条码技术在车辆识别系统中的应用

　　摘要：本文主要针对笔者于2006年初调试竣工的烟台通用汽车公司焊装、涂装老线改造及新涂装建设项目中的条码数据采集系统，从基本知识、系统配置、功能实现等几个方面做了介绍。

　　关键字：条形码 数据采集 车辆识别

　　中图分类号：TP202 文献标识码：A

　　Application of the Barcode Technology

　　in the Car Identification System

　　(He Li Turck Automation System Co.,Ltd)

　　Abstract:This article introduces the application of the Barcode Technology in the Car Tdentification System ,especially describes the function of collecting and processing the field data。

　　Keywords: barcode;data collection; car identification

　　如今人们对汽车的需求日趋多样，从车型、颜色、内饰、气囊、安全系统等等不一而足，这样的需求对汽车的生产过程提出了很高的要求，现代化的汽车生产线不再是固定的生产流程，柔性化是之必备的特点之一。

　　生产线的柔性化是为了应对客户的不同要求。客户的要求反映在订单上，汽车生产企业的生产规划部门在收到这些订单后要将之分解到每辆即将被生产的车辆上。对于生产过程中具体的某道工序来讲，它需要知道将被加工的车辆的具体信息，如车型、颜色、发动机类型、安装选件等，然后才能进行相应的操作，我们称读取车辆的唯一性标识并取得车辆具体信息的过程为车辆识别，即AVI。车辆识别系统的目的是要知道每辆车所包含的客户要求，以便组织生产。比如白车身来到涂装车间时，控制系统应能够通过车辆识别确定车身被要求的颜色，自动转换喷头。当车身从涂装车间进入总装车间时，车辆识别系统应能够根据车身信息，打印装车清单，提示操作工根据不同的车辆，安装不同的选件；当车辆下线时，车辆识别系统将读取车辆实际被加工的信息，将之制作成报表并汇报给管理层。由此，车辆识别系统的在线数据采集可为整车的质量追踪、事故分析、责任追查以及原材料供应、生产调度、销售服务等提供第一手数据资料。

　　一、条码技术的基本知识

　　自二十世纪五十年代发明以来，条码技术依靠其键盘5倍的快速输入、百万分之一出错率的高可靠性、可携带数千个信息的大信息采集、既可单独使用又可与相关识别设备组成系统的灵活应用以及条码标签易于制作、条码设备操作简单价格相对较低等优点，成为迄今为止最经济、实用的一种自动化识别技术，并且广泛应用于全球商业社会产品和信息的流通，甚至是工业在线生产的数据采集也同样具有重要的意义。很显然，条码技术加速了全球信息化的进程。

　　条码技术包含将数据编码以用光学读出的符号系统（语言）、生成机器可读符号的印刷技术、采集符号系统视觉图像并转化为与电脑兼容的数字数据的扫描仪和解码器以及验证符号质量的验证器。对于条码技术的用户而言，条形码扫描器的选型是至关重要的，在选型前，需根据应用的要求确定扫描设备的几个主要技术参数：

　　1）分辨率 对于条形码扫描系统而言，分辨率为正确检测读入的最窄条符的宽度，英文是MINIMAL BAR WIDTH(缩写为MBW)。选择设备时，并不是设备的分辨率越高越好，而是应根据具体应用中使用的条形码密度来选取具有相应分辨率的扫描器。使用中，如果所选设备的分辨率过高，则条符上的污点、脱墨等对系统的影响将更为严重。

　　2）扫描景深 扫描景深指的是在确保可靠的前提下，扫描头允许离开条形码表面的最远距离与扫描器可以接近条形码表面的最近点距离之差，也就是条形码扫描器的有效工作范围。有的条形码扫描设备在技术指标中未给扫描景深指标，而是给扫描距离，即扫描头允许离开条形码表面的最短距离。

　　3） 扫描宽度 扫描宽度指标指的是在给定扫描距离上扫描光束可以阅读的条形码信息物理长度值。

　　4） 扫描速度 扫描速度指的是在单位时间内扫描光束在扫描轨迹上的扫描频率。

　　5） 一次识别率 一次识别率表示的是首次扫描读入的标签数与扫描标签总数的比值。应该说明的是：一次识别率这一测试指标只适用于手持式光笔扫描识别方式。如果采用激光扫描方式，光束对条形码标签的扫描频率高达每秒钟数百次，通过扫描获取的信号是重复的。

　　6） 误码率 误码率是反映一个机器可识别标签系统错误识别情况的极其重要的测试指标。误码率等于错误识别次数与识别总次数的比值。对于一个条形码系统来说，误码率是比一次识别率低更为严重的问题。

　　条码系统是一种集成式的数据存储系统，条码实际上是有唯一性的一串数字，真正的信息写在数据库里。 条码的唯一性，即同种规格同种产品对应同一个产品代号，同种产品不同规格应对应不同的产品代号；产品代号一经分配，就不在修改而且是终身的，具有永久性。而且不同的条形码符号系统在表示数据和对数据进行编码的方式上不同，有些只能对数字进行编码，有些可以对数字、字母和少数标点符号编码，有些可以对128个字符甚至对美国信息交换标准码（ASCII）字符集的256个字符进行编码。本系统中条形码选用的是表示高密度数据且字符串长度可变的Code 128。

　　二、系统配置

　　该条码数据采集系统选用了Siemens公司的S7-300系列CPU 6ES7 315-2DP作主站，DataLogic公司的条码数据采集设备CBox 300和DS6300、ET200S分布式远程站、Suetron触摸屏、MM420变频器作从站，构成Profibus-DP主从控制系统。系统网络配置图1所示。

　　

　　S7-300 CPU在接收到条码读写站，即C-Box 300和DS6300采集的车辆信息后，按照一定的规范进行处理，经处理的车辆信息通过以态网传送至上位监控系统，以便进行管理层对生产状况的及时了解和控制。

　　三、功能实现

　　系统实现的主要功能是通过条码读写站读取生产线车辆的条码信息,并将条码信息转换成系统能够识别的ASCII码,并经一定的数据处理成为可存储和管理的生产信息。图2给出了该车辆识别系统的控制程序流程图。其主要工艺流程为：系统在正常工作时，PLC发送给读写站系统正常信号，车辆到达后， PLC向读写站发送车辆到信号，读写站收到信号后，进行车体识别校验，校验成功后向PLC发送可以放车信号， PLC在收到信号并放行车辆后，将车辆到信号复位。读写站在检测到车辆到信号复位后，将放车信号复位。

　　

　　三、结论

　　本系统自投入使用后读取信息快捷、准确，成为生产数据采集、存储的关键环节，为积累生产数据、管理生产信息作出了重要贡献。

　　除了系统使用上的显著优势，经过比较，我们还可以看出条码车体识别系统成本较低。同时我们也认识到了它的一些弊端，诸如：因为每个信息读写点都必须从主机获取数据，对通讯的要求很高;所有的信息都存储在数据库里，要求有大容量的数据库和高速度的主机;，通讯线路的错误将导致生产的停止等。

　　参考文献

　　1、 顾洪军.工业企业网与现场总线技术及应用.人民邮电出版社

　　2、 SIEMENS 公司.STEP7 V5.3 编程手册，2005

　　3、 DataLogic公司产品随机资料及光盘