蔣坤 江世明 李建祥 凌匡 邵陽學(xué)院信息工程學(xué)院

一、前言

中國每年有3 億萬件快遞，需要分揀，快速送到用戶手中。傳統(tǒng)用人力分揀方法，已適用不了快遞業(yè)務(wù)的發(fā)展速度，尤其遇到電商舉辦重大促銷節(jié)活動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)爆倉現(xiàn)象，導(dǎo)致貨物來不及分揀、轉(zhuǎn)運(yùn)和派送。如何解決人工分揀效率低、差錯(cuò)率高和暴力分揀等缺陷？本文提出用條形碼作為貨物的標(biāo)簽（采用CODE128 標(biāo)準(zhǔn)），為此，利用條形碼智能識(shí)別技術(shù)設(shè)計(jì)了物流自動(dòng)分揀機(jī)器人，通過采集運(yùn)單上的圖像，對條形碼識(shí)別后查詢該快遞的目的地，再控制分揀機(jī)構(gòu)的氣缸，對包裹進(jìn)行分揀，從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化的分揀。

二、快遞條形碼

1. 貨物條形碼

條形碼技術(shù)是一種成熟的識(shí)別技術(shù)，在物流配送作業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在快遞業(yè)務(wù)均采用條形碼作為貨物信息，實(shí)現(xiàn)物流配送信息化管理?？爝f信息含“運(yùn)單號(hào)碼、發(fā)件地點(diǎn)、一級(jí)目的地和二級(jí)目的地”等，如：265 967 007 324，對應(yīng)的條形碼如圖1 所示。

圖1 貨物條形碼

2. 條形碼解析

條形碼有Code128 和Code39 兩種標(biāo)準(zhǔn)，Code128 含數(shù)字和字符，而Code39 只有數(shù)字，Code128 又分成Code128A、Code128B、Code128C 三種，如表1 所示：

表1 Code128 編碼表

Code12A 編碼示例：以 95270078 為例

起始編碼：每個(gè)條形碼都有一個(gè)起始碼，起始編碼對應(yīng)的ID 為103。

數(shù)字編碼：第1 位數(shù)據(jù)9 對應(yīng)的ID 為25，第2 位數(shù)據(jù)5 對應(yīng)的ID 為 21,依此類推。

檢驗(yàn)編碼：檢驗(yàn)位=(103+1*25+2*21+3*18+4*23+5*16+6*16+7*23+8*24)%103 = 21。

結(jié)束編碼：每個(gè)條形碼都有一個(gè)結(jié)束碼，結(jié)束編碼對應(yīng)的ID 為106。

95270078 的條形碼：StartA+9+5+2+7+0+0+7+8+ Stop。

按表1，把95270078 對應(yīng)的編碼值查出，b 用黑色線標(biāo)出，s 用白色表示，一個(gè)簡單的條形碼生成程序就完成了。

三、智能分揀

1. 智能分揀方案

快遞智能分揀方案如圖2 所示：

圖2 快遞分揀方案

貨物通過傳送帶輸送，在貨物入口安裝紅外傳感器，用來檢測入口是否有貨物。如果無貨物，輸送機(jī)送完輸送帶上的貨物后停止運(yùn)行。在輸送帶一側(cè)安裝條形碼識(shí)別傳感器MG65，用來感知傳送帶貨物條形碼。系統(tǒng)以STM32 為控制中心，傳感器檢測信號(hào)輸入到STM32。系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制由PLC 完成。STM32 與PLC 之間通過RS485 總線相連，當(dāng)檢測到某條形碼后，STM32 經(jīng)分析和計(jì)算，抽PLC 發(fā)出命令，PLC 控制相應(yīng)的氣缸動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)貨物分揀。

2.GM65 條形碼識(shí)別模塊

GM65 條形碼識(shí)讀模塊是在圖像智能識(shí)別算法及在此基礎(chǔ)上開發(fā)的條碼解碼算法，可以非常容易且準(zhǔn)確地識(shí)讀條碼符號(hào)，主要技術(shù)參數(shù)：

識(shí)讀角度 ：旋轉(zhuǎn)360°，偏轉(zhuǎn)±60°，傾斜± 65°；

掃描角度： 水平方面34°，垂直方向26°；

分辨率：≥ 0.1mm；

識(shí)讀碼制 1D ： Code 128, Code 39；

環(huán)境光： 環(huán)境光： 0 ～86,000 lux；

輸出：二進(jìn)制編碼。

3.試驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證系統(tǒng)的性能，對快遞運(yùn)單條形碼進(jìn)行識(shí)別測試，首先將該運(yùn)單信息“265 967 007 324”存入計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，通過專用軟件生成條形碼，打印并貼在包裹上（見圖1）。測試模擬分揀過程，移動(dòng)包裹將條形碼對正GM65，當(dāng)包裹遮住紅外光時(shí)給智能終端觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行圖像采集，系統(tǒng)在程序控制下，對采集到的圖片進(jìn)行分割增強(qiáng)預(yù)處理，然后再進(jìn)行二值化和灰度化處理，濾波后得到條形碼對應(yīng)的數(shù)字“265 967 007 324”，經(jīng)驗(yàn)證，與輸入的信息一樣。測試了多個(gè)條形碼，所得數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)一致。

四、結(jié)束語

自動(dòng)分揀是提高物流配送效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用條形碼自動(dòng)識(shí)別技術(shù)設(shè)計(jì)的分揀機(jī)器人，能自動(dòng)識(shí)別傳送帶包裹上的條形碼，系統(tǒng)在程序控制下，通過對條形碼進(jìn)行分析，給執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出分揀命令，經(jīng)測試，在傳送帶速度10 米/秒，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、高效將快遞推入對應(yīng)的滑槽，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化的分揀，大大提高快遞包裹的分揀效率，降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了人為暴力分揀的現(xiàn)象。