条码分类及一维码二维码技术介绍

条码分类及一维码二维码技术介绍

1、条码主要分类：

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。

除以上列举的一维条码外，二维条码也已经在迅速发展，并在许多领域找到了应用。

EAN码

EAN码是国际物品编码协会制定的一种商品用条码，通用于全世界。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。下表列出了部分前缀码所代表的EAN组织。

EAN已分配给各编码组织的前缀码

UPC码

UPC码是美国统一代码委员会制定的一种商品用条码，主要用于美国和加拿大地区，我们在美国进口的商品上可以看到。

39码

39码是一种可表示数字、字母等信息的条码，主要用于工业、图书及票证的自动化管理，目前使用极为广泛。

库德巴（Codebar）码

库德巴码也可表示数字和字母信息，主要用于医疗卫生、图书情报、物资等领域的自动识别。

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

2、一维码技术

条码技术是在计算机应用和实践中产生并发展起来的广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等领域的一种自动识别技术，具有输入速度快、准确度高、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别技术中占有重要的地位。

条码的概念

条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。通常对于每一种物品，它的编码是唯一的，对于普通的一维条码来说，还要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系，当条码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。因此，普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。

条码的码制

码制即指条码条和空的排列规则，常用的一维码的码制包括：EAN码、39码、交叉25码、UPC码、128码、93码，及Codabar（库德巴码）等。

不同的码制有它们各自的应用领域：

EAN 码：是国际通用的符号体系，是一种长度固定、无含意的条码，所表达的信息全部为数字，主要应用于商品标识

39码和128码：为目前国内企业内部自定义码制，可以根据需要确定条码的长度和信息，它编码的信息可以是数字，也可以包含字母，主要应用于工业生产线领域、图书管理等

93码：是一种类似于39码的条码，它的密度较高，能够替代39码

25码：只要应用于包装、运输以及国际航空系统的机票顺序编号等

Codabar码：应用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理

条码符号的组成

一个完整的条码的组成次序依次为：静区（前）、起始符、数据符、（中间分割符，主要用于EAN码）、(校验符）、终止符、静区（后），如图：

静区，指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域，它能使阅读器进入准备阅读的状态，当两个条码相距距离较近时，静区则有助于对它们加以区分，静区的宽度通常应不小于6mm（或10倍模块宽度）。

起始/终止符，指位于条码开始和结束的若干条与空，标志条码的开始和结束，同时提供了码制识别信息和阅读方向的信息。

数据符，位于条码中间的条、空结构，它包含条码所表达的特定信息。

构成条码的基本单位是模块，模块是指条码中最窄的条或空，模块的宽度通常以mm 或mil（千分之一英寸）为单位。构成条码的一个条或空称为一个单元，一个单元包含的模块数是由编码方式决定的，有些码制中，如EAN码，所有单元由一个或多个模块组成；而另一些码制，如39码中，所有单元只有两种宽度，即宽单元和窄单元，其中的窄单元即为一个模块。

条码的几个参数

密度（Density）：条码的密度指单位长度的条码所表示的字符个数。对于一种码制而言，密度主要由模块的尺寸决定，模块尺寸越小，密度越大，所以密度值通常以模块尺寸的值来表示（如5mil）。通常7.5mil以下的条码称为高密度条码，15mil以上的条码称为低密度条码，条码密度越高，要求条码识读设备的性能（如分辨率）也越高。高密度的条码通常用于标识小的物体，如精密电子元件，低密度条码一般应用于远距离阅读的场合，如仓库管理。

宽窄比：对于只有两种宽度单元的码制，宽单元与窄单元的比值称为宽窄比，一般为2-3左右（常用的有2：1，3：1）。宽窄比较大时，阅读设备更容易分辨宽单元和窄单元，因此比较容易阅读。

对比度（PCS）：条码符号的光学指标，PSC值越大则条码的光学特性越好。

PCS=（RL-RD）/RL×100%

（RL：条的反射率 RD：空的反射率）

3、二维码技术

一维条形码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息，其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。

一维条形码的应用可以提高信息录入的速度，减少差错率，但是一维条形码也存在一些不足之处：

* 数据容量较小： 30个字符左右

* 只能包含字母和数字

* 条形码尺寸相对较大（空间利用率较低）

* 条形码遭到损坏后便不能阅读

在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形码，称为二维条形码（2-dimensional bar code）。

与一维条形码一样，二维条形码也有许多不同的编码方法，或称码制。就这些码制的编码原理而言，通常可分为以下三种类型

1. 线性堆叠式二维码是在一维条形码编码原理的基础上，将多个一维码在纵向堆叠而产生的。典型的码制如：Code 16K、Code 49、PDF417等。

2. 矩阵式二维码是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。典型的码制如： Aztec、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。

3. 邮政码通过不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如：Postnet、BPO

4-State。

在许多种类的二维条形码中，常用的码制有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等,其中：

* Data Matrix 主要用于电子行业小零件的标识，如Intel的奔腾处理器的背面就印制了这种码。

* Maxi Code 是由美国联合包裹服务（UPS）公司研制的，用于包裹的分拣和跟踪。

* Aztec 是由美国韦林（Welch Allyn）公司推出的，最多可容纳3832个数字或3067个字母字符或1914个字节的数据。

下面，我们以PDF417码为例，介绍二维条形码的特性和特点。

一）PDF417简介

PDF417码是由留美华人王寅敬（音）博士发明的。PDF是取英文Portable Data File 三个单词的首字母的缩写，意为“便携数据文件”。因为组成条形码的每一符号字符都是由4个条和4个空构成，如果将组成条形码的最窄条或空称为一个模块，则上述的4个条和4个空的总模块数一定为17，所以称417码或PDF417码。

二）PDF417的特点

1. 信息容量大 PDF417码除可以表示字母、数字、ASCII字符外，还能表达二进制数。为了使得编码更加紧凑，提高信息密度，PDF417在编码时有三种格式：

* 扩展的字母数字压缩格式可容纳1850 个字符；

* 二进制 / ASCII格式可容纳1108 个字节；

* 数字压缩格式可容纳2710 个数字。

2. 错误纠正能力一维条形码通常具有校验功能以防止错读，一旦条形码发生污损将被拒读。而二维条形码不仅能防止错误，而且能纠正错误，即使条形码部分损坏，也能将正确的信息还原出来。

3. 印制要求不高普通打印设备均可打印，传真件也能阅读。

4. 可用多种阅读设备阅读 PDF417码可用带光栅的激光阅读器，线性及面扫描的图像式阅读器阅读。

5. 尺寸可调以适应不同的打印空间

6. 码制公开已形成国际标准，我国也已制定了417码的国标。

三）PDF417的纠错功能

二维条形码的纠错功能是通过将部分信息重复表示（冗余）来实现的。比如在PDF417码中，某一行除了包含本行的信息外，还有一些反映其它位置上的字符（错误纠正码）的

信息。这样，即使当条形码的某部分遭到损坏，也可以通过存在于其它位置的错误纠正码将其信息还原出来。

PDF417的纠错能力依错误纠正码字数的不同分为0~8共9级，见图4，级别越高，纠正码字数越多，纠正能力越强，条形码也越大。当纠正等级为8时，即使条形码污损50%也能被正确读出。

四）PDF417的几种变形

PDF417还有几种变形的码制形式：

* PDF417截短码在相对“干净”的环境中，条形码损坏的可能性很小，则可将右边的行指示符省略并减少终止符。

* PDF417微码进一步缩减的PDF码。

* 宏PDF417码当文件内容太长，无法用一个PDF417码表示时，可用包含多个（1~99999个）条形码分块的宏PDF417码来表示。

二维条形码的优势

从以上的介绍可以看出，与一维条形码相比二维条形码有着明显的优势，归纳起来主要有以下几个方面：

一）数据容量更大

图中的PDF417码包含了文字框中的所有文字。

二）超越了字母数字的限制

三）条形码相对尺寸小

四）具有抗损毁能力

二维条形码的应用

一）运输行业的应用

一个典型的运输业务过程通常经历：供应商-->货运代理，货运代理-->货运公司，货运公司-->客户等几个过程，在每个过程中都牵涉到发货单据的处理。发货单据含有大量的信息，包括：发货人信息、收货人信息、货物清单、运输方式等等。单据处理的前提是数据的录入，人工键盘录入的方式存在着效率低、差错率高的问题，已不能适应现代运输业的要求。

二维条形码在这方面提供了一个很好的解决方案，将单据的内容编成一个二维条形码，打印在发货单据上，在运输业务的各个环节使用二维条形码阅读器扫描条形码，信息便录入到计算机管理系统中，既快速又准确。

在美国，虽然 EDI 应用革新了业务流程的核心部分，但不巧的是它却忽略了流程中的关键角色--货运公司。许多 EDI 报文对于货运商来说总是迟到，以至于因不能及时确认准确的装运单信息而影响了货物运输和客户单据的生成。

美国货运协会 (ATA) 因此提出了纸上 EDI 系统。发送方将EDI信息编成一张PDF417条形码标签提交给货运商，通过扫描条形码，信息立即传入货运商的计算机系统。这一切都发生在恰当的时间和恰当的地点，使得整个运输过程的效率大大提高。

二）身份识别卡的应用

美国国防部已经在军人身份卡上印制 PDF417 码。持卡人的姓名，军衔，照片和其他个人信息被编成一个PDF417码印在卡上。卡被用来做重要场所的进出管理及医院就诊管理。

该项应用的优点在于数据采集的实时性，低实施成本，卡片损坏（比如枪击）也能阅读，以及防伪性。

我国香港特别行政区的居民身份证也采用了PDF417码。其它的应用，如营业执照、驾驶执照、护照、我国城市的流动人口暂住证、医疗保险卡等也都是很好的应用方向。

三）文件和表格应用

日本Seimei 保险公司的每个经纪人在会见客户时都带着笔记本电脑。每张保单和协议都在电脑中制作并打印出来。当他们回到办公室后需要将保单数据手工输入到公司的主机中。

为了提高数据录入的准确性和速度，他们在制作保单的同时将保单内容编成一个

PDF417条形码，打印在单据上，这样他们就可以使用二维条形码阅读器扫描条形码将数据录入主机。

其它类似的应用还有：海关报关单、税务申报单、政府部门的各类申请表等等。

四）资产跟踪

美国钢管公司在各地拥有不同种类的管道需要维护。为了跟踪每根管子，他们将管子的编号，位置编号，制造厂商，长度，等级，尺寸，厚度以及其他信息编成一个PDF417

条形码，制成标签后贴在管子上。当管子移走或安装时，操作员扫描条形码标签，数据库信息得到及时更新。

工厂可以采用二维条形码跟踪生产设备；医院和诊所也可以采用二维条形码标签跟踪设备、计算机及手术器械。