2.2 条码技术

2.2.1 条码概述

条码技术（Bar Code）是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术，它起源于20世纪40年代，发展于20世纪70年代，普及于20世纪80年代，它的每一步发展都引起了世界流通领域的大变革。

条码的研究始于美国，最早出现在20世纪40年代，美国人Joseph Woodland及Bernard Silver于1952年10月7日注册了世界第一个条码的专利（专利编号是 # 2 612 994）。由于此专利中的条码是由圆条和空白绘成的同心圆环形（见图2-2），很像微型射箭靶，所以也被称为“公牛眼”条码。

20世纪70年代，随着电子元件和激光成本的持续下降，条码技术的应用越来越经济。1973年，美国统一编码委员会（Uniform Code Countcil，UCC）确定了IBM公司的UPC码作为通用条码，实现了该码制标准化。同年，食品杂货业把UPC码规定为该行业的通用标准码制，为条码技术在商品流通销售领域里的广泛应用奠定了坚实的基础。1977年，欧洲共同体（包括英国、原联邦德国、法国、丹麦、挪威、比利时、芬兰、意大利、奥地利、瑞士、荷兰、瑞典等国）在UPC条码基础上，开发出与UPC码兼容的欧洲物品编码系统（European Article Numbering System，EAN码），并且正式成立了欧洲物品编码协会（European Article Numbering Association，EAN）。到1981年，EAN已经发展成为一个国际性的组织，更名为“国际物品编码协会”（International Article Numbering Assciation，IAN），但由于历史原因和习惯，国际物品编码协会至今仍沿用EAN的名称。

所谓条码也称为条形码，是由一组宽窄不同、反射率不同的条和空按一定的编码规则组合起来，用以表示一定信息的代码。为了便于人们识别条码符号所代表的字符，通常在条码符号下部印有所代表的数字、字母或专用符号（见图2-3）。

条码所包含的信息一般都跟所附着的对象有关，如对象物的生产国、制造厂商、产地、名称、特性、价格、数量、生产日期等。使用光电扫描阅读设备对条码进行扫描，就能立即获取条码所反映的信息，并快速、正确、可靠地将其输入计算机系统。条码技术的应用解决了物流信息系统中的数据录入和数据采集的“瓶颈”问题，为物流信息管理提供了有力的技术支持。

一个完整的条码组成次序依次是：静区（前）、起始符、数据符、中间分隔符（主要用于EAN码）、校验符、终止符、静区（后）、供人识读字符，如图2-4所示。

（1）静区（Clear Area），也叫空白区，指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限制区域，前面部分称为左侧空白区，后面部分则称为右侧空白区，左侧空白区是让扫描设备做好扫描准备，右侧空白区是保证扫描设备正确识别条码的结束标记。当两个条码相距较近时，静区则有助于对它们加以区分。

此外，为防止左右空白区（静区）在印刷排版时被无意中占用，可在空白区加印一个符号（左侧没有数字时加印<号，右侧没有数字时加印>号），这个符号就叫静区标记，主要作用就是防止静区宽度不足。只要静区宽度能保证（静区的宽度通常应不小于6mm或者为10倍模块宽度），有没有这个符号都不影响条码的识别。

（2）起始符（Start Character），指条码符号的第一位字码，用来标识一个条码符号的开始，扫描器确认此字码存在后开始处理扫描脉冲。

（3）数据符（Data Character），位于条码中间的条、空结构，它是条码的主要内容，包含条码所表达的特定信息。

（4）中间分隔符（Central Seperating Character），位于条码中间位置的若干条与空。

（5）校验符（Check Character），用来判定此次阅读是否有效的字码，通常是一种算术运算的结果，扫描器读入条码进行解码时，先对读入各字码进行运算，如运算结果与检查码相同，则判定此次阅读有效。

（6）终止符（Stop Character），指位于条码结束的条和空结构，终止码用于告知代码扫描完毕，同时还起到只是进行校验计算的作用。

（7）供人识读字符（For People to Read Character），位于条码下方，主要方便人对条码的识读，尤其是当对条码的扫描失误时，可以用人工输入的方式输入供人识读字符，从而保障条码的输入。

条码是迄今为止最经济、最实用的一种自动识别技术。作为一种图形识别技术，条码与其他识别技术相比，具有以下几个方面的特点。

（1）简单、易于制作、可印刷。条码标签易于制作，对设备和材料没有特殊要求，识别设备操作容易，不需要特殊培训且设备也相对便宜。

（2）信息输入速度快。普通计算机的键盘输入速度最快的是每分钟200个字符，而利用条码扫描输入信息的速度是键盘输入的20倍，并且能实现“即时数据输入”。

（3）采集信息量大。利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力。

（4）可靠性高。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，而采用条码技术误码率低于百万分之一，首读率可达98%以上。

（5）灵活实用。条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备连接起来实现自动化管理。

2.2.2 条码系统的构成与分类

条码系统一般由条码、条码识读设备、应用系统三部分组成。条码数据作为商品的唯一标示，粘贴或打印在商品上，条码识读设备与应用系统相连，通过扫描商品的条码，获取商品唯一标识数据，从而快速在应用系统中定位到对应商品记录，并根据实际业务（例如入库、销售）对该商品数据记录进行增删改等相应操作。

条码识读设备是用来读取条码信息的设备。最为常用的主要有以下几种（见图2-5）。

根据维度的不同，条码主要分为一维条码和二维条码。

1. 一维条码

一维条码只在一个方向（一般是水平方向）表达信息，垂直方向不表达任何信息，其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。由于一维条码的应用可以提高信息录入的速度，减少差错率，因而自其问世以来，很快得到了普及并广泛应用。目前世界上约有220种的一维条码，每种一维条码都有自己的一套编码规则，一般较流行的一维条码有EAN码、UPC码、39码、128码、交插25码、库德巴码以及专门用于书刊管理的ISBN、ISSN等（见图2-6）。

随着信息自动采集技术的发展，对于条码符号表达更多信息的需求与日俱增。此时，一维条码的不足逐渐显现出来，主要包括：数据容量较小，30个字符左右；只能包含字母和数字；保密性能不高；条码尺寸相对比较大（空间利用率低）；条码遭到损坏后便无法阅读。

因此，由于一维条码所携带的信息量有限，如商品上的条码仅能容纳13位（EAN-13码）阿拉伯数字，一维条码通常是对物品的标识，而不是对物品的描述。所谓对物品的标识，就是给某物品分配一个代码，代码以条码的形式标识在物品上，用来标识该物品以便自动扫描识别器的识读。代码或一维条码本身不表示该产品的描述性信息，诸如生产日期、价格等更多的描述性信息必须依靠数据库的支持。在没有预先建立物品数据库或不便联网的地方，一维条码就变成了无源之水、无本之木，几乎是不可能表示汉字和图像的信息，这在一定程度上也限制了一维条码的应用范围。

2. 二维条码

二维条码是在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码，它是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。二维条码储存数据容量大，可以存放1KB字符；可以直接显示英文、中文、数字、符号、图形；可用扫描仪直接读取内容，无须另接数据库；数据可以加密，保密性更高；安全级别最高时，损污50%仍可读取完整信息。

使用二维条码可以解决以下问题：表示包括汉字、照片、指纹、签字、声音之内的小型数据文件；在有限的面积上表达大量信息；对“物品”进行精确描述；防止各种证件、卡片及单据的伪造；在远离数据库和不便联网的地方实现信息的携带、传递和防伪。由于二维条码的储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、成本便宜等特性，二维码的应用越来越广泛和普及。

目前二维条码有20多种，常用的有：PDF417码、Code49码、Code 16K码、QR code码、Data Matrix码、Code one等（见图2-7），主要分为堆积式（层排式）和棋盘式（矩阵式）两大类。其中，PDF417码是目前技术比较成熟、应用比较广泛的一种。中国已经先后制定并颁布了多项二维码国家标准，例如，PDF417条码国家标准（GB/T17172—1997）、二维码网格矩阵码（SJ/T 11349—2006）和二维码紧密矩阵码（SJ/T 11350—2006）等。2016年8月3日，支付清算协会向支付机构下发《条码支付业务规范》（征求意见稿），意见稿中明确指出支付机构开展条码业务需要遵循的安全标准，官方首次承认二维码支付地位。

【小资料】

商品条码（Bar Code of Commodity）是由国际物品编码协会和统一代码委员会规定的用于表示商品标识代码的条码，包括EAN码和UPC码。由于UPC码主要流通于北美（美国、加拿大）地区，而EAN的会员已达到100多个国家和地区。为适应EAN码的蓬勃发展和市场发展的需求，北美地区大部分商店的扫描系统更新改造为能同时识别UPC码和EAN码的自动化系统，EAN系统和UPC系统已合并为一个全球统一的通用商品标识系统——EAN.UCC系统。在EAN.UCC系统中，EAN和UPC是相互兼容的，即EAN系统的扫描设备和UPC系统的扫描设备都能识读EAN码和UPC码。

2.2.3 条码在物流中的应用

1. 条码在仓储、运输、配送中的作用

在物品到达物流企业的同时，物流企业可以在物品上粘贴特定的唯一条码标识，用以跟踪该物品在物流中的位置，从而进行实时监控。企业在收货后可以使用条码打印机打印对应的条码标识并粘贴在物品上（对于企业的自营物流，由于物品是企业制造的物品，也可以使用物品的本来标识）；同时，操作员扫描该物品的条码标识实现物品的入库操作，并将操作信息返回给管理系统；此时，用户或管理员登录管理系统，就可以迅速地查询出该货物的状态和位置。

在物流中，物流效率的提高应着重在物流管理效率和物流准确性的提高，而条码技术可以帮助物流企业提高准确性和操作效率，从而提高整个物流的效率。高效准确的物流，在带给客户更好服务的同时，也为企业赢得了利润。当条码帮助物流在各个环节上实现高效准确地监控货物时，物流管理的透明度也提高了，物流企业也实现了从单据到实物的有效管理。

2. 条码在生产过程中的应用

为了在激烈的市场竞争中进一步以质量取胜，企业可以将条码应用于生产质量管理跟踪系统。通过这一技术的应用，企业可以实现动态跟踪生产状况，随时从计算机中得知实际生产的情况及生产的质量情况，如可以跟踪整机、部件的型号、生产场地、生产日期、班组生产线、版本号、批量和序号等信息。

美国某著名汽车公司的工厂把条码刻在车体底部的金属件上，通过装配线上的扫描装置可以对车辆自总装开始到发货出厂的全过程进行跟踪。可见，在一个完整的物流过程中，条码可以在各个关键环节采集相应的物品信息，以实现实时监控和跟踪的目的。

3. 条码在销售和支付过程中的应用

“以二维码为入口的移动超市”是移动终端普遍应用和电子商务模式趋向成熟的标志和产物。用移动设备上的二维码扫描软件，用户可直接扫描二维码进入商家的手机网站，点击中意的产品，即可完成下单及支付，实现轻松购物的时尚理念。从实现企业商家、产业发展的角度来分析，“以二维码为入口的移动超市”的实施让企业商家的销售更具体明确，营销更便捷精准。企业商家投入非常低的成本，获得很好的营销宣传效果，一站式解决企业商家营销的多种困境，拉动企业收入规模增长，预计可直接或间接为企业增加20%～80%的收入。

从满足消费者消费需求的角度来分析，“以二维码为入口的移动超市”是一种消费革命，将改变消费者的消费习惯，让移动购物变得真实可靠，让用户作为产业链的一环参与到营销过程中，实现消费人群的精准定位。二维码还可制成电子优惠券，消费者通过扫码就可获取优惠券，享受实惠，这种方式不仅能够增加消费者与商家之间的互动，同时也能提高消费者对商家的兴趣，加深印象。

【小资料】

与商品条码不同，物流条码是供应链中用以标识物流领域中具体实物的一种特殊代码，是整个供应链过程，包括生产厂家、配销业、运输业、消费者等环节的共享数据。它贯穿整个贸易过程，并通过物流条码数据的采集、反馈，提高整个物流系统的经济效益。

现在国际上公认的物流条码主要有3种，即EAN-13码、交插二五条码和贸易单元128条码。

交插二五条码是一种连续、无固定长度、具有自校验功能的双向条码。交插二五条码可用于定量储运的单元包装上，也可以用于变量储运单元的包装上。ITF（Interleaved Two Five）条码是在交插二五条码的基础上扩展形成的，主要应用于储运包装箱上。

贸易单元128条码，是连续性、无固定长度、有含义的高密度代码，它能够更多地标识贸易单元的信息，如产品批号、规格、数量、生产日期、有效日期等，实现了信息伴随货物的流动，弥补了EAN码和交插二五码数据容量小的不足。贸易单元128码由A、B、C 3套字符集组成，包括数据符、校验符、终止符，其中C字符集能以双倍的密度来标识全部数字的数据。