基于条形码技术的发动机试验设备管理软件的开发与应用

李万杰，王 伟，侯湘文

（西安航天动力试验技术研究所，西安 710100）

0 引 言

液体火箭发动机试验设备是发动机试验工作的重要保障。目前，由于液体火箭发动机试验特殊性的限制，在试验设备的管理上仍沿用传统管理模式，在效率、成本、可控性方面的劣势日益突出，并缺乏信息化系统的有效支撑，使管理工作呈现手工、分散、离线的特点，较难监控信息的准确性、及时性，已难以满足试验设备信息化管理的需求。

针对以上问题，运用条形码技术建立标准化、模块化和自动化的设备管理平台，可以实现试验设备管理的信息化，提升试验设备的工作效率，实现设备使用的全过程监管及可追溯性，为液体火箭发动机试验成功提供有力保障。

1 条形码的实现原理介绍

条形码技术是以计算机、光电技术和通信技术的发展为基础的一项综合性科学技术，目前最为常用的是一维条形码和二维条形码。条码技术具有输入速度快、可靠性高、采集信息量多、成本低等优点。一维条形码和二维条形码是信息存储、表示的载体，但从发动机试验设备应用管理角度讲，通常根据不同应用环境和需求进行相应的选择：一维码用于对仪器进行标识，二维码用于对仪器进行描述。条形码技术的产生符合设备管理对信息化的要求，也是一项非常成熟的技术，已经广泛应用于各行各业。条形码的应用不仅可以有效地管理设备生命周期，提高设备流转的效率，更可以有效地解决信息流和实物流的对应关系管理的难题，使设备的管理变得高效，实现设备管理的信息化和科学化，因此成为发动机试验设备管理的重要发展方向。

2 条形码软件设计

2.1 用户需求

对于当前液体火箭发动机试验设备的管理，设备管理软件在功能设计上应满足如下方面需求。

（1）标识规范：包括标识的尺寸、信息内容、格式、用纸等。

（2）条形码生成规则：标识的生成要考虑资源总量（即标识容量），要留有足够的余量，适应将来仪器设备数量不断增加的情况。

（3）系统功能模块：标识的条形码信息由本软件功能模块分配和管理；通过各模块交互，实现标识的生成、更改、打印和查询等操作，因而良好的功能模块设计是本软件成功的基础保障。

（4）管理手段：利用诸如时限管理、信息数据的导入与导出管理、条形码的批量处理管理，促进管理行为的标准化，使管理模式实现自动化。

2.2 软件设计原理

该软件以VB为设计平台，基于Access 2003建立的一维条形码资料信息和二维条形码资料信息两个数据库对液体火箭发动机试验设备进行统计显示，用ADO Data控件来实现对数据库的各种操作（查询、添加、修改、删除模块通过主界面串联起来），用Data List控件来实现对数据的显示。并将所有设备的相关信息放在数据库当中，方便使用者用计算机检索，实现了对液体火箭发动机试验设备的管理和统计。

2.3 软件功能

本软件涉及一维码和二维码的制作，故在软件功能上主要分为三部分：一维码的制作、二维码的制作、数据管理。虽然一维码和二维码在生成原理上存在差异，但在软件的运用中这二者都要具备录入、打印和数据操作功能。为了满足数据备份和长期查阅的要求，在软件的辅助功能上，设计了文件的导出和图片的批量生成及删除功能。具体功能框图如图1所示。

2.4 软件模块设计

该软件在设计中采用了模块化设计，提高了模块的利用效率，减少代码的重复性，便于程序的修改。该软件主要由以下三个模块组成：录入模块、打印模块和数据管理模块。

2.4.1 录入模块

录入模块是为了实现设备信息的收集和分类，主要涉及一维码和二维码的录入。

2.4.1.1 一维条形码的录入模块

一维条形码系统建立在“一物一码”的基础上，实现此目标首先要解决的是“一物多名”问题。经统计分析，选择试验区、仪器/设备和资产编号3个项目构成一维条形码信息，既能在一维码有限的位数限制下简洁地体现出明确的信息内涵，又能体现出所表达信息的不可重复性。这3个项目的作用表现在以下几个方面：①试验区项目，明确了设备的试验区域，提高了管理效率和透明度；②仪器/设备项目，为设备的系统分类提供了依据，便于管理；③资产编号项目使设备的资产编号具有唯一性，具备设备信息溯源的能力。

图1 软件功能

2.4.1.2 二维条形码的录入模块

液体火箭发动机试验系统因其集成度高，系统复杂，设备种类多、数量少，造成编码信息量大，密度高。用Access 2003建立的二维码数据表主要由以下字段构成：用途、类型、图号、规格、使用日期、岗位、责任人和功能说明。

2.4.2 打印模块

2.4.2.1 一维码的打印模块

一个完整的条形码的组成次序依次是：静区（前）、起始符、数据符、终止符、静区（后）。

在起始符和终止符内，条形码长度可自由调整。为了对数据符内各“条”之间的宽度进行有效控制，国际上有相应的一维码打印标准，其宽度尺寸计算公式如下所示，

（1）模块宽度（X）：128码符号的X尺寸应与应用中所需的规格一致。

（2）静区最小宽度：10X。

（3）128条码符号宽度W（mm），公式计算为：W=［11（C+2）+2］X+2Q；W表示符号宽度；C表示数据字符的个数（包括校验字符）；X表示窄单元的宽度（mm）；Q表示空白区域的宽度（mm）。

通过对上述公式进行编程控制，设置出符合设备所需的条形码宽度。

2.4.2.2 二维码的打印模块

二维码的生成都依靠标准控件或特点函数，用程序生成的尺寸长度是固定的，而在尺寸需要改变时，只要改变值不小于原有固定范围，通过扫描设备均可完整识别二维码的信息。

通过调用Access 2003建立的一维码数据表和二维码数据表中所需的信息生成相应的条码，在预览的基础上进行打印。同时，软件具备批量生成条码图片的功能，以便长期管理。

2.4.3 数据管理模块

数据库模型设计得是否合理决定着信息管理系统的成败。在此模型上定义的数据库结构和操作，决定了系统的功能和性能。发动机试验设备管理系统涉及大量的信息项目，能否创建一个良好的数据库系统至关重要。根据发动机试验使用设备信息的需求分析及条形码管理的特点，通过采用Access关系型数据库系统，对涉及的数据进行规范化处理，尽量减少冗余数据。数据的管理模式采用数据库保存设备管理过程中数据变更情况的模式，并在设备的使用过程中用条形码技术进行明确标识。

信息数据操作主要功能为查询和修改，其中查询模块中运用了复选框和单选框相结合的形式进行查询，包括条形码的查询以及各个字段的查询，查询命令主要用SQL命令实现。可以实现对数据库中所查询的每一条进行修改，其中分别运用了MoveFirst、MoveNext、MovePrevious、MoveLast对数据库信息进行第一条、上一条、下一条及末条的查看、查询、修改。

设备过期提醒主要针对需要定期进行计量的设备，由于在数据库信息表中需要录入校验日期和有效年限，通过程序提取数据表中这两个项目中的信息，并与当前计算机的时间进行比较，当计算天数差值小于30天（暂定值）时，设备过期提醒功能即被触发。设备过期提醒功能的设置为需要定期进行计量的仪器和设备提供了自动数据保障功能。

3 条形码软件在仪器设备管理中的应用

通过Access 2003建立液体火箭发动机仪器和设备的数据库，利用VB工具进行数据库连接，借助于上述的条形码识别技术，可以快速获取仪器设备的相关信息，从而实现设备信息化管理。该软件初步应用在振动测量的传感器和仪器的管理上，以往需要手工录入的数据可以直接由程序读入，使工作人员摆脱了重复的劳动，减少了对超过鉴定日期的仪器设备的遗漏、统计，实现了仪器和传感器管理的高效率和自动化，实现了快速检索设备的功能，把设备管理员从枯燥的重复劳动中解放出来，可以把有限的时间利用到更有价值的地方，提高了管理效率，同时也保证了工作的可靠性，具有一定的实际意义。

［1］涂宝章.条形码技术在测量设备管理中的应用［J］.冶金自动化,2009(1).

［2］李帅帅,施安,张恩科,等.编码技术及其应用［J］.中国卫生质量管理,2012(2).

［3］储昭武,金彦.管道、管件条形码管理系统的研究与开发［J］.化工设备与管道,2003(5).