基于条码技术的人机交互技术研究

王亮 李子灿 綦云华 徐亮

摘要：随着社会生产力水平的进一步提高，人们越来越追求更加先进的技术提高生产效率。条码技术的出现在很大程度上推动了社会生产力水平的进一步提高，而条码技术在人机交互技术中的融入将会给人机交互技术研究提供更广阔的思路与新的研究方向。

关键词：条码技术;人机交互;数字化生产;生产效率

中图分类号：F252   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2020）12-0018-01

1 人机交互技术概述

人机交互技术简称为HCI（Human-Computer Interaction），人机交互技术是对于交互计算技术以及与之相关现象开展研究的科学。人机交互技术其利用计算机输入输出设备来完成人与计算机的“对话”。人机交互技术是计算机用户界面设计十分重要的内容，机器通过输出设备向使用者提供信息，而使用者利用输入设备向计算机下达指令。当前人机交互技术的发展朝着更加自然化、智能化的方向不断发展[1]。

2 基于条码技术的人机交互技术

2.1项目概述。该公司通过形成一套自主可控的条码标识方法和使用规范以及配套建设的条码应用工具和系统，辅助用户在生产过程、交付过程等环节中规范、便捷、高效地录入产品信息，以便于盘点、仓储和管理。应用电子录入代替手写录入方式，保障了数据准确度与实时性;通过统一编码规范，在产品在检测、仓储与交付等全程跟踪进行信息跟踪，便于产品信息台账建立与查询。从根本上提高企业在仓储与交付环节的数字化及信息化程度。

2.2项目技术分析。

（1）整体架构。该项目的整体架构包括三大部分，即：打印装置（含纸带机和打印机），主要负责码印标识打印;上位机（含触控板控制单元、通讯接口、显示、业务模组单元、规则库、加密算法以及系统接口等）;扫码单元（包括通信以及条码扫头）[2]。其中交互单元主要用于用户与条码系统交互;打印装置主要负责系统生成的条码打印;上位机是负责人机交互和数据存储与交互。条码系统架构主体示意图如下所示：

（2）工作原理。基于条码技术的人机交互技术系统可用于企业生产过程的多个环节，主要包括采购环节、仓储环节、领料生产环节、半成品管理环节、测试检验环节、产品仓储盘点环节以及产品交付等环节。条码系统通过与企业中的各个生产系统集成，实现对材料、半成品及成品打码标识、码标读取等操作，完成对生产环节的数据在各个生产业务系统及管理系统间的快速錄入、存储及传输功能，促进生产环节的数据的高效流转。

条码信息录入与解析单元。作为信息接收单元，相当于条码系统的“信息触脚”具有快速“抓取”数据的功能;负责码标数据的实时读入、数据解析以及录入存储。条码枪的读取动作的执行也有上位机控制。数据解析主要为解码单元按照逆编码规则通过解密算法对条码的整体数据按校验数据、加密数据、有效信息进行解析。其中有效数据解析包括阿拉伯数字、字母、汉字字符、转义符号、特殊符号以及标记符号等。对解析后的数据按照条码系统信息模板进行制定的位置进行录入、存储，以达到信息快速录入的目的。

数据加密单元。在企业生产过程中，各个生产环节的信息属于商业秘密信息，尤其在产品研制的过程中以及半成品“流转”的过程中，企业用户希望仍能够对产品的生产信息进行进行隐藏处理。现行的商业编码使用较多的码制有Data Matrix、Maxi Code、Aztec、（Quick-Response）QR Code、Vericode、PDF417、Ultracode、Code 49以及Code 16K等。该系统采用的是QR Code编码，该编码方式具有编码与解码快捷，容量大等特点（采用UTF-8编码汉字字符可达900余个），明文加密或字符转义加密最高可达30%，使用十分便捷。采用的加密算法为改进Data Encryption Standard（即数据加密标准算法DES），其原理是使用一个56位的密钥以及附加的8位奇偶校验位（每组的第8位作为奇偶校验位），产生最大64位的分组大小。通过对明文多次循环加密达到加密编码应用的目的。

系统业务功能。面向数字化产品生产交付的条码应用系统可与采购系统、生产系统、仓储系统等多个系统集成应用，且按照业务大类可分为入库（采购入库、生产入库、其它入库）、出库（生产退库、成本中心退库、领料出库）以及库存查询（存量查询、仓库盘点等）。

（3）技术运用。在该项目的开展过程中，通过融入条码加密技术，采用QR Code编码提高数据的安全性;同时利用实时数据模板匹配技术，保证了条码系统采集的数据高效，录入更加便捷;利用操作追踪技术落实录入数据的责任机制，实现数据按照任务节点在规定时间进行录入，尤其对一岗多人的录入节点进行管理;基于事件触发的调度和并发控制，条码系统在同一个任务节点需要同时处理多个数据录入的工作，因此系统必须具备良好的事务调度模式使得各个事务均能得到最快的处理;系统接口据缓存技术，最大限度的减少已采集的数据丢失情况，减少用户使用过程中的突发情况;通讯模式冗余技术，提升用户体验，用户在生产环节或定点盘点或信息需要“隐蔽”时，可选用有限通选模式实现对采集对象的数据录入;当用户需要大范围动态盘点产品时，可选用无线通讯模式对采集的数据进行上传。用户在使用过程，可根据实际需要进行切换有线或无线通讯模式进行使用。

结语：基于条码技术的人机交互技术研究建立在打印装置、上位机、扫码单元三大基础构架上，通过此技术能够提升用户体验，极大提高工作效率，促进企业生产力水平提高。

参考文献：

[1]陈军军.条码技术在物流管理中的应用[J].现代营销（下旬刊），2020（05）：114-115.

[2]李麒，赵寒涛，陈庆文.基于Arduino系统的一种人机交互条码打印装置的设计[J].自动化技术与应用，2016，35（07）：157-160.