一维条码知识.docx
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一维条码知识
目录
第一章条码概述1
一、条码的发展1
二、一维条码简介3
三、一维条码的规格内容4
1、字元组合4
2、符号种类4
3、粗细线条的数目5
4、固定或可变长度5
5、细线条的宽度5
6、密度5
7、自我检查5
四、一维条码技术5
1、条码的概念5
2、条码的码制6
3、不同的码制各自的应用领域6
4、条码的组成6
5、条码的几个参数7
6、条码的基本术语如下表所示7
第二章UPC码9
一、UPC-A码10
1、UPC-A码范例及组成部分如下图所示：
10
2、UPC-A码具有的特点10
3、校验码的计算方法11
二、UPC-E码11
第三章EAN码13
一、EAN-13码13
二、EAN-8码18
第四章ISBN与ISSN19
一、ISBN码19
二、ISSN码20
第五章39码21
一、39码简介21
二、39码编码方式22
三、39码检查码的计算方法23
第六章128码24
一、128码简介24
二、128码组成部分25
第七章库德巴码30
一、库德巴码简介及特点30
二、库德巴码组成部分及编码规则31
第八章交叉25码31
一、交叉25码的简介及特点31
二、交叉25码组成部分及编码规则33
第九章其他一维条码介绍34
一、25条形码34
二、93码35
二、矩阵25码35
第一章条码概述
一、条码的发展
条码最早出现在20世纪40年代，但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普遍使用条码技术，而且它正在快速的向世界各地推广，其应用领域越来越广泛，并逐步渗透到许多技术领域。
早在40年代，美国乔·伍德兰德（JoeWoodLand）和伯尼·西尔沃（BernySilver）两位工程师就开始研究用代码表示食品项目及相应的自动识别设备，于1949年获得了美国专利。
该图案很像微型射箭靶，被叫做“公牛眼”代码。
靶式的同心圆是由圆条和空绘成圆环形。
该条码图形如下图所示：
图1“公牛眼”代码
在原理上，“公牛眼”代码与后来的条码很相近，遗憾的是当时的工艺和商品经济还没有能力印制出这种码。
然而，10年后乔·伍德兰德作为IBM公司的工程师成为北美统一代码UPC码的奠基人。
以吉拉德·费伊塞尔（GirardFessel）为代表的几名发明家，于1959年提请了一项专利，描述了数字0-9中每个数字可由七段平行条组成。
但是这种条码使机器难以识读，使人读起来也不方便。
不过这一构想的确促进了后来条形码的产生于发展。
不久，E·F·布宁克（E·F·Brinker）申请了另一项专利，该专利是将条码标识在有轨电车上。
60年代期西尔沃尼亚（Sylvania）发明的一个系统，被北美铁路系统采纳。
这两项可以说是条形码技术最早期的应用。
1970年美国超级市场AdHoc委员会制定出通用商品代码UPC码，许多团体也提出了各种条码符号方案。
UPC码首先在杂货零售业中试用，这为以后条形码的统一和广泛采用奠定了基础。
次年布莱西公司研制出布莱西码及相应的自动识别系统，用以库存验算。
这是条形码技术第一次在仓库管理系统中的实际应用。
1972年蒙那奇·马金（MonarchMarking）等人研制出库德巴（Codebar）码，到此美国的条形码技术进入新的发展阶段。
1973年美国统一编码协会（简称UCC）建立了UPC条码系统，实现了该码制标准化。
同年，食品杂货业把UPC码作为该行业的通用标准码制，为条码技术在商业流通销售领域里的广泛应用，起到了积极的推动作用。
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。
39码是第一个字母、数字式想结合的条码，后来广泛应用于工业领域。
1976年在美国和加拿大超级市场上，UPC码的成功应用给人们以很大的鼓舞，尤其是欧洲人对此产生了极大兴趣。
次年，欧洲共同体在UPC-A码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）。
到了1981年由于EAN已经发展成为一个国际性组织，故改名为“国际物品编码协会”，简称IAN。
但由于历史原因和习惯，至今仍称为EAN。
（后改为EAN-international）
日本从1974年开始着手建立POS系统，研究标准化以及信息输入方式、印制技术等。
并在EAN基础上，于1978年制定出日本物品编码JAN。
同年加入了国际物品编码协会。
从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。
128码于1981年被推荐使用，而93码于1982年使用。
这两种码的优点是条码符号密度比39码高出近30%。
随着条码技术的发展，条形码码制种类不断增加，因而标准化问题显得很突出。
为此先后制定了军用标准1189；交插25码、39码和库德巴码ANSI标准MH10.8M等等。
同时一些行业也开始建立行业标准，以适应发展需要。
此后，戴维·阿利尔又研制出49码，这是一种非传统的条码符号，它比以往的条形码符号具有更高的密度（即二维条码的雏形）。
接着特德·威廉斯（TedWilliams）推出16K码，这是一种适用于激光扫描的码制。
到1990年底为止，共有40多种条形码码制，相应的自动识别设备和印刷技术也得到了长足的发展。
二、一维条码简介
条码是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以代表一定的字母、数字等资料。
在进行辨识的时候，是用条码阅读机扫描，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、空白相对应的电子讯号，经解码后还原为相应的文数字，再传入电脑。
条码辨识技术已相当成熟，其读取的错误率约为百万分之一，首读率大于98%，是一种可靠性高、输入快速、准确性高、成本低、应用面广的资料自动收集技术。
世界上约有225种以上的一维条码，每种一维条码都有自己的一套编码规格，规定每个字母（可能是文字或数字或文数字）是由几个线条（Bar）及几个空白（Space）组成，以及字母的排列。
一般较流行的一维条码有39码、EAN码、UPC码、128码，以及专门用于书刊管理的ISBN、ISSN等。
年份
条码名称
发明人或公司
特殊意义
1949
Bull’sEyeCode（公牛眼码）
N.JoeWoodland,BernardSilver
第一个条码
1973
UPC
IBM
首次大规模应用的条码
1972
Codabar
MonarchMarkingSystem
1974
39码
DavidC.Allias（Intermec）
第一个商业性文数字条码
1976
EAN
EAN协会
1981
Code128
1983
Code93
表1一维条码发明年代表
从UPC以后，为满足不同的应用需求，陆陆续续发展出各种不同的条码标准和规格，时至今日，条码已成为商业自动化不可缺少的基本条件。
目前全世界一维条码的种类达225种左右，本书仅介绍最通用的标准，如UPC、EAN、39码、128码等。
此外，书籍和期刊也有国际统一的编码，特称为ISBN（国际标准书号）和ISSN（国际标准丛刊号）。
三、一维条码的规格内容
简单来说，条码是用来方便人们输入资料的一种方法，这种方法是将要输入电脑内的所有字元，以宽度不一的线条（Bar）及空白（Space）组合来表示每个字元所对应的码（Code）。
不同的一维条码规格有不同的线条组合方式。
在一个条码的起头及结束的地方，都会放入起始码和结束码，用以辨识条码的起始及结束，不过不同条码规格的起始码和结束码的图样并不完全相同。
具体而言，每一种条码规格明定了下列七个要项：
1、字元组合
每一种条码规格所能表示的字元组合，有不同的范围及数目，有些条码规格只能表示数字，如UPC码、EAN码；有些则能表示大写英文字及数字，甚至能表示出全部ASCII字元表上的128字元，如39码、128码。
2、符号种类
依据条码被解读时的特性可将条码规格分成两大类：
（1）分散式
每一个字元可以独自地解码，列印时每个字元与旁边的字元间，是由字间距分开的，而且每个字元固定是以线条做为结束。
然而，并不一定是每一个字间距的宽度大小都必须相同，可以容许某些程度的误差，只要彼此差距不大即可，如此，对条码印表机（BarcodePrinter）的机械规格要求可以比较宽松。
例如39码与128码。
（2）连续式
字元之间没有字间距，每个字元都是线条开始，空白结束。
且在每一个字的结尾后，马上就紧跟下一个字元的起头。
由于无字间距的存在，所以在同样的空间内，可列印出较多的字元数，但相对地，因为连续式条码的密度比较高，其对条码机的列印精密度的要求也较高。
例如UPC和EAN码。
3、粗细线条的数目
条码的编码方式，是藉由许多粗细不一的线条及空白的组合方式来表示不同的字元码。
大多数的条码规格都是只有粗和细两种线条，但也有些条码规格使用到二种以上不同粗细的线条。
4、固定或可变长度
指在条码中包含的资料长度是固定或可变的，有些条码规格因限于本身结构的关系，只能使用固定长度的资料，如UPC码、EAN码。
5、细线条的宽度
指条码中细线条及空白的宽度，通常是某个条码中所有细的线条及空白的平均值，而且它使用的单位通常是mil（千分之一英寸，即0.001inch）。
6、密度
指在一固定长度内可表示字元数目，例如条码规格A的密度高于条码规格B的密度，则表示在同一长度内，条码A可容纳得下较多的字元。
7、自我检查
指某个条码规格是否有自我检测错误的能力，会不会因一个列印上的小缺陷，而可能使得一个字元被误判成为另外一个字元。
有「自我检查」能力的条码规格，大多没有硬性规定要使用「检查码」，例如39码。
没有「自我检查」能力的条码规格，在使用上大多有「检查码」（也叫校正码）的设定，如EAN码、UPC码等。
四、一维条码技术
1、条码的概念
条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息，并能够用特定的设备识读，转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。
通常对于每一种物品，它的编码是唯一的，对于普通的一维条码来说，还要通过数据库建立条码与商品信息的对应关系，当条码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序对数据进行操作和处理。
因此，普通的一维条码在使用过程中仅作为识别信息，它的意义是通过在计算机系统的数据库中提取相应的信息而实现的。
2、条码的码制
码制即指条码条和空的排列规则，常用的一维码的码制包括：
EAN码、39码、交叉25码、UPC码、128码、93码，及Codabar（库德巴码）等。
3、不同的码制各自的应用领域
EAN码：
是国际通用的符号体系，是一种长度固定、无含意的条码，所表达的信息全部为数字，主要应用于商品标识
39码和128码：
为目前国内企业内部自定义码制，可以根据需要确定条码的长度和信息，它编码的信息可以是数字，也可以包含字母，主要应用于工业生产线领域、图书管理等
93码：
是一种类似于39码的条码，它的密度较高，能够替代39码
25码：
只要应用于包装、运输以及国际航空系统的机票顺序编号等
Codabar码：
应用于血库、图书馆、包裹等的跟踪管理
4、条码的组成
一个完整的条码的组成次序依次为：
静区（前）、起始符、数据符、（中间分割符，主要用于EAN码）、（校验符）、终止符、静区（后），如图所示：
图2一维条码的组成方式
（1）、静区：
指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域，它能使扫描器进入准备阅读的状态，当两个条码相距距离较近时，静区则有助于对它们加以区分，静区的宽度通常应不小于6mm（或10倍模块宽度）。
（2）、起始/终止符：
指位于条码开始和结束的若干条与空，标志条码的开始和结束，同时提供了码制识别信息和阅读方向的信息。
（3）、数据符：
位于条码中间的条、空结构，它包含条码所表达的特定信息。
数据符中包含资料码和检查码。
资料码是指位于起始码后面的字码，用来标识一个条码符号的具体数值，允许双向扫瞄。
检查码也叫校正码，用来判定此次阅读是否有效的字码，通常是一种算术运算的结果，扫瞄器读入条码进行解码时，先对读入各字码进行运算，如运算结果与检查码相同，则判定此次阅读有效。
（4）、模块、单元定义
构成条码的基本单位是模块，模块是指条码中最窄的条或空，模块的宽度通常以mm或mil（千分之一英寸）为单位。
构成条码的一个条或空称为一个单元，一个单元包含的模块数是由编码方式决定的，有些码制中，如EAN码，所有单元由一个或多个模块组成；而另一些码制，如39码中，所有单元只有两种宽度，即宽单元和窄单元，其中的窄单元即为一个模块。
5、条码的几个参数
（1）、密度（Density）：
条码的密度指单位长度的条码所表示的字符个数。
对于一种码制而言，密度主要由模块的尺寸决定，模块尺寸越小，密度越大，所以密度值通常以模块尺寸的值来表示（如5mil）。
通常7.5mil以下的条码称为高密度条码，15mil以上的条码称为低密度条码，条码密度越高，要求条码识读设备的性能（如分辨率）也越高。
高密度的条码通常用于标识小的物体，如精密电子元件，低密度条码一般应用于远距离阅读的场合，如仓库管理。
（2）、宽窄比：
对于只有两种宽度单元的码制，宽单元与窄单元的比值称为宽窄比，一般为2-3左右（常用的有2：
1，3：
1）。
宽窄比较大时，阅读设备更容易分辨宽单元和窄单元，因此比较容易阅读。
（3）、对比度（PCS）：
条码符号的光学指标，PSC值越大则条码的光学特性越好。
PCS=（RL-RD）/RL×100%（RL：
条的反射率RD：
空的反射率）
6、条码的基本术语如下表所示
条码barcode
由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的标记，用以表示一定的信息。
条码系统barcodesystem
由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。
条bar
条码中反射率较低的部分。
空space
条码中反射率较高的部分。
空白区cleararea
条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域。
保护框bearerbar
围绕条码且与条反射率相同的边或框。
起始符startcharacter
位于条码起始位置的若干条与空。
终止符stopcharacter
位于条码终止位置的条与空。
中间分隔符centralseperatingcharacter
位于条码中间位置的若干条与空。
条码字符barcodecharacter
表示一个字符的若干条与空。
条码数据符barcodedatacharacter
表示特定信息的条码字符。
条码校验符barcodecheckcharacter
表示校验码的条码字符。
条码填充符fillercharacter
不表示特定信息的条码字符。
条高barheight
构成条码字符的条的二维尺寸的纵向尺寸。
条宽barwidth
构成条码字符的条的二维尺寸的横向尺寸。
空宽spacewidth
构成条码字符的空的二维尺寸的横向尺寸。
条宽比barwidthratio
条码中最宽条与最窄条的宽度比。
空宽比spacewidthratio
条码中最宽空与最窄空的宽度比。
条码长度barcodelength
从条码起始符前缘到终止后缘的长度。
长高比lengthtoheightratio
条码长度与条高的比。
条码密度barcodedensity
单位长度的条码所表示的字符个数。
模块module
组成条码的基本单位。
条码字符间隔barcodeintrcharactegap
相邻条码字符间不表示特定信息且与空的反射率相同的区域。
单元element
构成条码字符的条、空。
连续型条码continuosbarcode
没有条码字符间隔的条码。
非连续型条码discretebarcode
有条码字符间隔的条码。
双向条码bidirectionalbarcode
左右两端均可作为扫描起点的条码。
附加条码add-on
表示附加信息的条码。
自校验条码self-chechingbarcode
条码字符本身具有校验功能的条码。
定长条码fixedlengthofbarcode
条码字符个数固定的条码。
非定长条码unfixedlengthofbarcode
条码字符个数不固定的条码。
条码字符集barcodecharacterset
其类型条码所能表示的字符集合。
表2条码的基本术语
第二章UPC码
UPC码（UniversalProductCode）是最早大规模应用的条码，其特性是一种长度固定、连续性的条码，目前主要在美国和加拿大使用，由于其应用范围广泛，故又被称万用条码。
本章主要介绍介绍最常用的UPC标准码（UPC-A码）和UPC缩短码（UPC-E码）的结构与编码方式。
UPC码共有A、B、C、D、E等五种版本，各版本的UPC码格式与应用对象如表所示：
版本
应用对象
格式
UPC-A
通用商品
SXXXXXXXXXXC
UPC-B
医药卫生
SXXXXXXXXXXC
UPC-C
产业部门
XSXXXXXXXXXXCX
UPC-D
仓库批发
SXXXXXXXXXXCXX
UPC-E
商品短码
XXXXXX
注：
S－系统码 X－资料码 C－检查码
表3UPC码的五种码制
一、UPC-A码
1、UPC-A码范例及组成部分如下图所示：
图3UPC-A码范例及组成图
2、UPC-A码具有的特点
（1）、每个字码皆由7个模组组合成2线条2空白，其逻辑值可用7个二进制数字表示，例如逻辑值0001101代表数字1，逻辑值0为空白，1为线条，故数字1的UPC-A码为粗空白（000）-粗线条（11）-细空白（0）-细线条
（1）
（2）、从空白区开始共113个模组，每个模组长0.33mm，条码符号长度为37.29mm
（3）、中间码两侧的资料码编码规则是不同的，左侧为奇，右侧为偶。
奇表示线条的个数为奇数；偶表示线条的个数为偶数。
左资料码与右资料码字码的逻辑值如表所示：
左资料码（奇）
右资料码（偶）
字码
值
逻辑值
逻辑值
0
0
0001101
1110010
1
1
0011001
1100110
2
2
0010011
1101100
3
3
0111101
1000010
4
4
0100011
1011100
5
5
0110001
1001110
6
6
0101111
1010000
7
7
0111011
1000100
8
8
0110111
1001000
9
9
0001011
1110100
注：
0为空白，1为线条
表4左资料码与右资料码字码的逻辑值表
（4）、起始码、终止码、中间码的线条高度长于数字码。
3、校验码的计算方法
从国别码开始自左至右取数，设UPC-A各码代号如下：
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
N8
N9
N10
N11
C
则检查码之计算步骤如下：
C1=N1+N3+N5+N7+N9+N11
C2=（N2+N4+N6+N8+N10）×3
CC=（C1+C2） 取个位数
C（检查码）=10-CC （若值为10，则取0）
二、UPC-E码
UPC-E是UPC-A码的简化型式，其编码方式是将UPC-A码整体压缩成短码，以方便使用，因此其编码形式须经由UPC-A码来转换。
UPC-E由6位数码与左右护线组成，无中间线。
6位数字码的排列为3奇3偶，其排列方法取决于检查码的值。
UPC-E码只用于国别码为0的商品。
其结构如图所示：
图4UPC-E码范例
UPC-E码特点如下：
（1）、左护线：
为辅助码，不具任何意义，仅供列印时作为识别之用，逻辑型态为010101，其中0代表细白，1代表细黑。
（2）、右护线：
同UPC-A码，逻辑型态为101。
（3）、检查码：
为UPC-A码原形的检查码，其作用为一导入值，并不属于资料码的一部份。
（4）、资料码：
扣除第一码固定为0外，UPC-E实际参与编码的部份只有六码，其编码方式，视检查码的值来决定，如表所示：
表5UPC-E编码方式
即由检查码决定条码各个位值数值的奇偶性
奇资料码与偶资料码的逻辑值如表所示：
奇资料码
偶资料码
字码
值
逻辑值
逻辑值
0
0
0001101
0100111
1
1
0011001
0110011
2
2
0010011
0011011
3
3
0111101
0100001
4
4
0100011
0011101
5
5
0110001
0111001
6
6
0101111
0000101
7
7
0111011
0010001
8
8
0110111
0001001
9
9
0001011
0010111
注：
0为空白，1为线条
表6奇资料码与偶资料码的逻辑值
第三章EAN码
EAN码的全名为欧洲商品条码（EuropeanArticleNumber），源于西元1977年，由欧洲十二个工业国家所共同发展出来的一种条码。
目前已成为一种国际性的条码系统。
EAN条码系统的管理是由国际商品条码总会（InternationalArticleNumberingAssociation）负责各会员国的国家代表号码之分配与授权，再由各会员国的商品条码专责机构，对其国内的制造商、批发商、零售商等授予厂商代表号码。
目前已有30多个国家加盟EAN。
EAN码具有以下特性：
1.只能储存数字。
2.可双向扫瞄处理，即条码可由左至右或由右至左扫瞄。
3.必须有一检查码，以防读取资料的错误情形发生，位于EAN码中的最右边处。
4.具有左护线、中线及右护线，以分隔条码上的不同部分与撷取适当的安全空间来处理。
5.条码长度一定，较欠缺弹性，但经由适当的管道，可使其通用于世界各国。
6.依结构的不同，可区分为：
∙EAN-13码：
由13个数字组成，为EAN的标准编码型式。
∙EAN-8码：
由8个数字组成，属EAN的简易编码型式。
本章将主要介绍EAN标准码（EAN-13码）和EAN缩短码（EAN-8码）的结构与编码方式。
一、EAN-13码
EAN-13码的范例和组成部分如下图所示：
图5EAN-13码范例及组成
EAN-13码的编码方式如下：
1.导入值：
为EAN-13的最左边第一个数字，即国家代码的第一码，是不用条码符号表示的，其功能仅做为左资料码的编码设定之用。
2.左护线：
为辅助码，不代表任何资料，列印长度较一般资料长，逻辑型态为101，其中1代表细黑
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