第二章1条码技术

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第二章 条码技术
概述
编码原理
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”)。
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编码原理
条码的编码方法
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编码原理
代码的编码方法 代码的编码系统是条码的基础，不同的编码系统规定了 不同用途的代码的数据格式、含义及编码原则。 编制代码须遵循有关标准或规范，根据应用系统的特点 与需求选择适合的代码及数据格式，并且遵守相应的编码原 则。 比如，如果对商品进行标识，我们应该选用由国际物品 编码协会（EAN）和统一代码委员会（UCC）规定的、用于标 识商品的代码系统。该系统包括EAN/UCC-13、EAN/UCC-8、 UCC-12三种代码结构（详见’商品条码’部分），厂商可根 据具体情况选择合适的代码结构，并且按照惟一性、无含义 性、稳定性的原则进行编制。
所谓对物品的标识，就是首先给 某一物品分配一个代码，然后以条码 的形式将这个代码表示出来，并且标 识在物品上，以便识读设备通过扫描 识读条码符号而对该物品进行识别。
标识在一瓶古井贡酒上的条码符号
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基本概念
条码
代码
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，一个代码只能惟一地标识一个分类对象，而一个分类 对象只能有一个惟一的代码。
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错误译码。这些缺点 在某些码制（如交插25条码）中出现的概率相对较大，可通 过增强识读器或计算机系统的校验程度而克服。
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基本概念
排列方式 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。
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基本概念
条码结构
条码符号的字符结构
Data Matrix
QR code
Maxi Code
PDF417
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基本概念
条码分类
条码按照不同的分类方法、不同的编码规则可以分成许 多种，现在已知的世界上正在使用的条码就有250 种之多。 条码的分类方法有许多种，主要依据条码的编码结构和 条码的性质来决定。例如，就一维条码来说按条码的长度来 分，可分为定长和非定长条码；按排列方式分，可分为连续 型和非连续型条码；从校验方式分，又可分为自校验和非自 校验型条码等。 条码可分为一维条码和二维条码。 一维条码是通常我们所说的传统条码。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（Codabar）码 等。 二维条码根据构成原理、结构形状的差异，可分为两大 类型： 一类是行排式二维条码（2D stacked bar code）； 另一类是矩阵式二维条码（2D matrix bar code）。
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基本概念
条码 这是最抽象也是最一般的自动识别系统模型。
信息载体 特 定 格 式 信 息 信息获取装置 信息处理 信息识别
结论信息
译码 比对 编码
上述各模块在条码技术中的意义。
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基本概念
条码结构
条码符号的结构
一个完整的条码符号是由两侧空白区、起始字符、数据字 符、校验字符（可选）和终止字符以及供人识读字符组成。
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基本概念
条码结构
条码符号的结构
例一: EAN-13商品 条码符号结构
例二: UCC/EAN-128 条码符号结构
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基本概念
条码结构
条码符号的字符结构
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。 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QR Code符号字符由8个深色或浅色的正方形图形模 块组成，Maxi Code码符号字符由6个深色或浅色的正六 边形图形模块组成。
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的条码字符的个数。
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基本概念
校验方式
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和UPC条码、93条码等都没有自校验功能。 自校验功能也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。
二维条码是用某种特定的几何图形，按一定规律在平面(二维方向上)分 布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，在代码编制上巧妙地利用构成计 算机内部逻辑基础的“0”、“1”的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形 体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现 信息自动处理。它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集， 每 个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能等。
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基本概念
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到9，如EAN／UPC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:□
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编码原理
条码的编码方法 条码是利用“条”和“空”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。一般有以下两种：
1.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。 下面以交插25条码为例，简要介绍宽度调节型条码的编码 方法。
2.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”。
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编码原理
编码容量
代码的编码容量
代码的编码容量即每种代码结构可能编制 的代码数量的最大值。 例如，EAN/UCCห้องสมุดไป่ตู้13代码的结构一，有5位 数字可用于编制商品项目代码，在每一位数字 的代码均无含义的情况下，其编码容量为 100000，所以厂商如果选择这种代码结构，最 多能标识100000种商品。
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基本概念
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。
PDF417 例二: 矩阵式二维条码 QR Code
例一: 行排式二维条码
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编码原理
例: UCC/EAN-128条码符号
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。
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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。 例如: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。
在不同的应用系统中，代码可以有含义，也可以无
含义。 有含义代码可以表示一定的信息属性。 无含义代码则只作为分类对象的惟一标识，只代替对 象的名称，而不提供对象的任何其他信息。
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基本概念
条码
条码 — Bar Code,又称为线形条形码。 条码有一维条码和二维条码之分。 一维条码是通常我们所说的传统条码。
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基本概念
条码长度
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。 定长条码由于限制了表示字符的个数，其译码的误识率 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。
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山东科技大学 物流与车辆工程系
朱由锋
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基本概念
条码 条码是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。
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编码原理
条码技术涉及了两种类型的编码方式： 一种是代码的编码方式； 另一种是条码符号的编码方式。 代码的编码规则规定了由数字、字母或其他 字符组成的代码序列的结构，而条码符号的编制 规则规定了不同码制中条、空的编制规则及其二 进制的逻辑表示设置。 表示数字及字符的条码符号是按照编码规则 组合排列的，故当各种码制的条码编码规则一旦 确定，我们就可将代码转换成条码符号。
（1）空白区(clear area) 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(start character；start cipher；start code) 位于条码起始位置的若干条与空。 （3）终止符(stop character；stop cipher；stop code) 位于条码终止位置的若干条与空。 （4）条码数据符（bar code character set） 表示特定信息的条码字符。 （5）条码校验符（bar code check character） 表示校验码的条码字符。 （6）供人识别的字符（human readable character） 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。