条码技术详解

第二部分应用标准

在物流条码标准体系中，还有许多应用标准。应用标准大多采用以上三种码制，适用于不同的实际情况，解决不同的具体问题，使物流条码在我国物流领域的应用具有可行性和实用性。

（1)位置码

中国物品编码中心根据国际物品编码协会的技术规范《EAN位置码》，并结合我国具体情况，制定了我国《GBfr 16828-1997:位置码》国家标准。位置码是对法律实体、功能实体、物理实体进行标识的代码，具有惟一性、无含义性，国际通用，并有严格的定义和结构，主要应用于EDI和自动数据采集中。

位置码由13位数字、组成，其结构如表7.6所示。

前缀码是三位数字，是国际物品编码协会分配给中国物品编码中心的标识码，由于我国分配的前缀码为690, 691扩尸A -13码己经全部分配为物品编码，因此位置码以692为前缀码；位置参考代码由9位数字组成，由中国物品编码中心统一分配，以900000000-999999999为参考代码的范围；校验码是一位数字，具体计算方法可以参考位置码的国家标准。

位置码当用条码符号表示时，应与位置码应用标识一起使用，条码符号采用贸易单元128码制。，

（2）储运单元条码

中国物品编码中心在遵守国示物品编码协会EAN规范中《关于储运单元条码与标的EAN规范》的前提下，结合我国一J具体情况制定了《GB/T 16830-1997:储运单元条码》国家标准，此标准适用于商品储运单元的条码标识。

储运单元是指由若干消费单元组戍的稳定和标准的产品集合，是装卸、仓储、收发货、运输等项业务所必须的一种产品单元。储运单元分为定量储运单元和变量储运单位，因此，储运单元条码也应分为两种不同的情况。，

①定量储运单元

定量储运单元是指内含预先确定的、规定数量商品的储运单元。

单个大件商品的储运单元又是消费单元时，其代码就是通用商品代码；

当定量储运单元内含有不同种的定量消费单元时，给储运单元分配一个区别于消费单元的13位数字代码，条码标识可用EAN-13码，也可用14位交插二五码（即TTF-14）。

②变量储运单元

变量储运单元是指按基本计量单位记价的商品的储运单元。其编码是由14位数字的主代码和6位数字的附加代码组成的，都用交插二五码表示。附加代码是指包含在变量储运单元内按确定的基本计量单位计量取得的商品数量。

运输和仓储是物流过程的重要环节，《储运单元条码》国家标准起到了对货物储运过程中物流条码的规范作用，在实际应用中具有标识货运单元的功能，是物流条码标准体系中一个重要的应用标准。

(3）条码应用标识

中国物品编码协会借鉴国际物品编码协会与美国统一代码委员会共同制定的《UCC/EAN应用标识符标准规范》根据我国的实际需要制定了《GB[r 16986-1997:条码应用标识》国家标准。条码应用标识是商品统一条码有益和必要的补充，并且填补了其他EAN[UCC标准遗留的空白。它不仅仅是一个标准，更是一种信息交换的工具，将物流和信息流有机地结合起来，成为联结条码与电子数据交换的纽带。

条码应用标识是指一组用条码表示的数据，用来表示贸易单元的相关信息，它由应用标识符和数据两部分组成，通常不包含校验符。应用标识符是用于定义条码数据域的前缀，每个不同的前缀惟一地标识其后数据域的含义及格式。每个应用标识符由2-4个数字构成。使用应用标识符，可以将很多不同内容的数据元表示在一个条码符号中。不同的数据域间无需分隔，既节省空间，又为计算机的数据处理创造了条件。条码应用标识是一个开放的标准，可根据用户的要求，随时定义新的应用标识符。

条码用应用标识的内容包括：系列货运包装箱代码、EAN物品编码／货运包装箱代码、批号和组号、生产日期、包装日期、保质期、有效期、长度、重量、面积、体积等等。

条码应用标识用贸易单元128条码码制来表示，多个应用标识共同使用，可以用同一个条码符号来表示，当前一个应用标识是一个定长的数据时，应用标识之间可以直接联结，当前一个应用标识是可变长度的数据时，必须加FNCI分隔，但编码数据字符的最大数量为48，包括空白区在内的条码长度不能超过16.5cm.

关于条码应用标识的具体应用，我们可以参考《条码应用标识》国家标准。

第三部分产品包装标准

物流条码的使用是为了实现物流过程中各个环节的数据共享，通过物流条码数据的收集、反馈来提高整个物流系统的经济效益，为了更好地实现这一目标，物流条码标准体系就应该具有相应的包装标准，保证物流条码能够被快速准确地识别。现在己经有一些国家标准

作为物流条码的保证，但仍然还有一部分空白等待填补，使物流条码标准体系更加完善。

为了便于运输和仓储，物流单元一般采用箱式包装或集装箱托盘。与消费单元包装相比，物流单元大多体积比较大，包装选材更坚硬，表面较粗糙。因此，物流条码应该符合物流单元包装的特点，选择适当的位置，以便于识读。

（1)贸易单元128条码一般平行地放在主代码的右侧，在留有空白区的条件下，尽可能缩小两个符号间的距离。如果不能满足上述要求，应明显地印在与主代码关联的位置上，且两者方向一致。

（2）箱式包装一般应把物流条码置于包装箱的侧面，条码符号下边缘距印刷面下边缘的最小距离为32mm,条码符号保护框外边缘距垂直边的最小距离为19mmo

（3)集装箱托盘的条码符号的底边距托盘上表面45cm,垂直于底边的侧边不小于50mm。

(4)贸易单元128条码符号最小放大系数的选择取决于印刷质量，并且由印刷扩展的变化或允许误差来决定。当贸易单元128条码作为通用商品条码或交插二五码的补充条码时，实际放大系数的选择必须考虑通用商品条码或交插二五码的尺寸。一般原则是：贸易单元128条码的模块宽度不能小于主代码最窄宽度的75%。

对于不同码制的代码，在国家标准中都有具体的要求，来保证条码符号的质量。我国己经制定了《GBIT 14257-93:通用商品条码符号位置》国家标准和《GB/T 14258-93条码符号印刷质量的检测》国家标准，可以作为物流条码标准体系的引用标准。

8.1.6二维条码

I.二维条码的产生

条码给人们的工作和生活带来巨大变化是有目共睹的。然而，一维条码仅仅只是一种商品的标识，它不含有对商品的任何描述，人们只有通过后台的数据库，提取相应的信息才能明白这商品标识的具体含义。在没有数据库或联网不便的地方，这一商品标识变得毫无意义。例如我们手上有一6901028072151的条码标识，我们从690可知它产于中国，但还是不清楚究竟是什么商品。当然，当我们通过网络的数据库连接后，在数据库中找到其对应的信息后才知道这是北京牌香烟。

此外，一维条码无法表示汉字的图像信息，在有些应用汉字和图像的场合，显得十分不便。同时，即使我们建立了数据库来存储产品信息，而这些大量的信息需要一个很长的条码标识。如应用储运单元条码，应用EAN/UPC128条码，都需要占用很大的印刷面积，对印刷和包装带来的困难就可想而知了。

于是人们迫切希望不通过从数据库中查找，而是直接从条码中就能获得大量产品信息。

现代高新技术的发展，迫切要求条码在有限的儿何空间内表示更多的信息，从而满足千变万化的信息需求。二维条码正是为了解决一维条码无法解决的问题而诞生的。

2．什么是二维条码

二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0’，、“I”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能及处理图形旋转变化等特点。

3.二维条码类型

二维条码的研究在技术路线上从两个方面展开，一是在一维码基础上向二维码方向扩展；二是利用图像识别原理，采用新的几何形体和结构设计出二维码制。

堆积式二维码在实现原理、结构形状、检校原理、识读方式等方面继承了一维码的特点，识读设备与条码印制兼容一维条码技术。但由于行数的增加，行的鉴别、译校算法和软件不完全同于一维条码。有代表性的堆积式二维码有Code 49码、PDF417码、Code16K码和UPS Code SM码等。

点阵码是用几何形状为实用圆以矩阵的形式组成。在矩阵相应元素位置上，用"1”表示圆点的出现，+0;表示没有圆点呈现。圆点的排列组合确定了条码所代表的意义，矩阵点阵就可以转换为矩阵的二进制字阵，经过译码解码反映出所代表的信息。点阵码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。

4.二维条码特点

（1)信息容量大

根据不同的条空比例每平方英寸可以容纳250到1100个字符。在国际标准的证卡有效面积上（相当于信用卡面积的2/3,约为76mm X 25mm），二维条码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符，约500个汉字信息。这种二维条码比普通条码信息容量高几十倍。

（2）编码范围广

二维条码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音·文字等凡可数字化的信息进行编码。

(3）保密、防伪性能好

二维条码具有多重防伪特性，它可以采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪，因此具有极强的保密防伪性能。

(4)译码可靠性高飞

普通条码的译码错误率约为百万分之二左右，而二维条码的误码率不超过千万分之一，译码可靠性极高。

(5）修正错误能力强

二维条码采用了世界上最先进的数学纠错理论，如果破损面积不超过50%，条码由于沾污、破损等原因所丢失的信息也可以照常被破译出来。

（6）容易制作且成本很低

利用现有的点阵、激光、喷墨、热敏热转印、制卡机等打印技术，即可在纸张、卡片、PVC,甚至金属表面上印出二维条码。由此所增加的费用仅相当于油墨的成本。

〔7）条码符号的形状可变

同样的信息量，二维条码的形状可以根据载体面积及美工设计等进行调整。

5.二维条码应用案例-PDF417在身份证管理方面的应用

我国是个人口众多的国家，如何合理有效地管理好身份证，并充分发挥其作用，一直是公安机关长期面临的问题。特别是改革开放以来，我国经济得到迅速发展，各城市、农村人口流动平凡，给公安机关带来了严峻的考验。传统的身份证由于缺乏机器识读功能，并且防伪性能相对较差，因此在许多关键部门无法对身份证进行有效验证和登记，使得公安机关不能全面掌握这些重要信息，给管理工作带来了很大困难。尤其是近几年来，全国各地利用假身份证进行犯罪的事件屡屡发生，使得国家一些重要部门受到严重的损失，而公安机关由于缺乏详实的资料，限制了打击力度。因此，改进现有的居民身份证，是提高公安部门执法力度的一个十分有效的办法。

二维条码PDF417（简称PDF417）是20世纪90年代初由世界上最大的条码设备制造公司美国Symbol公司发明的，它是一种机器可以识读的二维条码，由于具备普通一维条码无法比拟的优越性，因此它一经问世，就受到了广大用户的青睐。PDF417信息容量大，信息密度高，编码能力强，可以对照片、文字、指纹、掌纹、声音、签名等信息进行编码。PDF417容易印制，成本很低，纠错能力强，译码可靠性高，并且具有极强的防伪能力。正是因为PDF417可以实现机器识读和防伪这两项重要功能，因此，在国际上，PDF417被广泛应用于身份证、驾驶证、军人证、选民证、社会福利卡、护照、签证等各类证卡系统。在我国，第一个二维条码国家标准《四一七条码》于1997年12月正式颁布，它标志着PDF417在我国的应用正步入正规有序的发展阶段。

在身份证上采用PDF417技术，有诸多优势，主要体现在：

（I )实现了身份证的机读功能

证件的机读能力和防伪能力是新一代证件的标志。PDF417可以将持证人的名字、身份证号、住址、血型、照片、指纹等重要信息进行编码，并通过机器自动识读，因此解决了目前身份证无法进行数据自动录入的问题。PDF417的机读功能，将会给诸多部门乃至整个社会带来巨大好处。公安部门可以根据需要在机场、码头、车站及旅店等重要场所设立稽查站，对过往行人及旅客进行登记，加强对这些地区的管理，而过去非常烦琐的身份证登记现在只需要短短的一秒钟。另外，在凡是需要进行身份登记和查验的地方，如银行、邮局、宾馆、学校等处都会享受到这一高科技带来的好处。

(2)提高了身份证的防伪能力

PDF417具有很好的防伪能力。在身份证上采用PDF417后，身份证的防伪就在过去简单的肉眼判别基础上，增加了机器判别的功能，从而给证件的防伪引入了一个新的内涵。PDF417的防伪包括三个方面的含义。首先，在证件的伪造中，一般情况是将持证人的照片进行替换，并假刻印章。然而由于PDF417中编入了持证人的照片或指纹等个人信息，这些数据是无法修改的，因此可以防止伪造。其次，可以对PDF417中的内容进行数据加密来提高防伪能力，目前数据加密技术在世界上己经是一项非常先进也是非常成熟的技术，因此可以极大地增强证件的防伪能力。最后，PDF417的防伪还有另外一种方式。在PDF417的国际标准以及我国的国家标准中，都有一部分预留码字，可以供用户自行定义，如采用了这部分预留码字，一般市场上的扫描器就无法识读，这给PDF417的防伪带来了很大好处（埃及的身份证中就采用了部分预留码字）。

(3）可以为国家节约大量经费

身份证的成本问题是一个至关重要的问题。我们国家有12亿人民，重新印发12亿张身份证的费用问题是不容忽视的。任何一项技术，无论它多么先进，如成本太高，它都是不合适的，尤其是对于身份证这种全国性的项目。PDF417较其他证卡技术突出的优点之一就是它的成本很低。目前的证件制作大致分成两类一塑封卡和PVC卡。如做成塑封卡，所需的成本只是一点油墨或碳粉的成本，而采用制卡机打印 PVC等卡片由于印不印PDF417,那一段碳带（ribbon）也没法再用了，所以印制PDF417不增加任何成本，因此人们又把PDF417称做“零成本”技术。例如在美国，到目前为止已经发行了14,000,000张军人证、士兵证，该种证件是采用teslin材料打印并塑封（包含文字、照片、PDF417等），一张卡的成本为29美分／张，如采用IC卡，则成本为3美刀张。因此PDF417这种低成本的特点对于我国这种国家大、人口多、底子薄、经济相对落后的国家是一种非常合适的选择。

(4) PDF417打印灵活，可以免除许多设备的重复投资

PDF417可以采用普通的喷墨、激光、热转印或热升华等打印机打印，也可以采用制卡机制卡。它可以打印在纸上或卡片上，并且打印的尺寸和形状可以根据载体所提供的面积和美工设计进行自我调整，从而使得PDF417的应用非常广泛。许多国家不仅在身份证、驾驶证等大型法律证件上使用PDF417,而且在许多政府部门的报表管理上也采用了这一技术。因此，PDF417扫描器可以在许多不同的应用中使用，设备不需要重复投资，为国家省了大量经费。

（5) PDF417具有很好的纠错能力，证件使用寿命长

由于身份证是我国居民长期使用的法律证件，一般它的寿命要求至少十年以上，PDF417可以打印在纸上再进行塑封，因此它的使用寿命和目前我国使用的身份证是等同的，然而，目前世界上没有任何一家IC卡厂商可以承诺，他们提供的IC卡的寿命在5年以上。另外，由于一些居民的工作和居住环境相对较差，身份证可能会受到不同程度的折损、污染，因此对身份证的使用寿命和机器识读能力提出了更高的要求。由于PDF417采用了世界上最先进的纠错算法，因此PDF符号受到部分损坏后，通过纠错算法依然可以进行正确识读。