第一章 条码技术概述

邯郸职业技术学院 条码技术课程教案 1 第一章 条码技术的概述 计算机、信息及通讯技术的发展，信息的处理能力、储存能力、传输通讯能力日益强大。全面、有效的信息采集和输入几乎成为所有信息系统的关键。条码自动识别技术就是在这样的环境下应运而生。它是以计算机、光电技术和通信技术的发展为基础的一项综合性科学技术，是信息采集、输入的重要方法和手段。 条码技术是在计算机技术与网络技术不断发展的基础上逐步发展起来的一门集编码、制作、检测、识别、数据采集与处理以及传输于一体的高科技信息技术。条码技术的核心作用是用机器代替人工键入实现自动识别及数据采集，从而在计算机管理系统中的各个节点实现计算机自动化管理。即利用光电扫描设备识读条码符号，从而快速准确地采集数据并输入计算机进行处理，达到自动化管理的目的。如果将“扫描条码符号—数据传输—数据处理”这一过程作为整个链中的一个单环，那么在统一规范和共同协议前提下，依托网络技术可将许多单环链接起来，则链中的所有用户可在整个链中实现数据交换和数据共享。虽然使用其他自动识别技术也能达到信息共享的目的，但由于条码技术的信息采集速度快、准确率高，尤其是其成本特别低的优势，所以条码技术的发展越来越快，条码技术的应用越来越广泛和深入。 1. 条码的概念及其特点 条码（又称条形码）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。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。起始于20世纪40年代的条码技术，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，是诸多自动识别技术（磁条识别技术、光学字符识别技术、图象识别技术、射频识别技术、生物特征识别技术等）的一种。 1.1条码的基本概念 码制：条码的码制是指条码符号的类型，每种类型的条码符号都是由符合特定编码规则的条和空组合而成。每种码制都具有固定的编码容量和所规定的条码字符集。条码字符中字符总数不能大于该种码制的编码容量。常用的一维码的码制包括：EAN码、39码、交插25码、UPC码、128码、93码，及Codabar（库德巴码）等。 定长条码与非定长条码：定长条码是指仅能表示固定字符个数的条码。非定长条码是指能表示可变字符个数的条码。例如：EAN/UPC码是定长条码，它们的标准版仅能表示12个字符，39码为非定长条码。 邯郸职业技术学院 条码技术课程教案 2 定长条码由于限制了表示字符的个数，即密码的无视率相对较低，因为就一个完整的条码符号而言，任何信息的丢失总会导致密码的失败。非定长条码具有灵活、方便等优点，但受扫描器及印刷面积的控制，它不能表示任意多个字符，并且在扫描阅读过程中可能产生因信息丢失而引起错误密码，这些缺点在某些码制（如交插25码）中出现的概率相对较大，这个缺点可通过识读器或计算机系统的校验程度而克服。 条 bar;dark bar;black bar 条码中反射率较低的部分。 空 space;light bar 条码中反射率较高的部分。 单元： element 构成条码字符的条或空。 起始符 ： 位于条码起始位置的若干条与空。 终止符：位于条码终止位置的若干条与空。 空白区：条码起始符、终止符两端外侧与空的反射率相同的限定区域。 条码字符集：条码字符集是指某种码制所表示的全部字符的集合。有些码制仅能表示10个数字字符：0到9，如EAN／UPC码，25条码；有些码制除了能表示10个数字字符外，还可以表示几个特殊字符，如库德巴条码。39条码可表示数字字符：0～9，26个英文字母：A～Z•以及一些特殊符号。 条码密度： bar code density 单位长度条码所表示的条码字符的个数。 连续性与非连续性：条码符号的连续性是指每个条码字符之间不存在间隔，相反，非连续性是指每个条码字符之间存在间隔。从某种意义上讲，•由于连续性条码不存在条码字符间隔，即密度相对较高，而非连续性条码的密度相对较低。但非连续性条码字符间隔引起误差较大，一般规范不给出具体指标限制。而对连续性条码除了控制尺寸误差外，还需控制相邻条与条，空与空的相同边缘间的尺寸误差及每一条码字符的尺寸误差。 1.2条码的特点 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： 可靠准确。有资料可查键盘输入平均每300个字符一个错误，而条码输入平均每15000个字符一个错误。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，而采用条形码技术误码率低于百万分之一。 数据输入速度快。键盘输入，一个每分钟打90个字的打字员1.6秒可输入12个字符或字符串，而使用条码，做同样的工作只需0.3秒，速度提高了5倍。并且能实现“即时数据输入”。 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邯郸职业技术学院 条码技术课程教案 3 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。 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。 设备简单。条码符号识别设备的结构简单，操作容易，无需专门训练。 易于制作。可印刷，称作为“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。 经济便宜：最后也是最重要的特点就是，条码自动识别系统所涉及到的识别符号成本以及设备成本都非常低。特别是条码符号，即使是一次性使用，也不会带来多少附加成本，尤其是在大批量印刷的情况下。这一特点使得条码技术在某些应用领域有着无可比拟的优势。再者，条码符号识读设备的结构简单，成本低廉，操作容易，适用于众多的领域和工作场合。 2.条码技术的起源及国内外条码技术的发展状况 条码最早出现于20世纪40年代,但得到实际应用和迅速发展还是在70年代。欧美、日本等国家已普便使用条码技术,而且正在世界各地迅速推广普及,•其应用领域还在不断扩大。 早在40年代后期，美国乔·伍德兰德(Joe Wood Land)和贝尼·西尔佛(BenySilver)两位工程师就开始研究用代码表示食品项目以及相应的自动识别设备，并于1949年获得了美国专利。这种代码图案如图1-1所示。该图案很像微型射箭靶,称作“公牛眼”代码。靶的同心环由圆条和空白绘成。在原理上，•“公牛眼”代码与后来的条码符号很接近，遗憾的是当时的商品经济还不十分发达，而且工艺上也没有达到印制这种代码的水平。然而，20年后•乔·伍德兰德作为IBM公司的工程师成为北美地区的统一代码——UPC码的奠基人。•吉拉德·费伊塞尔(Girad Feissel)等人于1959年申请了一项专利，将数字0～9•中的每个数字用七段平行条表示。但是这种代码机器难以阅读，人读起来也不方便。不过，•这一构想促进了条码码制的产生与发展。不久，E·F·布林克尔(E·F·•Brinker)申请将条码标识在有轨电车 邯郸职业技术学院 条码技术课程教案 4 上的专利。60年代后期，西尔韦尼亚(Sylvania)发明了一种被北美铁路系统所采纳的条码系统。•这两项发明可以说是条码技术最早期的应用。 1970年美国超级市场AdHoc委员会制定了通用商品代码——UPC码(UniversalProduct Code),此后许多团体也提出了各种条码符号方案。UPC码首先在杂货零售业中试用，这为以后该码制的广泛采用奠定了基础。次年，布莱西公司研制出“布莱西码”及相应的自动识别系统，用于库存验算。这是条码技术第一次在仓库管理系统中应用。1972年，莫那奇·马金(Monarch Marking)等人研制出库德巴码(Codabar)，至此美国的条码技术进入了新的发展阶段。 美国统一编码委员会( Uniform Code Council Inc 简称UCC)于1973年建立了UPC条码系统，并全面实现了该条码编码以及其所标识的商品编码的标准化。同年，食品杂货业把UPC码作为该行业的通用标准码制，为条码技术在商业流通销售领域里的广泛应用，起到了积极的推动作用。1974年,Intermec公司的戴维·阿利尔(Davide allair)博士推出39码,很快被美国国防部所采纳，作为军用条码码制。39码是第一个字母、数字式的条码，后来广泛应用于工业领域。 1976年美国和加拿大在超级市场上成功地使用了UPC系统,这给人们以很大的鼓舞，尤其是欧洲人对此产生了很大的兴趣。次年，欧洲共同体在UPC-12•码的基础上，开发出与UPC码兼容的欧洲物品编码系统(European Article Numbering System )，简称EAN码，并签署了欧洲物品编码协议备忘录，正式成立了欧洲物品编码协会(European Article Numbering Association),简称EAN。直到1981年，由于EAN组织已发展成为一个国际性组织，被称为"国际物品编码协会(International Article Numbering Association)，一般来讲应简称IAN，但由于历史和习惯，该组织至今仍延用EAN作为其组织的简称。 日本从1974年开始着手建立POS系统(Point of Sale System)，研究有关条码标准以及信息输入方式和印制技术等，并在EAN基础上，于1978年制定出日本物品编码JAN码。同年，日本加入国际物品编码协会，开始厂家登记注册，并全面转入条码技术及其系列产品的开发工作。因此，10年之后日本已成为EAN•组织的最大用户。 80年代，人们开发出了密度更高的一些一维条码，如EAN128码和93码（这两种码的符号密度均比39码高将近30％）。同时，一些行业纷纷选择条码符号，建立行业标准和本行业内的条码应用系统。在这以后，二维条码开始出现。戴维·阿利尔研制出49码，特德·威廉斯(Ted Williams)于1988年推出16K码,Symbol 公司推出 PDF417。二维条码的出现使得条码的作用从只能充当便于机器识读的物品代码扩展到能携带一定量信息的数据包，这就使得系统能够通过条码对信息包实现自动识别和数据采集。在某些场合下，