關於條形碼

條形碼 tiáoxíngmǎ

編輯本段壹、條形碼的歷史

條形碼技術最早產生在風聲鶴唳的二十世紀二十年代，誕生於Westinghouse的實驗室裏。壹位名叫John Kermode性格古怪的發明家“異想天開”地想對郵政單據實現自動分檢，那時候對電子技術應用方面的每壹個設想都使人感到非常新奇。

他的想法是在信封上做條碼標記，條碼中的信息是收信人的地址，就象今天的郵政編碼。為此Kermode發明了最早的條碼標識，設計方案非常的簡單（註：這種方法稱為模塊比較法），即壹個“條”表示數字“1”，二個“條”表示數字“2”，以次類推。然後，他又發明了由基本的元件組成的條碼識讀設備：壹個掃描器(能夠發射光並接收反射光)；壹個測定反射信號條和空的方法，即邊緣定位線圈；和使用測定結果的方法，即譯碼器。

Kermode的掃描器利用當時新發明的光電池來收集反射光。“空”反射回來的是強信號，“條”反射回來的是弱信號。與當今高速度的電子元氣件應用不同的是，Kermode利用磁性線圈來測定“條”和“空”。就象壹個小孩將電線與電池連接再繞在壹顆釘子上來夾紙。Kermode用壹個帶鐵芯的線圈在接收到“空”的信號的時候吸引壹個開關，在接收到“條”的信號的時候，釋放開關並接通電路。因此，最早的條碼閱讀器噪音很大。開關由壹系列的繼電器控制，“開”和“關”由打印在信封上“條”的數量決定。通過這種方法，條碼符號直接對信件進行分檢。

此後不久， Kermode的合作者Douglas Young，在Kermode碼的基礎上作了些改進。

Kermode碼所包含的信息量相當的低，並且很難編出十個以上的不同代碼。而Young碼使用更少的條，但是利用條之間空的尺寸變化，就象今天的UPC條碼符號使用四個不同的條空尺寸。新的條碼符號可在同樣大小的空間對壹百個不同的地區進行編碼，而Kermode碼只能對十個不同的地區進行編碼。

直到1949年的專利文獻中才第壹次有了Norm Woodland和Bernard Silver發明的全方位條形碼符號的記載，在這之前的專利文獻中始終沒有條形碼技術的記錄，也沒有投入實際應用的先例。Norm Woodland和Bemard Silver的想法是利用Kermode和YOung的垂直的“條”和“空”，並使之彎曲成環狀，非常象射箭的靶子。這樣掃描器通過掃描圖形的中心，能夠對條形碼符號解碼，不管條形碼符號方向的朝向。

在利用這項專利技術對其進行不斷改進的過程中，壹位科幻小說作家Isaac-Azimov在他的“裸露的太陽”壹書中講述了使用信息編碼的新方法實現自動識別的事例。那時人們覺得此書中的條形碼符號看上去象是壹個方格子的棋盤，但是今天的條形碼專業人士馬上會意識到這是壹個二維矩陣條形碼符號。雖然此條形碼符號沒有方向、定位和定時，但很顯然它表示的是高信息密度的數字編碼。

直到1970年Iterface Mechanisms公司開發出“二維碼”之後，才有了價格適於銷售的二維矩陣條碼的打印和識讀設備。那時二維矩陣條形碼用於報社排版過程的自動化。二維矩陣條形碼印在紙帶上，由今天的壹維CCD掃描器掃描識讀。CCD發出的光照在紙帶上，每個光電池對準紙帶的不同區域。每個光電池根據紙帶上印刷條碼與否輸出不同的圖案，組合產生壹個高密度信息圖案。用這種方法可在相同大小的空間打印上壹個單壹的字符，作為早期Kermode碼之中的壹個單壹的條。定時信息也包括在內，所以整個過程是合理的。當第壹個系統進入市場後，包括打印和識讀設備在內的全套設備大約要5000美元。

此後不久，隨著LED(發光二極管)、微處理器和激光二極管的不斷發展，迎來了新的標識符號(象征學)和其應用的大爆炸，人們稱之為“條碼工業”。今天很少能找到沒有直接接觸過即快又準的條形碼技術的公司或個人。由於在這壹領域的技術進步與發展非常迅速，並且每天都有越來越多的應用領域被開發，用不了多久條形碼就會象燈泡和半導體收音機壹樣普及，將會使我們每壹個人的生活都變得更加輕松和方便。

編輯本段二、條形碼的識別原理

要將按照壹定規則編譯出來的條形碼轉換成有意義的信息，需要經歷掃描和譯碼兩個過程。物體的顏色是由其反射光的類型決定的，白色物體能反射各種波長的可見光，黑色物體則吸收各種波長的可見光，所以當條形碼掃描器光源發出的光在條形碼上反射後，反射光照射到條碼掃描器內部的光電轉換器上，光電轉換器根據強弱不同的反射光信號，轉換成相應的電信號。根據原理的差異，掃描器可以分為光筆、CCD、激光三種。電信號輸出到條碼掃描器的放大電路增強信號之後，再送到整形電路將模擬信號轉換成數字信號。白條、黑條的寬度不同，相應的電信號持續時間長短也不同。然後譯碼器通過測量脈沖數字電信號0，1的數目來判別條和空的數目．通過測量0，1信號持續的時間來判別條和空的寬度。此時所得到的數據仍然是雜亂無章的，要知道條形碼所包含的信息，則需根據對應的編碼規則（例如：EAN-8碼)，將條形符號換成相應的數字、字符信息。最後，由計算機系統進行數據處理與管理，物品的詳細信息便被識別了。

編輯本段三、條形碼的優越性

1.可靠性強。條形碼的讀取準確率遠遠超過人工記錄，平均每15000個字符才會出現壹個錯誤。

2.效率高。條形碼的讀取速度很快，相當於每秒40個字符。

3.成本低。與其它自動化識別技術相比較，條形碼技術僅僅需要壹小張貼紙和相對構造簡單的光學掃描儀，成本相當低廉。

4.易於制作。條形碼的編寫很簡單，制作也僅僅需要印刷，被稱作為“可印刷的計算機語言”。

5.易於操作。條形碼識別設備的構造簡單，使用方便。

6.靈活實用。條形碼符號可以手工鍵盤輸入，也可以和有關設備組成識別系統實現自動化識別，還可和其他控制設備聯系起來實現整個系統的自動化管理。

編輯本段四、條形碼的掃描

條形碼的掃描需要掃描器，掃描器利用自身光源照射條形碼，再利用光電轉換器接受反射的光線，將反射光線的明暗轉換成數字信號。不論是采取何種規則印制的條形碼，都由靜區、起始字符、數據字符與終止字符組成。有些條碼在數據字符與終止字符之間還有校驗字符。

▲靜區：顧名思義，不攜帶任何信息的區域，起提示作用。

▲起始字符：第壹位字符，具有特殊結構，當掃描器讀取到該字符時，便開始正式讀取代碼了。

▲數據字符：條形碼的主要內容。

▲校驗字符：檢驗讀取到的數據是否正確。不同編碼規則可能會有不同的校驗規則。

▲終止字符：最後壹位字符，壹樣具有特殊結構，用於告知代碼掃描完畢，同時還起到只是進行校驗計算的作用。

為了方便雙向掃描，起止字符具有不對稱結構。因此掃描器掃描時可以自動對條碼信息重新排列。條碼掃描器有光筆、CCD、激光三種

▲光筆：最原始的掃描方式，需要手動移動光筆，並且還要與條形碼接觸。

▲CCD：以CCD作為光電轉換器，LED作為發光光源的掃描器。在壹定範圍內，可以實現自動掃描。並且可以閱讀各種材料、不平表面上的條碼，成本也較為低廉。但是與激光式相比，掃描距離較短。

▲激光：以激光作為發光源的掃描器。又可分為線型、全角度等幾種。

線型：多用於手持式掃描器，範圍遠，準確性高。

全角度：多為臥式，自動化程度高，在各種方向上都可以自動讀取條碼。

編輯本段五、條形碼技術的優點

條形碼是迄今為止最經濟、實用的壹種自動識別技術。條形碼技術具有以下幾個方面的優點

A．輸入速度快：與鍵盤輸入相比，條形碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍，並且能實現"即時數據輸入"。

B．可靠性高：鍵盤輸入數據出錯率為三百分之壹，利用光學字符識別技術出錯率為萬分之壹，而采用條形碼技術誤碼率低於百萬分之壹。

C．采集信息量大：利用傳統的壹維條形碼壹次可采集幾十位字符的信息，二維條形碼更可以攜帶數千個字符的信息，並有壹定的自動糾錯能力。

D．靈活實用：條形碼標識既可以作為壹種識別手段單獨使用，也可以和有關識別設備組成壹個系統實現自動化識別，還可以和其他控制設備聯接起來實現自動化管理。

另外，條形碼標簽易於制作，對設備和材料沒有特殊要求，識別設備操作容易，不需要特殊培訓，且設備也相對便宜。

編輯本段六、條形碼的編碼規則

唯壹性：同種規格同種產品對應同壹個產品代碼，同種產品不同規格應對應不同的產品代碼。根據產品的不同性質，如：重量、包裝、規格、氣味、顏色、形狀等等，賦予不同的商品代碼。

永久性：產品代碼壹經分配，就不再更改，並且是終身的。當此種產品不再生產時，其對應的產品代碼只能擱置起來，不得重復起用再分配給其它的商品。

無含義：為了保證代碼有足夠的容量以適應產品頻繁的更新換代的需要，最好采用無含義的順序碼。

編輯本段七、條形碼的碼制區別

UPC:(統壹產品代碼）

只能表示數字有A、B、C、D、E四個版本版本 A - 12 位數字版本 E - 7 位數字最後壹位為校驗位大小是寬1.5" 高1 " ，而且背景要與清晰主要使用於美國和加拿大地區，用於工業、醫藥、倉庫等部門。當UPC 作為十二位進行解碼時，定義如下：第壹位 = 數字標識 (已經由UCC（統壹代碼委員會）所建立). 第2-6位 = 生產廠家的標識號(包括第壹位) 第7-11 = 唯壹的廠家產品代碼第12位 = 校驗位(used for error detection)

Code 3 of 9 :

能表示字母、數字和其它壹些符號***43個字符：A -Z,0 - 9,-.$/+%,pace 條形碼的長度是可變化的，通常用“*”號作為起始、終止符校驗碼不用代碼密度介於3 - 9.4個字符/每英寸，空白區是窄條的10倍，用於工業、圖書、以及票證自動化管理上。

Code 128:

表示高密度數據, 字符串可變長，符號內含校驗碼，有三種不同版本: A, B, and C 可用128個字符分別在 A, B, or C 三個字符串集合中，用於工業、倉庫、零售批發。

Interleaved 2-of-5 (I2 of 5):

只能表示數字0 -9 可變長度，連續性條形碼，所有條與空都表示代碼，第壹個數字由條開始，第二個數字由空組成空白區比窄條寬10倍，應用於商品批發、倉庫、機場、生產/包裝識別、工業中，條形碼的識讀率高，可適用於固定掃描器可靠掃描，在所有壹維條形碼中的密度最高。

Codabar（庫德巴條形碼）:

可表示數字0 - 9,字符$、+、 -、還有只能用作起始/終止符的a, b, c d四個字符，可變長度，沒有校驗位，應用於物料管理、圖書館、血站和當前的機場包裹發送中，空白區比窄條寬10，非連續性條形碼，每個字符表示為4條3空。

PDF417 （二維碼）:

多行組成的條形碼，不需要連接壹個數據庫，本身可存儲大量數據，應用於：醫院、駕駛證、物料管理、貨物運輸，當條形碼受壹定破壞時，錯誤糾正能使條形碼能正確解碼PDF417, 是Symbol科技公司於1990研制產品。它是壹個多行、連續性、可變長、包含大量數據的符號標識。每個條形碼有3 - 90行，每壹行有壹個起始部分、數據部分、終止部分。它的字符集包括所有128個字符，最大數據含量是1850個字符。

壹維條形碼只是在壹個方向（壹般是水平方向）表達信息，而在垂直方向則不表達任何信息，其壹定的高度通常是為了便於閱讀器的對準。

壹維條形碼的應用可以提高信息錄入的速度，減少差錯率，但是壹維條形碼也存在壹些不足之處：

* 數據容量較小： 30個字符左右

* 只能包含字母和數字

* 條形碼尺寸相對較大（空間利用率較低）

* 條形碼遭到損壞後便不能閱讀

在水平和垂直方向的二維空間存儲信息的條形碼，稱為二維條形碼（2-dimensional bar code）。

與壹維條形碼壹樣，二維條形碼也有許多不同的編碼方法，或稱碼制。就這些碼制的編碼原理而言，通常可分為以下三種類型

1. 線性堆疊式二維碼

是在壹維條形碼編碼原理的基礎上，將多個壹維碼在縱向堆疊而產生的。典型的碼制如：Code 16K、Code 49、PDF417等。

2. 矩陣式二維碼

是在壹個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。典型的碼制如： Aztec、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。

3. 郵政碼

通過不同長度的條進行編碼，主要用於郵件編碼，如：Postnet、BPO 4-State。

在許多種類的二維條形碼中，常用的碼制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等,其中：

* Data Matrix 主要用於電子行業小零件的標識，如Intel的奔騰處理器的背面就印制了這種碼。

* Maxi Code 是由美國聯合包裹服務（UPS）公司研制的，用於包裹的分揀和跟蹤。

* Aztec 是由美國韋林（Welch Allyn）公司推出的，最多可容納3832個數字或3067個字母字符或1914個字節的數據。

下面，我們以PDF417碼為例，介紹二維條形碼的特性和特點。

壹）PDF417簡介

PDF417碼是由留美華人王寅敬（音）博士發明的。PDF是取英文Portable Data File三個單詞的首字母的縮寫，意為“便攜數據文件”。因為組成條形碼的每壹符號字符都是由4個條和4個空構成，如果將組成條形碼的最窄條或空稱為壹個模塊，則上述的4個條和4個空的總模塊數壹定為17，所以稱417碼或PDF417碼。

二）PDF417的特點

1. 信息容量大

PDF417碼除可以表示字母、數字、ASCII字符外，還能表達二進制數。為了使得編碼更加緊湊，提高信息密度，PDF417在編碼時有三種格式：

* 擴展的字母數字壓縮格式可容納1850 個字符；

* 二進制 / ASCII格式可容納1108 個字節；

* 數字壓縮格式可容納2710 個數字。

2. 錯誤糾正能力

壹維條形碼通常具有校驗功能以防止錯讀，壹旦條形碼發生汙損將被拒讀。而二維條形碼不僅能防止錯誤，而且能糾正錯誤，即使條形碼部分損壞，也能將正確的信息還原出來。

3. 印制要求不高

普通打印設備均可打印，傳真件也能閱讀。

4. 可用多種閱讀設備閱讀

PDF417碼可用帶光柵的激光閱讀器，線性及面掃描的圖像式閱讀器閱讀。

5. 尺寸可調以適應不同的打印空間

6. 碼制公開已形成國際標準，我國也已制定了417碼的國標。

三）PDF417的糾錯功能

二維條形碼的糾錯功能是通過將部分信息重復表示（冗余）來實現的。比如在PDF417碼中，某壹行除了包含本行的信息外，還有壹些反映其它位置上的字符（錯誤糾正碼）的信息。這樣，即使當條形碼的某部分遭到損壞，也可以通過存在於其它位置的錯誤糾正碼將其信息還原出來。

PDF417的糾錯能力依錯誤糾正碼字數的不同分為0~8***9級，見圖4，級別越高，糾正碼字數越多，糾正能力越強，條形碼也越大。當糾正等級為8時，即使條形碼汙損50%也能被正確讀出。

四）PDF417的幾種變形

PDF417還有幾種變形的碼制形式：

* PDF417截短碼

在相對“幹凈”的環境中，條形碼損壞的可能性很小，則可將右邊的行指示符省略並減少終止符。

* PDF417微碼

進壹步縮減的PDF碼。

* 宏PDF417碼

當文件內容太長，無法用壹個PDF417碼表示時，可用包含多個（1~99999個）條形碼分塊的宏PDF417碼來表示。

二維條形碼的優勢

從以上的介紹可以看出，與壹維條形碼相比二維條形碼有著明顯的優勢，歸納起來主要有以下幾個方面：

壹）數據容量更大

二）超越了字母數字的限制

三）條形碼相對尺寸小

四）具有抗損毀能力

編輯本段八、條形碼的制作

壹、應用軟件

Label mx

CorelDRAW

Photoshop

Illustrator

Label mx屬於專業條形碼生成與打印軟件，集條碼生成、畫圖設計、標簽制作、批量打印於壹體，可打印固定與可變數據，CorelDRAW、Photoshop、Illustrator屬於專業的畫圖設計軟件，另外Label mx可以導出條碼為矢量圖片（.emf 和.wmf）和CorelDRAW、Photoshop、Illustrator 交互使用。

二、應用軟件

EAN－13通用商品條形碼壹般由前綴部分、制造廠商代碼、商品代碼和校驗碼組成。商品條形碼中的前綴碼是用來標識國家或地區的代碼，賦碼權在國際物品編碼協會，如00-09代表美國、加拿大。45－49代表日本。690-692代表中國大陸，471代表我國臺灣地區，489代表香港特區。制造廠商代碼的賦權在各個國家或地區的物品編碼組織，我國由國家物品編碼中心賦予制造廠商代碼。商品代碼是用來標識商品的代碼，賦碼權由產品生產企業自己行使，生產企業按照規定條件自己決定在自己的何種商品上使用哪些阿拉伯數字為商品條形碼。商品條形碼最後用1位校驗碼來校驗商品條形碼中左起第l－12數字代碼的正確性。

全文：

商品條形碼是指由壹組規則排列的條、空及其對應字符組成的標識，用以表示壹定的商品信息的符號。其中條為深色、空為納色，用於條形碼識讀設備的掃描識讀。其對應字符由壹組阿拉伯數字組成，供人們直接識讀或通過鍵盤向計算機輸入數據使用。這壹組條空和相應的字符所表示的信息是相同的。

條形碼技術是隨著計算機與信息技術的發展和應用而誕生的，它是集編碼、印刷、識別、數據采集和處理於壹身的新型技術。

使用條形碼掃描是今後市場流通的大趨勢。為了使商品能夠在全世界自由、廣泛地流通，企業無論是設計制作，申請註冊還是使用商品條形碼，都必須遵循商品條形碼管理的有關規定。

目前世界上常用的碼制有ENA條形碼、UPC條形碼、二五條形碼、交叉二五條形碼、庫德巴條形碼、三九條形碼和128條形碼等，而商品上最常使用的就是EAN商品條形碼。

EAN商品條形碼亦稱通用商品條形碼，由國際物品編碼協會制定，通用於世界各地，是目前國際上使用最廣泛的壹種商品條形碼。我國目前在國內推行使用的也是這種商品條形碼。EAN商品條形碼分為EAN－13（標準版）和EAN－8（縮短版）兩種。

商品條形碼的編碼遵循唯壹性原則，以保證商品條形碼在全世界範圍內不重復，即壹個商品項目只能有壹個代碼，或者說壹個代碼只能標識壹種商品項目。不同規格、不同包裝、不同品種、不同價格、不同顏色的商品只能使用不同的商品代碼。

商品條形碼的標準尺寸是37.29mmx26.26mm,放大倍率是0.8-2.0。當印刷面積允許時，應選擇1.0倍率以上的條形碼，以滿足識讀要求。放大倍數越小的條形碼，印刷精度要求越高，當印刷精度不能滿足要求時，易造成條形碼識讀困難。

由於條形碼的識讀是通過條形碼的條和空的顏色對比度來實現的，壹般情況下，只要能夠滿足對比度（PCS值）的要求的顏色即可使用。通常采用淺色作空的顏色，如白色、橙色、黃色等，采用深色作條的顏色，如黑色、暗綠色、深棕色等。最好的顏色搭配是黑條白空。根據條形碼檢測的實踐經驗，紅色、金色、淺黃色不宜作條的顏色，透明、金色不能作空的顏色。

EAN－8商品條形碼是指用於標識的數字代碼為8位的商品條形碼，由7位數字表示的商品項目代碼和1位數字表示的校驗符組成。

商品條形碼的誕生極大地方便了商品流通，現代社會已離不開商品條形碼。據統計，目前我國已有50萬種產品使用了國際通用的商品條形碼。我國加人世貿組織後，企業在國際舞臺上必將贏得更多的活動空間。要與國際慣例接軌，適應國際經貿的需要，企業更不能慢待商品條形碼。

部分國家地區（EAM）成員的條形碼前綴碼

美國、加拿大00-09以色列729丹麥57

（店內碼）20-29委內瑞拉759挪威70

日本45-49烏拉圭773瑞士76

比利時/盧森堡54玻利維亞773西班牙84

芬蘭64智利780奧地利90-91

瑞典73厄瓜多爾786新西蘭94

意大利80-83古巴850斯洛文尼亞383

荷蘭87捷克859德國400-440

澳大利亞93韓國880臺灣471