1.3 条码的基本概念、符号结构及分类
1.3.1 条码的基本概念
1．条码（bar code）
条码是一种机器识读语言，由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的标记，用以表示一定的信息。条码通常用来对物品进行标识，这个物品可以是用来进行交易的一个贸易项目，如一瓶啤酒或一箱可乐，也可以是一个物流单元，如一个托盘。条码不仅可以用来标识物品，还可以用来标识资产、位置和服务关系等。
2．代码（code）
代码即一组用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。代码必须具备鉴别功能，即在一个信息分类编码标准中，一个代码只能唯一地标识一个分类对象，而一个分类对象只能有一个唯一的代码。
3．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。常用的一维条码码制包括：EAN条码、UPC 条码、UCC/EAN-128条码、交插25条码、39条码、93条码、库德巴条码等。
4．字符集
字符集是指某种码制的条码符号可以表示的字母、数字和符号的集合。有些码制仅能表示10个数字字符：0～9，如EAN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。几种常见码制的字符集如下：
EAN条码的字符集：
数字0～9
交插25条码的字符集：
数字0～9
39条码的字符集：
数字0～9
字母A～Z
特殊字符：- · $ % 空格/ +
起始符：/
终止符：□
5．连续性与离散性
条码符号的连续性是指每个条码字符之间不存在间隔。而离散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，所以密度相对较高，而离散性条码的密度相对较低。
6．定长条码与非定长条码
定长条码是条码字符个数固定的条码，仅能表示固定字符个数的代码。非定长条码是指条码字符个数不固定的条码，能表示可变字符个数的代码。例如：EAN条码是定长条码，它们的标准版仅能表示12个字符，39条码则为非定长条码。定长条码由于限制了表示字符的个数，其译码的平均误识率相对较低，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译码的失败。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限制，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的译码。
7．双向可读性
条码符号的双向可读性，是指从左、右两侧开始扫描都可被识别的特性。绝大多数码制都可双向识读，所以都具有双向可读性。对于双向可读的条码，识读过程中译码器需要判别扫描方向。有些类型的条码符号，其扫描方向的判定是通过起始符与终止符来完成。例如交插25条码、库德巴条码。有些类型的条码，由于从两个方向扫描起始符和终止符所产生的数字脉冲信号完全相同，所以无法用它们来判别扫描方向，如EAN和UPC条码。在这种情况下，扫描方向的判别则是通过条码数据符的特定组合来完成的。对于某些非连续性条码符号，如39条码，由于其字符集中存在着条码字符的对称性（例如字符“*”与“P”, “M”与“—”等），在条码字符间隔较大时，很可能出现因信息丢失而引起的译码错误。
8．自校验特性
条码符号的自校验特性是指条码字符本身具有校验特性。若在一条码符号中，一个印刷缺陷（例如，因出现污点把一个窄条错认为宽条，而相邻宽空错认为窄空）不会导致替代错误，那么这种条码就具有自校验功能。例如39条码、库德巴条码、交插25条码都具有自校验功能； EAN码、UPC码、93码等都没有自校验功能。自校验功能也只能校验出一个印刷缺陷。对于大于一个的印刷缺陷，任何自校验功能的条码都不可能完全校验出来。对于某种码制，是否具有自校验功能是由其编码结构决定的。码制设置者在设置条码符号时，均须考虑自校验功能。
9．条码密度
条码密度是指单位长度条码所表示条码字符的个数。显然，对于任何一种码制来说，各单元的宽度越小，条码符号的密度就越高，也越节约印刷面积，但由于印刷条件及扫描条件的限制，我们很难把条码符号的密度做得太高。39条码的最高密度为：9.4个/25.4mm（9.4个/英寸）；库德巴条码的最高密度为10.0个/25.4mm（10.0个/英寸）；交插25条码的最高密度为：17.7个/25.4mm（17.7个/英寸）。
条码密度越高，所需扫描设备的分辨率也就越高，这必然增加扫描设备对印刷缺陷的敏感性。除此之外，在码制设计及选用码制时还需要考虑如下因素：条码字符宽度；结构的简单性；对扫描速度变化的适应性；所有字符应有相同的条数；允许偏差等。
10．条码质量
条码质量指的是条码的印制质量，其判定主要从外观、条（空）反射率、条（空）尺寸误差、空白区尺寸、条高、数字和字母的尺寸、校验码、译码正确性、放大系数、印刷厚度、印刷位置几个方面进行。
条码的质量是确保条码正确识读的关键，不符合国家标准技术要求的条码，不仅会因扫描仪器识读而影响扫描速度，降低工作效率，而且可能造成误读进而影响信息采集系统的正常运行。因此确保条码的质量是十分重要的。
1.3.2 条码的符号结构
一个完整的条码符号是由两侧空白区、起始符、数据符、校验符（可选）和终止符以及供人识读符组成，如图1.2所示。条码信息靠条和空的不同宽度和位置来传递，信息量的大小是由条码的宽度和印刷的精度来决定的，条码越宽，包容的条和空越多，信息量越大；条码印刷的精度越高，单位长度内可以容纳的条和空越多，传递的信息量也就越大。
图1.2 条码符号的结构
相关术语的解释如下：
（1）条（BAR）：条码中反射率较低的部分，一般印刷的颜色较深。
（2）空（SPACE）：条码中反射率较高的部分，一般印刷的颜色较浅。
（3）空白区（CLEAR AREA）：条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域。
（4）起始符（START CHARACTER）：条码符号的第一位字符，标识一个条码符号的开始。阅读器确认此字符后开始处理扫描脉冲。
（5）终止符（STOP CHARACTER）：条码符号的最后一位字符，标识一个条码符号的结束，阅读器确认此字符号后停止处理。
（6）中间分隔符（CENTRAL SEPERATING CHARACTER）：位于条码中间位置的若干条与空。
（7）条码数据符（BAR CODE DATD CHARACTER）：表示特定信息的条码符号。位于起始字符后面的字符，标识一个条码的值，其结构异于起始字符。
（8）校验符（CHECK CHARACTER）：校验字符代表一种算术运算的结果。阅读器在对条码进行解码时，对读入的各字符进行规定的运算，如运算结果与校验字符相同，则判定此次阅读有效，否则不予读入。
（9）供人识别字符（HUMAN READABLE CHARACTER）：位于条码符的下方，与相应的条码相对应的、用于供人识别的字符。
1.3.3 条码的分类
条码可分为一维条码和二维条码。一维条码按照应用可分为商品条码和物流条码。二维条码根据构成原理、结构形状的差异，可分为行排式二维条码（2D stacked bar code）、矩阵式二维条码（2D matrix bar code）和邮政码（Post code），图1.3为几种常见的二维条码示意。
1．一维条码
一维条码按照应用可分为商品条码和物流条码。商品条码包括EAN码和UPC码，物流条码包括128码、ITF码、39码、库德巴码等。
表1.2所示为商品条码与物流条码的区别。
表1.2 商品条码与物流条码的区别
2．二维条码
（1）行排式二维条码
行排式二维条码编码原理是建立在一维条码基础之上，它通过层排高度截短后的一维条码，按需要堆积成两行或多行来实现信息的表示。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的特点，识读设备和条码印刷与一维条码技术兼容。PDF417、Code 49、Code 16K等都是行排式二维条码。
（2）矩阵式二维条码
矩阵式二维条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。它可能包含与其他单元组成规则不同的识别图形。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。QR Code、Data Matrix、Maxicode、Code One等都是矩阵式二维条码。
（3）邮政码
邮政码相对应用较为专门，它是通过对不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如：Postnet、BP04-State。
图1.3 几种常见的二维条码符号