1.2　條碼技術簡介

條碼自動識別技術是以計算機、光電技術和通信技術的發展為基礎的一項綜合性科學技術，是信息數據自動識別、輸入的重要方法和手段。條碼技術從20世紀40年代進行研究開發到70年代逐漸形成規模，近30年的時間取得了長足的發展。

條碼、光學字符識別（Optical character recognition，OCR）和磁性墨水（Magnetic ink character recognition，MICR）都是一種與印刷相關的自動識別技術。OCR的優點是人眼可讀，可掃描，但輸入速度和可靠性不如條碼，數據格式有限，通常要用接觸式掃描器；MICR是銀行界用于支票的專用技術，在特定領域中應用，成本高，需接觸識讀，可靠性高。

條碼技術現已應用在計算機管理的各個領域，滲透到了商業如POS系統、工業、交通運輸業、郵電通信業、物資管理、倉儲、醫療衛生、安全檢查、餐飲旅游、票證管理以及軍事裝備、工程項目等國民經濟各行各業和人民日常生活中。

第二次世界大戰后，美國將其在第二次世界大戰期間高效的后勤保障系統的管理方式引進流通領域，把商流、物流、信息流集為一體，并采用條碼自動識別技術，改變了物資管理體制、物資配送方式、售貨方式和結算方式，促進了大流通、大市場的發展，從而推動了物品編碼和條碼技術在國際范圍的迅速發展。

條碼是由一組按一定編碼規則排列的條、空符號用以表示一定的字符、數字及符號組成的信息。條碼系統是由條碼符號設計，制作及掃描閱讀組成的自動識別系統。條碼卡分為一維碼和二維碼兩種。一維碼比較常用，如日常商品外包裝上的條碼就是一維碼。它的信息存儲量小，僅能存儲一個代號，使用時通過這個代號調取遠端計算機系統中的數據。二維碼是近幾年發展起來的，它能在有限的空間內存儲更多的信息，包括文字、圖像、指紋、簽名等，并可脫離計算機使用。

條碼種類很多，常見的大概有二十多種碼制，其中包括Code39碼（標準39碼）、Codabar碼（庫德巴碼）、Code25碼（標準25碼）、ITF25碼（交叉25碼）、Matrix25碼（矩陣25碼）、UPC-A碼、UPC-E碼、EAN-13碼（EAN-13國際商品條碼）、EAN-8碼（EAN-8國際商品條碼）、中國郵政編碼（矩陣25碼的一種變體）、Code-B碼、MSI碼、Code11碼、Code93碼、ISBN碼、ISSN碼、Code128碼（Code128碼，包括EAN128碼）、Code39EMS（EMS專用的39碼）等一維條碼和PDF417等二維條碼。

目前使用頻率最高的幾種碼制是EAN、UPC、39碼，交叉25碼和EAN128碼，其中UPC條碼主要用于北美地區，EAN條碼是國際通用符號體系，它們是一種定長、無含義的條碼，主要用于商品標識。EAN128條碼是由國際物品編碼協會（EAN International）和美國統一代碼委員會（UCC）聯合開發、共同采用的一種特定的條碼符號。它是一種連續型、非定長有含義的高密度代碼，用以表示生產日期、批號、數量、規格、保質期、收貨地等更多的商品信息。另有一些碼制主要是適應特殊需要的應用方面，如庫德巴碼用于血庫、圖書館、包裹等的跟蹤管理、25碼用于包裝、運輸和國際航空系統為機票進行順序編號，還有類似39碼的93碼，它密度更高些，可代替39碼。圖1-3所示是幾種常用的條碼圖樣。

上述這些條碼都是一維條碼。為了提高一定面積上的條碼信息密度和信息量又發展了一種新的條碼編碼形式——二維條碼。從結構上講，二維條碼分為兩類：一類是由矩陣代碼和點代碼組成，其數據是以二維空間的形態編碼的；另一類是包含重疊的或多行條碼符號，其數據以成串的數據行顯示。重疊的符號標記法有CODE 49、CODE l6K和PDF417。

PDF417是一種堆疊式二維條碼，目前應用最為廣泛。PDF417條碼是由美國SYMBOL公司發明的，PDF（Portable data file）意為“便攜數據文件”。組成條碼的每一個條碼字符由4個條和4個空，共17個模塊構成，故稱為PDF417條碼。PDF417條碼可表示數字、字母或二進制數據，也可表示漢字。一個PDF417條碼最多可容納1850個字符或1108個字節的二進制數據，如果只表示數字則可容納2710個數字。PDF417的糾錯能力分為9級，級別越高，糾正能力越強。由于這種糾錯功能，使得污損的PDF417條碼也可以正確讀出。我國目前已制定了PDF417碼的國家標準。PDF417條碼需要有417解碼功能的條碼閱讀器才能識別。PDF417條碼最大的優勢在于其龐大的數據容量和極強的糾錯能力。當PDF417條碼用于防偽時，并不是PDF417條碼不能被復制，而是由于使用PDF417條碼可以將大量的數據快速讀入計算機，使得大規模的防偽檢驗成為可能。QR Code碼是由日本Denso公司于1994年9月研制的一種矩陣二維碼符號，它除具有一維條碼及其他二維條碼所具有的信息容量大、可靠性高、可表示漢字及圖像多種文字信息、保密防偽性強等優點外，還具有如下主要特點。

1）超高速識讀　從QR Code碼的英文名稱Quick response code可以看出，超高速識讀特點是QR Code碼區別于四一七條碼、Data Matrix等二維碼的主要特性。由于在用CCD識讀QR Code碼時，整個QR Code碼符號中信息的讀取是通過QR Code碼符號的位置探測圖形，用硬件來實現的，因此，信息識讀過程所需時間很短，它具有超高速識讀特點。用CCD二維條碼識讀設備，每秒可識讀30個含有100個字符的QR Code碼符號；對于含有相同數據信息的四一七條碼符號，每秒僅能識讀3個符號；對于Data Martix矩陣碼，每秒僅能識讀2～3個符號。QR Code碼的超高速識讀特性是它能夠廣泛應用于工業自動化生產線管理等領域。

2）全方位識讀　QR Code碼具有全方位（360°）識讀的特點，這是QR Code碼優于行排式二維條碼如四一七條碼的另一主要特點，由于四一七條碼是將一維條碼符號在行排高度上的截短來實現的，因此，它很難實現全方位識讀，其識讀方位角僅為±10°。

3）QR Code碼能夠有效地表示中國漢字、日本漢字　由于QR Code碼用特定的數據壓縮模式表示中國漢字和日本漢字，它僅用13bit即可表示一個漢字，而四一七條碼、Data Martix等二維碼沒有特定的漢字表示模式，因此僅用字節表示模式來表示漢字，在用字節模式表示漢字時，需用16bit（二個字節）表示一個漢字，因此QR Code碼比其它的二維條碼表示漢字的效率提高了20%。

圖1-4所示是幾種常用的二維碼樣圖。

矩陣代碼，如Maxicode、Data Matrix、Code One、Vericode和DotCode A，矩陣代碼標簽可以做得很小，甚至可以做成硅晶片的標簽，因此適用于小物件。

圖1-5所示是幾種常用的矩陣代碼樣圖。

條碼成本最低，適于大量需求且數據不必更改的場合。例如商品包裝上就很適宜，但是較易磨損、且數據量很小。而且條碼只對一種或者一類商品有效，也就是說，同樣的商品具有相同的條碼。與一維條形碼相比二維條形碼有著明顯的優勢，歸納起來主要有以下幾個方面：a.數據容量更大；b.超越了字母數字的限制；c.條形碼相對尺寸小；d.具有抗損毀能力。