條碼技術最早產(chan) 生在風聲鶴唳的二十年代，誕生於(yu) Westinghouse的實驗室裏。一位名叫John Kermode性格古怪的發明家“異想天開”地想對郵政單據實現自動分檢，那時候對電子技術應用方麵的每一個(ge) 設想都使人感到非常新奇。

他的想法是在信封上做條碼標記，條碼中的信息是收信人的地址，就象今天的郵政編碼。為(wei) 此Kermode發明了最早的條碼標識，設計方案非常的簡單（注：這種方法稱為(wei) 模塊比較法），即一個(ge) “條”表示數字“1”，二個(ge) “條”表示數字“2”，以次類推。然後，他又發明了由基本的元件組成的條碼識讀設備：一個(ge) 掃描器(能夠發射光並接收反射光)；一個(ge) 測定反射信號條和空的方法，即邊緣定位線圈；和使用測定結果的方法，即譯碼器。

Kermode的掃描器利用當時新發明的光電池來收集反射光。“空”反射回來的是強信號，“條”反射回來的是弱信號。與(yu) 當今高速度的電子元氣件應用不同的是，Kermode利用磁性線圈來測定“條”和“空”。就象一個(ge) 小孩將電線與(yu) 電池連接再繞在一顆釘子上來夾紙。Kermode用一個(ge) 帶鐵芯的線圈在接收到“空”的信號的時候吸引一個(ge) 開關(guan) ，在接收到“條”的信號的時候，釋放開關(guan) 並接通電路。因此，最早的條碼閱讀器噪音很大。開關(guan) 由一係列的繼電器控製，“開”和“關(guan) ”由打印在信封上“條”的數量決(jue) 定。通過這種方法，條碼符號直接對信件進行分檢。

此後不久， Kermode的合作者Douglas Young，在Kermode碼的基礎上作了些改進。

Kermode碼所包含的信息量相當的低，並且很難編出十個(ge) 以上的不同代碼。而Young碼使用更少的條，但是利用條之間空的尺寸變化，就象今天的UPC條碼符號使用四個(ge) 不同的條空尺寸。新的條碼符號可在同樣大小的空間對一百個(ge) 不同的地區進行編碼，而Kermode碼隻能對十個(ge) 不同的地區進行編碼。

直到1949年的專(zhuan) 利文獻中才第一次有了Norm Woodland和Bernard Silver發明的全方位條碼符號的記載，在這之前的專(zhuan) 利文獻中始終沒有條碼技術的記錄，也沒有投入實際應用的先例。Norm Woodland和Bemard  Silver的想法是利用Kermode和YOung的垂直的“條”和“空”，並使之彎曲成環狀，非常象射箭的靶子。這樣掃描器通過掃描圖形的中心，能夠對條碼符號解碼，不管條碼符號方向的朝向。

在利用這項專(zhuan) 利技術對其進行不斷改進的過程中，一位科幻小說作家Isaac-Azimov在他的“裸露的太陽”一書(shu) 中講述了使用信息編碼的新方法實現自動識別的事例。那時人們(men) 覺得此書(shu) 中的條碼符號看上去象是一個(ge) 方格子的棋盤，但是今天的條碼專(zhuan) 業(ye) 人士馬上會(hui) 意識到這是一個(ge) 二維矩陣條碼符號。雖然此條碼符號沒有方向、定位和定時，但很顯然它表示的是高信息密度的數字編碼。

直到1970年Iterface  Mechanisms公司開發出“二維碼”之後，才有了價(jia) 格適於(yu) 銷售的二維矩陣條碼的打印和識讀設備。那時二維矩陣條碼用於(yu) 報社排版過程的自動化。二維矩陣條碼印在紙帶上，由今天的一維CCD掃描器掃描識讀。CCD發出的光照在紙帶上，每個(ge) 光電池對準紙帶的不同區域。每個(ge) 光電池根據紙帶上印刷條碼與(yu) 否輸出不同的圖案，組合產(chan) 生一個(ge) 高密度信息圖案。用這種方法可在相同大小的空間打印上一個(ge) 單一的字符，作為(wei) 早期Kermode碼之中的一個(ge) 單一的條。定時信息也包括在內(nei) ，所以整個(ge) 過程是合理的。當第一個(ge) 係統進入市場後，包括打印和識讀設備在內(nei) 的全套設備大約要5000美元。

此後不久，隨著LED(發光二極管)、微處理器和激光二極管的不斷發展，迎來了新的標識符號(象征學)和其應用的大爆炸，人們(men) 稱之為(wei) “條碼工業(ye) ”。今天很少能找到沒有直接接觸過即快又準的條碼技術的公司或個(ge) 人。由於(yu) 在這一領域的技術進步與(yu) 發展非常迅速，並且每天都有越來越多的應用領域被開發，用不了多久條碼就會(hui) 象燈泡和半導體(ti) 收音機一樣普及，將會(hui) 使我們(men) 每一個(ge) 人的生活都變得更加輕鬆和方便。

條碼是由一組按一定編碼規則排列的條、空符號，用以表示一定的字符、數字及符號組成的信息。條碼係統是由條碼符號設計、製作及掃描閱讀組成的自動識別係統。

條形碼是什麽(me) ？

條形碼：

條形碼技術是在計算機應用和實踐中產(chan) 生並發展起來的一種廣泛應用於(yu) 商業(ye) 、郵政、圖書(shu) 管理、倉(cang) 儲(chu) 、工業(ye) 生產(chan) 過程控製、交通等領域的自動識別技術，具有輸入速度快、準確度高、成本低、可靠性強等優(you) 點，在當今的自動識別技術中占有重要的地位。

條形碼的概念

條形碼是由一組規則排列的條、空以及對應的字符組成的標記，“條”指對光線反射率較低的部分，“空”指對光線反射率較高的部分，這些條和空組成的數據表達一定的信息，並能夠用特定的設備識讀，轉換成與(yu) 計算機兼容的二進製和十進製信息。通常對於(yu) 每一種物品，它的編碼是唯一的，對於(yu) 普通的一維條形碼來說，還要通過數據庫建立條形碼與(yu) 商品信息的對應關(guan) 係，當條形碼的數據傳(chuan) 到計算機上時，由計算機上的應用程序對數據進行操作和處理。因此，普通的一維條形碼在使用過程中僅(jin) 作為(wei) 識別信息，它的意義(yi) 是通過在計算機係統的數據庫中提取相應的信息而實現的。

條形碼技術的優(you) 點

條形碼是迄今為(wei) 止最經濟、實用的一種自動識別技術。條形碼技術具有以下幾個(ge) 方麵的優(you) 點

A．輸入速度快：與(yu) 鍵盤輸入相比，條形碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍，並且能實現"即時數據輸入"。

B．可靠性高：鍵盤輸入數據出錯率為(wei) 三百分之一，利用光學字符識別技術出錯率為(wei) 萬(wan) 分之一，而采用條形碼技術誤碼率低於(yu) 百萬(wan) 分之一。

C．采集信息量大：利用傳(chuan) 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(ge) 字符的信息，並有一定的自動糾錯能力。

D．靈活實用：條形碼標識既可以作為(wei) 一種識別手段單獨使用，也可以和有關(guan) 識別設備組成一個(ge) 係統實現自動化識別，還可以和其他控製設備聯接起來實現自動化管理。

另外，條形碼標簽易於(yu) 製作，對設備和材料沒有特殊要求，識別設備操作容易，不需要特殊培訓，且設備也相對便宜。

編碼規則

唯一性：同種規格同種產(chan) 品對應同一個(ge) 產(chan) 品代碼，同種產(chan) 品不同規格應對應不同的產(chan) 品代碼。根據產(chan) 品的不同性質，如：重量、包裝、規格、氣味、顏色、形狀等等，賦予不同的商品代碼。 永久性：產(chan) 品代碼一經分配，就不再更改，並且是終身的。當此種產(chan) 品不再生產(chan) 時，其對應的產(chan) 品代碼隻能擱置起來，不得重複起用再分配給其它的商品。 無含義(yi) ：為(wei) 了保證代碼有足夠的容量以適應產(chan) 品頻繁的更新換代的需要，最好采用無含義(yi) 的順序碼。

條形碼的碼製區別

UPC:(統一產(chan) 品代碼） 隻能表示數字 有A、B、C、D、E四個(ge) 版本 版本 A - 12 位數字 版本 E - 7 位數字 最後一位為(wei) 校驗位 大小是寬1.5" 高1 " ，而且背景要與(yu) 清晰 主要使用於(yu) 美國和加W拿大地區，用於(yu) 工業(ye) 、醫藥、倉(cang) 庫等部門 <BR><BR>當UPC 作為(wei) 十二位進行解碼時，定義(yi) 如下： 第一位 = 數字標識 (已經由UCC（統一代碼委員會(hui) ）所建立). 第2-6位 = 生產(chan) 廠家的標識號(包括第一位) 第7-11 = 唯一的廠家產(chan) 品代碼 第12位 = 校驗位(used for error detection)

Code 3 of 9 : 能表示字母、數字和其它一些符號共43個(ge) 字符：A -Z,0 - 9,-.$/+%,pace 條形碼的長度是可變化的 通常用“*”號作為(wei) 起始、終止符 校驗碼不用 代碼密度介於(yu) 3 - 9.4個(ge) 字符/每英寸 空白區是窄條的10倍 用於(yu) 工業(ye) 、圖書(shu) 、以及票證自動化管理上

Code 128: 表示高密度數據, 字符串 字符串可變長 符號內(nei) 含校驗碼 有三種不同版本: A, B, and C 可用128個(ge) 字符分別在 A, B, or C 三個(ge) 字符串集合中 用於(yu) 工業(ye) 、倉(cang) 庫、零售批發

Interleaved 2-of-5 (I2 of 5): 隻能表示數字0 -9 可變長度 連續性條形碼，所有條與(yu) 空都表示代碼，第一個(ge) 數字由條開始，第二個(ge) 數字由空組成 空白區比窄條寬10倍 應用於(yu) 商品批發、倉(cang) 庫、機場、生產(chan) /包裝識別、工業(ye) 中 條形碼的識讀率高，可適用於(yu) 固定掃描器可靠掃描 在所有一維條形碼中的密度最高

Codabar（庫德巴條形碼）: 可表示數字0 - 9,字符+、 -、還有隻能用作起始/終止符的a, b, c d四個(ge) 字符

可變長度 沒有校驗位 應用於(yu) 物料管理、圖書(shu) 館、血站和當前的機場包裹發送中 空白區比窄條寬10倍 非連續性條形碼，每個(ge) 字符表示為(wei) 4條3空

PDF417 （二維碼）: 多行組成的條形碼 不需要連接一個(ge) 數據庫，本身可存儲(chu) 大量數據 應用於(yu) ：醫院、駕駛證、物料管理、貨物運輸 當條形碼受一定破壞時，錯誤糾正能使條形碼能正確解碼 PDF417, 是Symbol科技公司於(yu) 1990研製產(chan) 品。它是一個(ge) 多行、連續性、可變長、包含大量數據的符號標識。每個(ge) 條形碼有3 - 90行，每一行有一個(ge) 起始部分、數據部分、終止部分。它的字符集包括所有128個(ge) 字符，最大數據含量是1850個(ge) 字符。

一維條形碼隻是在一個(ge) 方向（一般是水平方向）表達信息，而在垂直方向則不表達任何信息，其一定的高度通常是為(wei) 了便於(yu) 閱讀器的對準。

一維條形碼的應用可以提高信息錄入的速度，減少差錯率，但是一維條形碼也存在一些不足之處：

* 數據容量較小： 30個(ge) 字符左右

* 隻能包含字母和數字 <BR>* 條形碼尺寸相對較大（空間利用率較低）

* 條形碼遭到損壞後便不能閱讀

在水平和垂直方向的二維空間存儲(chu) 信息的條形碼， 稱為(wei) 二維條形碼（2-dimensional bar code）。

與(yu) 一維條形碼一樣，二維條形碼也有許多不同的編碼方法，或稱碼製。就這些碼製的編碼原理而言，通常可分為(wei) 以下三種類型

1. 線性堆疊式二維碼 是在一維條形碼編碼原理的基礎上，將多個(ge) 一維碼在縱向堆疊而產(chan) 生的。典型的碼製如：Code 16K、Code 49、PDF417等。

2. 矩陣式二維碼 是在一個(ge) 矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。典型的碼製如： Aztec、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。

3. 郵政碼 通過不同長度的條進行編碼，主要用於(yu) 郵件編碼，如：Postnet、BPO 4-State。

在許多種類的二維條形碼中，常用的碼製有：Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等,其中： <BR>* Data Matrix 主要用於(yu) 電子行業(ye) 小零件的標識，如Intel的奔騰處理器的背麵就印製了這種碼。 <BR>* Maxi Code 是由美國聯合包裹服務（UPS）公司研製的，用於(yu) 包裹的分揀和跟蹤。

* Aztec 是由美國韋林（Welch Allyn）公司推出的，最多可容納3832個(ge) 數字或3067個(ge) 字母字符或1914個(ge) 字節的數據。

下麵，我們(men) 以PDF417碼為(wei) 例，介紹二維條形碼的特性和特點。

一）PDF417簡介

PDF417碼是由留美華人王寅敬（音）博士發明的。PDF是取英文Portable Data File三個(ge) 單詞的首字母的縮寫(xie) ，意為(wei) “便攜數據文件”。因為(wei) 組成條形碼的每一符號字符都是由4個(ge) 條和4個(ge) 空構成，如果將組成條形碼的最窄條或空稱為(wei) 一個(ge) 模塊，則上述的4個(ge) 條和4個(ge) 空的總模塊數一定為(wei) 17，所以稱417碼或PDF417碼。

二）PDF417的特點

1. 信息容量大 PDF417碼除可以表示字母、數字、ASCII字符外，還能表達二進製數。為(wei) 了使得編碼更加緊湊，提高信息密度，PDF417在編碼時有三種格式：

* 擴展的字母數字壓縮格式 可容納1850 個(ge) 字符；

* 二進製 / ASCII格式 可容納1108 個(ge) 字節；

* 數字壓縮格式 可容納2710 個(ge) 數字。

2. 錯誤糾正能力 一維條形碼通常具有校驗功能以防止錯讀，一旦條形碼發生汙損將被拒讀。而二維條形碼不僅(jin) 能防止錯誤，而且能糾正錯誤，即使條形碼部分損壞，也能將正確的信息還原出來。

3. 印製要求不高 普通打印設備均可打印，傳(chuan) 真件也能閱讀。

4. 可用多種閱讀設備閱讀 PDF417碼可用帶光柵的激光閱讀器，線性及麵掃描的圖像式閱讀器閱讀。

5. 尺寸可調以適應不同的打印空間

6. 碼製公開已形成國際標準，我國也已製定了417碼的國標。

三）PDF417的糾錯功能

二維條形碼的糾錯功能是通過將部分信息重複表示（冗餘(yu) ）來實現的。比如在PDF417碼中，某一行除了包含本行的信息外，還有一些反映其它位置上的字符（錯誤糾正碼）的信息。這樣，即使當條形碼的某部分遭到損壞，也可以通過存在於(yu) 其它位置的錯誤糾正碼將其信息還原出來。

PDF417的糾錯能力依錯誤糾正碼字數的不同分為(wei) 0~8共9級，見圖4，級別越高，糾正碼字數越多，糾正能力越強，條形碼也越大。當糾正等級為(wei) 8時，即使條形碼汙損50%也能被正確讀出，如圖5。

四）PDF417的幾種變形

如圖6，PDF417還有幾種變形的碼製形式：

* PDF417截短碼 在相對“幹淨”的環境中，條形碼損壞的可能性很小，則可將右邊的行指示符省略並減少終止符。

* PDF417微碼 進一步縮減的PDF碼。

* 宏PDF417碼 當文件內(nei) 容太長，無法用一個(ge) PDF417碼表示時，可用包含多個(ge) （1~99999個(ge) ）條形碼分塊的宏PDF417碼來表示。

二維條形碼的優(you) 勢

從(cong) 以上的介紹可以看出，與(yu) 一維條形碼相比二維條形碼有著明顯的優(you) 勢，歸納起來主要有以下幾個(ge) 方麵：

一）數據容量更大

圖中的PDF417碼包含了文字框中的所有文字。

二）超越了字母數字的限製

三）條形碼相對尺寸小

四）具有抗損毀能力