條形碼技術(shù)課件

條形碼(barcode)是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識符。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排成的平行線圖案。條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

1、條形碼的歷史

條形碼技術(shù)最早產(chǎn)生于的二十世紀(jì)二十年代，誕生于威斯汀豪斯（Westinghouse）的實(shí)驗(yàn)室里。一位名叫約翰．科芒德（JohnKermode）性格古怪的發(fā)明家“異想天開”地想對郵政單據(jù)實(shí)現(xiàn)自動分檢，那時(shí)候?qū)﹄娮蛹夹g(shù)應(yīng)用方面的每一個設(shè)想都使人感到非常新奇。他的想法是在信封上做條碼標(biāo)記，條碼中的信息是收信人的地址，就象今天的郵政編碼。為此科芒德發(fā)明了最早的條碼標(biāo)識，設(shè)計(jì)方案非常的簡單（注：這種方法稱為模塊比較法），即一個”條“表示數(shù)字“1”，二個“條”表示數(shù)字“2”，以次類推。然后，他又發(fā)明了由基本的元件組成的條碼識讀設(shè)備：一個掃描器（能夠發(fā)射光并接收反射光）：一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(jié)果的方法，即譯碼器。

科芒德的掃描器利用當(dāng)時(shí)新發(fā)明的光電池來收集反射光?！翱铡狈瓷浠貋淼氖菑?qiáng)信號，“條”反射回來的是弱信號。與當(dāng)今高速度的電子元器件應(yīng)用不同的是，科芒德利用磁性線圈來測定“條”和“空”。就象一個小孩將電線與電池連接再繞在一顆釘子上來夾紙?？泼⒌掠靡粋€帶鐵芯的線圈在接收到“空”的信號的時(shí)候吸引一個開關(guān)，在接收到“條”的信號的時(shí)候，釋放開關(guān)并接通電路。因此，最早的條碼閱讀器噪音很大。開關(guān)由一系列的繼電器控制，“開”和“關(guān)”由打印在信封上“條”的數(shù)量決定。通過這種方法，條碼符號直接對信件進(jìn)行分檢。此后不久，科芒德的合作者道格拉斯·楊（DouglasYoung），在科芒德碼的基礎(chǔ)上作了些改進(jìn)。1949年第一次有了伍德蘭（NormWoodland）和伯納德·西爾沃（BernardSilver）發(fā)明的全方位條形碼符號的記載，在這之前的專利文獻(xiàn)中始終沒有條形碼技術(shù)的記錄，也沒有投入實(shí)際應(yīng)用的先例。諾姆·伍德蘭和伯納德·西爾沃的想法是利用科芒德和楊的垂直的“條”和“空”，并使之彎曲成環(huán)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?qū)l形碼符號解碼，不管條形碼符號方向的朝向，稱“公牛眼”條碼。1970年，美國超級市場AdHoc委員會制定了通用的商品代碼UPC代碼。1971年，布萊西公司研制出了“布萊西碼”及相應(yīng)的自動識別系統(tǒng)，用庫存驗(yàn)算。這是條形碼第一次在倉庫管理系統(tǒng)中應(yīng)用。1972年，馬金等人研制出庫德巴碼。1974年，阿利爾博士推出39碼。1976年，美國和加拿大在超級市場上成功地使用了UPC商品條碼應(yīng)用系統(tǒng)。1977年，歐洲共同體在12位的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了EAN系統(tǒng)。2、條形碼的概念條形碼是由寬度不同、反射率不同的條和空，按照一定的編碼規(guī)則（碼制）編制成的，用以表達(dá)一組數(shù)字或字母符號信息的圖形標(biāo)識符。其中“條”（bar）是指條碼中反射率較低的部分，“空”（space）是指條碼中反射率較高的部分。3、條形碼的優(yōu)越性（1）可靠性強(qiáng)。條形碼的讀取準(zhǔn)確率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人工記錄，平均每15000個字符才會出現(xiàn)一個錯誤。

（2）效率高。條形碼的讀取速度很快，相當(dāng)于每秒40個字符。

（3）成本低。與其它自動化識別技術(shù)相比較，條形碼技術(shù)僅僅需要一小張貼紙和相對構(gòu)造簡單的光學(xué)掃描儀，成本相當(dāng)?shù)土?/p>

（4）易于制作。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(jì)算機(jī)語言”。

（5）易于操作。條形碼識別設(shè)備的構(gòu)造簡單，使用方便。

（6）靈活實(shí)用。條形碼符號可以手工鍵盤輸入，也可以和有關(guān)設(shè)備組成識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化識別，還可和其他控制設(shè)備聯(lián)系起來實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動化管理。4、條形碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

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，并且能實(shí)現(xiàn)“即時(shí)數(shù)據(jù)輸入”。

B、可靠性高：鍵盤輸入數(shù)據(jù)出錯率為三百分之一，利用光學(xué)字符識別技術(shù)出錯率為萬分之一，而采用條形碼技術(shù)誤碼率低于百萬分之一。

C、采集信息量大：利用傳統(tǒng)的一維條形碼一次可采集幾十位字符的信息，二維條形碼更可以攜帶數(shù)千個字符的信息，并有一定的自動糾錯能力。

D、靈活實(shí)用：條形碼標(biāo)識既可以作為一種識別手段單獨(dú)使用，也可以和有關(guān)識別設(shè)備組成一個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化識別，還可以和其他控制設(shè)備聯(lián)接起來實(shí)現(xiàn)自動化管理。另外，條形碼標(biāo)簽易于制作，對設(shè)備和材料沒有特殊要求，識別設(shè)備操作容易，不需要特殊培訓(xùn)，且設(shè)備也相對便宜。5、條形碼的分類條形碼按照不同的分類方法，可從不同的角度進(jìn)行分類。（1）按碼制分類①UPC碼

圖3-2UPC條形碼

只能表示數(shù)字有A、B、C、D、E四個版本版本A-12位數(shù)字版本E-7位數(shù)字最后一位為校驗(yàn)位大小是寬1.5"高1"，而且背景要與清晰主要使用于美國和加拿大地區(qū)，用于工業(yè)、醫(yī)藥、倉庫等部門。當(dāng)UPC作為十二位進(jìn)行解碼時(shí)，定義如下：第一位=數(shù)字標(biāo)識(已經(jīng)由UCC（統(tǒng)一代碼委員會）所建立).第2-6位=生產(chǎn)廠家的標(biāo)識號(包括第一位)第7-11=唯一的廠家產(chǎn)品代碼第12位=校驗(yàn)位(usedforerrordetection)②EAN碼③交叉25碼④39碼

圖3-339碼示意圖

39碼：能表示字母、數(shù)字和其它一些符號共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(yàn)碼不用代碼密度介于3-9.4個字符/每英寸，空白區(qū)是窄條的10倍，用于工業(yè)、圖書、以及票證自動化管理上。

交叉25碼只能表示數(shù)字0-9可變長度，連續(xù)性條形碼，所有條與空都表示代碼，第一個數(shù)字由條開始，第二個數(shù)字由空組成空白區(qū)比窄條寬10倍，應(yīng)用于商品批發(fā)、倉庫、機(jī)場、生產(chǎn)/包裝識別、工業(yè)中，條形碼的識讀率高，可適用于固定掃描器可靠掃描，在所有一維條形碼中的密度最高。⑤庫德巴碼

圖3-4表示“A12345678B”的庫德巴條碼庫德巴條碼是1972年研制出來的，它廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生和圖書館行業(yè)，也用于郵政快件上。美國輸血協(xié)會還將庫德巴條碼規(guī)定為血袋標(biāo)識的代碼，以確保操作準(zhǔn)確，保護(hù)人類生命安全。

庫德巴碼可表示數(shù)字0-9,字符$、+、-、還有只能用作起始/終止符的a,b,cd四個字符，可變長度，沒有校驗(yàn)位，應(yīng)用于物料管理、圖書館、血站和當(dāng)前的機(jī)場包裹發(fā)送中，空白區(qū)比窄條寬10，非連續(xù)性條形碼，每個字符表示為4條3空。Codabar又名NW7,NW7是在日本的叫法。庫德巴條碼由下圖可以看出，庫德巴條碼由左側(cè)空白區(qū)、起始符、數(shù)據(jù)符、終止符及右側(cè)空白區(qū)構(gòu)成。它的每一個字符由7個單元組成（4個條單元和3個空單元），其中兩個或3個是寬單元（用二進(jìn)制“1”表示），其余是窄單元（用二進(jìn)制“0”表示）。庫德巴條碼字符集中的字母A、B、C、D只用于起始字符和終止字符，其選擇可任意組合。⑥128碼表示高密度數(shù)據(jù),字符串可變長，符號內(nèi)含校驗(yàn)碼，有三種不同版本:A,B,andC可用128個字符分別在A,B,orC三個字符串集合中，用于工業(yè)、倉庫、零售批發(fā)。（2）按維數(shù)分類①一維條碼一維條碼按照應(yīng)用可分為商品條碼和物流條碼。商品條碼包括EAN碼和UPC碼，物流條碼包括128碼、ITF碼、39碼、庫德巴（Codabar）碼等。②二維條碼二維條碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時(shí)表達(dá)信息，因此普通條碼的優(yōu)點(diǎn)外，還具有信息容量大，可靠性高、保密防偽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。如PDF417（二維碼）6、條形碼結(jié)構(gòu)一個完整的條碼的組成次序依次為：靜區(qū)（前）、起始符、數(shù)據(jù)符、（中間分割符，主要用于EAN碼）、(校驗(yàn)符)、終止符、靜區(qū)（后），如圖3-5所示?！o區(qū)：顧名思義，不攜帶任何信息的區(qū)域，起提示作用。

▲起始字符：第一位字符，具有特殊結(jié)構(gòu)，當(dāng)掃描器讀取到該字符時(shí)，便開始正式讀取代碼了。

▲數(shù)據(jù)字符：條形碼的主要內(nèi)容。

▲校驗(yàn)字符：檢驗(yàn)讀取到的數(shù)據(jù)是否正確。不同編碼規(guī)則可能會有不同的校驗(yàn)規(guī)則。

▲終止字符：最后一位字符，一樣具有特殊結(jié)構(gòu)，用于告知代碼掃描完畢，同時(shí)還起到只是進(jìn)行校驗(yàn)計(jì)算的作用。

7、條形碼的編碼規(guī)則

唯一性：同種規(guī)格同種產(chǎn)品對應(yīng)同一個產(chǎn)品代碼，同種產(chǎn)品不同規(guī)格應(yīng)對應(yīng)不同的產(chǎn)品代碼。根據(jù)產(chǎn)品的不同性質(zhì)，如：重量、包裝、規(guī)格、氣味、顏色、形狀等等，賦予不同的商品代碼。

永久性：產(chǎn)品代碼一經(jīng)分配，就不再更改，并且是終身的。當(dāng)此種產(chǎn)品不再生產(chǎn)時(shí)，其對應(yīng)的產(chǎn)品代碼只能擱置起來，不得重復(fù)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(yīng)產(chǎn)品頻繁的更新?lián)Q代的需要，最好采用無含義的順序碼。

條形碼校驗(yàn)碼公式：

1、首先，把條形碼從右往左依次編序號為“……4，3，2，1?！睆男蛱柖_始把所有偶數(shù)序號位上的數(shù)相加求和，用求出的和乘3，再從序號三開始把所有奇數(shù)序號上的數(shù)相加求和，用求出的和加上剛才偶數(shù)序號上的數(shù)的和乘3的積，然后得出和。再用大于這個和的最小的10的倍數(shù)減去這個和，就得出校驗(yàn)碼。舉個例子：此條形碼為：977167121601X（X為校驗(yàn)碼）。

1、1+6+2+7+1+7=24

2、24×3＝72

3、0+1+1+6+7+9=24

4、72+24=96

5、100-96=4所以最后校驗(yàn)碼X=4。此條形碼為9771671216014。8、商品條碼商品條碼(barcodeforcommodity)是由國際物品編碼協(xié)會（EAN）和統(tǒng)一代碼委員會（UCC）規(guī)定的、用于表示商品標(biāo)識代碼的條碼，包括EAN商品條碼(EAN-13商品條碼和EAN-8商品條碼)和UPC商品條碼（UPC-A商品條碼和UPC-E商品條碼）。（1）EAN-13碼由13位數(shù)字組成。是一種定長、無含義的條碼，沒有自校驗(yàn)功能。在我國，EAN-13碼分三種結(jié)構(gòu)，每種代碼結(jié)構(gòu)由三部分組成，具體表3-1。圖3-5EAN-13碼的符號結(jié)構(gòu)

表3-1EAN-13碼的三種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)種類廠商識別代碼商品項(xiàng)目代碼校驗(yàn)碼結(jié)構(gòu)一X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1結(jié)構(gòu)二X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1結(jié)構(gòu)三X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1商品項(xiàng)目代碼校驗(yàn)符

X8X7X6X5X4X3X2C表3-2EAN-8碼的結(jié)構(gòu)（2）EAN-8碼EAN-8碼是用于標(biāo)識小型商品的。它由8位數(shù)字組成，其結(jié)構(gòu)及圖形見表3-2及圖3-6。圖3-6EAN-8碼9、儲運(yùn)單元條碼（1）定量儲運(yùn)單元的編碼定量儲運(yùn)單元是由定量消費(fèi)單元組成的儲運(yùn)單元。如成箱的牙膏、服裝、藥品等。定量儲運(yùn)單元的編碼方法有兩種選擇。①將消費(fèi)單元的編碼規(guī)則用于儲運(yùn)單元②給每個單元分配一個ITF-14碼。ITF-14碼的結(jié)構(gòu)如表3-3及圖3-7所示。表3-3定量儲運(yùn)單元代碼結(jié)構(gòu)

圖3-7ITF-14碼

定量儲運(yùn)單元包裝指示符定量消費(fèi)單元代碼（不含校驗(yàn)字符）校驗(yàn)字符VX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12C（2）變量儲運(yùn)單元的編碼變量儲運(yùn)單元是指由變量消費(fèi)單元組成的儲運(yùn)單元。例如：鮮肉、農(nóng)產(chǎn)品、液體飲料等數(shù)量連續(xù)變化的儲運(yùn)單元。變量儲運(yùn)單元編碼由14位數(shù)字的主代碼和6位數(shù)字的附加代碼組成，代碼結(jié)構(gòu)如表3-4。表3-4變量儲運(yùn)單元結(jié)構(gòu)主代碼附加代碼包裝指示符消費(fèi)單元代碼（不含校驗(yàn)字符）校驗(yàn)字符校驗(yàn)字符L1X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12C1Q1Q2Q3Q4Q5C2