胡榮蕾+梁豐

摘 要：針對(duì)?；贩N類繁多、性質(zhì)不一，現(xiàn)有標(biāo)簽包含的信息不全，倉(cāng)庫(kù)從業(yè)人員專業(yè)知識(shí)匱乏的問題，文中設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于危化品倉(cāng)庫(kù)的QR碼電子標(biāo)簽，并對(duì)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(duì)?；沸再|(zhì)的了解，提高數(shù)據(jù)采集效率，降低危化品倉(cāng)庫(kù)事故的發(fā)生率，從而為QR碼應(yīng)用于危化品倉(cāng)儲(chǔ)管理提供了可行性。同時(shí)，該標(biāo)簽在?；妨魍ㄟ^程中也具有標(biāo)識(shí)作用。

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

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

0 引 言

?；纷鳛橹匾幕ぴ?，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[1]，然而由于?；穫}(cāng)庫(kù)管理信息化水平低下，近年來倉(cāng)儲(chǔ)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(shí)，而現(xiàn)有標(biāo)簽中包含的內(nèi)容無法滿足其需求。

目前倉(cāng)庫(kù)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(cāng)庫(kù)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(diǎn)是可以隨時(shí)寫入數(shù)據(jù)，但金屬對(duì)電子標(biāo)簽信號(hào)的影響較大，因此當(dāng)?；返陌b是金屬物時(shí)，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(guó)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(hào)大小不符合應(yīng)用要求等問題，導(dǎo)致信息混亂，無法識(shí)讀，嚴(yán)重阻礙了二維碼在?；穫}(cāng)庫(kù)業(yè)中的應(yīng)用。

針對(duì)以上問題，并結(jié)合?；穫}(cāng)儲(chǔ)管理中存在的問題，將QR碼技術(shù)應(yīng)用于?；穫}(cāng)儲(chǔ)管理中，因此急需研究制定我國(guó)?；穫}(cāng)庫(kù)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(guó)?；稱R碼標(biāo)識(shí)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(gè)數(shù)據(jù)位流中，每個(gè)模式都對(duì)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(jì)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(hào)結(jié)束時(shí)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(jì)數(shù)指示符。數(shù)字模式下的位流長(zhǎng)度計(jì)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(jì)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(shí)，R為0；當(dāng)（D MOD 3）=1時(shí)，R為4；當(dāng)（D MOD 3）=2時(shí)，R為7[10]。

1.2 字母數(shù)字模式

為輸入的每個(gè)字符都賦予一個(gè)值，將數(shù)據(jù)兩個(gè)一組進(jìn)行劃分，每組第一個(gè)字符值乘以45后加上第二個(gè)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(shí)，最后一個(gè)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(jì)數(shù)指示符。位流長(zhǎng)度計(jì)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(jì)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(jì)數(shù)指示符。8位字節(jié)模式下的位流長(zhǎng)度計(jì)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(jì)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(gè)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(guó)漢字子集指示符（0001）和字符計(jì)數(shù)指示符。

（1）對(duì)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(duì)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(zhǎng)度的計(jì)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(jì)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(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 QR碼標(biāo)準(zhǔn)化制定

根據(jù)危化品以及倉(cāng)庫(kù)的特征，結(jié)合危險(xiǎn)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(cāng)庫(kù)中危化品QR碼標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特征、格式、結(jié)構(gòu)以及具體實(shí)現(xiàn)，適用于?；穫}(cāng)庫(kù)中各環(huán)節(jié)（入庫(kù)、存儲(chǔ)、出庫(kù)）的信息查看與處理。

2.1.2 規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)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(chǔ)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)。

?；稱R碼是一種通過QR碼識(shí)別標(biāo)簽和其他方式來識(shí)別物理對(duì)象的標(biāo)示方案。標(biāo)準(zhǔn)化QR碼數(shù)據(jù)包括獨(dú)特標(biāo)識(shí)單個(gè)對(duì)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?duì)象提供中國(guó)?；沸袠I(yè)內(nèi)唯一標(biāo)識(shí)，一個(gè)QR碼代碼只標(biāo)識(shí)一種實(shí)體對(duì)象。為了確保實(shí)體對(duì)象唯一標(biāo)識(shí)的實(shí)現(xiàn)，制定編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí)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(duì)危化品標(biāo)識(shí)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(duì)一般實(shí)體對(duì)象而言，使用周期和實(shí)體對(duì)象的生命周期是一致的，不能對(duì)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?；?，即危化品QR碼代碼的使用周期是永久的。

2.1.4.2 簡(jiǎn)單性

危化品QR碼編碼應(yīng)簡(jiǎn)單、易識(shí)別且唯一。

2.1.4.3 可擴(kuò)展性

?；稱R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(jí)和可持續(xù)發(fā)展。

2.1.4.4 保密性與安全性

危化品QR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(cuò)等級(jí)：H級(jí)。

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

（2）名稱：來源于國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局公布的《危險(xiǎn)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(diǎn)符號(hào)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(diǎn)符號(hào)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(cāng)庫(kù)內(nèi)，相似大小、包裝的危化品要保證標(biāo)簽材質(zhì)、顏色、尺寸的統(tǒng)一，相似大小、包裝的危化品標(biāo)識(shí)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(shí)標(biāo)簽涉及的相關(guān)信息符合國(guó)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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施與應(yīng)用仍然需要國(guó)家的強(qiáng)制推動(dòng)。

2.2 QR碼編碼實(shí)例

QR碼數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)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(duì)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(shí)，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(gè)碼字，整體構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)的碼字序列，必要時(shí)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(cuò)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(duì)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(hào)[11]。?；稱R碼編碼流程如圖1所示。

3 結(jié) 語

為了提高?；穫}(cāng)儲(chǔ)管理的信息化水平，結(jié)合?；穫}(cāng)庫(kù)的實(shí)際需求，運(yùn)用QR碼技術(shù)作為?；穫}(cāng)庫(kù)管理的手段之一，制定?；穫}(cāng)庫(kù)QR碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的QR碼生成過程與掃碼客戶端。?；饭?yīng)商在?；啡霂?kù)之前登錄QR碼生成器，根據(jù)要求填入正確信息后點(diǎn)擊生成QR碼，打印出來貼在?；吠獍b上。因?yàn)镃AS號(hào)的特殊性，每種?；肪哂形ㄒ坏腝R碼標(biāo)示符，為?；穫}(cāng)儲(chǔ)的從業(yè)人員快速準(zhǔn)確地識(shí)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(gè)?；肺锪鳝h(huán)節(jié)。客戶端具體的實(shí)現(xiàn)操作界面如圖2、圖3所示。

參考文獻(xiàn)

[1]呂昕.基于UWB的?；穫}(cāng)儲(chǔ)堆垛貨物定位技術(shù)的研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2015.

[2]王宇.危險(xiǎn)化學(xué)品物流[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：226-231.

[3]師立晨，王如君，多英全.我國(guó)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)管存在問題及建議[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014，12（12）：161-166.

[4]楊飛龍，張嘉琪，王敏.基于RFID的危險(xiǎn)化學(xué)品智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)[J].安全與環(huán)境工程，2015，22（3）：111-116.

[5]蔣白樺，索寒生.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的?；肺锪鲬?yīng)用平臺(tái)研究[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2014，31（10）：1271-1274.

[6]饒運(yùn)濤，鄒繼軍.電子標(biāo)簽技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011：23-27.

[7]陳炯.QRcode碼編解碼技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2012.

[8]徐丹，謝小杰，吳俊.基于二維碼技術(shù)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2013，41（12）：2020-2023.

[9] GB/T18284-2000.中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——快速響應(yīng)矩陣碼（QR code） [S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

[10]楊坤.地圖溯源管理機(jī)制與關(guān)鍵技術(shù)研究[D].鄭州：中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)，2013.

[11]劉悅，劉明業(yè).QR Code二維條碼數(shù)據(jù)編碼的研究[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，25（4）：352-355 .