基于條碼技術的人機交互技術研究

王亮 李子燦 綦云華 徐亮

摘要：隨著社會生產力水平的進一步提高，人們越來越追求更加先進的技術提高生產效率。條碼技術的出現在很大程度上推動了社會生產力水平的進一步提高，而條碼技術在人機交互技術中的融入將會給人機交互技術研究提供更廣闊的思路與新的研究方向。

關鍵詞：條碼技術;人機交互;數字化生產;生產效率

中圖分類號：F252?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）12-0018-01

1 人機交互技術概述

人機交互技術簡稱為HCI（Human-Computer Interaction），人機交互技術是對于交互計算技術以及與之相關現象開展研究的科學。人機交互技術其利用計算機輸入輸出設備來完成人與計算機的“對話”。人機交互技術是計算機用戶界面設計十分重要的內容，機器通過輸出設備向使用者提供信息，而使用者利用輸入設備向計算機下達指令。當前人機交互技術的發展朝著更加自然化、智能化的方向不斷發展[1]。

2 基于條碼技術的人機交互技術

2.1項目概述。該公司通過形成一套自主可控的條碼標識方法和使用規范以及配套建設的條碼應用工具和系統，輔助用戶在生產過程、交付過程等環節中規范、便捷、高效地錄入產品信息，以便于盤點、倉儲和管理。應用電子錄入代替手寫錄入方式，保障了數據準確度與實時性;通過統一編碼規范，在產品在檢測、倉儲與交付等全程跟蹤進行信息跟蹤，便于產品信息臺賬建立與查詢。從根本上提高企業在倉儲與交付環節的數字化及信息化程度。

2.2項目技術分析。

（1）整體架構。該項目的整體架構包括三大部分，即：打印裝置（含紙帶機和打印機），主要負責碼印標識打印;上位機（含觸控板控制單元、通訊接口、顯示、業務模組單元、規則庫、加密算法以及系統接口等）;掃碼單元（包括通信以及條碼掃頭）[2]。其中交互單元主要用于用戶與條碼系統交互;打印裝置主要負責系統生成的條碼打印;上位機是負責人機交互和數據存儲與交互。條碼系統架構主體示意圖如下所示：

（2）工作原理。基于條碼技術的人機交互技術系統可用于企業生產過程的多個環節，主要包括采購環節、倉儲環節、領料生產環節、半成品管理環節、測試檢驗環節、產品倉儲盤點環節以及產品交付等環節。條碼系統通過與企業中的各個生產系統集成，實現對材料、半成品及成品打碼標識、碼標讀取等操作，完成對生產環節的數據在各個生產業務系統及管理系統間的快速錄入、存儲及傳輸功能，促進生產環節的數據的高效流轉。

條碼信息錄入與解析單元。作為信息接收單元，相當于條碼系統的“信息觸腳”具有快速“抓取”數據的功能;負責碼標數據的實時讀入、數據解析以及錄入存儲。條碼槍的讀取動作的執行也有上位機控制。數據解析主要為解碼單元按照逆編碼規則通過解密算法對條碼的整體數據按校驗數據、加密數據、有效信息進行解析。其中有效數據解析包括阿拉伯數字、字母、漢字字符、轉義符號、特殊符號以及標記符號等。對解析后的數據按照條碼系統信息模板進行制定的位置進行錄入、存儲，以達到信息快速錄入的目的。

數據加密單元。在企業生產過程中，各個生產環節的信息屬于商業秘密信息，尤其在產品研制的過程中以及半成品“流轉”的過程中，企業用戶希望仍能夠對產品的生產信息進行進行隱藏處理。現行的商業編碼使用較多的碼制有Data Matrix、Maxi Code、Aztec、（Quick-Response）QR Code、Vericode、PDF417、Ultracode、Code 49以及Code 16K等。該系統采用的是QR Code編碼，該編碼方式具有編碼與解碼快捷，容量大等特點（采用UTF-8編碼漢字字符可達900余個），明文加密或字符轉義加密最高可達30%，使用十分便捷。采用的加密算法為改進Data Encryption Standard（即數據加密標準算法DES），其原理是使用一個56位的密鑰以及附加的8位奇偶校驗位（每組的第8位作為奇偶校驗位），產生最大64位的分組大小。通過對明文多次循環加密達到加密編碼應用的目的。

系統業務功能。面向數字化產品生產交付的條碼應用系統可與采購系統、生產系統、倉儲系統等多個系統集成應用，且按照業務大類可分為入庫（采購入庫、生產入庫、其它入庫）、出庫（生產退庫、成本中心退庫、領料出庫）以及庫存查詢（存量查詢、倉庫盤點等）。

（3）技術運用。在該項目的開展過程中，通過融入條碼加密技術，采用QR Code編碼提高數據的安全性;同時利用實時數據模板匹配技術，保證了條碼系統采集的數據高效，錄入更加便捷;利用操作追蹤技術落實錄入數據的責任機制，實現數據按照任務節點在規定時間進行錄入，尤其對一崗多人的錄入節點進行管理;基于事件觸發的調度和并發控制，條碼系統在同一個任務節點需要同時處理多個數據錄入的工作，因此系統必須具備良好的事務調度模式使得各個事務均能得到最快的處理;系統接口據緩存技術，最大限度的減少已采集的數據丟失情況，減少用戶使用過程中的突發情況;通訊模式冗余技術，提升用戶體驗，用戶在生產環節或定點盤點或信息需要“隱蔽”時，可選用有限通選模式實現對采集對象的數據錄入;當用戶需要大范圍動態盤點產品時，可選用無線通訊模式對采集的數據進行上傳。用戶在使用過程，可根據實際需要進行切換有線或無線通訊模式進行使用。

結語：基于條碼技術的人機交互技術研究建立在打印裝置、上位機、掃碼單元三大基礎構架上，通過此技術能夠提升用戶體驗，極大提高工作效率，促進企業生產力水平提高。

參考文獻：

[1]陳軍軍.條碼技術在物流管理中的應用[J].現代營銷（下旬刊），2020（05）：114-115.

[2]李麒，趙寒濤，陳慶文.基于Arduino系統的一種人機交互條碼打印裝置的設計[J].自動化技術與應用，2016，35（07）：157-160.