條形碼的背后–常見(jiàn)編碼系統技術(shù)概述

條形碼在工業(yè)中廣泛應用，讀碼器制造商不斷尋求突破創(chuàng )新。

即使假期已經(jīng)過(guò)去（消費者零售/線(xiàn)上消費、物流和運輸、制造和分銷(xiāo)的季節性高峰）， 每天仍有超過(guò)50億個(gè)條形碼被掃描。首個(gè)條形碼是20世紀70年代在一包口香糖上被掃描的，它顯然是一種提供機器可讀UPC（通用產(chǎn)品代碼）的強大方法。條形碼自被發(fā)明后演化相對較少，但另一方面，識別和解碼條形碼的系統得到了長(cháng)足發(fā)展并持續前進(jìn)，以提供更快速、更小巧、更便宜和更穩健的閱讀器。

所有的成功創(chuàng )新都來(lái)自于需求，并由一個(gè)理念和一個(gè)解決方案來(lái)實(shí)現。通用產(chǎn)品代碼（UPC）的理念可以追溯到首個(gè)商業(yè)代碼被掃描以及由 Bernard Silver 和 Norman Joseph Woodland申請專(zhuān)利的解決方案出現之前幾十年。Woodland首先提出了基于摩爾斯電碼的條形碼符號理念。

據《史密森尼》雜志報道，伍德蘭坐在沙灘椅上，思考如何更輕松地識別和分類(lèi)超市里的商品，從而減少人們的排隊時(shí)間。他需要一種計算機能識別的代碼。摩爾斯電碼闖入他的腦海：“我記得當我把四根手指伸到沙子里時(shí)，我正在考慮點(diǎn)和破折號，不知道出于什么原因——我也不知道——我把手拉過(guò)來(lái)，我有了四條線(xiàn)。我說(shuō)，天哪！現在我有四條線(xiàn)，它們可以是寬線(xiàn)和窄線(xiàn)而不是點(diǎn)和破折號?，F在我更有機會(huì )找到那個(gè)東西了?！?/p>

最初的專(zhuān)利實(shí)際上是具有各種厚度帶的同心圓形式，但70年代商業(yè)化的UPC條形碼符號與我們今天仍在使用的熟悉一維條形碼相似。Woodland的影響非常之大，當他于1971年去世時(shí)，《MAD》雜志為紀念他專(zhuān)門(mén)發(fā)行了一期專(zhuān)刊。

Joe Woodland（左）和Bernard Silver在1949年申請了一項專(zhuān)利，該專(zhuān)利于1952年獲得批準。來(lái)源：耶魯大學(xué)出版社

印刷技術(shù)的發(fā)展使UPC變得越來(lái)越小，但讀碼技術(shù)已經(jīng)從使用激光和光電放大器的電子機械掃描，發(fā)展到基于成像器抓取和處理圖像的系統。盡管基于一維激光的掃描器仍在生產(chǎn)和部署，但閱讀系統最顯著(zhù)的進(jìn)步來(lái)自基于二維成像器的閱讀器的發(fā)明?；诔上衿鞯拈喿x器可以讀取任意方向的一維條形碼（不包括基于單向激光的系統），還實(shí)現了向基于二維矩陣的條形碼符號的演變。

閱讀器技術(shù)的這一轉變大約始于15年前，但現在已經(jīng)占據當今的大部分市場(chǎng)，據估計每年生產(chǎn)的掃描器超過(guò)3500萬(wàn)臺。與傳統的一維條形碼相比，各種形式的二維碼在編碼數據方面有顯著(zhù)增加——通常，一維條形碼可以有20-25個(gè)字符，二維碼則可以超過(guò)2000個(gè)字符，這取決于特定的條形碼類(lèi)型。除了存儲更多產(chǎn)品信息和詳情外，二維碼可以進(jìn)行編碼校驗和其他校正，以提高不良印刷或代碼損壞的容忍度。

條形碼如何運行？

條形碼符號對數據庫中的數據串或數據鍵進(jìn)行編碼：

●   一維條形碼通常用于編碼物品的部件號、產(chǎn)品代碼或序列號。通常，一個(gè)數據串被鏈接到一個(gè)數據庫并用于檢索一個(gè)相關(guān)的數據庫記錄。例如，雜貨店UPC符號從商店數據庫中檢索產(chǎn)品的描述、價(jià)格、單位和大小。

●   二維碼可以容納數百個(gè)字符的數據，通?？梢跃幋a整個(gè)數據庫記錄，因此不需要連接到數據庫，也不需要任何軟件中的搜索功能。二維碼可以包含多語(yǔ)言字符或其他二進(jìn)制數據，如網(wǎng)址、電子郵箱地址、電話(huà)/文本數據甚至數字化的語(yǔ)音數據或圖像。二維碼還包含錯誤檢測和校正算法，因而非常穩健。

一維條形碼的主要類(lèi)型

●   39條碼是最古老的條形碼設計之一，在電子、醫療保健和政府部門(mén)中很常見(jiàn)。它可以包含整個(gè)128 ASCII字符集，且只受標簽大小的限制。

●   128條碼源自ASCII 128字符集，但經(jīng)過(guò)優(yōu)化而更緊湊，使其在全球范圍內的包裝和運輸應用中非常流行。

●   交叉2/5條碼是一種數字條形碼，通常見(jiàn)于倉庫、配送和制造中。

●   國際商品編碼（EAN）被認為是UPC的超集，書(shū)商、圖書(shū)館、大學(xué)和批發(fā)商專(zhuān)門(mén)將其用于書(shū)籍追溯。

●   通用產(chǎn)品代碼（UPC）幾乎可以在每一種零售產(chǎn)品上找到，用于快速收據打印和庫存跟蹤。

由于使用圖像傳感器，基于二維成像器的閱讀器帶來(lái)重大發(fā)展的可能性。它還提供了在過(guò)去不可能的附加功能，包括拍攝照片或錄制視頻以及實(shí)現更高級的功能，如文檔掃描、OCR（正交字符識別）及對象檢測和尺寸標注。這只是其中一些流行的應用示例。

39條碼是最古老的條形碼設計之一，在電子、醫療保健和政府部門(mén)中很常見(jiàn)。它可以包含整個(gè)128 ASCII字符集，且只受標簽大小的限制。

128條碼源自ASCII 128字符集，但經(jīng)過(guò)優(yōu)化而更緊湊，使其在全球范圍內的包裝和運輸應用中非常流行。

交叉2/5條碼是一種數字條形碼，通常見(jiàn)于倉庫、配送和制造領(lǐng)域。

國際商品編碼（EAN）被認為是UPC的超集，書(shū)商、圖書(shū)館、大學(xué)和批發(fā)商專(zhuān)門(mén)將其用于書(shū)籍追溯。

通用產(chǎn)品代碼（UPC）幾乎可以在每一種零售產(chǎn)品上找到，用于快速收據打印和庫存跟蹤。

PDF417是一種堆疊線(xiàn)性二維碼，具有復雜的編碼特性，使其成為美國郵政和國土安全部的選擇。

數據矩陣已經(jīng)成為一種極其常見(jiàn)的二維碼，能夠在小空間中包含大量信息，但需要復雜的掃描器來(lái)翻譯圖像。

快速響應（QR）碼是條形碼的最新趨勢。雖然不像其他二維碼那樣緊湊，但經(jīng)常在營(yíng)銷(xiāo)中使用，以鏈接到網(wǎng)絡(luò )資源。

Teledyne e2v 圖像傳感器 是當今市場(chǎng)上獨一無(wú)二的，相比其他二維傳感器更具優(yōu)勢。這主要是因為它們是專(zhuān)門(mén)為條形碼讀取應用而設計的，而不是針對更一般化的用途，如消費者或汽車(chē)應用。