宋婷婷，徐世許，張 歡

（青島大學(xué) 自動化與電氣工程學(xué)院，青島 266071）

二維碼標(biāo)簽打印及產(chǎn)品真?zhèn)巫R別系統(tǒng)設(shè)計

宋婷婷，徐世許，張 歡

（青島大學(xué) 自動化與電氣工程學(xué)院，青島 266071）

為了實(shí)現(xiàn)銅管稱重信息的二維碼標(biāo)簽打印和日后用戶對產(chǎn)品真?zhèn)蔚淖R別，設(shè)計了一個產(chǎn)品二維碼標(biāo)簽打印及真?zhèn)巫R別系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件由梅特勒托利多稱重儀表、標(biāo)簽打印機(jī)等組成，系統(tǒng)軟件使用VB6.0、Access2010、新浪云和微信公眾號開發(fā)。上位機(jī)通過RS232C串口與稱重儀表建立串行通信，讀取銅管的稱重數(shù)據(jù)，并保存到Access數(shù)據(jù)庫中，同時打印出產(chǎn)品的二維碼標(biāo)簽。使用新浪云和微信公眾號開發(fā)了產(chǎn)品真?zhèn)巫R別功能，用戶使用手機(jī)在微信公眾號上掃描二維碼標(biāo)簽即可識別產(chǎn)品真?zhèn)?。目前，該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于某銅管廠，解決了以往人工填寫稱重信息費(fèi)時費(fèi)力、錯誤率高的問題。

二維碼標(biāo)簽；新浪云；微信公眾號；真?zhèn)巫R別

0 引言

在企業(yè)生產(chǎn)過程中，往往要求對產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確稱重和快速記錄，加強(qiáng)產(chǎn)品信息的有效管理，防止產(chǎn)品被惡意仿冒。傳統(tǒng)的人工記錄稱重數(shù)據(jù)方式會造成記錄信息不準(zhǔn)確，歷史數(shù)據(jù)保存困難，查詢不方便，效率低下。近年來，二維碼越來越多的出現(xiàn)在大眾視野中，二維碼存儲信息量大，有著極強(qiáng)的防偽性能，它采用了先進(jìn)的數(shù)學(xué)糾錯理論，只要損壞面積不超過百分之五十都可以破譯出信息，而且制作二維碼非常容易，成本很低[1～3]。針對銅管生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際需求，開發(fā)了銅管二維碼標(biāo)簽打印系統(tǒng)，使用梅特勒-托利多稱重儀表稱取銅管重量，上位機(jī)通過RS232C通信自動讀取稱重儀表中的數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)庫Access中，同時生成產(chǎn)品的二維碼標(biāo)簽，送往打印機(jī)打印[4,5]。該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確稱重，自動上傳數(shù)據(jù)并保存，自動打印含有稱重信息的二維碼標(biāo)簽，解決了人工管理稱重信息效率低、錯誤多的問題[6,7]。為了保護(hù)消費(fèi)者和廠家權(quán)益，使用新浪云和微信公眾號開發(fā)設(shè)計了真?zhèn)巫R別系統(tǒng)，用戶使用手機(jī)在微信公眾號中掃描銅管外包裝上的二維碼標(biāo)簽就能識別真?zhèn)巍?/p>

1 二維碼標(biāo)簽打印系統(tǒng)的設(shè)計

二維碼標(biāo)簽打印系統(tǒng)主要由上位機(jī)、稱重儀表、和TSC標(biāo)簽打印機(jī)組成。稱重儀表采用梅特勒托利多的工業(yè)智能稱重儀表IND236。智能稱重儀表IND236測量好銅管重量，并將稱重信息通過RS232發(fā)送至上位機(jī)，上位機(jī)再把稱重信息發(fā)送至標(biāo)簽打印機(jī)，供其打印標(biāo)簽。結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 二維碼標(biāo)簽打印結(jié)構(gòu)圖

二維碼標(biāo)簽打印系統(tǒng)的管理功能由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Access2010和VB6.0共同實(shí)現(xiàn)。ADO（ActiveX Data Objects，ActiveX數(shù)據(jù)對象）是Microsoft提出的應(yīng)用程序接口，在VB6.0編程環(huán)境下，可以使用ADO方式訪問Access數(shù)據(jù)庫。二維碼標(biāo)簽打印系統(tǒng)把產(chǎn)品的日期、時間、名稱、重量、規(guī)格等信息以數(shù)據(jù)表格的形式保存在數(shù)據(jù)庫中，通過VB6.0訪問數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的各種操作。系統(tǒng)的管理功能包括產(chǎn)品數(shù)據(jù)的查詢、修改和導(dǎo)出，以及數(shù)據(jù)庫備份和清空。其中，導(dǎo)出功能可將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從Access數(shù)據(jù)庫中提取并保存到Excel表格中，方便進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理。當(dāng)前路徑的數(shù)據(jù)庫被清空之前會自動備份到其他路徑，目的在于保存歷史記錄，同時提高當(dāng)前路徑數(shù)據(jù)庫的訪問速度。

二維碼標(biāo)簽打印系統(tǒng)的圖形用戶界面采用VB6.0設(shè)計和開發(fā)，界面包括“系統(tǒng)管理”按鈕、“標(biāo)簽打印”按鈕和“退出系統(tǒng)”按鈕。下面對系統(tǒng)管理和標(biāo)簽打印分別進(jìn)行說明。

單擊“系統(tǒng)管理”按鈕后，系統(tǒng)會提示輸入管理員密碼，密碼驗證成功后進(jìn)入系統(tǒng)管理界面，系統(tǒng)管理功能圖如圖2所示。

單擊“標(biāo)簽打印”按鈕后，秤操作員可在新出現(xiàn)的界面中對產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后，進(jìn)入標(biāo)簽打印界面，如圖3所示。進(jìn)入該界面后，上位機(jī)開始讀取稱重儀表發(fā)送過來的稱重信息，然后把這些信息發(fā)送至標(biāo)簽打印機(jī)，供其打印標(biāo)簽。如果產(chǎn)品的批次發(fā)生了變化，則先停止稱重，然后單擊“返回修改參數(shù)”按鈕，修改完參數(shù)后，重新開始稱重，然后返回到該界面。系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)查詢和導(dǎo)出功能，單擊“數(shù)據(jù)查詢”按鈕，可以在新出現(xiàn)的界面中按起止日期、起止時間、操作員等條件對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和導(dǎo)出。單擊“退出打印按鈕”返回到系統(tǒng)啟動界面。

圖3 標(biāo)簽打印界面

2 二維碼標(biāo)簽的打印

2.1 上位機(jī)讀取稱重儀表的數(shù)據(jù)

硬件實(shí)現(xiàn)上，上位機(jī)和稱重儀表之間使用RS232C進(jìn)行通信[8]。在波特率為9600pbs時，使用RS232C的通信距離可達(dá)到30多米，完全適用于系統(tǒng)對通信距離的需求。硬件連接好之后，還需要設(shè)置端口、波特率等串行通信必需的參數(shù)，以進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)等操作，這些都是通過軟件來實(shí)現(xiàn)的。

軟件實(shí)現(xiàn)上，使用VB6.0中的MSComm控件進(jìn)行串行通信的參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)收發(fā)。MSComm控件為串行通信的每種參數(shù)和操作提供了相應(yīng)的屬性，通過設(shè)置控件屬性就可以設(shè)置對應(yīng)的參數(shù)或完成相應(yīng)的操作。

2.2 把生產(chǎn)數(shù)據(jù)生成二維碼

經(jīng)過考察生產(chǎn)現(xiàn)場的具體情況，系統(tǒng)使用QR碼標(biāo)識產(chǎn)品。QR碼是專門針對亞洲漢文化環(huán)境開發(fā)研制的二維碼，符合漢字國家使用習(xí)慣[9]。QR碼通過模塊的顏色深淺來表達(dá)數(shù)據(jù)，是一種矩陣式二維碼，深色表示1，淺色表示0。生成二維碼的主要步驟包括數(shù)據(jù)編碼，糾錯編碼，構(gòu)成最終數(shù)據(jù)信息和掩膜[10]。

圖4 二維碼生成流程

2.3 數(shù)據(jù)自動上傳與標(biāo)簽的自動打印

系統(tǒng)采用梅特勒托利多智能儀表IND236的自動打印方式。設(shè)置方法為：設(shè)置F4.1.1為“APRINT”，設(shè)置F4.1.2.4 “自動打印閥值” 為10kg，當(dāng)對銅管進(jìn)行稱重，稱重值超過10kg且穩(wěn)定后，IND236會自動向上位機(jī)傳輸稱重值，且只傳輸一次，設(shè)置F4.1.2.5 “自動打印復(fù)位閥值” 為10kg，當(dāng)稱重好的銅管被運(yùn)走，準(zhǔn)備稱重下一件銅管的間隙時，稱重值低于10kg，這時進(jìn)行稱重復(fù)位，允許下一次的打印。上位機(jī)安裝好打印機(jī)驅(qū)動并進(jìn)行一些必要的設(shè)置后就可以進(jìn)行標(biāo)簽自動打印。當(dāng)上位機(jī)接收到一組稱重數(shù)據(jù)后，會產(chǎn)生觸發(fā)信號，該信號作為上位機(jī)軟定時器的觸發(fā)條件，開始將數(shù)據(jù)向打印機(jī)發(fā)送，并命令打印機(jī)開始打印，然后將計時器復(fù)位，等待下次的觸發(fā)，周而復(fù)始進(jìn)行循環(huán)自動打印。

3 產(chǎn)品真?zhèn)巫R別系統(tǒng)的設(shè)計

產(chǎn)品真?zhèn)巫R別系統(tǒng)的前端程序采用微信公眾號進(jìn)行開發(fā)，以便進(jìn)行二維碼掃描識別真?zhèn)?，后臺程序使用新浪云平臺進(jìn)行開發(fā)，用于核對真?zhèn)蔚臄?shù)據(jù)保存在新浪云平臺提供的空間中[11]。下面對該系統(tǒng)的各部分依次進(jìn)行介紹。

3.1 前端程序的設(shè)計

前端程序使用微信進(jìn)行開發(fā)，創(chuàng)建并定制一個微信公眾號，首先在微信官方網(wǎng)站（http://mp.weixin. qq.com/）注冊微信公眾平臺帳號，注冊成功后對微信公眾號進(jìn)行的定制。系統(tǒng)分別設(shè)計了簡介、聯(lián)系、技術(shù)支持三個一級菜單，在技術(shù)支持一級菜單里創(chuàng)建了三個二級菜單分別是產(chǎn)品展示、掃碼驗貨、防偽說明。菜單創(chuàng)建完成后進(jìn)行響應(yīng)動作設(shè)置，包括跳轉(zhuǎn)到網(wǎng)頁或發(fā)送信息。登錄微信公眾號后臺，進(jìn)入“開發(fā)者中心”，點(diǎn)擊“修改配置”，根據(jù)需要進(jìn)行配置，配置成功后需要將微信公眾號后臺代碼上傳到服務(wù)器。

系統(tǒng)選用了新浪云平臺Sina App Engine（SAE），SAE是由新浪公司開發(fā)運(yùn)營的云計算平臺的核心組成部分，需要在官網(wǎng)注冊帳號，創(chuàng)建新浪云應(yīng)用。新浪應(yīng)用管理界面如圖5所示。

圖5 新浪云應(yīng)用管理

3.2 后臺程序的設(shè)計

系統(tǒng)選用了新浪云平臺Sina App Engine（SAE）作為后臺程序開發(fā)環(huán)境，開發(fā)語言為PHP。點(diǎn)擊微信公眾號上的按鈕可以打開網(wǎng)頁或進(jìn)行其他操作，這是通過設(shè)置菜單接口的編譯類型type來實(shí)現(xiàn)的，共有兩種類型：Click，交互式菜按鈕，點(diǎn)擊后會彈出菜單；View，跳轉(zhuǎn)式按鈕，點(diǎn)擊后會跳轉(zhuǎn)到開發(fā)者指定的url所指向的網(wǎng)頁。將代碼編寫成功后，使用Notepad++把代碼保存為文件index.php，并且把格式設(shè)置為“UTF-8無BOM格式編碼”。保存完畢以后使用壓縮軟件WinRAR把代碼壓縮成ZIP格式，找到“代碼上傳”按鈕，進(jìn)行文件上傳，點(diǎn)擊“編輯代碼”按鈕，可以看到index.zip是否上傳成功。

3.3 上傳產(chǎn)品信息至后臺數(shù)據(jù)庫

通過掃碼驗真?zhèn)涡枰a(chǎn)品的后臺生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以便與產(chǎn)品對比來驗證產(chǎn)品的真?zhèn)?。通過新浪云的云應(yīng)用進(jìn)入控制臺，在控制臺中選擇某個應(yīng)用進(jìn)入，然后選擇數(shù)據(jù)庫服務(wù)，選擇共享型MySQL，當(dāng)點(diǎn)擊管理MySQL時，輸入設(shè)置的驗證密碼，輸入正確后進(jìn)入構(gòu)建好的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)界面。在云數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)工具欄選擇導(dǎo)入，進(jìn)入數(shù)據(jù)上傳界面，在數(shù)據(jù)上傳界面上傳已經(jīng)導(dǎo)出成Excel表格的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。把生產(chǎn)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器后，就可以通過微信公眾號查詢產(chǎn)品真?zhèn)?。如圖6是第一次查詢到產(chǎn)品，第二次第三次是未查詢到與產(chǎn)品對應(yīng)的產(chǎn)品信息的示例。

圖6 查詢界面

4 結(jié)論

本文實(shí)現(xiàn)了稱重儀表與上位計算機(jī)之間的通信，并設(shè)計了記錄管理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，打印二維碼標(biāo)簽，識別產(chǎn)品真?zhèn)蔚南到y(tǒng)。該系統(tǒng)已經(jīng)在公司平穩(wěn)運(yùn)行一年有余，記錄數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)庫功能完備，微信公眾號能夠較好的識別產(chǎn)品真?zhèn)巍Ｏ到y(tǒng)基于VB編程對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫備份導(dǎo)出等操作，并且把數(shù)據(jù)打印成標(biāo)簽，對于購買到的產(chǎn)品能夠通過掃碼識別其真?zhèn)巍Ｏ到y(tǒng)成本較低，使用起來簡單方便，可以廣泛的應(yīng)用于各大小工廠，幫助工廠記錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)，方便工人查找歷史記錄，自動的打印標(biāo)簽，省去很多人力，幫助工廠改進(jìn)技術(shù)，能夠提高效率，同時用戶通過掃碼準(zhǔn)確分辨產(chǎn)品真?zhèn)?，避免了產(chǎn)品被不法商家仿造，從而提高工廠效益。隨著生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，下一步的研究方向是實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和儀表的遠(yuǎn)距離通信。

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Design of two-dimensional code label printing system and product identification system

SONG Ting-ting, XU Shi-xu, ZHANG Huan

TP274

A

1009-0134(2016)12-0137-03

2016-10-01

宋婷婷（1992 -），女，山東濟(jì)寧人，碩士研究生，研究方向為計算機(jī)控制技術(shù)。