将物品信息和运输信息人工输入电脑，由计算机和条码打印机将这些信息用条码表达出来，或预先在表单上打印条码，附于物品包装箱及相关单证上，可用识读器读出来。这就是条码自动识读技术。

条码阅读器工作时，发射激光束，因条码黑白反差较大，光敏检测部件可以识别不同的条纹，然后转换成计算机可以理解的代码，就像从键盘上输入的一样。对应的信息管理系统就可以根据物品代码检索物品的相关信息了。

从20世纪60年代到21世纪，常见的大概有二十多种条码制。

1 条码历史

二十世纪二十年代威斯汀豪斯（Westinghouse）实验室的约翰·科芒德（John Kermode）想对邮政单据实现自动分检，他的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就象今天的邮政编码。他的设计方案非常的简单（注：这种方法称为模块比较法），即一个“条”表示数字“1”，二个“条”表示数字“2”，以次类推。然后，他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备：一个扫描器（能够发射光并接收反射光）；一个测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；和使用测定结果的方法，即译码器。

科芒德的扫描器利用当时新发明的光电池来收集反射光。“空”反射回来的是强信号，“条”反射回来的是弱信号。与当今高速度的电子元器件应用不同的是，科芒德利用磁性线圈来测定“条”和“空”。就象一个小孩将电线与电池连接再绕在一颗钉子上来夹纸。科芒德用一个带铁芯的线圈在接收到“空”的信号的时候吸引一个开关，在接收到“条”的信号的时候，释放开关并接通电路。因此，最早的条码阅读器噪音很大。开关由一系列的继电器控制，“开”和“关”由打印在信封上“条”的数量决定。通过这种方法，条码符号直接对信件进行分检。

最早被打上条形码的产品是箭牌口香糖。

1970年Iterface Mechanisms公司开发出“二维码”之后，才有了价格适于销售的二维矩阵条码的打印和识读设备。那时二维矩阵条形码用于报社排版过程的自动化。二维矩阵条形码印在纸带上，由今天的一维CCD扫描器扫描识读。CCD发出的光照在纸带上，每个光电池对准纸带的不同区域。每个光电池根据纸带上印刷条码与否输出不同的图案，组合产生一个高密度信息图案。用这种方法可在相同大小的空间打印上一个单一的字符，作为早期科芒德码之中的一个单一的条。定时信息也包括在内，所以整个过程是合理的。当第一个系统进入市场后，包括打印和识读设备在内的全套设备大约要5000美元。

2 一维条码

一维条码由条码和数字组成，条码由机器识读，而数字则可以供人识读；

13位数字：国家+厂家+商品规格+防错误=69+5位+5位+1位；

EAN13：空白区+起始符+左侧数据符+中间分隔符+右侧数据符+校验符+终止符+右侧空白区；

一维条码所携带的信息有限，更多的信息只能依赖商品数据库的支持。

3 二维码

二维码Two-dimensional Bar Code指在一维条码的基础上扩展出另一维具有可读性的条码，是在二维方向上都信息的条码，也就是能够在横向和纵向两个方位同时表示信息。

二维码可容纳约500个汉字信息，可以使用激光或CCD阅读器识读；二维条码的种类很多，不同的机构开发出的二维条码具有不同的结构以及编写、读取方法。

由于受信息容量的限制，一维条码仅仅是对“物品”的标识，而不是对“物品”的描述。故一维条码的使用，不得不依赖数据库的存在。在没有数据库和不便联网的地方，一维条码的使用受到了较大的限制，有时甚至变得毫无意义。

二维条码正是为了解一维条码无法解决的问题而产生的。因为它具有高密度、高可靠性等特点，所以可以用它表示数据文件（包括汉字文件）、图像等。二维条码是大容量、高可靠性信息实现存储、携带并自动识读的最理想的方法。

二维条码（2-dimensional barcode） 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”比特流的概念，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，通过图象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。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。

一维条码的宽度记载着数据，而其长度没有记载数据。二维条码的长度、宽度均记载着数据。二维条码有一维条码没有的“定位点”和“容错机制”。容错机制在即使没有辨识到全部的条码、或是说条码有污损时，也可以正确地还原条码上的信息。

二维条码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。

3.1 二维条码可以分为以下两类

堆叠式/行排式二维条码 （又称堆积式或层排式），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，形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有：Code 16K、Code 49.PDF417等。

矩阵式二维码 （又称棋盘式二维条码）以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”， 用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码。它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有：Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。在目 前几十种二维要码中，常用的码制有：PDF417二维条码,Datamatrix二维条码， Maxicode二维条码，QR Code,Code 49,Code 16K,Code one，等，除了这些常见的二维条码之外，还有Vericode条码、CP条码、Codablock F条码、田字码、 Ultracode条码，Aztec条码。

3.2 二维码编码过程

I 数据分析：确定编码的字符类型，按相应的字符集转换成符号字符； 选择纠错等级，在规格一定的条件下，纠错等级越高其真实数据的容量越小。

II 数据编码：将数据字符转换为位流，每8位一个码字，整体构成一个数据的码字序列。其实知道这个数据码字序列就知道了二维码的数据内容。

III 纠错编码：按需要将上面的码字序列分块，并根据纠错等级和分块的码字，产生纠错码字，并把纠错码字加入到数据码字序列后面，成为一个新的序列。在二维码规格和纠错等级确定的情况下，其实它所能容纳的码字总数和纠错码字数也就确定了，比如：版本10，纠错等级时H时，总共能容纳346个码字，其中224个纠错码字。就是说二维码区域中大约1/3的码字时冗余的。对于这224个纠错码字，它能够纠正112个替代错误（如黑白颠倒）或者224个据读错误（无法读到或者无法译码），这样纠错容量为：112/346=32.4%

IV 构造最终数据信息：在规格确定的条件下，将上面产生的序列按次序放如分块中按规定把数据分块，然后对每一块进行计算，得出相应的纠错码字区块，把纠错码字区块 按顺序构成一个序列，添加到原先的数据码字序列后面。如：D1, D12, D23, D35, D2, D13, D24, D36, … D11, D22, D33, D45, D34, D46, E1, E23,E45, E67, E2, E24, E46, E68，…

V 构造矩阵：在构造矩阵之前，我们先来了解一个普通二维码的基本结构。

位置探测图形、位置探测图形分隔符、定位图形：用于对二维码的定位，对每个QR码来说，位置都是固定存在的，只是大小规格会有所差异；

校正图形：规格确定，校正图形的数量和位置也就确定了；

格式信息：表示改二维码的纠错级别，分为L、M、Q、H；

版本信息：即二维码的规格，QR码符号共有40种规格的矩阵（一般为黑白色），从21×21（版本1），到177×177（版本40），每一版本符号比前一版本 每边增加4个模块。

数据和纠错码字：实际保存的二维码信息，和纠错码字（用于修正二维码损坏带来的错误）。

了解了二维码的基本结构后，将探测图形、分隔符、定位图形、校正图形和码字模块放入矩阵中，并把上面的完整序列填充到相应规格的二维码矩阵的区域中。

VI 掩膜：将掩摸图形用于符号的编码区域，使得二维码图形中的深色和浅色（黑色和白色）区域能够比率最优的分布。

VII 格式和版本信息：生成格式和版本信息放入相应区域内。版本7-40都包含了版本信息，没有版本信息的全为0。二维码上两个位置包含了版本信息，它们是冗余的。版本信息共18位，6X3的矩阵，其中6位时数据为，如版本号8，数据位的信息时 001000，后面的12位是纠错位。

4 复合码

复合码=一维码+二维码。

由两个很靠近的条码符号组成，并包含互相关联的数据。通常其中一个是线性符号而另一个是堆叠或阵列符号。

应用于目标物的生命期内在不同点需要不同的信息的情况下，或者受到空间限制的情况下。

目前，其主流的应用是UCC.EAN复合条码，其主要满足如医药行业等需要同时包含产品标识及附加信息（如批次号、有效期）的应用场合。这些符号由一个标准的UCC.EAN系统类的一维码（如EAN-13或UPC-A或UCC.EAN 128）与一个二维堆叠码组成。

5 应用

条码应用范围也涉及到各个领域和行业，其中包括物流、仓储，图书馆，银行，pos收银系统，医疗卫生、零售商品、服装、食品服务以及高科技电子产品等等，而目 前仍然会在每天都在一些新增加的项目上持续的用到条码应用领域。

在物流业，物流中的货物分类，库位的分配，库位的查询，进出库信息，进出库盘点，产品查询等，如果是用人力去做这些事，不仅浪费时间、人力物力财力等，还常常伴随着非常大的出错率，给大多数商家乃至整个物流业的自身发展都带来了颇多的困扰，所以可以说，没有条码的物流过程将会是多么的杂乱无章，其后果往往不堪设想。而条码技术对物流业的优势也是显而易见的，既能精确管理，又功能实用。对于大部分的现代化仓库管理的需求都能满足。操作方便简单，维护亦不需费心，仓库的管理员经过简单的培训都能快速上岗进行操作。而且还能大大减少居高不下的人为出错率。把种类繁琐的工作瞬间化烦为易，查询货物的时候特别方便，不需再耗费很多的人力去翻查种类繁多的出进货单据，只需在电脑上轻轻一扫，所需的货物型号、经销商、进出货日期，经办人等具体详细资料都即可显示出来，并且可以打印出来。而且这部分数据还可以备份，不会因为死机或者电脑中病毒而担心数据的丢失。不失为人性化管理系统。

6 优势

条形码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。条形码技术具有以下几个方面的优点

输入速度快：与键盘输入相比，条形码输入的速度是键盘输入的5倍，并且能实现“即时数据输入”。

可靠性高：键盘 输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率 为万分之一，而采用条形码技术误码率低于百万分之一。

采集信息量大：利用传统的一维条形码一次可采集几十位字符的信息，二维条形码更可以携带数千个字符的信息，并有一定的自动纠错能力。

灵活实用：条形码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关 识别设备 组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。

另外，条形码标签易于制作，对设备和材料没有特殊 要求，识别设备操作 容易，不需要特殊培训，且设备也相对便宜。

7 条码制作软件

Bartender、Label view、label matrix、Codesoft等属于专业条形码生成与打印软件，集条码生成、标签制作、批量打印于一体，可打印固定与可变数据并支持调用数据库（如.dbf,.xls,.mdb等）文件直接打印；CorelDRAW、Photoshop、Illustrator属于专业的画图设计软件，另外Label mx可以导出条码为矢量图片（.emf 和.wmf）和CorelDRAW、Photoshop、Illustrator　交互使用。

8 条码技术

8.1 符号技术：包括条码标识的设计与印刷；

8.2 识别技术：主要由条码扫描和译码两部分组成

8.3 扫描：是利用光束扫描条码符号，将光信号转变以电信号，这部分功能由扫描器完成；射频读写器是一种可读、可写入射频识别标签的仪器；

8.4 译码：是将扫描器获得的电信号按一定的规则翻译成相应的数据代码，然后输入计算机（或存储器），这个过程由译码器完成；

8.5 条码应用系统设计：由条码、识读设备、电子计算机和通信系统组成；

码制的选择

物品编码

条码标识的设计（条码编码器或软件）

条码标识的印刷（条码打印机）

条码标识的检验

条码标识的识读

8.6 条码印刷的载体：可以是普通白纸、瓦楞纸、铜版纸、不十胶标签、纸板、木制品、布带（缎带）、塑料制品和金属制品；金属条码一般利用激光打标机进行激光蚀刻，比传统的化学蚀刻技术工艺简单；也有陶瓷条码、隐形条码、银色条码；

商品条码：以直接向消费者销售的商品为对象，以单个商品为单位使用的条形码；一般应用于POS系统、补充订货系统；

物流条码：以物流过程为对象、以集合包装商品为单位使用的条码；一般应用于出入库管理、运输保管等；

-End-