條形碼、二維碼和RFID數據采集方法的比較

前言

隨著中國物聯網的飛速發展，物聯網已經滲透到各個領域，在工業領域的應用也非常普遍。物聯網區別于互聯網在于它通過感知層連接物理世界和信息世界，感知層的數據采集是物聯網應用層進行可靠、精准數據挖掘的技術基礎。數據采集是物聯網感知層最關鍵的技術，目前常用的數據采集方法有條形碼，二維碼和RFID技術。本文比較了物聯網中這3種關鍵數據采集方法的各自特點。

一、3種數據采集方式原理介紹

　　1. 關于條形碼

我們在超市買東西時，就可以見到。在我們生活中應用十分普遍。它是一種由黑白相間的條紋組成的圖案，其中黑色部分稱爲“條”白色的稱爲“空”。條和空分別用來代表0或1，從而不同粗細條紋間的相互組合，便代表了不同的編碼信息。利用二進位的編碼，可以表示數字，字符和符號信息。

條形碼需要使用專門儀器進行識別，即掃描槍。條形碼中條和空對相同光線的反射率不同，各自的反射光強度也不一樣。條形碼掃描槍利用該原理，通過光學傳感器檢測來自不同發射區的不同反射光，對條形碼進行識別。條形碼標簽可以用普通紙打印，也可以使用專門的標簽紙打印。

　　2.關于二維碼

二維碼可以看作條形碼的升級版。條形碼是一維的，它只有橫向記錄信息，縱向是不記錄信息的，縱向剪短，記錄的信息不受影響。二維碼是二維的，兩個方向都記錄信息。

二維碼也利用二進制表示信息的。二維碼就是把信息翻譯成黑白小方塊，然後組成一個大方塊。相比于只在一個維度上，攜帶信息的條形碼，二維碼在兩個維度上都攜帶了信息，也就做成了這個方塊狀的樣子。在二維碼編碼中，白色小方塊表示0，黑色小方塊表示1。用二進制編碼表示了數字，字母，符號和漢字信息。所有二維碼角上都有三個相同的方塊，是用來給掃描定位的，不管正著掃，倒著掃，還是斜著掃，掃出來的結果都是一樣的。

　　3.關于RFID

RFID和條形碼、二維碼不同，條形碼和二維碼都可以認爲是打印在紙片上的圖案，編碼在圖案上的黑白條或黑白格子裏，沒有芯片。RFID是電子標簽，信息是保存在芯片裏的，芯片可以讀寫。使用的打印機也是專門的打印機，能夠在芯片上寫入信息。

RFID系統的工作原理：閱讀器或者手持機將要發送的信息，經編碼後加載在某一頻率的載波信號上經天線向外發送，進入閱讀器工作區域的電子標簽接收此脈沖信號。可以讀取RFID標簽中信息，或者向其中寫入信息。標簽可以寫入信息，這是RFID技術的一大優勢，條形碼和二維碼打印後，只能讀取，不能再次寫入信息。

RFID電子標簽：由芯片及內置天線組成。芯片內保存有一定格式的電子數據，作爲待識別物品的標識性信息，是射頻識別系統真正的數據載體。內置天線用于和射頻天線間進行通信。

RFID技術的産品有三大類：無源RFID産品、有源RFID産品、半有源RFID産品。無源RFID産品沒有電池，有源RFID産品和半有源RFID産品都有電池，半有源RFID産品電池功率小，不與讀寫器通訊時依靠自身電池能量維持待激活狀態。

　　二、3種數據采集方式應用特點比較

　　1.條形碼

條形碼可以用来表示数字，英文和符号，但不能表示汉字。它只有横向记录信息，但纵向不记录信息，有一定抗破坏能力。纵向破坏一部分，只要横向完整，就能读取出对应的信息。

條形碼输入速度快：与键盘输入相比，條形碼输入的速度是键盘输入的5倍。條形碼扫描速度快于二維碼。

條形碼标签易于制作，如果不需要粘贴，普通纸就可以，且扫描设备也相对便宜。

條形碼可以应于物料管理，生产管理，超市等领域。

　　2.二維碼

与條形碼相比，二維碼可以表示汉字，这是一大优点。它的表示信息也高于條形碼，传统的條形碼只能处理20位左右的信息量，与之相比，二維碼可处理條形碼的几十倍到几百倍的信息量。

二維碼也便于手机扫描，这个优点使得手机支付变得非常普遍。今天我们在市场买东西，几乎所有支付都可以通过扫描收款二維碼完成。

二維碼也有一定纠错能力，最多可以纠错约30%，少量破坏也能读取信息。

二維碼从任一方向均可快速读取。其奥秘就在于它的3处定位图案，可以帮助二維碼码不受背景样式的影响，实现快速稳定的读取。

　　3.RFID

不论條形碼，还是二維碼一次只能读取一个标签内容，而使用RFID技术，一次可以读取多个标签，读取效率大为提高，这是RFID一个优势，也因为该优势，它在很多场合取代了條形碼。

RFID有不同頻率，從工作頻段來分的話可分爲,低頻(125Khz~134Khz),高頻(13.56Mhz),超高頻(860MHz~928Mhz全球各標准不一),微波(2.45Ghz、5.8Ghz)。頻率越高，傳播距離越遠，但是繞射或穿透能力較弱。

RFID標簽則可以重複地新增、修改、刪除RFID卷標內儲存的數據，方便信息的更新。

在被覆盖的情况下，RFID能够穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质，并能够进行穿透性通信。而條形碼扫描器材必须在近距离而且没有物体阻挡的情况下，才可以辨读條形碼。

三、成本比較

企业的信息化必定需要投入一定的成本，就数据采集而言，也是一样，无论是采用條形碼，二維碼还是RFID都需要投入一定成本。

條形碼，二維碼和RFID成本主要是4个方面：(1)标签成本;(2)打印机成本;(3)采集设备成本;(4)软件成本。前3项都属于硬件成本，我们重点探讨硬件投入。

总体来说，條形碼投入最小，RFID投入最大。企业可以根据自己的需求和成本预算选择适合的数据采集方式。下面分别介绍各自的成本。

　　1.關于條形碼

條形碼的标签可以用普通打印纸，也可以用专门的标签纸。专门的标签纸背面带胶，便于粘附在其它商品上。每张标签的成本可以低于1分钱。

如果條形碼标签是普通纸，用普通的打印机就可以打印條形碼。如果使用专门标签纸打印條形碼标签，一个热敏纸打印机成本几百元。

條形碼的采集设备，可以分成两类。第一种是本身只能扫描，不能输入数字等信息。我们在超市见到的条码枪一般就是这种，这种条码枪本身不能存储信息，扫描时条码枪必须连接在计算机上，超市店员扫描商品條形碼后，知道商品名称和价格，在计算机上录入商品数量。这种条码枪价格可以低至100元。

第二种条码枪本身带存储功能，也能够输入数字等信息。这种条码枪也可以叫盘点机或PDA, 它们扫描时，不需要连接计算机，可以直接在上面完成数字等信息录入，扫描之后信息再传到计算机上。这种条码枪价格可以低至700元。

　　2.二維碼

二維碼的标签打印和條形碼类似，看具体需求，可以用普通纸，也可以专门标签纸。标签纸可以低至1分钱。

如果二維碼标签是普通纸，用普通的打印机就可以打印條形碼。如果使用专门标签纸打印條形碼标签，一个热敏纸打印机成本几百元。

二維碼的数据采集设备和條形碼类似，也是可以分成两类。第一类是扫描时需要连接计算机的，金额可以低至100元。第二类是可以手持独立扫描的，比只能扫描條形碼设备稍贵，最低1000元左右。

3.RFID

RFID的标签是含有芯片的，自然比條形碼，二維碼都要贵。RFID标签又可以分为不带电源和带电源的，带电源的成本高于不带电源的。不带电源的RFID标签价格可以低至1元之内，带电源的RFID标签可以5元之内。

RFID標簽打印機具有往芯片內寫入信息的功能，價格也高于普通打印機，一般要超過5000元。

RFID手持机可以读取RFID芯片内容，也能往芯片内写入信息。它的价格也要高于條形碼，二維碼的手持机，一般超过2000元。RFID手持机使用时，可以单独使用，采购数据后再传输到电脑。RFID还有必须连接电脑使用的读写器，便宜的读写器几百元。

四、標簽制作方法比較

　　1.關于條形碼制作

條形碼可以通过专门软件，例如NiceLabel Pro软件可以将数字，字母变成條形碼，它也支持通过Excel导入批量生成條形碼。

Excel也可以制作條形碼，需要下载條形碼字体，例如C39HrP24DMTt就是一种條形碼字体，对数字或字母选择该字体，就形成了对应的條形碼。

 

　　2.關于二維碼制作

二維碼可以通过专门软件制作，Excel 2010以上版本也可以制作二維碼。

因为Excel最常用，用它来制作二維碼也最便捷。如果用Excel制作二維碼，基本步骤如下：

(1)單擊【開發工具】-【插入】，選擇“其他控件”

(2)在“其他控件”对话框里，选择'Microsoft Barcode Control 16.0'，单击【确定】

(3)选择“條形碼样板”，右击鼠标，选择Microsoft Barcode Control 16.0对象，单击“属性”，类型框选择'11-QR-Code'，其它参数保持系统默认，最后，单击【OK】

(4)选择“二維碼样板”，单击【属性】，在'LinkedCell'中输入保存输入的单元格，例如A1,B2。

　　3.關于RFID制作

使用Bartender软件配合专门打印机可以将信息写入RFID芯片，Bartender软件也可以打印條形碼和二維碼。

　　後記

企業在信息化進程中選擇方案時，不能只考慮技術的先進性，最重要的必須考慮企業的實際需求。要分析滿足企業需求有幾種方案，每種方案有什麽特點，各種方案成本都是多少。日月條碼分析了物聯網數據采集最常用的3種技術方案特點，供企業選擇方案時參照。