条码技术详解

自动识别技术是信息数据自动识读、自动输入计算机的重要方法和手段，它是以计算机技术和通信技术的发展为基础的综合性科学技术。自动识别技术近几十年在全球范围内得到了迅猛发展，初步形成了一个包括条码技术、磁条（卡）技术、光学字符识别、系统集成化、射频技术、声音识别及视觉识别等集计算机、光、机电、通信技术为一体的高新技术学科。

计算机、网络技术的发展，彻底改变了人们传统的工作方式。但是如何解决计算机的快速录入问题，一直是影响计算机应用的“瓶颈”。手工键盘输入速度慢、容易出错，而且工作强度大。到目前为止，先后涌现出多种自动识别技术，例如：手写识别技术、语音识别技术、条码识别技术、磁识别技术等等。尤其以条码技术为首的自动识别技术，因其输入速度快、准确率高、成本低、可靠性强等原因，发展十分迅速。现已广泛应用于物流业的各个环节。

条码基础

条码是由一组按特定规则排列的条、空及其对应字符组成的表示一定信息的符号。条码中的条、空分别由深浅不同且满足一定光学对比度要求的两种颜色（通常为黑、白色）表示。条为深色，空呈浅色。这组条、空和相应的字符代表相同的信息。前者用于机器识读，后者供人直接识读或通过键盘向计算机输入数据使用。这种用条、空组成的数据编码很容易译成二进制和十进制数。这些条和空可以有各种不同的组合方法，从而构成不同的图形符号，即各种符号体系，也称码制，适用于不同的场合。

1.名词解释

（1）条码（Bar Code）：由一组规则排列的条、空及对应字符组成的标记，用以表示一定的信息。

(2)条码系统(Bar Code System)：由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。

(3）条(Bar)：条码中反射率较低的部分。

(4)空(Space)：条码中反射率较高的部分。

（5）空白区（Clear Area）：条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域。

（6）起始符（ Start Character ）：位于条码起始位置的若干条与空。

（7）终止符（Stop Character）：位于条码终止位置的若干条与空。

（8）条码字符（Bar Code Character）：表示一个字符的条与空。

（9）条码校验符（Bar Code Check Character）：表示校验码的条码字符。

（10）条码长度（Bar Code Length）：从条码起始符前缘到终止符后缘的长度。

（11）条码密度（Bar Code Density）：单位长度的条码所表示的字符个数。

（12）模块（Module）：组成条码的基本单位。

2.常用的几种码制

如前所述，条码符号的不同组合就形成了不同的条码种类，每一种条码都有自己特定的标准码制。条码种类很多，常见的大概有二十多种码制，其中包括： Code39码（标准39码）、Codabar码（库德巴码）、Code25码（标准25码）、ITF25码（交叉25码）、Matrix25码（矩阵25码）、UPC-A码、UPC一码、EAN-13码(EAN-13国际商品条码）EAN-8码（EAN-8国际商品条码）、中国邮政码（矩阵25码的一种变体）,Code-B码、MR码、Codel l码、Code93码、ISBN码、ISSN码、Code 128码（Code128码，包括EAN128码）、Code39EMS (EMS专用的39码）等一维条码和PDF417等二维条码。

目前，国际广泛使用的条码种类有EAN, UPC码（商品条码，用于在世界范围内惟一标识一种商品。我们在超市中最常见的就是EAN和UPC条码）、Code羚码（可表示数字和字母，在管理领域应用最广）、ITF25码（在物流管理中应用较多）、Codebar码（多用于医疗、图书领域）、Code93码、Codel28码等。其中，EAN码是当今世界上广为使用的商品条码，己成为电子数据交换（EDI）的基础；UPC码主要为美国和加拿大使用；在各类条码应用系统中，Code39码因其可采用数字与字母共同组成的方式而在各行业内部管理上被广泛使用；在血库、图书馆和照相馆的业务中，Codebar码也被广泛使用。

除以上列举的一维条码外，二维条码也已经在迅速发展，并在许多领域得到了应用。

3.条码技术

条码技术是在计算机技术与信息技术基础上发展起来的一门集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新兴技术。条码技术的核心内容是利用光电扫描设备识读条码符号，从而实现机器的自动识别，并快速准确地将信息录入到计算机进行数据处理，以达到自动化管理之目的。条码技术主要研究：

（1)符号技术

主要研究各种码制条码的编码规则、特点及应用范围；条码符号的设计及制作；条码符号印刷质量的控制等。只有按规则编码，符合质量要求的条码符号才能最终被识读器识别。

（2）识别技术

主要由条码扫描和译码两部分构成：

扫描是利用光束扫读条码符号，将光信号转换为电信号，这部分功能由扫描器完成。

译码是将扫描器获得的电信号按一定的规则翻译成相应的数据代码，然后输入计算机（或存储器），这个过程由译码器完成。

(3）条码应用系统设计

条码应用系统由条码、识读设备、电子计算机及通信系统组成。应用范围不同，条码应用系统的配置不同。一般来讲，条码应用系统的应用效果主要取决于系统的设计。

系统设计主要考虑三个因素：

．条码设计；

．符号印制；

．识读设备选择。

4.主要应用领域

目前条码技术已在多个领域中得到了广泛的应用，比较典型的应用有以下几种：

（1)商业零售领域：零售业是条码应用最为成熟的领域。EAN商品条码为零售业应用条码进行销售奠定了基础。目前大多数在超市中出售的商品都申请使用了EAN条码，在销售时，用扫描器扫描EAN条码，POS系统从数据库中查找到相应的名称、价格等信息，并对客户所购买的商品进行统计，大大加快了收银的速度和准确性，同时各种销售数据还可作为商场和供应商进货、供货的参考数据。由于销售信息能够及时准确地被统计出来，所以商家在经营过程中可以准确地掌握各种商品的流通信息，大大地减少库存，最大限度地利用资金，从而提高商家的效益和竞争能力。

(2)图书馆：条码也被广泛用于图书馆中的图书流通环节中，图书和借书证上都贴上了条码，借书时只要扫描一下借书证上的条码，再扫一下借出的图书上的条码，相关的信息就被自动记录入数据库中，而还书时只要一扫图书上的条码，系统就会根据原先记录的信息进行核对，如是正确就将该书还入库中。与传统的方式相比，大大地提高了工作效率。

（3)仓储管理与物流跟踪：对于大量物品流动的场合，用传统的手工记录方式记录方式物品的流动状况，既费时费力，准确度又低，在一些特殊场合，手工记录是不现实的。况且这些手工记录的数据在统计、查询过程中的应用效率也相当的低。应用条码技术，可以实现快速、准确地记录每一件物品，采集到的各种数据可实时地由计算机系统进行处理，使得各种统计数据能够准确、及时地反映物品的状态

(4)质量跟踪管理：ISO 9000质量保证体系强调质量管理的可追溯性，也就是说对于出现质量问题的产品，应当可以追溯出它的生产时间、操作者等信息。在过去，这些信息很难记录下来，即使有一些工厂（如一些家用电器生产厂）采用加工单的形式进行记录，但随着时间的积累，加工单也越来越多，有的工厂甚至要用几间房子来存放这些单据。从这么多的单据中查找一张单据的难度可想而知！如采用条形码技术，在生产过程的主要环节中，对生产者及产品的数据通过扫描条码进行记录，并利用计算机系统进行处理和存储。如产品质量出现问题，可利用电脑系统很快地查到该产品生产时的数据，为工厂查找事故原因、改进工作质量提供依据。

(5)数据自动录入（二维条码）：大量格式化单据的录入问题是一件很繁琐的事，浪费大量的人力不说，正确率也难以保障。现在有了二维条码技术，可以把上千个字母或几百个汉字放入名片大小的一个二维条码中，并可用专用的扫描器在几秒钟内正确地输入这些内．容。目前电脑和打印机作为一种必备的办公用品已相当普及，可以开发一些软件，将格式化报表的内容同时打印在一个二维条码中，在需要输入这些报表内容的地方扫描二维条码，报表的内容就自动录入完成了。同时还可对数据进行加密，确保报表数据的真实性。国外有的；彩票上就用PDF417二维条码来鉴别彩票的真伪。设想一下，如果在证件上使用了二维条码，对其中放入证件上的全部信息进行加密处理，那么在需要记录您身份的地方，只要扫描一下您证件上的条码，您的信息就被正确录入了。同时这样也为证件伪造者出了难题—他们不再可能伪造一个证件，因为他们不知道您的证件上的加密算法，无法制作出正确的条码。

当然，他们可以原样为您复制一个，但这又有什么意义呢？也许您会提出疑问：IC卡也能完成上述一些功能，如有的地方税务申报用的是IC卡，‘将数据用IC卡传送回税务部门；互联网技术也在迅速发展，大量单据内容可通过网络来传递。然而IC卡的成本较高，而目前的情况下，互联网时时带在身边还不太现实。因此，条码技术还是大有其用武之地的。

8.1.2条码的特点

在信息输入技术中，采用的自动识别技术种类很多。条码作为一种图形识别技术与其他识别技术相比有如下特点：

（1)简单、易于制作，可印刷，被称为“可印刷的计算机语言”。条码标签易于制作，，

对印刷技术设备和材料无特殊要求。

(2)信息采集速度快。普通计算机的键盘录入速度是每分钟200字符，而利用条码扫描录入信息的速度是键盘录入的20倍。

(3)采集信息量大。利用条码扫描一次可以采集十几位字符的信息，而且可以通过选择不同码制的条码增加字符密度，使录入的信息量成倍增加。

(4)可靠性高。键盘录入数据，误码率为三百分之一，利用光学字符识别技术，误码率约为万分之一，而采用条码扫描录入方式，误码率仅有百万分之一，首读率可达98%以上。据统计，键盘输入平均每300个字符一个错误，而条码输入平均每巧000个字符一个错误。如果加上校验位误码率是千万分之一。

(5)设备结构简单、成本低。与其他自动化识别技术相比较，推广应用条码技术，所需费用较低。

（6)灵活、实用。条码符号作为一种识别手段可以单独使用，也可以和有关设备组成识别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整个系统的自动化管理。同时，在没有自动识别设备时，也可实现手工键盘输入。

(7)自由度大。识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR大得多。条码通常只在一维方向上表达信息，而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续，这样即使是标签有部分缺欠，仍可以从正常部分输入正确的信息。

8.1.3条码技术的发展

1.发展历史

条码技术最早产生在20世纪20年代，诞生于Westinghouse的实验室里。一位名叫John Kermode的发明家“异想天开”地想对邮政单据实现自动分拣，那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。他的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就像今天的邮政编码。为此Kermode发明了最早的条码标识，设计方案非常的简单，即一个“条”表示数字"1”，两个“条”表示数字“2”，以次类推。然后，他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备：一个扫描器（能够发射光并接收反射光）；一个测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；和使用测定结果的方法，即译码器。

Kermode的扫描器利用当时新发明的光电池来收集反射光。“空”反射回来的是强信号，“条”反射回来的是弱信号。与当今高速度的电子元气件应用不同的是，Kermode利用磁性线圈来测定“条”和“空”。就像一个小孩将电线与电池连接再绕在一颗钉子上来夹纸。Kermode用一个带铁芯的线圈在接收到“空”的信号的时候吸引一个开关，在接收到“条”的信号的时候，释放开关并接通电路。因此，最早的条码阅读器噪音很大。开关由一系列的继电器控制，“开”和“关”由打印在信封上“条”的数量决定。通过这种方法，条码符号直接对信件进行分检。

此后不久，Kermode的合作者Douglas Young在Kermode码的基础上做了些改进。

Kermode码所包含的信息量相当的低，并且很难编出10个以上的不同代码。而Young码使用更少的条，但是利用条之间空的尺寸变化，就像今天的UPC条码符号使用4个不同的条空尺寸。新的条码符号可在同样大小的空间对100个不同的地区进行编码，而Kermode码只能对10个不同的地区进行编码。