条码技术是最早应用的一种自动识别技术,属于图形识别技术,使用黑白线条的各种组合模式表示不同的物品编码信息。一个典型的条码系统由编码、印刷、扫描识别和数据处理等几部分组成,其处理流程如图3-3所示。
图3-3 条码系统处理流程
任何一种条码都有其相应的物品编码标准,从编码到条码的转化,可通过条码编制软件来实现,生成相应的条码图形符号,然后通过非现场印刷或现场印刷方法,印制在纸质标签或商品包装上。条码阅读器通过扫描条码图形,就可以获得条码所表示的物品信息,并送往计算机中的各种应用系统进行进一步的处理。
条码由条码符号及其对应字符组成,条码符号是一组黑白(或深浅色)相间、长短相同、宽窄不一的规则排列的平行线条,供扫描器识读,而其对应的字符则由数字、字母和特殊字符组成,供人工识读。辨识条码时,先用条码阅读器进行扫描,得到一组反射光信号,此信号经光电转换后变为一组与线条、空白相对应的电子信号,根据对应的编码规则将其转换成相应的数字、字符信息,再由计算机系统进行数据处理与管理。
一个完整的条码通常由两侧空白区、起始符、数据符、校验符和终止符组成,如图3-4所示,其实例可参见本书封底的书号条码。条码各部分的位置和基本作用如下。
图3-4 典型的一维条码的基本构成
1)空白区:位于条码两侧无任何符号及资讯的白色区域,用于提示扫描器准备扫描。
2)起始符:位于条码起始位置上的若干条与空,用于标识条码符号的开始,扫描器确认此字符存在后开始处理扫描脉冲。
3)数据符:位于起始符后面,用于标识条码符号的具体数值,允许双向扫描。
4)校验符:用于校验条码符号的正确性,判定此次阅读是否有效。校验符通常是一种算术运算的结果,扫描器读入条码进行解码时,先对读入信息进行运算,若运算结果与校验符相同,则判定此次阅读有效。
5)终止符:位于条码终止位置上的若干条与空,用于标识条码符号的结束。
条码的编码方法通常有两种,即宽度调节和色度调节。在宽度调节编码中,条码符号是由宽的、窄的条和空,以及字符符号间隔组成的,宽的条和空逻辑上表示1,窄的条和空逻辑上表示0,宽单元通常是窄单元的2~3倍。在色度调节编码中,条码符号是利用条和空的反差来标识的,条逻辑上表示1,而空逻辑上表示0。一般说来,宽度调节法编码,条码符号中的每个字符符号之间有一定的字符符号间隔,所以此种条码符号印刷精度要求低。而色度调节编码的条码符号中每个字符符号之间无间隔,因此印刷精度要求高。
条码的种类有25码、交叉25码、库德巴码、39码、EAN码、UPC码、UCC/EAN-128码、ISBN(国际标准书号)和ISSN(国际标准连续出版物号)等。具体实例参见视频。
第3章条码种类3.2.1节
条码按有无字符符号间隔可分为连续型条码(如EAN-128码)和非连续型条码(如39码、25码和库德巴码);按字符符号个数固定与否可分为定长条码(如UPC条码和EAN条码)和非定长条码(如39码和库德巴码);按扫描起点可分为双向条码(如39码和库德巴码)和单向条码;按码制分,世界上约有225种以上的条码,每种条码都有自己的一套编码规格,各自规定每个字符(文字或数字)由几个条和空组成,以及字母的排列顺序等。
将条码转换成有意义的信息,需要经历扫描和译码两个过程。条码的扫描和译码需要光电阅读器来完成,其工作原理如图3-5所示。条码阅读器由光源、接收装置、光电转换部件、解码器和计算机接口等几部分组成。
图3-5 条码阅读器的工作原理
物体的颜色是由其反射光的类型决定的,白色物体能反射各种波长的可见光,黑色物体则吸收各种波长的可见光,所以当条码阅读器光源发出的光在条码上反射后,反射光被条码阅读器接收到内部的光电转换部件上,光电转换部件根据强弱不同的反射光信号,将光信号转换成电子脉冲,解码器使用数学算法将电子脉冲转换成一种二进制码,然后将解码后的信息通过计算机接口传送给一部手持式终端机、控制器或计算机,从而完成条码识别的全过程。
条码阅读器按工作方式分为固定式和手持式两种;按光源分为发光二极管、激光和其他光源几种;按产品分为光笔阅读器、电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)阅读器和激光阅读器等,如图3-6所示。
图3-6 条码阅读器示例
图3-6中的几种阅读器都由电源供电,与计算机之间通过电缆连接来传送数据,接口有RS-232串口、USB等,属于在线式阅读器。还有一些便携式阅读器,也被称为数据采集器或盘点机,它们将条码扫描装置与数据终端一体化,由电池供电,并配有数据存储器,有些还内置蓝牙、Wi-Fi或GSM/GPRS等无线通信模块,能将现场采集到的条码数据通过无线网络实时传送给计算机进行处理。