条形码基础知识

一、条形码基础知识
　　条码是由一组按一定编码规则排列的条、空符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。
　　条码编码方式（码制）介绍：
　　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-E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、MSI码、、Code11码、Code93码、ISBN码、ISSN码、Code128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，用于在世界范围内唯一标识一种商品。我们在超市中最常见的就是这种条码）、Code39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、Code128码等。其中，EAN码是当今世界上广为使用的商品条码，已成为电子数据交换（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、图书馆和照像馆的业务中，Codebar码也被广泛使用。
　　二维条码：
　　一维条码所携带的信息量有限，如商品上的条码仅能容纳13位（EAN-13码）阿拉伯数字，更多的信息只能依赖商品数据库的支持，离开了预先建立的数据库，这种条码就没有意义了，因此在一定程度上也限制了条码的应用范围。基于这个原因，在90年代发明了二维条码。二维条码除了具有一维条码的优点外，同时还有信息量大、可靠性高，保密、防伪性强等优点。
　　目前二维条码主要有PDF417码、Code49码、Code 16K码、Data Matrix码、MaxiCode码等，主要分为堆积或层排式和棋盘或矩阵式两大类。
　　二维条码作为一种新的信息存储和传递技术，从诞生之时就受到了国际社会的广泛关注。经过几年的努力现已应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等多个领域。
　　二维条码依靠其庞大的信息携带量，能够把过去使用一维条码时存储于后台数据库中的信息包含在条码中可以直接通过阅读条码得到相应的信息，并且二维条码还有错误修正技术及防伪功能，增加了数据的安全性。
二维条码可把照片、指纹编制于其中，可有效地解决证件的可机读和防伪问题。因此，可广泛应用于护照、身份证、行车证、军人证、健康证、保险卡等。美国亚利桑纳州等十多个州的驾驶证、美国军人证、军人医疗证等在几年前就已采用了PDF417技术。将证件上的个人信息及照片编在二维条码中，不但可以实现身份证的自动识读，而且可以有效的防止伪冒证件事件发生。菲律宾、埃及、巴林等许多国家也已在身份证或驾驶证上采用了二维条码，我国香港特区护照上也采用了二维条码技术。
另外在海关报关单、长途货运单、税务报表、保险登记表上也都有使用二维条码技术来解决数据输入及防止伪造、删改表格的例子。
　　在我国部分地区注册会计师证和汽车销售及售后服务等方面，二维条码也得到了初步的应用。

二、条码的发展历史 　　
　　条码技术最早产生在风声鹤唳的二十年代，诞生于Westinghouse的实验室里。一位名叫John Kermode性格古怪的发明家“异想天开”地想对邮政单据实现自动分检，那时侯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，就象今天的邮政编码。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”，二个“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”。就象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码的基础上作了些改进。 Kermode码所包含的信息量相当的低，并且很难编出十个以上的不同代码。而Young码使用更少的条，但是利用条之间空的尺寸变化，就象今天的UPC条码符号使用四个不同的条空尺寸。新的条码符号可在同样大小的空间对一百个不同的地区进行编码，而Kermode码只能对十个不同的地区进行编码。
　　直到1949年的专利文献中才第一次有了Norm Woodland和Bernard Silver发明的全方位条码符号的记载，在这之前的专利文献中始终没有条码技术的记录，也没有投入实际应用的先例。Norm Woodland和Bemard Silver的想法是利用Kermode和YOung的垂直的“条”和“空”，并使之弯曲成环状，非常象射箭的靶子。这样扫描器通过扫描图形的中心，能够对条码符号解码，不管条码符号方向的朝向。
　　在利用这项专利技术对其进行不断改进的过程中，一位科幻小说作家Isaac-Azimov在他的“裸露的太阳”一书中讲述了使用信息编码的新方法实现自动识别的事例。那时人们觉得此书中的条码符号看上去象是一个方格子的棋盘，但是今天的条码专业人士马上会意识到这是一个二维矩阵条码符号。虽然此条码符号没有方向、定位和定时，但很显然它表示的是高信息密度的数字编码。
　　直到1970年Iterface Mechanisms公司开发出“二维码”之后，才有了价格适于销售的二维矩阵条码的打印和识读设备。那时二维矩阵条码用于报社排版过程的自动化。二维矩阵条码印在纸带上，由今天的一维CCD扫描器扫描识读。CCD发出的光照在纸带上，每个光电池对准纸带的不同区域。每个光电池根据纸带上印刷条码与否输出不同的图案，组合产生一个高密度信息图案。用这种方法可在相同大小的空间打印上一个单一的字符，作为早期Kermode码之中的一个单一的条。定时信息也包括在内，所以整个过程是合理的。当第一个系统进入市场后，包括打印和识读设备在内的全套设备大约要5000美元。
　　此后不久，随着LED(发光二极管)、微处理器和激光二极管的不断发展，迎来了新的标识符号(象征学)和其应用的大爆炸，人们称之为“条码工业”。今天很少能找到没有直接接触过即快又准的条码技术的公司或个人。由于在这一领域的技术进步与发展非常迅速，并且每天都有越来越多的应用领域被开发，用不了多久条码就会象灯泡和半导体收音机一样普及，将会使我们每一个人的生活都变得更加轻松和方便。

三、条形码技术优点
　　条码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。条码技术具有以下几个方面的优点：
　　A．输入速度快：与键盘输入相比，条码输入的速度是键盘输入的5倍，并且能实现"即时数据输入"。
　　B．可靠性高：键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率为万分之一，而采用条码技术误码率低于百万分之一。
　　C．采集信息量大：利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力。
　　D．灵活实用：条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。
另外，条码标签易于制作，对设备和材料没有特殊要求，识别设备操作容易，不需要特殊培训，且设备也相对便宜。

四、一维条形码技术
　　AIDC技术中最古老最成熟的技术就是条码技术，它也是AIDC技术中应用最广泛和最成功的技术。我们从超级市场上买回来的果品、蜂蜜等，果品箱、蜂蜜罐上肯定会有编码，不管是超级市场自己编的条码，还是商品制造者商标上的条码。实际上，条码的种类是很多的，已知的条码种类现在就有250种之多。条码技术的主要优点如下：
　　1）简单。条码符号制作容易，扫描操作简单易行；
　　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地增加；
　　4）设备结构简单，成本低。
　　在实际应用中，条码一般可以分成一维条码、二维条码两种。下面对一维条码简单介绍：
　　一维条码（线形条码）
　　这种条码是由一个接一个的“条”和“空”排列组成的，条码信息靠条和空的不同宽度和位置来传递，信息量的大小是由条码的宽度和印刷的精度来决定的，条码越宽，包容的条和空越多，信息量越大；条码印刷的精度越高，单位长度内可以容纳的条和空越多，传递的信息量也就越大。这种条码技术只能在一个方向上通过“条”与“空”的排列组合来存储信息，所以叫它“一维条码”。
　　1、 一维条码技术的基础术语
　　1）条（BAR）：条码中反射率较低的部分，一般印刷的颜色较深。
　　2）空（SPACE）：条码中反射率较高的部分，一般印刷的颜色较浅。
　　3） 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。
　　4） 起始符（START CHARACTER）：位于条码起始位置的若干条与空。
　　5） 终止符（STOP CHARACTER）：位于条码终止位置的若干条与空。
　　6） 中间分隔符（CENTRAL SEPERATING CHARACTER）：位于条码中间位置的若干条与空。
　　7） 条码数据符（BAR CODE DATD CHARACTER）：表示特定信息的条码符号。
　　8） 校验符（CHECK CHARACTER）：表示校验码的条码若干条与空。
　　9） 供人识别字符（HUMAN READABLE CHARACTER）：位于条码符的下方，与相应的条码相对应的、用于供人识别的字符。
　　2、 一维条码的结构
　　任何一个完整的一维条码通常都是由两侧的空白区、起始符、数据字符、校验符（可选）、终止符和供人识别字符组成的。

　　一维条码符号中的数据字符和校验符是代表编码信息的字符，扫描识读后需要传输处理，左右两侧的空白区、起始符、终止符等都是不代表编码信息的辅助符号，仅供条码扫描识读时使用，不需要参与信息代码传输。

五、二维条形码技术

二维条码技术的产生背景
　　一维条码自出现以来，得到了人们的普遍关注，发展速度十分迅速。它的使用，极大地提高了数据采集和信息处理的速度，提高了工作效率，并为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。
　　由于受信息容量的限制，一维条码仅仅是对“物品”的标识，而不是对“物品”的描述。故一维条码的使用，不得不依赖数据库的存在。在没有数据库和不便联网的地方，一维条码的使用受到了较大的限制，有时甚至变得毫无意义。另外，要用一维条码表示汉字的场合，显得十分不方便，且效率很低。现代高新技术的发展，迫切要求用条码在有限的几何空间内表示更多的信息，从而满足千变万化的信息表示的需要。二维条码正是为了解一维条码无法解决的问题而产生的。因为它具有高密度、高可靠性等特点，所以可以用它表示数据文件(包括汉字文件)、图像等。二维条码是大容量、高可靠性信息实现存储、携带并自动识读的最理想的方法。

二维条码的特性
　　目前，应用比较成熟的一维条码如EAN／UPC条码，因密度较低，故仅作为一种标识数据，不能对产品进行描述。我们要知道产品的有关信息，必须通过识读条码而进入数据库。这就要求我们必须事先建立以条码所表示的代码为索引字段的数据库。二维条码通过利用垂直方向的尺寸来提高条码的信息密度。通常情况下其密度是一维条码的几十到几百倍，这样我们就可以把产品信息全部存储在一个二维条码中，要查看产品信息，只要用识读设备扫描二维条码即可，因此不需要事先建立数据库，真正实现了用条码对“物品”的描述。

具有纠错功能
　　一维条码的应用建立在这样一个基础上，那就是识读时拒读(即读不出)要比误读(读错)好。因此一维条码通常同其表示的信息一同印刷出来。当条码受到损坏(如污染，脱墨等)时，可以通过键盘录入代替扫描条码。鉴于以上原则，一维条码没有考虑到条码本身的纠错功能，尽管引入了校验字符的概念，但仅限于防止读错。二维条码可以表示数以千计字节的数据，通常情况下，所表示的信息不可能与条码符号一同印刷出来。如果没有纠错功能，当二维条码的某部分损坏时，该条码便变得毫无意义，因此二维条码引入错误纠正机制。这种纠错机制使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读(见图1)。二维条码的纠错算法与人造卫星和VCD等所用的纠错算法相同。这种纠错机制使得二维条码成为一种安全可靠的信息存储和识别的方法，这是一维条码无法相比的。

六、编码规则与码制区分
　　编码规则
　　唯一性：同种规格同种产品对应同一个产品代码，同种产品不同规格应对应不同的产品代码。根据产品的不同性质，如：重量、包装、规格、气味、颜色、形状等等，赋予不同的商品代码。
　　永久性：产品代码一经分配，就不再更改，并且是终身的。当此种产品不再生产时，其对应的产品代码只能搁置起来，不得重复起用再分配给其它的商品。
无含义：为了保证代码有足够的容量以适应产品频繁的更新换代的需要，最好采用无含义的顺序码。
　　条形码的码制区别
　　UPC:(统一产品代码)
　　只能表示数字
　　有A、B、C、D、E四个版本
　　版本 A - 12 位数字
　　版本 E - 7 位数字
　　最后一位为校验位
　　大小是宽1.5" 高1 " ，而且背景要与清晰
　　主要使用于美国和加W拿大地区，用于工业、医药、仓库等部门当UPC 作为十二位进行解码时，定义如下：
　　第一位 = 数字标识 (已经由UCC（统一代码委员会）所建立).
　　第2-6位 = 生产厂家的标识号(包括第一位)
　　第7-11 = 唯一的厂家产品代码
　　第12位 = 校验位(used for error detection)

七、常用条形码
　　三九码详细介绍

　　三九码是Intermec公司于1975年推出的一种条码，它可表示数字、英文字母以及“-”、“.”、“/”、“+”、“％”、“$”、“ ”（空格）和“*”共44个符号，其中“*”仅作为启始符和终止符。
　　三九码且有编码规则简单、误码率低、所能表示字符个数多等特点，因此在各个领域有着极为广泛的应用。我国也制定了相应的国家标准（GB12908-91）。
　　三九码仅有两种单元宽度——分别为宽单元和窄单元。宽单元这宽度为窄单元的1到3倍，一般多选用2倍、2.5倍或3倍。三九码的每一个条码字符由九个单元组成，其中有三个宽单元，其余是窄单元，因此称为三九码。
　　我国有的图书馆使用的39码使用了特殊的校验字符，LabelShop软件可打印适用于图书馆的39码。

　　Code 3 of 9 :
　　能表示字母、数字和其它一些符号共43个字符：A -Z，0 - 9，-.$/+％，pace
　　条码的长度是可变化的
　　通常用“*”号作为起始、终止符
　　校验码不用
　　代码密度介于3 - 9.4个字符/每英寸
　　空白区是窄条的10倍
　　用于工业、图书、以及票证自动化管理上

　　商品条码EAN、UPC

　　商业是最早应用条码技术的领域。在商业自动化系统中，商品条码是关键。
　　在国家标准GB/T 12904中，商品条码 （barcode for commodity）的被定义为用于标识国际通用的商品代码的一种模块组合型条码。
　　1970年美国超级市场委员会制定了通用商品代码UPC码，美国统一编码委员会（UCC）与1973年建立了UPC条码系统，并全面实现了该码制的标准化。UPC条码成功地应用于商业流通领域中，对条码的应用和普及起到了极大的推动作用。
　　UPC码的使用成功促使了欧洲编码系统（EAN）的产生。到1981年，EAN已发展成为一个国际性的组织，且EAN码与UPC码兼容。
　　EAN/UPC码作为一种消费单元代码，被用于在全球范围内唯一标识一种商品。
　　EAN码有两种版本——标准版和缩短版。标准版表示13位数字，又称为EAN13码，缩短版表示8位数字，又称EAN8。两种条码的最后一位为校验位，由前面的12位或7位数字计算得出。两种版本的编码方式可参考国标GB-12094-1998。
　　EAN码由前缀码、厂商识别码、商品项目代码和校验码组成。前缀码是国际EAN组织标识各会员组织的代码，我国为690、691和692；厂商代码是EAN编码组织在EAN分配的前缀码的基础上分配给厂商的代码；商品项目代码由厂商自行编码；校验码为了校验代码的正确性。在编制商品项目代码时，厂商必须遵守商品编码的基本原则：对同一商品项目的商品必须编制相同的商品项目代码；对不同的商品项目必须编制不同的商品项目代码。保证商品项目与其标识代码一一对应，即一个商品项目只有一个代码，一个代码只标识一个商品项目。
　　如听装健力宝饮料的条码为6901010101098，其中690代表我国EAN组织，1010代表广东健力宝公司，10109是听装饮料的商品代码。这样的编码方式就保证了无论在何时何地，6901010101098就唯一对应该种商品。
　　另外，图书和期刊作为特殊的商品也采用了EAN13表示ISBN和ISSN。前缀977被用于期刊号ISSN，图书号ISBN用978为前缀，我国被分配使用7开头的ISBN号，因此我国出版社出版的图书上的条码全部为9787开头。

八 目前我国正式颁布的与条码相关的国家标准：
1 GB/T 12904-1998 通用商品条码
2 GB/T 12905-1991 条码系统通用术语条码符号术语
3 GB/T 12906-1991 中国标准书号（ISBN部分）条码
4 GB/T 12907-1991 库德巴条码
5 GB/T 12908-1991 三九条码
6 GB/T 14257-1993 通用商品条码符号位置
7 GB/T 14258-1993 条码符号印刷质量的检验
8 GB/T 15425-1994 贸易单元128条码
9 GB/T 16827-1997 中国标准刊号（ISSN部分）条码
10 GB/T 16829-1997 交插二五条码
11 GB/T 16830-1997 储运单元条码
12 GB/T 16986-1997 条码应用标识
13 GB/T 17172-1997 四一七条码
14 GB/T 18284-2000 快速响应矩阵码（QR Code）