条码技术与应用

条码技术与应用

胡新果

胡新果（河南省济源市质量技术监督检验测试中心，河南济源454650）

摘要：条码技术原理，条码检测的目的，检验方法，条码的概念，条码的码制，条码的符号及条码的参数。

关键词：条码技术

中图分类号：X391文献标识码：A文章编号：1811-8755（2010）09320

一、原理

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DouglasYoung，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NormWoodland和BernardSilver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。NormWoodland和BemardSilver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IterfaceMechanisms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。

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。

二、条码检测的目的

条码是一种数据载体，它在信息传输过程中起着重要作用，如果条码出问题，物品信息的通讯将被中断。因此必须对条码质量进行有效控制，确保条码符号在供应链上能够被正确识读，而条码检测是实现此目标的一个有效工具。条码检测的目标就是要核查条码符号是否能起到其应有的作用。

主要任务：

使得符号印刷者对产品进行检查，以便根据检查的结果调整和控制生产过程。

预测条码的扫描识读性能。通过条码检测，我们可以对条码符号满足符号标准的程度进行评价，而这种程度和条码符号的识读性能有着紧密的联系。

三、检验方法

条码检验在克服传统检测方法缺陷的基础上，目前已发展采用条码综合质量分级法，即“反射率曲线分析法”。综合分级方法根据扫描反射率曲线和参考译码算法进行分析、判断，把外观上的缺陷转换成缺陷（Defects）、边缘判定等参数。检验结果给出的是条码符号的等级，表明条码符号的适用场合。

条码在80年代就进入到中国,在国内的应用根深蒂固,有着广大的使用人群.经历了漫长的技术提升时代,条码技术已渐渐日益完善.条码技术主要应用于:物流信息管理(acctrue.com)\scm供应链管理\ERP\各行业信息快速处理.

四、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。

五、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。

六、条码的符号

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

七、条码的参数

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）