點是快速、直接，要求兩個系統(tǒng)功能修改方便，即開發(fā)人員對系統(tǒng)代碼熟悉程度高，要求生成二維碼的系統(tǒng)的打印功能模塊開放性較高，方便將二維碼圖型附加在標(biāo)簽之上進(jìn)行打印。限制是只能進(jìn)行端到端的集成，且每次集成都需要進(jìn)行大量的系統(tǒng)改造，不適用于封閉性較高的系統(tǒng)，于是引出以條碼系統(tǒng)為中間介質(zhì)的集成方法。

4 以條碼系統(tǒng)為中間介質(zhì)的集成模型

4.1 條碼系統(tǒng)

將上述集成模型中的編碼規(guī)則管理、打印格式定義、二維碼標(biāo)簽生成、二維碼解析等功能通用化，并合并成條碼系統(tǒng)，條碼系統(tǒng)將通過定義標(biāo)準(zhǔn)格式的WebService接口與被集成系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互[3]。以條碼系統(tǒng)為中間介質(zhì)的集成方式是在以二維碼為中間介質(zhì)的集成方式基礎(chǔ)上發(fā)展而來，兩者在使用方式和標(biāo)記實物方式等方面幾乎相同，具體的區(qū)別對用戶透明。

條碼系統(tǒng)功能包括編碼規(guī)則管理、條碼分類管理、條碼定義管理、標(biāo)準(zhǔn)接口管理、標(biāo)簽打印管理、系統(tǒng)管理等功能。其中編碼規(guī)則、條碼分類、條碼定義這三個功能負(fù)責(zé)對條碼本身的各個方面進(jìn)行管理，如碼段定義、編碼規(guī)則、屬性定義、條碼類型等功能，這些功能以及系統(tǒng)管理功能是標(biāo)準(zhǔn)的條碼管理的功能，不需要贅述。條碼系統(tǒng)的特殊體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)接口管理和標(biāo)簽打印管理上。

條碼系統(tǒng)的運行方式圖2所示。

圖2 條碼系統(tǒng)運行模型

4.2 標(biāo)準(zhǔn)接口管理

標(biāo)準(zhǔn)接口管理模塊定義了4個標(biāo)準(zhǔn)WebService的傳輸接口，分別是：

表1 條碼系統(tǒng)WebService接口列表

[接口

名稱＼&接口說明＼&傳入

參數(shù)＼&傳出參數(shù)＼&importData＼&傳入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)＼&XML字符串＼&驗證格式，格式正確，存儲數(shù)據(jù)，返回成功代碼；反之返回錯誤代碼＼&imageData＼&傳入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)，返回條碼圖片＼&XML字符串＼&驗證格式，格式正確，存儲數(shù)據(jù)，返回條碼圖片數(shù)據(jù)流；反之返回錯誤代碼＼&exportData＼&傳入條碼編碼，返回對應(yīng)數(shù)

據(jù)項＼&條碼編碼＼&驗證格式，格式正確，返回數(shù)據(jù)XML字符串；反之返回錯誤代碼＼&findBarcode＼&傳入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)查找該數(shù)據(jù)對應(yīng)條碼并返回＼&XML字符串＼&驗證格式并查找信息，格式正確并找到對應(yīng)數(shù)據(jù)，返回代表條碼值的字符串，反之返回錯誤碼＼&]

上表描述的XML字符串符合約定的標(biāo)準(zhǔn)格式規(guī)則，按照該格式規(guī)則編制的XML字符串將作為兩系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⑤d體[4]。XML字符串有固定的數(shù)據(jù)組成格式，包括列表和父子表兩種格式的數(shù)據(jù)，列表形式數(shù)據(jù)格式簡單，此處不贅述；而父子表形式數(shù)據(jù)的格式如下：

[ //數(shù)據(jù)類型的標(biāo)記

XXXX-001

<名稱>CPU模塊

…… //父子表中父表所有數(shù)據(jù)

//子表標(biāo)記

//子表數(shù)據(jù)類型的標(biāo)記

AXXX-001

A型電阻

XXXX-001 //用于表明父子關(guān)聯(lián)關(guān)系的標(biāo)記

XXXX-001

//每類子表數(shù)據(jù)使用一個標(biāo)簽

…… //子表所有數(shù)據(jù)

XXXX-001

＼&]

其中，、是數(shù)據(jù)類型的標(biāo)記，由該標(biāo)記可確定數(shù)據(jù)是哪類數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)關(guān)聯(lián)至數(shù)據(jù)庫表中；標(biāo)簽用來標(biāo)記子表數(shù)據(jù)，子表內(nèi)的標(biāo)明該子表數(shù)據(jù)屬于哪個父表；不同標(biāo)簽對內(nèi)的數(shù)據(jù)類型不同，其son key也不同。

4.3 標(biāo)簽打印管理

條碼標(biāo)簽打印樣式由第三方軟件BarTender來生成，集成實施時在該軟件中設(shè)計并制作打印樣式模板（btw文件），之后將打印樣式模板存入條碼系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，并與指定條碼類型進(jìn)行關(guān)聯(lián)；當(dāng)條碼系統(tǒng)接收到外圍業(yè)務(wù)系統(tǒng)的WebService接口訪問，且訪問的是imageData接口時，系統(tǒng)將根據(jù)該數(shù)據(jù)的類型，自動為該實物生成一個條碼信息，并找到對應(yīng)的條碼樣式模板文件，之后調(diào)用BarTender軟件的圖像生成接口，得到條碼標(biāo)簽圖像并以流數(shù)據(jù)形式返回。如圖3所示。

圖3 條碼系統(tǒng)運行模型

4.4 集成模型

以條碼系統(tǒng)作為集成中介，可以把統(tǒng)一管理編碼及編碼規(guī)則，集成時對被集成系統(tǒng)的適應(yīng)性更好，功能更全面，可以有效代替單純以二維碼作為集成中介的集成方法。以條碼系統(tǒng)為中間介質(zhì)的集成模型[5]如圖4所示。

圖4 以條碼系統(tǒng)為中介的集成模型

5 結(jié)束語

隨著生產(chǎn)自動化的逐步深入，貼合具體業(yè)務(wù)應(yīng)用的系統(tǒng)集成越來越被關(guān)注。結(jié)合生產(chǎn)物流條碼化進(jìn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成可以解決信息的共享問題，實現(xiàn)生產(chǎn)過程可追溯，是生產(chǎn)自動化發(fā)展中的一種選擇。本文提出一種以條碼系統(tǒng)為集成中介的集成方式，對解決生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成問題有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 吳婉蓮.基于XML的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫集成技術(shù)研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2005.