第四章条码技术概论介绍.ppt

1、2020/7/28,1,条码技术概述,2020/7/28,2,条码（bar code),条码是由一组规则排列的条、空及对应字符组成的标记，用以表示一定的信息。,EAN-13商品条码示例,2020/7/28,3,条码基本术语,1、条码 2、条码系统 3、条/空 4、空白区 5、起始符/终止符 6、中间分隔符 7、条码数据符 8、条高、条宽、,2020/7/28,4,有关条码的基本概念,码制 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

2、码、UPC条码、UCC/EAN-128条码、交叉25码、39条码、93条码、库德巴条码。,2020/7/28,5,有关条码的基本概念,字符集 可以用来表示某种码制的条码符号的字母、数字和符号的集合。 如下几种常见码制的字符集： EAN码：； 交叉码：； 码：，特殊字符：空格；起始符：；终止符：,2020/7/28,6,有关条码的基本概念,连续性与非连续性 连续性：是指每个条码字符之间不存在间隔； 如：EAN-13码 UCC-12码 非连续性：是指每个条码字符之间存在间隔。 如：25码,2020/7/28,7,有关条码的基本概念,定长条码与非定长条码 定长条码：条码字符个数固定的条码,仅能表示固

3、定字符个数的代码； 非定长条码：条码字符个数不固定的条码，能表示可变字符个数的代码。,2020/7/28,8,有关条码的基本概念,自校验特性：条码符号本身具有校验功能的条码。,2020/7/28,9,有关条码的基本概念,条码长度 从条码起始符前缘到终止符后缘的长度,2020/7/28,10,有关条码的基本概念,双向可读性 指从左、右两侧开始扫描都可被正确识别的特性。,2020/7/28,11,条码技术的特点,（1）简单：条码符号制作容易，扫描操作简单易行； （2）信息采集速度快：是键盘录入的20倍； （3）采集信息量大：一次可采集几十位字符的信息； （4）可靠性高：键盘录入误码率为1/300，

4、条码误码率为1/1000000，首读率可达98/100； （5）灵活、实用：利用条码符号载体可实现多种不同的数据采集方案； （6）自由度大：条码符号与扫描器的相对位置自由度较大； （7）设备结构简单、成本低。,2020/7/28,12,条码符号的结构组成,EAN-13商品条码示例,2020/7/28,13,条码符号的结构组成,供人识别字符,空白区起始字符 数据字符 校验字符 终止字符 空白区 ,2020/7/28,14,条：条码中反射率较低的部分。 空：条码中反射率较高的部分。 起始符：位于条码起始位置的若干条与空。 终止符：位于条码终止位置的若干条与空。 空白区：条码起始符、终止符两端外侧与

5、空的反射率相同的限定区域。 中间分隔符：位于条码中间位置用来分隔数据段的若干条与空。 数据符：表示特定信息的条码字符。,条码符号的结构组成,2020/7/28,15,条码的分类,世界上目前正在使用的条码有250种之多，通常按条码的基本性质分为一维条码和二维条码。 一维条码可如下分类： （1）按条码长度：定长和非定长条码； （2）按排列方式：连续型和非连续型； （3）按校验方式：自校验型和非自校验型。 常见的一维条码有：EAN码、UPC码、128码、ITF码、39码、库德巴（Codabar）码等。 二维条码根据构成原理及结构形状分为： 1）行排式二维条码（2D stacked bar code）

6、：PDF417 2）矩阵式二维条码（2D matrix bar code）：QR,2020/7/28,16,条码的几个重要参数,1、条码密度 单位长度的条码所表示的字符个数。 2、宽窄比 宽单元与窄单元的比值，一般为2-3左右。 3、对比度（PCS） 条码符号的光学指标，PCS值越大则条码的光学特性越好。,2020/7/28,17,编码方法,条码符号的编码方法 两种方法：宽度调节法和模块组配法 1）宽度调节法 采用宽度调节法编码的条码符号中，条和空由宽、窄两种单元组成。窄单元用逻辑值“0”表示，宽单元用逻辑值“l”表示。宽单元通常是窄单元的倍。,2020/7/28,18,编码方法,2）模块组配

7、法 组成条码符号的基本单位是模块；由不同数量的模块组成一个条或一个空；再由不同数量的条和空组成一个条码字符。 二进制表示：一个条模块用“1”表示； 一个空模块用“0”表示。,2020/7/28,19,几种常见的条码,1 EAN码 ； 2 交叉25码； 3 25码 4 库德巴条码 5 39码,2020/7/28,20,自动识别技术,1、概念 2、分类 （1）条码 （2）光学字符识别OCR （3）磁卡 （4）IC卡,2020/7/28,21,自动识别技术,主要自动识别技术简介： 1.光学字符识别OCR 光学字符识别技术是通过机器扫描并识读全部字母与数字符号。近几年又出现了图像字符识别（ICR）和智

8、能字符识别技术（ICR），实际上这三种字符识别技术的基本原理大致相同。 识读方式：通过光源扫描字体再经模型对照或者特点提取方式来识读。 OCR应用于办公室自动化中的文本输入、邮件自动处理以及自动获取物品上的各种标识，如图书馆、零售价格识读等。目前正在探索OCR在手迹分析及鉴定签名方面的应用。,2020/7/28,22,2.磁卡,磁卡采用与录音、录像带相同的技术，但是不同的是磁条记录的是数字化信息不是声音或图像信息。 磁卡技术能够在小面积内存储较大数量的信息。一条磁条一般存储3道磁道信息，同时在磁卡上的信息可以被重写或更改，能提供保密方法，为用户提供信息的安全保证。 对于非金融领域磁卡，只将信息

9、记录在第2磁道；金融领域磁卡，磁道1，2，3都可以用，一般工行1，3磁道，建行2，3磁道。 磁卡最主要的应用是在自动提款机和售货点终端机使用的信用卡。还可以被用于旅馆、保安系统、出勤系统、库存追踪和自动售货机。,2020/7/28,23,3.IC卡,IC卡是一种带有微处理芯片的信用卡。IC卡一般是可编程序的，包含一个微处理芯片，携带一个大容量存储器。 IC卡也可以同时带有磁条或模压的字母，它们代表IC卡的账号。 IC卡大部分通过表面接触来识读。,2020/7/28,24,自动识别技术的未来发展趋势,1.生物测量 生物测量识别是用来识别个人特征的技术，它对人体某些特征进行数字测量，然后与这个人的

10、档案资料中的相同特征作比较，这些档案资料可以存储在一张卡片或存储在数据库中。 被使用的人体特征包括指纹、声音、掌纹、手腕上和眼睛视网膜上的特征排列。 2.语音识别技术 将人类语音转换为电子信号，然后将这些信号输入到具有规定含义的编码模式中，转换为一种计算机可以识别的形式，这种形式通常为开启或停止某种行为。 3.机器视觉识别 机器视觉识别是使用计算机来处理和分析图像信息并作出相应动作。,2020/7/28,25,条码技术与其他自动识别技术的比较,1、输入速度 2、误读率 3、印刷密度 4、基材价格 5、扫描器价格 6、非接触识读,2020/7/28,26,物流条码的标准体系,2020/7/28,

11、27,1 概述,商品条码( bar code for commodity) 由EAN和UCC规定的、用于表示商品标识代码的条码码制，包括EAN-13、EAN-8、UPC-A、UPC-E商品条码码制。 商品标识代码：是由EAN和UCC规定的用于标识商品的一组数字，包括EAN/UCC-13、EAN/UCC-8、UCC-12三种代码。 商品条码是商品标识代码的一种信息载体。,2020/7/28,28,2 编码原则,2.1 唯一性原则 （1）对同一商品项目的商品必须分配相同的商品标识代码。 （2）对不同商品项目的商品必须分配不同的商品标识代码。 2.2 无含义性原则-最大限度地利用商品项目代码的编码容

12、量。 2.3 稳定性原则 -尽可能地减少商品标识代码的变更，保持其稳定性。,按商品的基本特征而划分的群类,商品的基本特征:商品名称;商标; 种类;规格;数量;包装类型等,2020/7/28,29,3 商品条码的代码结构与符号表示,2020/7/28,30,3.1 EAN-13商品条码,2020/7/28,31,3.1.1 符号特征,（1）条码符号的整体形状为矩形，由一系列互相平行的条和空组成，四周都留有空白区； （2）每个条码字符由两个条和两个空共7个模块组成； （3）每一个条和空分别由14个相同颜色的模块组成。深色模块用二进制“1”表示，浅色模块用二进制“0”表示； (4)辅助字符：起始、终

13、止符、中间分隔符。 （5）条码符号的大小可在放大系数0.8-2.0。,2020/7/28,32,3.1.2 EAN-13商品条码的代码结构,编码结构,2020/7/28,33,3.1.2 EAN-13商品条码的代码结构,前缀码：由23位数字（X13X12或X 13X12X11）组成，EAN已将“690”“695”分配给中国物品编码中心使用。 厂商识别代码：厂商识别代码由79位数字组成，由中国物品编码中心负责分配和管理。由于厂商识别代码是由中国物品编码中心统一分配、注册，因此编码中心有责任确保每个厂商识别代码在全球范围内的唯一性。 商品项目代码 ：商品项目代码由35位数字组成，由厂商负责编制。由

14、3位数字组成的商品项目代码有000999共有1000个编码容量，可标识1000种商品；同理，由4位数字组成的商品项目代码可标识10000种商品；由5位数字组成的商品项目代码可标识100000种商品。,2020/7/28,34,校验码的计算,2020/7/28,35,3.1.3 EAN-13商品条码符号表示,3.2.1 EAN-13商品条码的结构,2020/7/28,36,3.1.3 EAN-13商品条码符号表示,每一条码字符由2个条和2个空构成，每一条或空由14个模块组成，每一条码字符的总模块数为7。用二进制“1”表示条的模块，用二进制“0”表示空的模块。,条码字符的构成,2020/7/28,

15、37,二进制编码,3.1.4 EAN-13商品条码字符集及其二进制表示,条码图形符号表示,2020/7/28,38,3.1.4 商品条码字符集及其表示,起始符、终止符 商品条码起始符、终止符的二进制表示都为“101” 。 中间分隔符 商品条码中间分隔符的二进制表示为“01010” 。,辅助字符,2020/7/28,39,3.1.5 EAN-13商品条码数据符及校验符表示,左侧数据符各位数据符的选择取决于前置码数据，右侧数据符及校验符选择C字集表示。,左侧数据符,2020/7/28,40,3.2 EAN-8商品条码,它由8位数字组成 ，其中，X8X7X6为前缀码。计算校验码时只需在EAN/UCC

16、-8代码前添加5个“0”，然后按照EAN/UCC-13代码中的校验位计算即可。 EAN/UCC-8代码用于商品编码的容量很有限，应慎用。,3.2.1 EAN-8商品条码的代码结构,2020/7/28,41,3.2.2 EAN-8商品条码符号的结构,2020/7/28,42,3.2.3 EAN-8条码符号的构成及表示,EAN-8商品条码的左侧数据符由字符集中的A子集表示；右侧数据符和校验符由字符集中的C子集表示。,2020/7/28,43,举例 例1,例1：假设分配给A厂的厂商识别代码为6901234。A厂生产的M牌蘑菇罐头，对于规格分别为200克和500克的罐头，其商品项目代码不同，分别为69

17、01234567892和6901234567885；对于规格同为200克，但大包装为4罐、小包装为1罐的不同包装形式也应以不同商品项目代码标识，分别为6901234567878和6901234567892。,2020/7/28,44,举例 例2：假设分配给某药厂的厂商识别代码为6901234,2020/7/28,45,5 商品条码符号的选用原则,1）在保证条码印刷质量的同时，是否可以用一个较小放大系数来印制，放大系数应在0.82.0之间； 2）是否可适当地改变整个印刷标签的设计，主要指整个标签印刷面积的设计。 3）是否可使用适量截短条高的条码符号。但注意不能过量截短条高，否则会严重影响符号的扫

18、描识读。 据统计，截止2003年3月，在我国8万多家商品条码系统成员中，绝大多数成员都使用EAN-13，只有100多家系统成员向编码中心申请了总共700多个EAN-8条码。,2020/7/28,46,选用EAN-8商品条码的判断依据,根据标准规定，满足以下三个条件中的任意一项，即可申请使用EAN-8商品条码： 1）EAN-13商品条码印刷面积超过印刷标签最大面积的四分之一或全部可印刷面积的八分之一时； 2）印刷标签的最大面面积小于40cm2或全部可印刷面积小于80cm2时； 3）产品本身是直径小于3cm的圆柱体时。 商品条码系统成员要想使用EAN-8条码，必须先办理申请手续，然后按要求将产品的

19、外包装或标签设计样张报中国物品编码中心，由编码中心统一分配号码。,2020/7/28,47,储运单元条码,储运单元条码分为定量储运单元和变量储运单元。 一、定量储运单元 定量储运单元一般采用13位或14位数字编码。分为： 1、与定量消费单元同为一体的定量储运单元的编码。 2、由不同种类的定量消费单元组成的定量储运单元编码。 3、由相同种类的定量消费单元组成的定量储运单元编码。 二、变量储运单元 由14位数字的主代码和6位数字的附加代码组成。,2020/7/28,48,二维条码及技术应用,中国物品编码中心 王杰 二零零三年七月,2020/7/28,49,一、概述1、一维条码应用过程,识读一维条码

20、,数据 12345,12345,在数据库中查询相应记录,搜寻完整的描述数据,将描述数据提 交给用户,?12345? Data,传统条码是索引代码，必须实时和数据库联系，从数据库中寻找完整的描述数据.,2020/7/28,50,一维条码应用实例,零售业(超级市场) 图书馆 血液管理系统 工业生产线 仓储、物流管理系统 邮政（挂号信、EMS、邮包） 信息流管理（表单数据表达、数据传输和数据采集）,2020/7/28,51,2二维条码的特点,二维条码与一维条码的比较,2020/7/28,52,2二维条码的特点,二维条码与磁卡、IC卡、光卡的比较,2020/7/28,53,3二维条码的分类,二维条码通

21、常分为以下二种类型： （1）行排式二维条码 （2D STACKED BAR CODE） 又称：堆积式二维条码或层排式二维条码，其编码原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。有代表性的行排式二维条码有PDF417、CODE49、CODE 16K等。 （2）矩阵式二维条码 （2D MATRIX BAR CODE） 又称：棋盘式二维条码。 具有代表性的矩阵式二维条码有：QR Code 、Data Matrix、Maxi Code、Code One等。,2020/7/28,54,3二维条码的分类,2020/7/28,55,二、 行排式二维条码,（一）PDF417条码 PDF417条码是由

22、留美华人王寅敬 （音）博士发明的。PDF取自英文Portable Data File三个单词的首字母，意为“便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和4个空共17个模块构成，所以称为PDF417条码。,2020/7/28,56,1、417条码符号,终止符,数据,起始符,90行,34 列,每个码词单元 (4个条 / 4个空),共17个模块,2020/7/28,57,PDF417符号结构,每一个PDF417符号由空白区包围的一序列层组成。 每一层包括：a.左空白区 b.起始符 c.左层指示符号字符 d.1到30个数据符号字符 e.右层指示符号字符 f.终止符 g.右空白区,2020/

23、7/28,58,PDF417符号字符的结构,每一个符号字符包括4个条和4个空，每一个条或空由1-6个模块组成。在一个符号字符中，4个条和4个空的总模块数为17。,2020/7/28,59,2、PDF417条码的信息容量,PDF417是一种多层、可变长度 、具有高容量和纠错能力的二维条码。 每一个PDF417符号可以表示1100个字节、或1800个ASC字符或2700个数字的信息。,2020/7/28,60,3、PDF417条码的特性,2020/7/28,61,三、矩阵式二维条码,（一）QR Code条码 QR Code是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵式二维条码，它除具有二维

24、条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图象多种信息、保密防伪性强等优点外，还具有以下特点： （1）超高速识读 QR Code码的超高速识读特性，使它适宜应用于工业自动化生产线管理等领域。 （2）全方位识读 QR Code具有全方位（360）识读特点。 （3）能够有效地表示中国汉字、日本汉字,2020/7/28,62,QR条码符号,2020/7/28,63,QR条码的主要特点,编码方式:矩阵式二维条码 超高速识读特性: 30个符号/秒(100字符/符号)(较417提高近10倍;417:3个/秒) 全方位识读:360度(417:水平方向10度) 具有特定的汉字表示模式:13bit表示一个汉

25、字(较417提高20%;417:16bit(双字节)/汉字),2020/7/28,64,QR Code 与Data Martix和 PDF 417的比较,2020/7/28,65,二维条码的标准化（QR条码）,日本标准协会,AIM,JAMA 日本汽车协会,ISO/IEC18004 ISO标准,96,00,97,99,99,01,日本货车协会,JCLA 日本隐形眼镜协会,QR条码,2020/7/28,66,2 QR Code编码字符集,（1）数字型数据（数字09）； （2）字母数字型数据（数字09；大写字母AZ；9个其他字符：space ，$， %， *， +， -， .， /， ：）； （3）

26、8位字节型数据； （4）日本汉字字符； （5）中国汉字字符（GB 2312信息交换用汉字编码字符集 基本集对应的汉字和非汉字字符）。,2020/7/28,67,3、QR Code码符号的基本特性,2020/7/28,68,应用二维条码提高保密防伪能力,结合特征值 可以采用加密算法进行加密 二维条码保密防伪的时效性,编码,加密,解码,解密,原文,密文,417条码符号,密文,原文,加密流程示意 :,(打印,传输),2020/7/28,69,二维条码可对各类信息进行编码,John Smith,指纹,掌纹,照片 (或其他任何图形),签名,文字(西文.中文),姓名: John Smith Order N

27、o. 374656 Ship Date: 1/15/9 中国物品编码中心,二进制数,0110110101111011 1101011010010101,声音,2020/7/28,70,二维条码应用体系,识读二维条码,数据库查询操作,将描述 数据提交 给用户,?12345? Data,描述数据已通过相应译码程序,存在于二维条码内, 不需要查询数据库内容,Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data.,2020/7/28,71,二维条码的应用 -物流管理

28、-信息流管理,政府管理部门,驾驶员/车辆管理,制造业,交通运输,零售渠道,医疗卫生,物品(文物)追踪,2020/7/28,72,条码的识读,条码识读的基本原理 常用识读设备 数据采集器,2020/7/28,73,1 条码识读基本原理,接口电路,条码识读系统的构成,2020/7/28,74,条码信号的处理过程,2020/7/28,75,条码扫描识读系统的基本构成要素及工作过程,1）光学系统：产生扫描条码符号的光源并接收反射光； 2）探测器（又称光电转换器）：将接收到的光信号转换为模拟电信号； 3）整形电路：对信号进行放大、滤波、整形，将模拟电信号处理成标准电位的矩形波数字信号，其高低电平的宽度和

29、条码符号的条空尺寸相对应，以便于按高低电平持续的时间记数。 4）译码：将获得的条码图形信息进行译码； 5）通信接口：将译码结果传输到计算机管理系统。,2020/7/28,76,3条码识读器的分类,3.1 从扫描方式来分类 3.2 从操作方式来分类 3.3 按识读码制的能力来分类 3.4 从扫描方向来分,2020/7/28,77,31从扫描方式来分类,可分为接触和非接触两种条码扫描器。 接触式识读设备包括光笔与卡槽式条码扫描器； 非接触式识读设备包括CCD扫描器、激光扫描器。 32从操作方式来分类 条码识读设备从操作方式上可分为手持式和固定式两种条码扫描器。,2020/7/28,78,43按识读

30、原理分类,条码扫描设备从原理上可分为光笔、CCD、激光和拍摄四类条码扫描器。 光笔与卡槽式条码扫描器只能识读一维条码。 激光条码扫描器只能识读行排式二维码（如PDF417码）和一维码。 图像式条码识读器可以识读常用的一维条码，还能识读行排式和矩阵式的二维条码。,2020/7/28,79,（1）图形采集和数字化处理 目前国际上对条码图形采集方式，主要有两种。即“光学成像”（Image）方式和“激光”（Laser）方式。其中光学成像方式中又有两种：一种是面阵CCD，一种是CMOS。 图像方式对在条码采集中的应用，将是一个必然的趋势。,2020/7/28,80,44从扫描方向来分,条码扫描设备从扫描

31、方向上可分为单向和全向条码扫描器。其中全向条码扫描器又分为平台式和悬挂式。,全悬式全向激光扫描器,2020/7/28,81,5 常用识读设备,以一维条码式读设备为主，包括：激光枪、CCD扫描器、光笔与卡槽和全向扫描平台。,2020/7/28,82,5.1激光枪,利用激光扫描技术的优点是，识读距离适应能力强，且具有穿透保护膜识读的能力，识读的精度和速度比较容易做得高些。 缺点是对识读的角度要求比较严格，而且只能识读堆叠式二维码（如PDF417码）和一维码。,2020/7/28,83,5.2 CCD扫描器,主要采用了CCD(Charge Coupled Device)电荷耦合装置。CCD元件是一种

32、电子自动扫描的光电转换器，也叫CCD图像感应器。,a.手持式 b.固定式,2020/7/28,84,5.2 CCD扫描器,它的特点是无任何机械运动部件，性能可靠，寿命长；按元件排列的节距或总长计算，可以进行测长；价格比激光枪便宜；可测条码的长度受限制；景深小。,2020/7/28,85,选择CCD扫描器的两个参数,（1）景深 。 （2）分辨率。 低价CCD一般是512像素 （pixel），识读EAN，UPC等商业码已经足够，对于别的码制识读就会困难一些。中档CCD以1024pixel为多，有些甚至达到2048pixe1，能分辨最窄单位元素为0.1mm的条码。,2020/7/28,86,5.3

33、光笔与卡槽式,光笔的扫描示意图,（1）光笔 在选择光笔时，要根据应用中的条码符号正确选择光笔的孔径(分辨率)，分辨率高的光笔的光点尺寸能达到4 密尔（0.1毫米） 光笔的耗电量非常低，这一点它比较适用于和电池驱动的手持数据采集终端相连。 （2）卡槽式扫描器 内部的结构和光笔类似，它上面有一个槽。 广泛用于时间管理以及考勤系统。,2020/7/28,87,全向扫描平台,5.4 全向扫描平台,高端产品为全息式激光扫描器，它用高速旋转的全息盘代替了棱镜状多边转镜扫描。有的扫描线能达到100条，扫描的对焦面达到5个，每个对焦面含有20条扫描线，扫描速度可以高达8000线/秒，特别适用于传送带上识读不同

34、距离、不同方向的条码符号。这种类型的扫描器对传送带的最大速度要求小的有0.5米每秒，高的有4米每秒。,2020/7/28,88,5.5 数据采集器,数据采集器按数据传输的方式分为： 无线实时方式、在线式、和批处理式数据采集器。,2020/7/28,89,5.5.4 无线数据采集器,无线式数据采集器之所以称之为无线，就是因为它不需要像普通便携式数据采集器那样依靠通讯座和PC进行数据交换，而可以直接通过无线网络和PC、服务器进行实时数据通讯。,CASIO-DT800RF 无线数据采集器,2020/7/28,90,条形码阅读设备选择,扫描设备的几个主要技术参数： 1、分辨率 2、扫描景深 3、扫描宽度 4、扫描速度 5、一次识别率 6、误码率,2020/7/28,91,物流条码技术的应用,1、分拣运输 2、仓储配送 3、机场通道 4、货物通道 5、运动中称量,2020/7/28,92,ID系统（=Identification System识别系统）,条形码,维条形码,RFID,指纹,声纹,视网膜,认识,验证,识别,RFID的定义,2020/7/28,93,无线电射频技术：利用无线电波对记录媒体进行读写，射频识别的距离可达几十厘米至几米，且根据读写数千字节的信息，同时还具