条形码的检测教材.docx

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条形码的检测教材

昆明理工大学

《印刷品质量检测与控制》课程论文

条形码的检测

姓名：

吴雷

学号：

201110304103

学院：

机电工程学院

专业：

包装工程

年级：

2011级

指导教师：

何自芬

2014年6月5日

摘要

迄今为止，99．5％的商品使用了条码，但条码印刷质量的合格率却只97%，这给条码扫描计算机管理带来很大影响。

本文主要介绍条形码的检测项目以及检测方法和仪器。

Abstract

Todate,99.5%ofthecommodityusingbarcodes,butthepassrateofonly97%bymass,whichhaveagreatimpacttothebarcodescanningcomputermanagement.Thispaperdescribestheprojectaswellasbarcodedetectiontestingmethodsandinstruments.

关键词条形码、检测、控制

引言

条码是由深色条和浅色空组合起来的图形符号，条码的质量参数可以分为两类，一类是条码的尺寸参数，另一类则为条码符号的反射率参数。

这两种参数在条码技术规范中都作了详细的规定，对条码符号的这两种参数采用通用的反射率测量仪器及测长显微镜进行测量，这可以说是条码检测技术发展的第一个阶段。

最初，这种检测方法中所有的测量都是非自动化的，由于条码的条空太多，测量和根据条空判定被测条码条空编码是否正确非常麻烦，另外，人为因素也严重影响了测量的精度和准确性。

从70年代中期以后，条码符号质量的评价都是用条码检测的专用仪器——条码检测仪来进行测试，这就是人们通常所说的传统检测方法。

条码检测仪的出现使得条码检测的效率大大提高，符号经过条码检测仪扫描后，马上就可以得到检验结果，性能全面的检测仪还能打印出列有详细质量参数值的质量检测结果，这就使得印刷企业能够根据检验结果调整印刷设备，充分发挥印刷设备的潜能，从而提高条码符号的印制质量。

一、概述

条形码技术是现代物流系统中非常重要的大量、快速信息采集技术，能适应物流大量化和高速化要求，大幅度提高物流效率的技术。

条形码技术包括条形码的编码技术、条形符号设计技术、快速识别技术和计算机管理技术，是实现计算机管理和电子数据交换不可少的开端技术。

1、条形码的定义和组成

条形码简称条码，是由一组黑白相间、粗细不同的条状符号组成，条码隐含着数字信息、字母信息、标志信息、符号信息，主要用以表示商品的名称、产地、价格、种类等，是全世界通用的商品代码的表示方法。

条码构成是一组黑白相间的条纹，这种条纹由若干个黑白的"条"和白色的"空"的单元所组成，其中，黑色条对光的反射率低而白色的空对光的反射率高，再加上条与空的宽度不同，就能使扫描光线产生不同的反射接收效果，在光电转换设备上转换成不同的电脉冲，形成了可以传输的电子信息。

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）。

静区，指条码左右两端外侧与空的反射率相同的限定区域，它能使阅读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）。

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。

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。

条码字符：

表示一个字符的若干条和空。

条：

条码中对光的反射率低的部分一般为黑色。

空：

条码中对光的反射率高的部分，一般为白色。

空白区域：

为保证条码正常识读而在条码两端保留的与空同色的区域。

起始符：

位于条码起启位置，表示条码开始的一个特殊的条码字符。

终止符：

位于条码终止位置，表示条码结束的一个特殊的条码字符。

校验位：

用于检验条码准确性的一个条码字符，根据条码所表示的字符信息按一定的校验规则生成，一般位于终止符前。

单元：

条码符中一个颜色相同的宽度范围，一个单元由一个或多个模块组成。

模块：

组成条码的最基本的单位。

2.EAN条码及我国通用商品条码

EAN-13是国际上通用的通用商品代码，我国通用商品条码标准也采用EAN条码结构。

主版是由13位数字及相应的条码符号组成，在较小的商品上也采用8位数字码及其相应的条码符号。

（1）前缀码

由三位数字组成，是国家的代码，我国为690，是国际物品编码会统一决定的。

（2）制造厂商代码

由四位数字组成，我国物品编码中心统一分配并统一注册，一厂一码。

（3）商品代码

由五位数字组成，表示每个制造厂商的商品，由厂商确定，可标识十万种商品。

（4）校验码

由一位数字组成，用以校验前面各码的正误。

EAN-13码由13位数字组成。

根据EAN规范，这13位数字分别赋予了不同的含义。

厂商识别代码由7-9位数字组成，用于对厂商的唯一标识。

厂商代码是各国的EAN编码组织在EAN分配的成员前缀码（X13，X12，X11）的基础上分配给厂商的代码。

前缀码是标识EAN所属成员的代码，由EAN统一管理和分配，以确保前缀码在国际范围内的唯一性。

商品项目代码由5~3位数字组成，用以标识商品的代码。

商品项目代码由厂商自行编码。

在编制商品项目代码时，厂商必须遵守商品编码的基本原则：

对同一商品项目的商品必须编制相同的商品项目代码；对不同的商品项目必须编制不同的商品项目代码；保证商品项目与其标识代码一一对应，即一个商品项目只有一个代码，一个代码只标识一个商品项目。

校验码用以校验代码的正误，是由一位数字组成。

校验码是根据条码字符的数值按一定的数学算法计算得出的，计算的步骤如下：

（1）从序号2开始，将所有偶数位的数字代码求和，得出S1；

（2）S1*3=S2；

（3）从序号3开始，将所有奇数位的数字求和，得出S3；

（4）S3+S2=S4；

（5）C=10-S4，得到校验码C的值。

并且当S4的个位数为0时，C=0。

以690，691为前缀码的EAN-13码只能分别对10000个制造厂商进行编码（因为制造厂商代码只有4位，制造厂商代码只能从0000-9999这一万组数字中进行分配）。

每一个制造厂商可以对自己生产的10万种商品进行编码（因为产品代码为5位，可以从00000-99999这10万组数字中进行分配。

3、条码识别装置

条码识别采用各种光电扫描设备，主要有以下几种：

（1）光笔扫描器。

似笔形的手持小型扫描器。

（2）台式扫描器。

固定的扫描装置，手持带有条码的卡片或证件在扫描器上移动，完成扫描。

（3）手持式扫描器。

能手持作用和移动使用的较大的扫描器，用于静态物品扫描。

（4）固定式光电及激光快速扫描器。

由光学扫描器和光电转换器组成，是现在物流领域应用较多的固定式扫描设备，安装在物品运动的通道边，对物品进行逐个扫描。

各种扫描设备都和后续的电光转换、信息信号放大及与计算机联机形成完整的扫描阅读系统，完成了电子信息的采集。

4、条码在物流中的应用

条码在物流中的有较为广泛的应用，主要在以下几方面：

（1）销售信息系统（POS系统）

在商品上贴上条码就能快速、准确地利用计算机进行销售和配送管理。

其过程为，对销售商品进行结算时，通过光电扫描读取并将信息输入计算机，然后输进收款机，收款后开出收据，同时，通过计算机处理，掌握进、销、存的数据。

（2）库存系统

在库存物资上应用条码技术，尤其是规格包装、集装、托盘货物上，入库时自动扫描并输入计算机，由计算机处理后形成库存的信息，并输出入库区位、货架、货位的指令，出库程序则和POS（PointofSales）系统条码应用一样。

（3）分货拣选系统

在配送方式和仓库出货时，采用分货、拣选方式，需要快速处理大量的货物，利用条码技术便可自动进行分货拣选，并实现有关的管理。

其过程如下：

一个配送中心接到若干个配送订货要求，将若干订货汇总，每一品种汇总成批后，按批发出所在条码的拣货标签，拣货人员到库中将标签帖于每件商品上并取出用自动分拣机分货，分货机始端的扫描器对处于运动状态分货机上货物扫描，一是确认所拣出货物是否正确，另一方面识读条码上用户标记，指令商品在确定的分支分流，到达各用户的配送货位，完成分货拣选作业。

二、条码的检测项目

检测项目共12项：

译码正确性、最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比、缺陷度、可译码度、符号一致性、空白区宽度、放大系数、条高和印刷位置。

（1）译码正确性

译码正确性是条码符号可以用参考译码算法进行译码并且译码结果与该条码符号所表示的代码一致的特性。

译码正确性是条码符号的基本特性。

（2）符号一致性

条码符号所表示的代码与该条码符号的供人识别字符一致的特性。

（3）最低反射率（Rmin）

扫描反射率曲线上最低的反射率，实际上就是被测条码符号条的最低反射率。

要求：

最低反射率应不大于最高反射率一半。

（4）符号反差

扫描反射率曲线的最高反射率与最低反射率之差。

它反映了条码符号条、空颜色搭配或承印材料及油墨的反射率是否满足要求，显然，符号反差越大越好。

（5）最小边缘反差

边缘反差是扫描反射率曲线上相邻单元的空反射率与条反射率之差，最小边缘反差是所有边缘反差中的最小的一个。

显然，最小边缘反差越大越好。

（6）调制比

最小边缘反差与符号反差的比。

一般来说，符号反差大，最小边缘反差就要相应大些，否则调制比偏小，将使扫描识读过程中对条、空的辨别发生困难。

（7）缺陷度

最大单元反射率非均匀度与符号反差的比。

缺陷度是条码符号上最严重的缺陷所造成的最大单元反射率非均匀度与符号反差在幅度上的对比。

（8）可译码度

理想尺寸：

条码的规范或标准中都规定了条码符号条/空单元宽度及条空组合宽度的。

印制偏差：

在条码符号的印制过程中，印制出来的条/空单元及条/空组合的实际宽度尺寸一般都会偏离其理想尺寸，印制偏差为实际宽度尺寸与相应理想尺寸之差。

容许误差（容差）：

允许条/空单元及条/空组合的宽度在印制和识读过程出现一定限度的误差。

可译码度：

是未被印制偏差占用、为扫描识读过程留出的容差部分在总容差中所占的比例。

即：

可译码度=剩余容差/总容差=|（RT-M）/（RT-A）|可译码度越大，说明条码符号的印制精度越高

（9）空白区宽度

空白区的作用是为识读设备提供“开始数据采集”或“结束数据采集”的信息的，空白区宽度不够常常导致条码符号不能识读，甚至造成误读。

空白区域强制性要求，商品条码符号的空白区宽度不符合要求，该条码符号即被判定为不合格。

（10）放大系数

商品条码的放大系数越小，对条/空尺寸偏差的要求越严，印制的难度越大。

商品条码的放大系数为0.80～2.00。

（11）条高

理论上，一维条码的高度（或条高）只要能容纳一条扫描线的高度，使扫描线经过条码符号所有的条和空（包括空白区），就能被扫描识读。

通常要求条高≥2/3标准条高。

条码的高度越小，对扫描线瞄准条码符号的要求就越高，也就是说，扫描识读的效率就越低。

（12）印刷位置

检查印刷位置的目的是看商品条码符号在包装的位置是否符合标准的要求；以及有无穿孔、冲切口、开口、装订钉、拉丝拉条、接缝、折叠、折边、交迭、波纹、隆起、褶皱和其它图文对条码符号造成损害或妨碍。

一般只能对实物包装进行此项检查。

（13）其它参数等级的确定

译码正确则该扫描反射率曲线译码等级定为4级，译码错误或不能被译码则定为0级。

其它光学特性等级的确定

三、检测条件

1、环境条件

根据GB/T14258-2003《条码符号印制质量的检验》的要求，条码标识的检验环境温度为（20±5）℃，相对湿度为35%～65%，检验前应采取措施使环境满足以上条件。

检验台光源应为色温5500～6500K的D65标准光源下，一般60W左右的日光灯管发出的光谱功率及色温基本满足这个要求。

2、扫描反射率曲线的测量仪器

美标检测功能的条码检测仪。

3、测量光波长

检测仪器的测量光波长要尽可能与实际使用的识读设备的和扫描光波长一致，并应在检测结果（符号等级）中标明。

EAN.UCC规范规定对商品条码检测的测量光孔直径为0.15mm（0.006in,标号06），为与国际接轨，我国国家标准中也作了同样规定。

测量光孔直径是指光学系统放大倍数为1时的光孔直径或等效为放大倍数为1的光孔直径，此时光孔直径与测量仪器对条码符号的采样区域直径相同。

4、测量光路

测量光路为45°入射、垂直接收，简称“45/0”光路。

5、反射率参照标准

我国规定，用经计量检定机构检定（或校准）并出具证书的标准漫反射板作反射率参照标准。

6、被检样品

应尽可能使被检条码符号处于设计的被扫描状态对其进行检测，即检测时使被检条码符号处于实物包装的形态。

7、检测设备

（1）检测设备

条码检测设备应为综合测量仪器，即具有测量条码符号反射率、给出扫描反射率曲线的图形或根据对扫描反射率曲线的分析给出条码符号综合数据的能力。

（2）测量光波长

测量采用单色光，测量光波长应接近于应用中扫描使用的波长。

如GB/T18348《商品条码符号印制质量的检验》标准规定，商品条码测量的波长为（670±10）nm。

（3）测量孔径

GB/T18348《商品条码符号印制质量的检验》标准规定，商品条码测量孔径的标称直径为0.15mm，孔径标号为06（孔径标号是接近测量孔径直径的，以千分之一英寸为单位的长度数值）。

（4）测量光路

入射光路的光轴应与测量表面

法线成45°，并处于一个与测量表面垂

直、与条码符号的“条”平行的平面内。

反射光采集光路的光轴应与测量表面垂

直，反射光的采集应该在一个顶角为15°

，中心轴垂直于测量表面且通过测量采

样区中心的锥形范围内。

（5）反射率参照标准

以氧化镁或硫酸钡作为100%反射率的参照标准。

（6）长度测量仪器

①空白区宽度测量仪器为最小分度值不大于0.1mm的长度测量仪器。

②放大系数和条高的测量仪器为最小分度值不大于0.5mm的长度测量仪器。

8、样品处理

按照国际标准ISO/IECl5416和我国国家标准GB/T14258-2003、GB/T18348-2001的要求，在检测时，被检条码符号的状态应尽可能和被检条码符号的扫描识读状态一致，即检测时使被检条码符号处于实物包装的形态。

这体现了美标方法“检测条件要尽可能与条码符号被识读的条件一致”的原则。

（1）对于铜版纸、胶版纸因纸张变形张力小一般只要稍稍用力压平固定即可。

（2）对塑料包装来说，材料本身拉伸变形易起皱，透光性强，因此制样时将塑料膜包装上的条码部分伸开压平一段时间，再将其固定在一块全黑硬质材料板上。

（3）对马口铁，当面积足够大时，由于重力作用会产生不同程度的弯曲变形，因此检验前应将样品裁截至一定大小，一般尺寸为15cm×15cm以内再将其轻轻压平。

（4）对于不干胶标签，由于材料背面有涂胶，两面的张力不同，也会有程度的弧状弯曲。

检验前可将条码标签揭下平贴至与原衬底完全相同的材料上，压平后检验。

（5）对于铝箔（如易拉罐等）及硬塑料软管（如化妆品等）等材料由于它们是先成型后印刷，因此应对实物包装进行检验。

四、条形码的检测方法

1、检测方法的一般要求

①检测带如下②扫描测量10次

确定符号等级的目的是为便于对条码符号的质量状况（如合格/不合格）进行判定

国家标准规定：

商品条码的最低质量要求为1.5/06/670。

考虑到商品在包装、储存、装卸等过程中商品条码易受损坏，使符号等级降低，在印刷厂印刷的或打印的商品条码的质量水平应不低于2.5/06/670。

2、条码符号等级的确定和条码符号质量要求

（1）符号等级：

共分5级，10次测量中有任何一次出现译码错误，则被检条码符号的符号等级为0。

10次测量中都无译码错误，以10次测量扫描反射率曲线等级的算术平均值作为被检条码符号的符号等级值。

这样可以对条码符号的质量进行全面的评价。

（2）条码符号印制质量要求

（a）符号等级不低于2.5/06/670；

（b）条码所表示的商品标识代码应供人识别字符相同；

（c）空白区的宽度就不小于标准规定的空白区最小宽度尺寸。

3、实验室检测方法

（1）检测带

检测带是商品条码符号的条码字符条底部边线以上，条码字符条高的10%处和90%处之间的区域。

（2）扫描测量次数

为了全面评价条码符号的质量，应对每个被检条码符号在检测带内的10个不同的条高位置各进行一次扫描测量。

（3）扫描测量

一般都是使用具有美标方法检测功能的条码检测仪在检测带内进行扫描测量，得出扫描反射率曲线，并由条码检测仪自动进行分析。

记录每次扫描测量后条码检测仪输出的各参数数据及等级和扫描反射率曲线的等级。

（4）译码正确性的检测和符号的一致性

如有译码错误，判定被检条码符号的符号等级为0；如无译码错误，把10次扫描测量的扫描反射率曲线的等级的平均值作为被检条码符号的符号等级。

（5）人工检测

人工检测被测量条码符号的空白区宽度、放大系数、条高和印刷质量。

4、条码符号等级确定和表示方法

（1）扫描反射率曲线等级的确定

扫描反射率曲线的等级是译码正确性、最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比、缺陷度、可译码度以及符号标准和应用标准对扫描反射率曲线的附加要求的质量等级的最小值。

（2）扫描等级的确定

10次测量中有任何一次出现译码错误，被检的条码符号的符号等级为0级。

10次测量中都无译码错误（允许有不译码），以10次测量扫描反射率曲线等级的算术平均值（精确到小数点后一位）作为被检条码符号的符号等级值。

（3）符号等级的表示方法

符号等级与测量光波长及测量孔径密切相关，以G/A/W的格式表示，其中G是符号等级值，A是测量孔径标号，W是测量光波长（以纳米为单位）的数值。

（4）条码质量的判定

根据检验结果，按照有关条码标准规定进行质量判定。

GB12904商品条码的有关条款规定了商品条码符号的质量判定。

即EAN-13、EAN-8商品条码的质量分别符合EAN/UCC-13代码的编码规则和EAN/UCC-8代码的编码规则，并满足编码的惟一性原则，印制质量符号等级不低于1.5/06/670、符号一致性和空白区宽度符合要求的判定为合格，否则为不合格。

五、检测设备

根据它们的应用领域及对它们可能的功能所要求的程度，可以很方便地把它们分为三类，分别是便携式条码检测仪、在线式条码检测仪和固定式条码检测仪。

1、便携式条码检测仪

便携式条码检测仪简便、外形小巧、价格较便宜，广泛应用于各种场合，但由于一般不具有综合分析数据能力，并且精度不高，因此不能作为条码符号印制质量判定的检测设备。

2、在线式条码检测仪

在线式条码检测仪（RJS　SV检测仪）是一种专门设计的安装在印刷设备上的检测仪，能自动监控条码生产过程，实时控制质量。

一些设备甚至能自动反馈控制指令以提高符号质量，并重新印刷有缺陷的标签。

3、固定式（台式）条码检测仪

固定式（台式）条码检测仪是一种非接触式检测仪器，一般为高性能的条码检测仪，满足条码综合特性分析能力的要求，可完全按照CEN（欧洲标准委员会）、ANSI（美国标准委员会）和ISO（国际标准化组织）标准对扫描曲线进行详细分析后将条码分级，还可以按照传统的标准进行细节的评估。

一般选择此类设备作为条码符号印制质量判定的检测仪。

六、结束语

在条码符号质量评价标准中，通常采用的是扫描反射率曲线分析法，用来评价条码符号的识读性能和印刷质量是否符合标准的规范。

条码印制质量的检验的方法有传统检验方法和综合质量等级检验两种方法。

传统检验方法主要通过检验条码的“条”、“空”反射率以及印刷对比度PCS、条/空尺寸偏差，对条码印制质量进行判定。

综合质量等级检验GB/T18348-2001规定的检测项目共12项。

包括译码正确性、最低反射率、符号反差、最小边缘反差、调制比、缺陷度、可译码度、符号一致性、空白区宽度、放大系数、条高和印刷位置。

条码检测常用设备根据它们的应用领域及对它们可能的功能，可以分便携式条码检测仪、在线式条码检测仪和固定式条码检测仪三类。

条形码技术是在计算机和信息技术基础上产生和发展起来的容编码、识别、数据采集、自动录入和快速处理等功能于一体的新兴信息技术。

条码技术的使用，可以提高企业效率，降低成本，提高竞争力，提高效益，还可以提高工作效能，实现管理目标。

因此，加快完善条码编码体系，大力推广条码的使用是极其重要的。