第二章 条码技术

第二章条码技术第一节条码概述第二节条码的分类第三节条码技术在物流领域的应用第一节条码概述1条码的历史及发展20世纪40年代，美国乔·伍德兰德(JoeWoodland)和贝尼·西尔佛(BenySilver)发明条码。20世纪60年代中期，IBM，NCR制订了“环球商品代码”（UniversalProductCode,UPC）。1973年4月3日，美国统一编码协会(UniformCordCouncil,UCC)选用UPC码建立条形码系统。1974年，Intermec公司推出了39码。1977年，欧洲共同体制定出欧洲商品代码EAN­13码与EAN-8码。20世纪80年代中期，我国的许多单位和部门开始试用条形码技术。

条形码发明的年代年条形码名称发明人或公司特殊意义1949Bull’sEyeCode(公牛眼码)N.JoeWoodland,BernardSilver第一个条码1973UPCIBM首次大规模应用的条码1972CodabarMonarchMarkingSystem

197439码DavidC.Allias(Intermec)第一个商业性文数字条码1976EAN欧洲EAN协会

后成为一个国际性组织1981Code128

1983Code93

最早的条形码如图2-1所示，很像微型同心圆环形码，俗称“公牛眼”。UPC码的结构为一组印在商品包装上的平行黑线和数字，故又称为"条形码"(如图2-2)2条码的概念及特点概念

条码由一组规则排列的条、空和相应的数字字符组成，这种用条和空组成的数据编码可以供机器识读，而且很容易译成二进制数和十进制数。这些条和空可以有各种不同的组合方法，构成不同的图形符号，即各种符号体系，也称码制。

一维条码是由一个接一个的“条”和“空”排列组成的，条码信息靠条和空的不同宽度和位置来传递，信息量大小是由条码的宽度来决定的，条码越宽，包容的条和空越多，信息量越大。这种条码只能在一个方向上通过“条”与“空”的排列组合来存储信息，所以叫它“一维条码”。人们日常见到的印刷在商品包装上的条码，即是普通的一维条码。

一维条码只是在一个方向（一般是水平方向）表达信息，而在垂直方向则不表达任何信息，其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。二维条码是在一维条码基础之上向二维方向扩展，按需要堆积成两行或多行。例二:矩阵式二维条码

QRCode

例一:行排式二维条码

PDF417

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。码制

条码字符的编码容量即条码字符集中所能表示的字符数的最大值。

每个码制都有一定的编码容量，这是由其编码方法决定的。编码容量限制了条码字符集中所能包含的字符个数的最大值。

条码字符中字符总数不能大于该种码制的编码容量。条码编码容量

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到9，如EAN／UPC条码；

条码字符集

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。

条码字符集条码的特点1简单、易于制作，可印刷2信息采集速度快3采集信息量大4可靠性高5设备结构简单、成本低6灵活、实用7自由度大3条码的结构“线条”“空白”：宽窄组合

4个部分：起始码

资料码检查码终止码

（1）空白区(cleararea):

条码起始符、终止符两端外侧与空的反射率相同的限定区域。

（2）起始符(startcode):

位于条码起始位置的若干条与空。

（3）终止符(stopcode):

位于条码终止位置的若干条与空。3条码的结构

（4）条码数据符（barcodecharacterset）:表示特定信息的条码字符。

（5）条码校验符（barcodecheckcharacter）:表示校验码的条码字符。

（6）供人识别的字符（humanreadablecharacter）:位于条码字符的下方，与相应的条码字符相对应的、用于供人识别的字符。3条码的结构

条码符号的字符都是由表示数据信息的图形模块构成。不同类别的条码采用的图形模块可能不同，如长方形、正方形、圆形、正多边形等。相同类别的条码采用的图形模块相同，但图形模块的尺寸则可能不同。

3条码的结构3条码的结构

图形模块是组成条码符号字符的基本单位。

图形模块具有标准的宽度，条码符号字符一般由若干个深色或浅色图形模块按规律排列构成。

如一维条码符号字符由长方形的条和空组成，二维条码中QRCode符号字符由8个深色或浅色的正方形图形模块组成，MaxiCode码符号字符由6个深色或浅色的正六边形图形模块组成。

正方形图形模块为六方形长方形3条码的结构DataMatrixMaxiCodeQRcodePDF417长方形正方形4条码的编码方法

条码是利用条纹和间隔或宽窄条纹（间隔）构成二进制的“0”和“1”，并以它们的组合来表示某个数字或字符，反映某种信息的。但不同码制的条码在编码方式上却有所不同。一般有宽度条件法和模块组合法

4条码的编码方法

宽度调节编码法

宽度调节编码法即条码符号中的条和空由宽、窄两种单元组成的条码编码方法。按照这种方式编码时，是以窄单元(条或空)表示逻辑值“0”，宽单元(条或空)表示逻辑值“l”。宽单元通常是窄单元的2～3倍。对于两个相邻的二进制数位，由条到空或由空到条，均存在着明显的印刷界限。39条码、库德巴条码及交插25条码均属宽度调节型条码。4条码的编码方法

交插25条码是一种条、空均表示信息的连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。它的每一个条码数据符由5个单元组成，其中两个是宽单元（表示二进制的“1”）,三个窄单元(表示二进制的“0”)。起始符包括两个窄条和两个窄空;终止符包括两个条（一个宽条、一个窄条）和一个窄空。4条码的编码方法

模块组配编码法

模块组配编码法即条码符号的字符由规定的若干个模块组成的条码编码方法。按照这种方式编码，条与空是由模块组合而成的。一个模块宽度的条模块表示二进制的“1”，而一个模块宽度的空模块表示二进制的“0”。

条码符号的连续性是指每个条码字符之间不存在间隔，相反，非连续性是指每个条码字符之间存在间隔。下图为25条码的字符结构，从图中可以看出，字符与字符间存在着字符间隔，所以是非连续的。

注:空不表示信息条码的连续性与非连续性4条码的特性条码的连续性与非连续性

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，而非连续性条码的密度相对较低。所谓条码的密度即是单位长度的条码所表示条码字符的个数。注:空不表示信息

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/UPC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。

条码长度

条码符号的双向可读性是指：从左右两侧开始扫描都可以被识别的特性。

绝大数码制都具有双向可读性，不仅仅是条码符号本身的特性，也是条码符号和扫描设备的综合特性。扫描方向的的判定是通过起始符和终止符来完成。双向可读性6条码的校验与纠错方式

一维条码的校验方法

一维条码主要采用校验码的方法。即从代码位置序号第二位开始，所有的偶（奇）数的数字代码求和的方法来校验条码的正确性。校验的目的是保证条空比的正确性。

校验码

X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2

X1

校验码的工作原理：校验码是在编码时根据下面的规则计算出来的值，当扫瞄器读入条形码进行解码时，先对读入的X13-X2字码进行运算，若运算结果与校验码相同，则判定此次阅读有效。

EAN-13码校验码的计算：S1：C1=(X12+X10+X8+X6+X4+X2)×3（所有偶数位的数字代码求和乘以3）S2：C2=X13+X11+X9+X7+X5+X3（所有奇数位的数字代码求和）S3：CC=(C1+C2)取个位数S4：C(校验码)=10-CC

(若值为10，则取0)例：确定EAN-13码“234235654652”的校验码X1解：计算如下：S1：（3+2+5+5+6+2）×3=69S2：2+4+3+6+4+5=24S3：69+24=93S4：10-3=7则校验码：X1=76条码的校验与纠错方式

二维码的纠错功能

二维码在保障识读正确方面采用了更为复杂、技术含量更高的方法。不同二维条码可能采用不同的纠错算法。纠错是为了当二维条码存在一定局部破损情况下，还能采用替代运算还原出正确的码词信息，从而保证条码的正确识读。第二节条码的分类条码可分为一维条码和二维条码。一维条码二维条码

一类由矩阵代码和点代码组成，其数据是以二维空间的形态编码的。另一类包含重叠的或多行条码符号，其数据以成串的数据行显示。商品条码（EAN条码和UPC条码）物流条码（EAN-128码、ITF码、39码、库德巴条码）一维条形码的结构一个完整的一维条码符号应包含两侧空白区(静区)、起始于符、数据字符、校验字符、终止于符等部分。表示特定信息的条码字符校验条码准确性提示阅读器进入准备阅读状态开始结束

商品条形码-UPC码和EAN码

国际上通用的商品条形码分为两大类：UPC和EAN

UPC（统一产品代码）：美国1973年制定的商品编码标准，主要用于百货日用品的零售业，后又扩大到仓库，医院，书刊，杂志，包装等领域。北美采用的标准。

EAN码（国际物品编码协会商品用码）：全名为欧洲商品条形码(EuropeanArticleNumber)，1977年，由欧洲十二个工业国家所共同制定的一种条形码，目前已成为国际性的条形码系统。EAN条形码系统的管理是由国际商品条形码总会负责各会员国的国家代码的分配与授权，再由各会员国的商品条形码机构，对其国内的制造商、批发商、零售商等授予厂商代码，已有30多个国家加盟EAN，我国1991年加入了EAN组织。

UPC码是最早大规模应用的条码，其特性是一种长度固定、连续性的条码，适用于加拿大及北美地区。UPC码仅用来表示数字，字码集为数字0-9。P32表2-1UPC码EAN码EAN是由数字组成的编码，它有两个版本：13位数字组成的标准EAN13码8位数字组成的压缩EAN8码EAN码模块组合型条码，模块是组成条码的最基本宽度单位，宽度为0.33mm。在条码符号中，标识数字的每个条码字符均由两个条和两个空组成，条和空分别有1-4个同一宽度的深、浅颜色的模块组成，一个模块的条表示二进制的“1”，一个模块的空表示二进制的“0”。每个条码字符共有7个模块，按规定每个字符在外观上包含的条和空的个数必须各为2，相邻元素如果相同，则从外观上合并为一个条或空。EAN-13的代码结构EAN13X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1

前缀码

厂商代码

商品代码

校验码前缀码：用来标识国家的代码，由EAN国际组织统一分配厂商代码：由各国家的EAN组织分配商品代码：由厂商自己编制商品代码是唯一的，即商品和代码一一对应校验码：用来判定此次阅读是否有效的码

我国EAN-13代码分三种结构，每种代码结构由三部分组成。见表2-3。主要国家的EAN代码前缀码国家(或地区)前缀码国家00-09美国加拿大50英国30-37法国690-695中国40-44德国880韩国460-469俄罗斯885泰国471台湾888新加坡45-49日本955马来西亚

中华人民共和国可用的国家代码有690-699，其中696-699尚未使用。生活中最常见的国家代码为690-693，其中以690、691开头时，厂商识别码为四位，商品项目代码为五位；以692、693开头时，厂商识别码是五位，商品项目代码是四位EAN13条码的结构P35EAN13条码的结构P35

校验码

X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2

X1

校验码的工作原理：校验码是在编码时根据下面的规则计算出来的值，当扫瞄器读入条形码进行解码时，先对读入的X13-X2字码进行运算，若运算结果与校验码相同，则判定此次阅读有效。

校验码的计算：S1：C1=(X12+X10+X8+X6+X4+X2)×3（所有偶数位的数字代码求和乘以3）S2：C2=X13+X11+X9+X7+X5+X3（所有奇数位的数字代码求和）S3：CC=(C1+C2)取个位数S4：C(校验码)=10-CC

(若值为10，则取0)例：确定EAN-13码“234235654652”的校验码X1解：计算如下：S1：（3+2+5+5+6+2）×3=69S2：2+4+3+6+4+5=24S3：69+24=93S4：10-3=7则校验码：X1=7P36页有误EAN8的编码结构X8X7X6X5X4X3X2X1前缀码

商品代码

校验码前缀码：与EAN13相同为国家的EAN代码商品代码：由各国/地区的EAN机构分配校验码：与EAN13的算法相同(2)EAN-8码EAN-8码由8个数字组成，属EAN-13码的压缩版，用于包装较小的商品上。与EAN-13码相比，EAN-8没有厂商代码，仅有前缀码、商品代码和校验码。其结构及条码符号构成见图2-7和表2-4。

P37EAN编码的逻辑值左资料码A类编码原则B类编码原则右资料码C类编码原则字码逻辑值逻辑值字码逻辑值00001101010011101110010100110010110011111001102001001100110112110110030111101010000131000010401000110011101410111005011000101110015100111060101111000010161010000701110110010001710001008011011100010018100100090001011001011191110100EAN编码的逻辑值例：690123456789X1=》X1=26901234567892右资料码567892，采用C类编码：100111010100001000100100100011101001110100左资料码901234，若采用A类编码：00010110001101001100100100110111101010001加上左护线101，中线01010，左护线1011010001011000110100110010010011011110101000110101010011101010000100010010010001110100111010010110100101110010111000100100100010000101011100101010110001010111101100100100110010110001101000101

交叉二五码

25条码

25条码是一种只有条表示信息的非连续型条码。每一个数据字符由规则排列的5个条组成，其中有2个条为宽单元，其余的条和空，字符间隔是窄单元，故称之为“25条码”。

25条码的字符集为数字字符0～9。25条码由左侧空白区、起始符、数据符、终止符及右侧空白区构成。空不表示信息，宽单元用二进制的“1”表示，窄单元用二进制的“0”表示，起始符用二进制“110”表示（二个宽单元和一个窄单元），终止符用二进制“101”表示（中间是窄单元，两边是宽单元）。因相邻字符之间有字符间隔，所以25条码是非连续型条码。25条码

25条码是最简单的条码，它研制于20世纪60年代后期，到1990年由美国正式提出。这种条码只含数字0～9，应用比较方便。当时主要用于各种类型文件处理及仓库的分类管理、标识胶卷包装及机票的连续号等。但25条码不能有效地利用空间，人们在25条码的启迪下，将条表示信息，扩展到也用空表示信息。因此在25条码的基础上又研制出了条、空均表示信息的交插25条码。25条码

交插25条码（interleaved2of5barcode）是在25条码的基础上发展起来的，由美国的Intermec公司于1972年发明的。它弥补了25条码的许多不足之处，不仅增大了信息容量，而且由于自身具有校验功能，还提高了交插25条码的可靠性。

交叉25码

交插25条码起初广泛应用于仓储及重工业领域，1987年开始用于运输包装领域。1987年日本引入了交插25条码，用于储运单元的识别与管理。1997年我国也研究制定了交插25条码标准（GB/T16829-1997），主要应用于运输、仓储、工业生产线、图书情报等领域的自动识别管理。

交插25条码是一种条、空均表示信息的连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。交叉25码交叉25码

交插25条码由左侧空白区、起始符、数据符、终止符及右侧空白区构成。它的每一个条码数据符由5个单元组成，其中两个是宽单元（表示二进制的“1”）,三个窄单元(表示二进制的“0”)。

下图表示了“3185”的交插25条码的结构。25条码

起始符包括两个窄条和两个窄空;

终止符包括两个条（一个宽条、一个窄条）和一个窄空;

它的字符集为数字字符0～9。字符的二进制表示

交叉25码

条码符号从左到右，表示奇数位数字符的条码数据符由条组成，表示偶数位数字符的条码数据符由空组成。组成条码符号的条码字符个数为偶数。当条码字符所表示的字符个数为奇数时，应在字符串左端添加“0”，以使数据的位数为偶数，如上右图所示。

下图表示了“3185”的交插25条码的结构。交叉25码贸易单元128条码128码出现于1981年，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。它采用4种元素宽度，每个字符由3个条和3个空，共11个单元元素宽度，又称（11，3）码。由106个不同条码字符构成，每个条码字符有三种含义不同的字符集，分别为A,B,C。它使用这3个交替的字符集可将128个ASCII码编码。P38贸易单元128条码(1)UCC/EAN-128码的构成EAN-128码由左侧空白区起始符、数据字符、校验符、终止符、右侧空白区组成，如图2-12所示。UCC/EAN-128码构成及模块分配如表2-8所示。(2)UCC/EAN-128码的组成内容库德巴码

库德巴条码是1972年研制出来的，它广泛应用于医疗卫生和图书馆行业，也用于邮政快件上。美国输血协会还将库德巴条码规定为血袋标识的代码，以确保操作准确，保护人类生命安全。

我国于1991年研究制定了库德巴条码国家标准（GB/T12909-1991）。

库德巴条码是一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。

库德巴条码是一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。

它的字符集包括：

（1）数字字符0～9（10个数字）；

（2）英文字母A～D（4个字母）；

（3）特殊字符：-（减号）、+（加号）

$（美元符号）

：（冒号）

/（斜杠）

·

（圆点）

库德巴码

由下图可以看出，库德巴条码由左侧空白区、起始符、数据符、终止符及右侧空白区构成。它的每一个字符由7个单元组成（4个条单元和3个空单元），其中两个或3个是宽单元（用二进制“1”

表示），其余是窄单元（用二进制“0”

表示）。

库德巴条码字符集中的字母A、B、C、D只用于起始字符和终止字符，其选择可任意组合。库德巴码39码

39条码（code39）是1975年由美国的Intermec公司研制的一种条码，它能够对数字、英文字母及其他字符等44个字符进行编码。由于39条码具有自检验功能，使得39条码具有误读率低等优点，首先在美国国防部得到应用。目前广泛应用在汽车行业、材料管理、经济管理、医疗卫生和邮政、储运单元等领域。我国于1991年研究制定了39条码标准（GB/T12908-2002），推荐在运输、仓储、工业生产线、图书情报、医疗卫生等领域应用39条码。

39条码是一种条、空均表示信息的非连续型、非定长、具有自校验功能的双向条码。

39码

由下图可以看出，39条码的每一个条码字符由9个单元组成（5个条单元和4个空单元），其中3个单元是宽单元（用二进制的“1”

表示），其余是窄单元（用二进制的“0”

表示），故称之为“39条码”。

共44个字符39条码可编码的字符集包括：

A～Z和0～9的所有数字字母；

特殊字符：空格$%+-·/；

起始符/终止符：*。

39条码符号包括：左右两侧空白区，起始符、条码数据符（包括符号校验字符）、终止符，条码字符间隔是一个空，它将条码字符分隔开。在供人识读的字符中，39条码的起始符和终止符通常用“*”表示。此字符不能在符号的其他位置作为数据的一部分，并且译码器不应将它输出。39码说明：*表示起始符/终止符;B表示条，S表示空。

0代表一个窄单元，1代表一个宽单元。*010010100无39码的字符编码39码的字符编码93码93条码的条码符号是由Intermec公