條碼識别原理

條碼識别原理

根據反射可見光的波長識别條形碼的原理
條形碼是由美國的N.T.Woodland在1949年首先提出的,近年來,随着計算機應用的不斷普及,條形碼的應用得到了很大的發展。條形碼可以标出商品的生産國、制造廠家、商品名稱、生産日期、圖書分類号、郵件起止地點、類别、日期等信息,因而在商品流通、圖書管理、郵電管理、銀行系統等許多領域都得到了廣泛的應用。
  • 中文名:條碼識别原理
  • 外文名:
  • 所屬學科:
  • 提出人:N.T.Woodland
  • 時間:1949年
  • 相關技術:計算機應用

曆史

條碼技術最早出現在20世紀40年代。當時美國兩位工程師研究用條碼表示信息,并于1949年獲得世界上第一個條碼專利。這種最早的條碼由幾個黑色和白色的同心圓組成,被形象地叫做牛眼式條碼。這個條碼與我們廣泛應用的一維條碼在原理上一緻,它們都是用深色的條和淺色的空來表示二進制數的"1"和"0"。由于當時美國印刷工業水平和商品經濟發展還沒有能力使用條碼技術。

二十年後的1966年,IBM和NCR兩家公司在調查了商店銷售結算口使用掃描器和計算機的可行性基礎上推出了世界上首套條碼技術應用系統。這個系統把物品價格記錄在物品包裝的磁條上,當物品通過掃描器時,掃描器就讀出了磁條上的信息。

1970年美國食品雜貨工業協會發起組成了美國統一代碼委員會(簡稱UCC),UCC的成立标志着美國工商界全面接受了條碼技術。1972年UCC組織将UPC條碼作為統一的商品代碼,用于商品标識,并且确定通用商品代碼UPC條碼作為條碼标準在美國和加拿大普遍應用。這一措施為今後商品條碼統一和廣泛應用奠定了基礎。

1973年歐洲的法國、英國、聯邦德國、丹麥等12個國家的制造商和銷售商發起并籌建了歐洲的物品編碼系統。并于1977年成立歐洲物品編碼協會。簡稱EAN協會。EAN協會推出了與UPC條碼兼容的商品條碼:EAN條碼。這一新生事物在歐洲一出現,立刻引起世界上許多國家的制造商和銷售商的興趣。世界上許多非歐美地區的國家也紛紛加入了EAN協會。1981年,歐洲物品編碼協會改名為國際物品編碼協會,簡稱IAN,由于習慣叫法,直到今天仍然稱EAN組織。

我國于1988年成立中國物品編碼協會,并于1991年4月正式加入EAN組織。目前我國商品使用的前綴碼就是EAN國際組織分配給我國的690,691,692,693。

由于條碼技術與計算機技術結合使用有很多優點,所以它不但在商品流通領域得到廣泛應用,在其他領域如郵電、銀行、圖書館、物流管理、甚至當今最熱門的電子商務、産、供、銷一體化的供應鍊管理中都得到廣泛的應用。所以還有很多用于管理的條碼也應運而生,比如128條碼,39碼、交叉二五碼、CODABAR碼等,這些條碼都是用于管理系統的一維條碼。

随着條碼技術應用領域的擴大,人們對條碼技術的需求層次也在不斷提高,人們不但要求條碼技術能夠解決計算機的數據輸入速度、數據輸入正确性等問題,而且希望條碼技術還能解決将更多信息印刷在更小面積上等等其他一些問題。到了80年代後期,一種能夠在更小面積上表示更多信息的新條碼産生了,這就是二維條碼。

由于二維條碼在平面的橫向和縱向上都能表示信息,所以與一維條碼比較,二維條碼所攜帶的信息量和信息密度都提高了幾倍,二維條碼可表示圖象、文字、甚至聲音。二維條碼的出現,使條碼技術從簡單地标識物品轉化為描述物品,它的功能起到了質的變化,條碼技術的應用領域也就擴大了。

起源于20世紀40年代,研究于60年代,應用于70年代,普及于80年代,發展于90年代的條碼技術,作為一種可印制的計算機語言,發揮着它不可替代的作用。可以預言,随着經濟全球化,信息網絡化時代的到來,條碼技術的應用前景将是美好的。

概述

條碼是将線條與空白按照一定的編碼規則組合起來的符号,用以代表一定的字母、數字等資料。在進行辨識的時候,是用條碼閱讀機即(條碼掃描器又叫條碼掃描槍或條碼閱讀器)掃描,得到一組反射光信号,此信号經光電轉換後變為一組與線條、空白相對應的電子訊号,經解碼後還原為相應的文數字,再傳入電腦。

條形碼技術是在計算機應用和實踐中産生并發展起來的一種廣泛應用于商業、郵政、圖書管理、倉儲、工業生産過程控制、交通等領域的自動識别技術,具有輸入速度快、準确度高、成本低、可靠性強等優點,在當今的自動識别技術中占有重要的地位。

現如今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,首讀率大于98%,是一種可靠性高、輸入快速、準确性高、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,以及專門用于書刊管理的ISBN、ISSN等。

簡介

識别原理

由于不同顔色的物體,其反射的可見光的波長不同,白色物體能反射各種波長的可見光,黑色物體則吸收各種波長的可見光,所以當條形碼掃描器光源發出的光經光闌及凸透鏡1後,照射到黑白相間的條形碼上時,反射光經凸透鏡2聚焦後,照射到光電轉換器上,于是光電轉換器接收到與白條和黑條相應的強弱不同的反射光信号,并轉換成相應的電信号輸出到放大整形電路,整形電路把模拟信号轉化成數字電信号,再經譯碼接口電路譯成數字字符信息。

白條、黑條的寬度不同,相應的電信号持續時間長短也不同.但是,由光電轉換器輸出的與條形碼的條和空相應的電信号一般僅10mV左右,不能直接使用,因而先要将光電轉換器輸出的電信号送放大器放大.放大後的電信号仍然是一個模拟電信号,為了避免由條形碼中的疵點和污點導緻錯誤信号,在放大電路後需加一整形電路,把模拟信号轉換成數字電信号,以便計算機系統能準确判讀。

整形電路的脈沖數字信号經譯碼器譯成數字、字符信息.它通過識别起始、終止字符來判别出條形碼符号的碼制及掃描方向;通過測量脈沖數字電信号0、1的數目來判别出條和空的數目.通過測量0、1信号持續的時間來判别條和空的寬度.這樣便得到了被辯讀的條形碼符号的條和空的數目及相應的寬度和所用碼制,根據碼制所對應的編碼規則,便可将條形符号換成相應的數字、字符信息,通過接口電路送給計算機系統進行數據處理與管理,便完成了條形碼辨讀的全過程。

條形碼是由寬度不同、反射率不同的條和空,按照一定的編碼規則(碼制)編制成的,用以表達一組數字或字母符号信息的圖形标識符.即條形碼是一組粗細不同,按照一定的規則安排間距的平行線條圖形.常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條(簡稱條)和白條(簡稱空)組成的。

系統組成

為了閱讀出條形碼所代表的信息,需要一套條形碼識别系統,它由條形碼掃描器、放大整形電路、譯碼接口電路和計算機系統等部分組成。

技術優點

條形碼是迄今為止最經濟、實用的一種自動識别技術。條形碼技術具有以下幾個方面的優點:

    輸入速度快:與鍵盤輸入相比,條形碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍,并且能實現"即時數據輸入"。可靠性高:鍵盤輸入數據出錯率為三百分之一,利用光學字符識别技術出錯率為萬分之一,而采用條形碼技術誤碼率低于百萬分之一。采集信息量大:利用傳統的一維條形碼一次可采集幾十位字符的信息,二維條形碼更可以攜帶數千個字符的信息,并有一定的自動糾錯能力。靈活實用:條形碼标識既可以作為一種識别手段單獨使用,也可以和有關識别設備組成一個系統實現自動化識别,還可以和其他控制設備聯接起來實現自動化管理。

另外,條形碼标簽易于制作,對設備和材料沒有特殊要求,識别設備操作容易,不需要特殊培訓,且設備也相對便宜。

編碼方式

條碼是由一組按一定編碼規則排列的條、空符号,用以表示一定的字符、數字及符号組成的信息。

條碼系統是由條碼符号設計、制作及掃描閱讀組成的自動識别系統。

常見碼制

條碼種類很多,常見的大概有二十多種碼制,其中包括:

Code39碼(标準39碼)、Codabar碼(庫德巴碼)、Code25碼(标準25碼)、ITF25碼(交叉25碼)、Matrix25碼(矩陣25碼)、UPC-A碼、UPC-E碼、EAN-13碼(EAN-13國際商品條碼)、EAN-8碼(EAN-8國際商品條碼)、中國郵政碼(矩陣25碼的一種變體)、Code-B碼、MSI碼、Code11碼、Code93碼、ISBN碼、ISSN碼、Code128碼(Code128碼,包括EAN128碼)、Code39EMS(EMS專用的39碼)等一維條碼和PDF417等二維條碼。

條碼種類

國際廣泛使用的條碼種類有EAN、UPC碼(商品條碼,用于在世界範圍内唯一标識一種商品。我們在超市中最常見的就是這種條碼)、Code39碼(可表示數字和字母,在管理領域應用最廣)、ITF25碼(在物流管理中應用較多)、Codebar碼(多用于醫療、圖書領域)、Code93碼、Code128碼等。

其中,EAN碼是當今世界上廣為使用的商品條碼,已成為電子數據交換(EDI)的基礎;UPC碼主要為美國和加拿大使用;在各類條碼應用系統中,Code39碼因其可采用數字與字母共同組成的方式而在各行業内部管理上被廣泛使用;在血庫、圖書館和照像館的業務中,Codebar碼也被廣泛使用。

除以上列舉的一維條碼外,二維條碼也已經在迅速發展,并在許多領域找到了應用。

常用條碼

EAN碼是國際物品編碼協會制定的一種商品用條碼,通用于全世界。EAN碼符号有标準版(EAN-13)和縮短版(EAN-8)兩種,我國的通用商品條碼與其等效。我們日常購買的商品包裝上所印的條碼一般就是EAN碼。

UPC碼是美國統一代碼委員會制定的一種商品用條碼,主要用于美國和加拿大地區,我們在美國進口的商品上可以看到。

39碼是一種可表示數字、字母等信息的條碼,主要用于工業、圖書及票證的自動化管理,使用極為廣泛。

庫德巴碼也可表示數字和字母信息,主要用于醫療衛生、圖書情報、物資等領域的自動識别。

二維條碼

介紹

一維條碼所攜帶的信息量有限,如商品上的條碼僅能容納13位(EAN-13碼)阿拉伯數字,更多的信息隻能依賴商品數據庫的支持,離開了預先建立的數據庫,這種條碼就沒有意義了,因此在一定程度上也限制了條碼的應用範圍。基于這個原因,在90年代發明了二維條碼。二維條碼除了具有一維條碼的優點外,同時還有信息量大、可靠性高,保密、防僞性強等優點。

分類

二維條碼主要有PDF417碼、Code49碼、Code 16K碼、Data Matrix碼、MaxiCode碼等,主要分為堆積或層排式和棋盤或矩陣式兩大類。

技術

二維條碼技術是在計算機技術與信息技術基礎上發展起來的一門集編碼、印刷、識别、數據采集和處理于一身的新興技術。二維條碼技術的核心内容是利用光電掃描設備識讀條碼符号,從而實現機器的自動識别,并快速準确地将信息錄入到計算機進行數據處理,以達到自動化管理之目的。

應用

二維條碼作為一種新的信息存儲和傳遞技術,從誕生之時就受到了國際社會的廣泛關注。經過幾年的努力,現已應用在國防、公共安全、交通運輸、醫療保健、工業、商業、金融、海關及政府管理等多個領域。

二維條碼依靠其龐大的信息攜帶量,能夠把過去使用一維條碼時存儲于後台數據庫中的信息包含在條碼中,可以直接通過閱讀條碼得到相應的信息,并且二維條碼還有錯誤修正技術及防僞功能,增加了數據的安全性。

二維條碼可把照片、指紋編制于其中,可有效地解決證件的可機讀和防僞問題。因此,可廣泛應用于護照、身份證、行車證、軍人證、健康證、保險卡等。

美國亞利桑納州等十多個州的駕駛證、美國軍人證、軍人醫療證等在幾年前就已采用了PDF417技術。将證件上的個人信息及照片編在二維條碼中,不但可以實現身份證的自動識讀,而且可以有效的防止僞冒證件事件發生。菲律賓、埃及、巴林等許多國家也已在身份證或駕駛證上采用了二維條碼,我國香港特區護照上也采用了二維條碼技術。

另外在海關報關單、長途貨運單、稅務報表、保險登記表上也都有使用二維條碼技術來解決數據輸入及防止僞造、删改表格的例子。

在我國部分地區注冊會計師證和汽車銷售及售後服務等方面,二維條碼也得到了初步的應用。

商品條碼介紹

EAN-13通用商品條形碼一般由前綴部分、制造廠商代碼、商品代碼和校驗碼組成。商品條形碼中的前綴碼是用來标識國家或地區的代碼,賦碼權在國際物品編碼協會,如00-09代表美國、加拿大。45-49代表日本。690-695代表中國大陸,471代表中國台灣地區,489代表香港特區。制造廠商代碼的賦權在各個國家或地區的物品編碼組織,中國由國家物品編碼中心賦予制造廠商代碼。

商品代碼是用來标識商品的代碼,賦碼權由産品生産企業自己行使,生産企業按照規定條件自己決定在自己的何種商品上使用哪些阿拉伯數字為商品條形碼。商品條形碼最後用1位校驗碼來校驗商品條形碼中左起第l-12數字代碼的正确性。

商品條形碼是指由一組規則排列的條、空及其對應字符組成的标識,用以表示一定的商品信息的符号。其中條為深色、空為納色,用于條形碼識讀設備的掃描識讀。其對應字符由一組阿拉伯數字組成,供人們直接識讀或通過鍵盤向計算機輸入數據使用。這一組條空和相應的字符所表示的信息是相同的。

條形碼技術是随着計算機與信息技術的發展和應用而誕生的,它是集編碼、印刷、識别、數據采集和處理于一身的新型技術。

使用條形碼掃描是今後市場流通的大趨勢。為了使商品能夠在全世界自由、廣泛地流通,企業無論是設計制作,申請注冊還是使用商品條形碼,都必須遵循商品條形碼管理的有關規定。

目前世界上常用的碼制有EAN條形碼、UPC條形碼、二五條形碼、交叉二五條形碼、庫德巴條形碼、三九條形碼和128條形碼等,而商品上最常使用的就是EAN商品條形碼。

EAN商品條形碼亦稱通用商品條形碼,由國際物品編碼協會制定,通用于世界各地,是目前國際上使用最廣泛的一種商品條形碼。中國目前在國内推行使用的也是這種商品條形碼。EAN商品條形碼分為EAN-13(标準版)和EAN-8(縮短版)兩種。

商品條形碼的編碼遵循唯一性原則,以保證商品條形碼在全世界範圍内不重複,即一個商品項目隻能有一個代碼,或者說一個代碼隻能标識一種商品項目。不同規格、不同包裝、不同品種、不同價格、不同顔色的商品隻能使用不同的商品代碼。

商品條形碼的标準尺寸是37.29mmx26.26mm,放大倍率是0.8-2.0。當印刷面積允許時,應選擇1.0倍率以上的條形碼,以滿足識讀要求。放大倍數越小的條形碼,印刷精度要求越高,當印刷精度不能滿足要求時,易造成條形碼識讀困難。

由于條形碼的識讀是通過條形碼的條和空的顔色對比度來實現的,一般情況下,隻要能夠滿足對比度(PCS值)的要求的顔色即可使用。通常采用淺色作空的顔色,如白色、橙色、黃色等,采用深色作條的顔色,如黑色、暗綠色、深棕色等。最好的顔色搭配是黑條白空。根據條形碼檢測的實踐經驗,紅色、金色、淺黃色不宜作條的顔色,透明、金色不能作空的顔色。

EAN-8商品條形碼是指用于标識的數字代碼為8位的商品條形碼,由7位數字表示的商品項目代碼和1位數字表示的校驗符組成。

商品條形碼的誕生極大地方便了商品流通,現代社會已離不開商品條形碼。據統計,目前中國已有50萬種産品使用了國際通用的商品條形碼。中國加入世貿組織後,企業在國際舞台上必将赢得更多的活動空間。要與國際慣例接軌,适應國際經貿的需要,企業更不能怠慢商品條形碼。

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