條形碼來源

條碼(Bar code)

條碼的定義

  條碼(又稱條形碼)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、數字及符號組成的資訊。條碼系統是由條碼符號設計、制作及掃瞄閱讀組成的自動識別系統。

 

條碼的發展曆史

  早在40年代,美國的喬·伍德蘭德(Joe Wood Land)和伯尼·西爾沃(Berny Silver)兩位工程師就開始研究用代碼表示食品項目及相應的自動識別設備,並於1949年獲得了美國專利。但條碼得到實際應用和發展還是在70年代左右。到現在,世界上絕大多數的國家和地區都已普遍使用條碼技術,而且它正在快速的向世界各地推廣。其應用範圍越來越廣,並逐步滲透到許多技術領域。

  早期的條碼圖案並不是現在的樣子,而像微型射箭靶,所以被叫做“公牛眼”代碼。靶式的同心圓是由圓條和空繪成圓環形。在原理上,“公牛眼 ”代碼與后來的條碼很相近,遺憾的是當時的工藝和商品經濟還沒有能力印制出這種碼。

  直到10年后,喬·伍德蘭德作為IBM公司的工程師成為北美統一代碼UPC碼的奠基人。在后來,以吉拉德·費伊塞爾(Girard Fessel)為代表的幾名發明家,於1959年提請了一項專利,描述了數字0-9中每個數字可由七段平行條組成。但是這種碼使機器難以識讀,使人讀起來也不方便。不過這一構想的確促進了后來條形碼的產生於發展。不久,E·F·布寧克(E·F·B rinker)申請了另一項專利,該專利是將條碼標識在有軌電車上。60年代期西爾沃尼亞(Sylvania)發明的一個系統,被北美鐵路系統採納。這兩項可以說是條形碼技術最早期的應用。

  1970年美國超級市場Ad Hoc委員會制定出通用商品代碼UPC碼,許多團體也提出了各種條碼符號方案(如上圖右下、左圖所示)。UPC碼首先在雜貨零售業中試用,這為以后條形碼的統一和廣泛採用奠定了基礎。次年布萊西公司研制出布萊西碼及相應的自動識別系統,用以庫存驗算。這是條形碼技術第一次在倉庫管理系統中的實際應用。1972年蒙那奇·馬金(Monarch Marking)等人研制出庫德巴(Code bar)碼,到此美國的條形碼技術進入新的發展階段。

  1973年美國統一編碼協會(簡稱UCC)建立了UPC條碼系統,實現了該碼制標準化。同年,食品雜貨業把UPC碼作為該行業的通用標準碼制,為條碼技術在商業流通銷售領域里的廣泛應用,起到了積極的推動作用。1974年Inte rmec公司的戴維·阿利爾(Davide·Allair)博士研制出39碼,很快被美國國防部所採納,作為軍用條碼碼制。 39碼是第一個字母、數字式想結合的條碼,后來廣泛應用於工業領域。

  1976年在美國和加拿大超級市場上,UPC碼的成功應用給人們以很大的鼓舞,尤其是歐洲人對此產生了極大興趣。次年,歐洲共同體在UPC-A碼基礎上制定出歐洲物品編碼EAN-13和EAN-8碼,簽署了“歐洲物品編碼”協議備忘錄,並正式成立了歐洲物品編碼協會(簡稱EAN)。到了1981年由於EAN已經發展成為一個國際性組織,故改名為 “國際物品編碼協會”,簡稱IAN。但由於曆史原因和習慣,至今仍稱為EAN。(后改為EAN-international)

  日本從1974年開始著手建立POS系統,研究標準化以及資訊輸入方式、印制技術等。並在EAN基礎上,於1978年制定出日本物品編碼JAN。同年加入了國際物品編碼協會,開始進行廠家登記注冊,並全面轉入條碼技術及其系列產品的開發工作,10年之后成為EAN最大的使用者。

  從80年代初,人們圍繞提高條碼符號的資訊密度,開展了多項研究。128碼和93碼就是其中的研究成果。128碼於1981年被推荐使用,而93碼於1982年使用。這兩種碼的優點是條碼符號密度比39碼高出近30%。隨著條碼技術的發展,條形碼碼制種類不斷增加,因而標準化問題顯得很突出。為此先后制定了軍用標準1189;交插25碼、39碼和庫德巴碼ANSI標準MH10.8M等等。同時一些行業也開始建立行業標準,以適應發展需要。此后,戴維·阿利爾又研制出49碼,這是一種非傳統的條碼符號,它比以往的條形碼符號具有更高的密度(即二維條碼的雛形)。接著特德·威廉斯(Ted Williams)推出16K碼,這是一種適用於雷射掃瞄的碼制。到1990年底為止,共有40 多種條形碼碼制,相應的自動識別設備和印刷技術也得到了長足的發展。

  從80年代中期開始,我國一些高等院校、科研部門及一些出口企業,把條形碼技術的研究和推廣應用逐步提到議事日程。一些行業如圖書、郵電、物資管理部門和外貿部門已開始使用條形碼技術。1988年12月28日,經國務院批準,國家技術監督局成立了“中國物品編碼中心”。該中心的任務是研究、推廣條碼技術;同意組織、開發、協調、管理我國的條碼工作。

  在經濟全球化、資訊網絡化、生活國際化、文化國土化的資訊社會到來之時,起源於40年代、研究於60年代、應用於70年代、普及於80年代的條碼與條碼技術及各種應用系統,引起世界流通領域里的大變革。條碼作為一種可印制的電腦語言,被未來學家稱之為“電腦文化”。90年代的國際流通領域將條碼譽為商品進入國際電腦市場的“身份證”,從而使得全世界對它刮目相看。

  印刷在商品外包裝上的條碼,象一條條經濟資訊紐帶將世界各地的生產制造商、出口商、批發商零售商和顧客有機地聯系在一起。這一條條紐帶,一經與E DI系統相聯,便形成多項、多元的資訊網,各種商品的相關資訊猶如投入了一個無形的永不停息的自動導向傳送機構,流向世界各地,活躍在世界商品流通領域。

條碼技術發展過程中的主要事件

  • 1949年 美國的N.J.Woodland申請了環形條碼專利。
  • 1960年 提出鐵路貨車上用的條碼識別標記方案。
  • 1963年 在1963年10月號《控制工程》雜志上發表了描述各種條碼技術的文章。
  • 1967年 美國辛辛那提的一家超市首先使用條碼掃瞄器。
  • 1969年 比利時郵政業採用用熒光條碼表示信函投遞點的郵政編碼。
  • 1970年 美國成立UCC;美國郵政局採用長短形條碼表示信函的郵政編碼。
  • 1971年 歐洲的一些圖書館採用Plessey碼。
  • 1972年 美國提出庫德巴碼、交叉25碼和UPC碼。
  • 1974年 美國提出39碼。
  • 1977年 歐洲採用EAN碼。
  • 1980年 美國軍事部門採納39碼作為其物品編碼。
  • 1981年 國際物品編碼協會成立;實現自動識別的條碼譯碼技術;128碼被推荐使用。
  • 1982年 手持式雷射條碼掃瞄器實用化;美國軍用標準military標準1189被採納;93碼開始使用。
  • 1983年 美國制定了ANSI標準MH10.8M,包括交叉25碼、39碼和Codebar碼。
  • 1984年 美國制定醫療保健業用的條碼標準。
  • 1987年 美國的David Allairs博士提出49碼。
  • 1988年 可見雷射二極管研制成功;美國的Ted Willians提出適合雷射系統識讀的新穎碼制16K碼。
  • 1986年 我國郵政確定採用條碼信函分撿體制。
  • 1988年底 我國成立“中國物品編碼中心”。
  • 1991年4月 “中國物品編碼中心”代表中國加入“國際物品編碼協會”。

條碼概述

  條碼是將線條與空白按照一定的編碼規則組合起來的符號,用以代表一定的字母、數字等資料。在進行辨識的時候,是用條碼閱讀機掃瞄,得到一組反射光信號,此信號經光電轉換后變為一組與線條、空白相對應的電子訊號,經解碼后還原為相應的文數字,再傳入電腦。條碼辨識技術已相當成熟,其讀取的錯誤率約為百萬分之一,首讀率大於98%,是一種可靠性高、輸入快速、準確性高、成本低、應用面廣的資料自動收集技術。

  世界上約有225種以上的一維條碼,每種一維條碼都有自己的一套編碼規格,規定每個字母(可能是文字或數字或文數字)是由幾個線條(Bar)及幾個空白 (Space)組成,以及字母的排列。一般較流行的一維條碼有 39碼、EAN碼、UPC 碼、128碼,以及專門用於書刊管理的ISBN、ISSN等。

  各種一維條碼的發明年代歸納於表 1. 1,標準制定年代則歸納於表 1. 2。

表1.1 一維條碼發明年代表

條碼名稱發明人或公司特殊意義
1949 Bull’s Eye Code(公牛眼碼) N. Joe Woodland, Bernard Silver 第一個條碼
1973 UPC IBM 首次大規模應用的條碼
1972 Codabar Monarch Marking System  
1974 39碼 David C. Allias (Intermec) 第一個商業性文數字條碼
1976 EAN EAN協會
1981 Code 128    
1983 Code 93  

   

表1.2 一維條碼標準制定年代表

條碼納入標準
1982 Code39 Military Standard 1189
1983 Code39, Interleaved 2 of 5, Codabar ANSI MH10.8M
1984 UPC ANSI MH10.8M
1984 Code39 AIAG標準
1984 Code39 HIBC標準

從UPC以后,為滿足不同的應用需求,陸陸續續發展出各種不同的條碼標準和規格,時至今日,條碼已成為商業自動化不可缺少的基本條件。條碼可分為一維條碼 (One Dimensional Barcode, 1D) 和二維碼(Two Dimensional Code, 2D)兩大類,目前在商品上的應用仍以一維條碼為主,故一維條碼又被稱為商品條碼,二維碼則是另一種漸受重視的條碼,其功能較一維條碼強,應用範圍更加廣泛,詳細內容將在下一章介紹。

  目前全世界一維條碼的種類達225種左右,本書僅介紹最通用的標準,如UPC、EAN、39碼、128碼等。此外,書籍和期刊也有國際統一的編碼,特稱為ISBN(國際標準書號)和ISSN(國際標準叢刊號)。

條形的分類

  按碼制分類

  1) UPC碼

  1973年,美國率先在國內的商業系統中應用於UPC碼之后加拿大也在商業系統中採用UPC碼。UPC碼是一種長度固定的連續型數字式碼制,其字符集為數字0~9。它採用四種元素寬度,每個條或空是1、2、3或4倍單位元素寬度。IPC碼有兩種類型,即UPC-A碼和UPC-E碼。

  2) EAN碼

  1977年,歐洲經濟共同體各國按照UPC碼的標準制定了歐洲物品編碼EAN碼,與UPC碼兼容,而且兩者具有相同的符號體系。EAN碼的字符編號結構與 UPC碼相同,也是長度固定的、連續型的數字式碼制,其字符集是數字0~9。它採用四種元素寬度,每個條或空是1、2、3或4倍單位元素寬度。EAN碼有兩種類型,即EAN-13碼和EAN-8碼。

  3)交叉25碼

  交叉25碼是一種長度可變的連續型自校驗數字式碼制,其字符集為數字0~9。採用兩種元素寬度,每個條和空是寬或窄元素。編碼字符個數為偶數,所有奇數位置上的資料以條編碼,偶數位置上的資料以空編碼。如果為奇數個資料編碼,則在資料前補一位0,以使資料為偶數個數位。

  4)39碼

  39碼是第一個字母數字式碼制。1974年由Intermec公司推出。它是長度可比的離散型自校險字母數字式碼制。其字符集為數字0—9,26個大寫字母和7特殊字符(-、。、Space、/、%、),共43個字符。每個字符由9個元素組成,其中有5個條(2個寬條,3個窄條)和4個空(1個寬空,3 個窄空),是一種離散碼。

  5)庫德巴碼

  庫德巴碼(Code Bar)出現於1972年,是一種長度可變的連續型自校驗數字式碼制。其字符集為數字0—9和6個特殊字符(-、:、/、。、+、¥),共16個字符。常用於倉庫、血庫和航空快遞包裹中。

  6)128碼

  128碼出現於1981年,是一種長度可變的連續型自校驗數字式碼制。它採用四種元素寬度,每個字符由3個條和3個空,共11個單元元素寬度,又稱(11,3)碼。它由106個不,同條形碼字符,每個條形碼字符有三種含義不同的字符集,分別為A、B、C。它使用這3個交替的字符集可將128個 ASCII碼編碼。

  7)93碼

  93碼是一種長度可變的連續型字母數字式碼制。其字符集成為數字。0-9,26個大寫字母和7個特殊字符(-、。、Space、/、+、%、¥)以及4個控制字符。每個字符由3個條和3個罕,共9個元素寬度。

  8)49碼

  49碼是一種多行的連續型、長度可變的字母數字式碼制。出現於1987年,主要用於小物品標簽上的符號。採用多種元素寬度。其字符集為數字0-9,26個大寫字母和7個特殊字符(-、。、Space、%、/、+、%、¥)、3個功能鍵(F1、 陀、F3)和3個變換字符,共49個字符。

  9)其他碼制

  除上述碼外,還有其他的碼制,例如25碼出現於1977年,主要用於電子元器件標簽;矩陣25碼是11碼的變形;Nixdorf碼已被EAN碼所取代Plessey碼出現於1971年5月主要用於圖書館等。

  2、按維數分類

  1) 普通的一維條碼

  普通的一維條碼自本問世以來,很快得到了普及並廣泛應用。但是由於一維條碼的資訊容量很小,如商品上的條碼僅能容13位的阿拉伯數字,更多的描述商品的資訊只能依賴資料庫的支持,離開了預先建立的資料庫,這種條碼就變成了無源之水,無本之木,因而條碼的應用範圍受到了一定的限制。

  2) 二維條碼  除具有普通條碼的優點外,二維條碼還具有資訊容量大、可靠性高、保密防偽性強、易於制作、成本低等優點。

  美國Symbol公司於1991年正式推出名為PDF417的二維條碼,簡稱為PDF417條碼,即“便攜式資料文件”。FDF417條碼是一種高密度、高資訊含量的便攜式資料文件,是實現證件及卡片等大容量、高可靠性資訊自動存儲、攜帶並可用機器自動識讀的理想手段。

  3) 多維條碼

  進入20世紀80年代以來,人們圍繞如何提高條形碼符號的資訊密度,進行了研究工作。多維條形碼和集裝箱條形碼成為研究、以展與應用的方向。

  資訊密度是描述條形碼符號的一個重要參資料,即單位長度中可能編寫的字母個數,通常記作:字母個數/cm。影響資訊密度的主要因素是條、空結構和窄元系的寬度。

  128碼和93碼就是人們為提高密度而進行的成功的嘗試。128碼城1981年被推荐應用;而93碼於1982年投入使用。這兩種碼的符號密度均比39碼高將近30%。

  隨著條形碼技術的發展和條形碼三制的種類不斷增加,條形碼的標準化顯得愈來愈重要。為此,曾先后制定了軍用標準1189;交叉25碼、39碼和Coda Bar碼ANSI標準MH10.8M等。同時,一些行業也開始建立行業標準,以適應發展的需要。此后,戴維.阿利爾又研制出49碼。這是一種非傳統的條形碼符號,它比以往的條形碼符號具有更高的密度。特德·威廉姆斯(Ted Williams)GFI988推出16K碼,該碼的結構類似於49碼,是一種比較新型的碼制,適用於雷射系統。

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