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2.2 条码技术

条码技术是在计算机的应用实践中产生和发展起来的一种自动识别技术。自动识别技术的形成与条码的发明、使用和发展紧密相关。虽然新的自动识别技术不断出现,但条码技术在当今自动识别技术中仍占有十分重要的地位。条码技术在物流领域的应用,较好地解决了数据录入和数据采集的瓶颈问题,加速了物流信息化的进程。在智慧物流系统中,条码技术仍然发挥着重要作用,是进行物流信息自动采集的重要手段。

2.2.1 条码技术概述

1.条码的产生与发展

条码最早出现在20世纪40年代,但是得到实际应用和发展还是在20世纪70年代左右。现在世界上的各个国家和地区都已经普遍使用条码技术,其应用领域也越来越广泛。

20世纪40年代,美国的乔·伍德兰德(Joe Wood land)和伯尼·西尔沃(Berny Silver)两位工程师开始研究用代码表示食品项目及相应的自动识别设备,并于1949年获得了美国专利。

1970年美国超级市场Ad Hoc委员会制定出通用商品代码UPC。1973年美国统一编码协会UCC建立了UPC条码系统,实现了该码制标准化。

1974年Intermec公司的戴维·阿利尔(Davide Allair)博士研制出39码,很快被美国国防部所采纳,作为军用条码码制。

1977年,欧洲共同体在UPC-A基础上制定出欧洲物品编码EAN-13和EAN-8码,签署了“欧洲物品编码”协议备忘录,并正式成立了欧洲物品编码协会(简称EAN)。

20世纪80年代初,人们围绕提高条码符号的信息密度,开展了多项研究。128码和93码就是其中的研究成果。随着条码技术的发展,条码码制种类不断增加,因而标准化问题十分突出。为此先后制定了军用标准1189、交叉25码、39码和库德巴码ANSI标准MH10.8M等。同时一些行业也开始建立行业标准,以适应发展需要。到1990年年底为止,共有40多种条码码制,相应的自动识别设备和印刷技术也得到了长足的发展。

20世纪90年代,国际流通领域将条码誉为商品进入国际市场的“身份证”,使全世界对它刮目相看。印刷在商品外包装上的条码,像一条条经济信息纽带将世界各地的生产制造商、出口商、批发商、零售商和顾客有机地联系在一起。这一条条纽带,一经与EDI系统相连,便形成多项、多元的信息网,各种商品的相关信息犹如投入了一个无形的、永不停息的自动导向传送机构,流向世界各地,活跃在世界商品流通领域。

2.条码的定义与结构

条码(Bar Code)是由一组规则排列的条、空组成的符号,可供机器识读,用以表示一定的信息。完整的条码由两侧的静区、起始符、数据字符、校验字符和终止符等组成,如图2-27所示。部分条码还包括分隔字符,主要用于EAN条码。

图2-27 条码的基本结构

静区是位于条码符号两侧的无任何符号及信息的白色区域,其作用是提示条码阅读器准备扫描条码符号。如果边缘宽度不够,条码阅读器就无法对条码数据进行扫描。左右边缘都必须至少是窄条宽度(最小单元宽度)的10倍。

起始符是条码符号的第一位字符,它的特殊条、空结构用于识别一个条码符号的开始。阅读器首先确认此字符的存在,然后处理由扫描器获得的一系列脉冲。数据字符位于起始字符后面,标志条码的值,用于代表事实上的原始数据信息,其结构不同于起始字符,允许进行双向扫描。分隔字符用来间隔左右两侧的数据字符。校验字符代表一种算术运算的结果,它是通过对数据字符进行一种算术运算而确定的。终止符是条码符号的最后一位字符,用于识别一个条码符号的结束。阅读器识别终止字符,便可知道条码符号已扫描完毕。终止符的使用,避免了不完整信息的录入。

条码的长度包括左右静区的长度。如果包括静区在内的条码与扫描宽度不符,条形码阅读器就无法扫描数据。条码的高度在打印机许可的条件下尽量要高。如果条码高度不够,激光将会偏离条码,导致读取困难。推荐高度为长度的15%以上。

3.条码的特点及分类

条码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术,具有以下几个方面的优点。

(1)信息采集速度快

普通计算机键盘录入速度是200字符/分钟,而利用条码扫描的录入信息的速度是键盘录入的20倍,并且能实现即时数据输入。

(2)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,而采用条码技术误码率低于百万分之一。

(3)采集信息量大

利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息,二维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。

(4)灵活、实用

条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连接起来实现自动化管理。

(5)自由度大

识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR(光学字符识别)大得多。条码通常只在一维方向上表达信息,而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续,这样即使标签有部分欠缺,仍可以从正常部分输入正确的信息。

(6)设备简单

条码符号识别设备的结构简单,操作容易,不需专门训练。

(7)易于制作

条码可印刷,称为“可印刷的计算机语言”。条码标签易于制作,对印刷技术设备和材料无特殊要求。

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有250多种。条码的分类主要由条码的编码结构和条码的性质来决定。按条码的长度,可分为定长和非定长条码;按排列方式,可分为连续型和非连续型条码;按校验方式分,可分为自校验和非自校验型条码等;按信息表示的维度,可分为一维条码和二维条码。

2.2.2 条码的码制

拓展阅读2-3:编码容量与条码字符集

条码的码制是规定条码用条和空的排列规则表达数据的编码体系。各种条码符号都是由符合特定编码规则的条和空组合而成的,具有固定的编码容量和条码字符集。

1.一维条码的码制

一维条码(One-dimensional Bar Code或Linear Bar Code)是指仅在一个维度上表示信息的条码符号。一维条码的码制有100多种,常用的主要有UPC、EAN码、ITF、Code39码、库德巴码(Codabar)和Code128等,如表2-13所示。

表2-13 典型一维条码码制

(1)EAN/UPC条码

UPC条码是美国统一代码委员会制定的一种商品用条码,主要在美国和加拿大使用,用于工业、医药、仓储等部门。EAN条码是在国际物品编码协会的UPC条码的基础上制定的一种商品用条码,兼容UPC,全球通用。

EAN/UPC条码字符集可表示0~9共10个数字字符。每个条码字符由2个“条”和2个“空”构成。每个“条”或“空”由1~4个模块组成,每个条码字符的总模块数为7。用二进制“1”表示“条”的模块,用二进制“0”表示“空”的模块,如图2-28所示。

图2-28 EAN/UPC条码字符的构成

EAN码符号有标准版和缩短版两种,如图2-29所示。标准版表示13位数字,又称为EAN-13码,缩短版表示8位数字,又称EAN-8。UPC有A、B、C、D、E五个版本。UPC-A为12位数字,UPC-E为7位数字,如图2-30所示。条码的最后一位为校验位,由前面的数字计算得出。

图2-29 EAN条码示例

a)标准版型 b)缩短版

图2-30 UPC码示例

a)UPC-A b)UPC-E

(2)ITF

交叉25码(Interleaved “2 of 5”,ITF)是美国Intermec公司在1972年发明的一种条、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。初期广泛应用于仓储及重工业领域。1981年美国开始将其用于运输包装领域。1987年,日本引入交叉25码,标准化后用于储运单元的识别与管理。GS1规范中将交叉25码作为用于储运单元的标准条码。

交叉25码的字符集为数字0~9,如图2-31所示。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”)。条码符号从左到右,表示奇数位数字符的条码数据符由条组成,表示偶数位数字符的条码数据符由空组成。因此,组成条码符号的条码字符数个数为偶数。当条码字符所表示的字符个数为奇数时,需要在字符串左端添加“0”。交叉25码不使用起始和终止符号,但使用条式图案来代表起始和终止。起始符包括两个窄条和两个窄空,终止符包括两个条(一个宽条、一个窄条)和一个窄空。

交叉25码容易产生因信息丢失引起的误读。当扫描路径没有经过两个空白区时,容易把一个条码符号的条与空当成起始符或终止符而引起信息丢失或译码错误。因此交叉25码常用于标识固定长度的字符,此时译码器或计算机只接收固定长度的信息,短的数据信息可在开头加“0”字符以达到固定长度。另外交叉25码常采用保护框来防止不完全扫描而产生的数据误读。

(3)Code39码

Code39码是Intermec公司在1975年研制成功的。其字符集由44个字符构成,包括26个大写字母(A~Z)、十个数字(0~9)、连接号(-)、句号(.)、空格、货币符号($)、斜扛(/)、加号(+)、百分号(%)以及星号(*)。其中,星号(*)仅用作起始和终止符。由于可以处理字母,Code39码在工业领域必不可少,广泛用于汽车、电子等工厂自动化行业。在美国,汽车工业行动组织已经对其进行了标准化。

Code39码的名称来自它的条和空的图案,如图2-32所示。Code39码中每个字符由5条线和分开它们的4条缝隙共9个元素构成,线和缝隙有宽窄之分。

图2-31 交叉25码示例

图2-32 Code 39码示例

CODE39码能够对任意长度的数据进行编码。条码的开始和结束(起始/终止符)都带有星号(*)。字符之间的空称作“字符间隔”。一般来说,间隔宽度和窄条宽度一样(规定最大宽度大于窄条宽度的3~5.3倍)。Code39码通常情况下不需要校验码,但对于精确度要求高的应用,需要在其后增加一个校验码。

(4)Codabar

库德巴码(Codabar)是由Monarch Marking Systems公司在1972年研制的条码,是一种长度可变的非连续型自校验数字式码制。库德巴码广泛用于需要序列号的领域,如血库、门到门交货服务订单以及会员卡片管理。

库德巴码的字符集为数字0~9,A、B、C、D 4个大写英文字母以及6个特殊字符(-、:、/、.、+、$),共20个字符。其中,A、B、C、D只用作起始符和终止符。库德巴码用4个条和3个空(共7个单元)来表示一个字符,如图2-33所示。

库德巴码的遗漏读取比ITF要少。同Code39相比,条码尺寸也较小。但这并不意味着库德巴码就不存在遗漏读取。如果条码的打印质量不好,往往也会出现遗漏读取。

图2-33 库德巴码

(5)Code128码

Code128码是由Computer Identics Corporation(美国)在1981年研制的一种可变长度的高密度条码。由于其优良的特性,Code128码广泛应用于企业内部管理、生产流程控制、物流控制系统等方面,是目前应用最广泛的条码码制之一。

Code128码可以表示全部128个ASCII码字符,包括数字(0~9)、全部字母(大、小写)、符号和控制符等,故称128码。Code128码有A、B、C三个版本,每个版本最多可包含105个字符,所以不同版本的字符集不同。

Code128码用3个条和3个空(共6个单元)表示一个字符。其起始符有“CODE-A”“CODE-B”和“CODE-C”三种,分别对应A、B、C三个版本。如图2-34所示,当起始符为“CODE-C”时,一个条式图案可以代表2位数字,从而使条码的构成更高效。如果条码数据具有12位或更多,与ITF相比,Code 128码尺寸更小。

图2-34 Code128码示例

2.二维条码的码制

二维条码(Two Dimensional Bar Code)简称二维码,是指在横向和纵向两个维度上都表示信息的条码符号。与一维条码相比,二维码信息容量更大,编码范围更广,保密、防伪性能更好,译码可靠性更高,修正错误能力更强,容易制作且成本很低,条码符号的形状可变。因此,近年来,二维码也逐渐成为GS1编码的重要载体。常见的二维码码制主要有PDF417码、QR码、Data Matrix等;拥有我国自主知识产权的有龙贝码和汉信码等。

(1)PDF417码

PDF417码由美国SYMBOL公司发明,PDF(Portable Data File)的意思是“便携数据文件”。PDF417码不仅可以表示数字、字母、二进制数据,还可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等可数字化的信息进行编码。因此,PDF417码是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。

PDF417二维条码是一种堆叠式二维条码,如图2-35所示。其编码原理建立在一维条码编码基础之上,是将多个一维条码纵向堆叠而产生的。组成条码的每一个条码字符由4个条和4个空共17个模块构成,故称为PDF417条码。PDF417条码需要有PDF417解码功能的条码阅读器才能识别,其最大的优势在于其庞大的数据容量和极强的纠错能力。一个PDF417条码最多可容纳1850个字符或1108个字节的二进制数据,如果只表示数字则可容纳2710个数字。PDF417的纠错能力分为9级,级别越高,纠正能力越强。由于这种纠错功能,使得污损的PDF417条码也可以正确读出。

图2-35 PDF417码示例

PDF417还有PDF417截短码、PDF417微码和宏PDF417码三种变形的码制。PDF417截短码,在相对“干净”的环境中,条码损坏的可能性很小,则可将右侧的行指示符省略并减少终止符。PDF417微码是进一步缩减的PDF码。当文件内容太长,无法用一个PDF417码表示时,可用包含多个(1~99999个)条码分块的宏PDF417码来表示。

(2)QR码

QR码(Quick Response Code)是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵式二维码。它可以对多种字符类型进行编码,包括数字型数据(0~9)、字母数字型数据、8位字节型数据和中国汉字字符等。其中,字母数字型数据包括数字0~9、大写字母A~Z和9个其他字符;中国汉字字符包括了GB 2312—1980对应的汉字和非汉字字符。

QR码设有1~40的不同版本,每个版本都具备固有的码元结构,即码元数。码元是指构成QR码的方形黑白点,黑色表示二进制“1”,白色表示二进制“0”。码元数从版本1(21码元×21码元)开始,纵向和横向各自以4码元为单位递增,一直到版本40(177码元×177码元)。QR码的各个版本结合数据量、字符类型和纠错级别(见表2-14),均设有相对应的最多输入字符数。如果增加数据量,则需要使用更多的码元来组成QR码,QR码就会变得更大。参照最大规格符号版本40-L级,QR码的编码容量对于数字数据最高达7089个字符,字母数据为4296个字符,8位字节数据为2953个字符,汉字数据为1817个字符。

表2-14 QR码纠错等级表

QR码的结构如图2-36所示。位置探测图形、位置探测图形分隔符和定位图形,用于对二维码的定位;校正图形的数量和位置由规格(版本)决定;格式信息表示该二维码的纠错级别,分为L、M、Q、H;版本信息即二维码的规格;数据即实际保存的二维码信息;纠错码字用于修正二维码损坏带来的错误。

图2-36 QR码的结构

(3)Data Matrix

Data Matrix(DM)二维码由美国国际资料公司(International Data Matrix)于1989年发明,是一种由黑色、白色的色块以正方形或长方形组成的二维码,其发展构想是希望在较小的标签上存储更多的信息量。DM码的最小尺寸是目前所有条码中最小的,特别适合于小零件的标识,直接印刷在实体上,广泛应用在电路、药品等小件物品以及制造业的流水线生产过程。

旧版的DM码包括ECC000、ECC050、ECC080、ECC100和ECC140,而ECC200是最新的DM码版本,两者最大的差别在于模块数目。旧版本的模块为奇数,而新版本的模块为偶数。相比而言,ECC200容错能力较强,更为常见。后续所说的DM二维码特指ECC200。

DM码由数据区、寻边区和空白区组成,如图2-37所示。数据区包含编码信息,由数字、字母和汉字等按照一定的编码规则生成。每个相同大小的黑色和白色方格称为一个数据单元,分别代表二进制的1和0。寻边区包括L形的实心定位标识和反L形的虚线边界。L形实心定位标识主要用于限定DM码的物理尺寸、定位和符号失真。反L形虚线边界主要用于限定单元结构,但也能帮助确定物理尺寸及失真。条码读取器通过对定位标识与时钟标识进行图像处理来检测位置,可进行360°全方位读取。寻边区外层为空白区,宽度至少为1个数据单元。

图2-37 DM码的结构

DM有正方形和矩形两种配置形式,如图2-38所示。正方形配置共有24种字符尺寸,范围为从10×10模块到144×144模块。当模块数目超过24×24时,代码将分成区块,每个区块不会超过24个模块。此结构可防止代码失真。矩形配置共有六种尺寸,分别是8×18模块(1个区块)、12×26模块(1个区块)、16×36模块(1个区块)、8×32模块(2个区块)、12×36模块(2个区块)、16×48模块(2个区块)。

图2-38 DM码示例

a)正方形配置 b)矩形配置

DM码数据区由相同大小的黑白格子组成,分别代表二进制的1和0,以二维元码(binary code)方式进行编码,计算机可直接读取其数据信息,如图2-39所示。最常见的编码模式采用ASCII方式,每个编码单元有8位,代表一个字节。8个方格组成L形方格阵。DM可编码字符集包括全部的ASCII字符及扩充ASCII字符,共256个字符。正方形配置的最大数据容量,数值型为3116个字符,字母数字型为2335个字符,二进制为1556个字符;矩形配置的最大数据容量,数值型为98个字符,字母数字型为72个字符,二进制为47个字符。

图2-39 DM码的编码规则

Data Matrix码在一部分损坏时也能够自动纠错而不会丢失数据。即使二维码出现脏污或部分缺失,仍能正确识别,如图2-40所示。因而DM码很适合应用在条码容易受损的场景,例如,暴露在高热、化学清洁剂、机械剥蚀等特殊环境的零件上。

图2-40 DM码的纠错和复原能力

(4)汉信码

汉信码是一种全新的二维矩阵码(见图2-41),由中国物品编码中心牵头组织相关单位合作开发,完全具有自主知识产权。和国际上其他二维条码相比,汉信码更适合汉字信息的表示,具有汉字编码能力强、抗污损、抗畸变、信息容量大等特点。

图2-41 汉信码的结构

汉信码支持GB18030中规定的161万个汉字信息字符,并且采用12位的压缩比率,每个符号可表示12~2174个汉字字符。在打印精度支持的情况下,每平方英寸 最多可表示7829个数字字符,或2174个汉字字符,或4350个英文字母。汉信码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等可数字化的信息进行编码。汉信码是第一种在码制中预留加密接口的条码,它可以与各种加密算法和密码协议集成,因此具有极强的保密防伪性能。汉信码具有很强的抗污损和畸变能力,可以被附着在常用的平面或桶装物品上,并且可以在缺失两个定位标的情况下进行识读。汉信码采用世界先进的数学纠错理论,采用太空信息传输中常采用的Reed-Solomon纠错算法,使得纠错能力可以达到30%。

拓展阅读2-4:汉信码的应用范围

2.2.3 GS1条码符号

GS1条码是GS1编码的重要载体,是各种条码码制在GS1系统中的具体应用。常用的GS1条码主要有EAN/UPC码、ITF-14码、GS1-128码、GS1 DataBar码、GS1 DM码、GS1 QR码以及GS1复合码等。

1.EAN/UPC码

EAN/UPC码主要用于表示商品标识代码,包括UPC-A、UPC-E、EAN-13和EAN-8四种结构,以及两位数和五位数的附加符号,附加符号必须与主码组合使用。EAN/UPC条码广泛应用于POS系统,在其他贸易项目中也有应用。

EAN-13码用于表示GTIN-13,应用于一般商品识别。EAN-13码由左侧静区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据符、校验符、终止符、右侧静区及供人识别字符组成,如图2-42所示。在GS1前缀码分配的基础上,国家物品编码中心将我国的EAN-13划分为四种结构,如表2-15所示。其中,厂商识别码由国家物品编码中心统一分配给申请的厂商,是在全球范围内对厂商的唯一标识;商品项目代码由各申请厂商根据应用需求自行分配,但必须做到唯一性。

图2-42 EAN-13码的符号结构

表2-15 EAN-13代码的结构

EAN-8码用于表示GTIN-8,一般用于包装面积较小的商品。EAN-8码由左侧静区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据符、校验码、终止符、右侧静区及供人识别字符组成,如图2-43所示。

图2-43 EAN-8码的符号结构

UPC-A码仅用于表示GTIN-12,可以通过在GTIN-12中添加一个隐含的前导“0”解码为13位数字。也就是说UPC-A码是EAN-13码的一种特殊形式,UPC-A码与EAN-13码中首位为‘0’的编码兼容。UPC-A码由左侧空白区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据符、校验符、终止符、右侧空白区及供人识别字符组成,如图2-44所示。

当GTIN-12中的特定位置存在4~5个连续的“0”时,12位的UPC-A码可以被表示为一种缩短形式的条码符号,即UPC-E码。UPC-E码仅直接表示6个数据字符,条码符号本身没有中间分隔符,终止符也与UPC-A不同。它由左侧空白区、起始符、数据符、终止符、右侧空白区及供人识别字符组成,如图2-45所示。

图2-44 UPC-A码的符号结构

图2-45 UPC-E码的符号结构

2.ITF-14码

ITF-14条码用于标识非零售的商品,采用14位固定长度数字编码,对应于GTIN。ITF-14码对印刷精度要求不高,比较适合直接印制(热转换或喷墨)在表面不够光滑、受力后尺寸易变形的包装材料上,如瓦楞纸或纤维板等。

ITF-14码由矩形保护框、左侧静区、条码字符、右侧静区和供人识别字符组成,如图2-46所示。ITF-14码符号的放大系数范围为0.625~1.200,条码符号的大小随放大系数的变化而变化。

图2-46 ITF-14码的符号结构

3.GS1-128码

GS1-128码是Code128码的子集,也是一种商品条码符号。GS1-128码不仅可以表示GTIN,还可以表示商品的附加信息,因此广泛应用于非零售贸易项目、物流单元、资产、位置的标识。

GS1-128码符号集的结构如图2-47所示,由公共部分和数据段两个部分组成。公共部分即每个条码都包括的部分,位于数据段两侧,包括起始符、FNC1、校验符和终止符等。其中,FNC1表示此条码为GS1-128,并且其后的数据段为包含应用标识符(AI)的GS1编码(串)。

图2-47 GS1-128码符号集的结构

数据段是由一个或多个GS1编码串联而成的。GS1编码的应用标识符需要显式标注,格式为“(AI)+GS1编码”。GS1中的应用标识符大约有100种,用户可以根据应用需求自由编制。如果应用标识符(如“01”)对应的编码为固定长度(如GTIN,14位定长),则后续的GS1编码可直接连接;如果应用标识符(如“21”)对应的编码为非定长(如GTIN的序列号),则与后续的GS1编码之间需要添加“FNC1”或“<GS>”(ASCII控制字符,值为29)作为分隔符,表明后续字符串为新的编码;最后一个编码的末尾不需要使用分隔符。如果编码串中仅有一个变长的编码,则将其置于末位,这样可以减少分隔符的使用。

图2-48为GS1-128码的示例。应用标识符“01”表明后续编码为GTIN,值为“95012345678903”;“3102”表明后续编码表示商品的净重,值为4kg。虽然应用标识符两侧要加括号,但括号不包括在条码数据内,不进行条码的符号表示,仅仅是为了阅读方便。

图2-48 GS1-128码示例

解码时,扫描器将数据段和条码类型标识符作为一个整体传送给上位机。根据ISO/IEC 15424信息技术—自动识别和数据捕获技术—数据载体标识符(包括条码类型标识符)的规定,条码类型标识符置于数字段之前,由三位字符构成,GS1-128对应的标识符为“]C1”。

4.GS1 DataBar

GS1 DataBar原名为RSS条码,是GS1系统的一种连续型条码符号,2010年1月1日正式投入使用,其对应的标识符为“]e0”。

由于EAN/UPC条码仅能标示GTIN本身,而不能标示产品的附加属性信息,所以不适合标记新鲜食品和农产品等特殊产品。与EAN/UPC条码相比,GS1 DataBar条码不仅可以承载GTIN,还可以承载产品的附加属性信息,如重量、有效期、序列号等。同时,这种条码尺寸更小、信息量更大,比EAN/UPC条码可携带更多信息。因此,GS1 DataBar可以满足特殊产品的标识需求,如特小型产品、不定量产品、需要安全追溯管理的食品等。

GS1 DataBar包括3种类型7种形式,如表2-16所示。第一种类型为固定14位长度,包括全向式DataBar-14、截短式DataBar-14、层排式DataBar-14、全向层排式DataBar-14四种形式,均需要显式编码应用标识符“01”。第二种类型仅包括限定式DataBar一种形式,专为小型产品设计,不支持全向扫描识别,也需要显式编码应用标识符“01”。第三种类型为扩展型,包括扩展式DataBar和层排扩展式DataBar两种形式,可以同时编码GTIN和附加属性。

表2-16 GS1 DataBar的形式及特点

5.GS1 DM码

GS1 DM码从1994年开始在公共领域使用,是DM码(ISO/IEC 16022)的子集,执行ECC200标准,对应的条码类型标识符为“]d2”。与一维条码相比,其设计紧凑,制作工艺多样,能够适应多种基材,包括零件直接标记、部件激光或化学蚀刻、小型产品标记、B2C扩展包装等。

GS1 DM码要求被编码的数据必须按照GS1系统的规则进行格式化。编码的字符集只能使用ISO/IEC 646的子集(相当于256个ASCII码);GS1 DM码以FNC1为起始符,数据段由一个或多个GS1编码串联而成,串联规则与GS1-128保持一致,如图2-49所示。

图2-49 GS1 DM字符集格式示例

GS1 DM的编码结构、编码规则与普通DM保持一致,但GS1 DM一般还包括供人识别的字符(HRI)。当GS1 DM编码的数据量比较大时,字符中一般仅包含编码的主要信息(如GTIN等),要求清晰易读,并且必须与应用标识符同时使用,如图2-50所示。应用标识符有时也可以使用数据标题代替,如图2-51所示,使用“EXPIRY(有效期)”代替“AI(17)”。

拓展阅读2-5:HRI[0]的介绍

图2-50 GS1 DM码示例1

图2-51 GS1 DM码示例2

6.GS1 QR码

GS1 QR码是QR码的子集,对应的条码类型标识符为“]Q3”。与GS1 DM码一样,其设计紧凑,制作工艺多样,能够适应多种基材。其同样要求被编码的数据按照GS1系统的规则进行格式化,具体标准可参照GS1 DM码,编码形式如图2-52所示。在供应链中使用GS1 QR码,需要配备专门的图像扫描器。

7.GS1复合码

GS1复合码是由一个GS1一维码和一个GS1二维码组合而成的条码符号,对应的条码类型标识符为“]e0”。

复合码中,一维码位于下部,用于主标识的编码(如GTIN、SSCC等),以便所有的扫描技术都可以读取条码信息;二维码位于复合码的上部,用于附加属性的编码,例如,批号和有效期等,只能用专门的二维扫描设备读取。两部分之间使用分隔符隔开,分隔符与二维码之间允许最大3X(X为标准模块的宽度)高度的间隙,使两个部分能够分开打印。如果两个部分同时打印,则需要按照图2-53所示的样式对齐。

图2-52 GS1 QR码示例

图2-53 GS1复合码示例

GS1复合码划分为A、B、C三种类型,每种类型均有其对应的编码规则。一维码的可选类型有GS1-128码、EAN/UPC码和GS1 DataBar等,二维码的类型有CC-A、CC-B、CC-C三种类型,并且两者之间有着严格的对应关系,如表2-17所示。其中,二维码采用面向位的压缩模式,能够高效压缩包含GS1应用标识符的编码。每个二维码都包含一个链接标记,用于提示阅读器仅在一维码被扫描和解码时,才会传输二维码的数据。一维码中,除EAN/UPC码外,其他类型的条码也包含一个显式链接标记。

表2-17 一维码和二维码之间的组合关系

CC-A是PDF417微码基于特定RAP(Row Address Patterns)的变体,是三种类型中最小的二维码,最大编码长度为56位。其行区间为3~12,栏区间为2~4,对应有三种结构,如图2-54所示。CC-A行高最小值为2X,与一维码之间的分隔符最小高度为1X。但如果一维码是EAN/UPC,则需要使用6X高度的分隔符。编码栏与PDF417保持一致,宽度为17X,包括4个条和4个空共17个模块。RAP栏为GS1系统特有,宽度为10X(最右侧的为11X),包括3个条和3个空共10个模块。静区宽度为1X。

图2-54 CC-A结构

CC-B是以编码“920”起始的PDF417微码,最大编码容量为338位。当待编码数据超出CC-A的容量时,编码系统会自动选择CC-B。其行区间为10~44,栏区间为2~4,也对应有三种结构,如图2-55所示。CC-B的行高、分隔符高度、静区宽度等参数与CC-A一致。

图2-55 CC-B结构

CC-C是由位于条码长度描述符之后的“920”标记的PDF417码,仅与GS1-128码组合使用,最大编码容量为2361位。其行区间为3~30,栏区间为1~30,另外还包括起始符、终止符和两个行指示栏,其结构如图2-56所示。CC-C行高最小值为3X,与一维码之间的分隔符最小高度为1X。编码栏与PDF417保持一致,宽度为17X,包括4个条和4个空共17个模块。行指示栏和起始符宽度为17X,终止符宽度为18X,静区宽度为2X。

图2-56 CC-C结构 SOhXNXNxSHvzLuMbOX6lZsmt9ewyiMTLl2sWDbv6M2CbyPn0a9G0pPfpdRJaVdvx

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