為了提高計算機識別的效率,增強其靈活性和準(zhǔn)確性,使人們擺脫繁雜的統(tǒng)計識別工作,傳統(tǒng)條形碼、二維條形碼、無線射頻識別技術(shù)先后問世。雖然它們各有千秋,但無論是哪一項技術(shù)都是為了及時獲取物品的各種信息并且進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的處理。

    傳統(tǒng)條形碼（亦稱一維條形碼）技術(shù)相對成熟,在社會生活中處處可見,在全世界得到了極為廣泛的應(yīng)用。它作為計算機數(shù)據(jù)采集手段,以快速、準(zhǔn)確、成本低廉等諸多優(yōu)點迅速進(jìn)入商品流通、自動控制、以及檔案管理等各種領(lǐng)域,也是目前我國使用最多的一種條形碼。但是由于傳統(tǒng)條形碼是一維的,它在垂直方向上不帶任何信息,信息密度低,而且不能夠顯示漢字,容易因為磨損或皺折而被拒讀,這在很大程度上限制了傳統(tǒng)條形碼的應(yīng)用范圍。
 
    1． 狹小的一維空間 
 
    傳統(tǒng)條形碼由一組按一定編碼規(guī)則排列的條、空符號組成,表示一定的字符、數(shù)字及符號信息。條形碼系統(tǒng)是由條形碼符號設(shè)計、條形碼制作以及掃描閱讀組成的自動識別系統(tǒng),是迄今為止使用最為廣泛的一種自動識別技術(shù)。

    到目前為止,常見的條形碼的碼制大概有二十多種,其中廣泛使用的碼制包括EAN碼、Code39碼、交叉25碼、UPC碼、128碼、Code93碼,以及CODABAR碼等。不同的碼制具有不同的特點,適用于特定的應(yīng)用領(lǐng)域,下面介紹一些典型的碼制:

    1. UPC碼（統(tǒng)一商品條碼）

    UPC碼在1973年由美國超市工會推行,是世界上第一套商用的條形碼系統(tǒng),主要應(yīng)用在美國和加拿大。UPC碼包括UPC-A和UPC-E兩種系統(tǒng),UPC只提供數(shù)字編碼,限制位數(shù)（12位和7位）,需要檢查碼,允許雙向掃描,主要應(yīng)用在超市與百貨業(yè)。

    2. EAN 碼（歐洲商品條碼）

    1977年,歐洲12個工業(yè)國家在比利時簽署草約,成立了國際商品條碼協(xié)會,參考UPC碼制定了與之兼容的EAN碼。EAN碼僅有數(shù)字號碼,通常為13位,允許雙向掃描,縮短碼為8位碼,也主要應(yīng)用在超市和百貨業(yè)。

    3. ITF25碼（交叉25碼）

　　ITF25碼的條碼長度沒有限定,但是其數(shù)字資料必須為偶數(shù)位,允許雙向掃描。ITF25碼在物流管理中應(yīng)用較多,主要用于包裝、運輸、國際航空系統(tǒng)的機票順序編號、汽車業(yè)及零售業(yè)。

    4. Code39碼

    在Code39碼的9個碼素中,一定有3個碼素是粗線,所以Code39碼又被稱為"三九碼"。除數(shù)字0-9以外,Code39碼還提供英文字母A-Z以及特殊的符號,它允許雙向掃描,支持44組條碼,主要應(yīng)用在工業(yè)產(chǎn)品、商業(yè)資料、圖書館等場所。

    5. CODABAR碼（庫德巴碼）

    這種碼制可以支持?jǐn)?shù)字、特殊符號及4個英文字母,由于條碼自身有檢測的功能,因此無需檢查碼。主要應(yīng)用在工廠庫存管理、血庫管理、圖書館借閱書籍及照片沖洗業(yè)。

    6. ISBN碼（國際標(biāo)準(zhǔn)書號）

    ISBN是因圖書出版、管理的需要以及便于國際間出版物的交流與統(tǒng)計,而出現(xiàn)的一套國際統(tǒng)一的編碼制度。每一個ISBN碼由一組有"ISBN"代號的十位數(shù)字所組成,用以識別出版物所屬國別地區(qū)、出版機構(gòu)、書名、版本以及裝訂方式。這組號碼也可以說是圖書的代表號碼,大部分應(yīng)用于出版社圖書管理系統(tǒng)。

    7. Code128碼

    Code128碼是目前中國企業(yè)內(nèi)部自定義的碼制,可以根據(jù)需要來確定條碼的長度和信息。這種編碼包含的信息可以是數(shù)字,也可以包含字母,主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)線領(lǐng)域、圖書管理等。

    8. Code93碼

    這種碼制類似于Code39碼,但是其密度更高,能夠替代Code39碼。

    條形碼技術(shù)給人們的工作、生活帶來的巨大變化是有目共睹的。然而,由于一維條形碼的信息容量比較小,例如商品上的條碼僅能容納幾位或者幾十位阿拉伯?dāng)?shù)字或字母,因此一維條形碼僅僅只能標(biāo)識一類商品,而不包含對于相關(guān)商品的描述。只有在數(shù)據(jù)庫的輔助下,人們才能通過條形碼得到相關(guān)商品的描述。換言之,如果離開了預(yù)先建立的數(shù)據(jù)庫,一維條形碼所包含的信息將會大打折扣。由于這個原因,一維條形碼在沒有數(shù)據(jù)庫支持或者聯(lián)網(wǎng)不方便的地方,其使用就受到了相當(dāng)?shù)南拗啤?

    在另一方面,一維條形碼無法表示漢字或者圖像信息。因此,在一些需要應(yīng)用漢字和圖像的場合,一維條形碼就顯得很不方便。而且,即使我們建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫來存儲相關(guān)產(chǎn)品的漢字和圖像信息,這些大量的信息也需要一個很長的條形碼來進(jìn)行標(biāo)識。而這種長的條形碼會占用很大的印刷面積,從而對印刷和包裝帶來難以解決的困難。因此,人們希望條形碼中直接包含產(chǎn)品相關(guān)的各種信息,而不需要根據(jù)條形碼從數(shù)據(jù)庫中再次進(jìn)行這些信息的查詢。

    基于上述的種種原因,現(xiàn)實的應(yīng)用需要一種新的碼制,這種碼制除了具備一維條形碼的優(yōu)點外,還應(yīng)該具備信息容量大、可靠性高、保密防偽性強等優(yōu)點。

    20世紀(jì)70年代,在計算機自動識別領(lǐng)域出現(xiàn)了二維條形碼技術(shù),這是在傳統(tǒng)條形碼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種編碼技術(shù),它將條形碼的信息空間從線性的一維擴展到平面的二維,具有信息容量大、成本低、準(zhǔn)確性高、編碼方式靈活、保密性強等諸多優(yōu)點。因此自1990年起,二維條形碼技術(shù)在世界上開始得到廣泛的應(yīng)用,經(jīng)過幾年的努力,現(xiàn)已應(yīng)用在國防、公共安全、交通運輸、醫(yī)療保健、工業(yè)、商業(yè)、金融、海關(guān)及政府管理等領(lǐng)域。
   
    2． 從"線"到"面"的飛躍 
   
    二維條形碼VS傳統(tǒng)條形碼

　　與一維條形碼只能從一個方向讀取數(shù)據(jù)不同,二維條形碼可以從水平、垂直兩個方向來獲取信息,因此,其包含的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一維條形碼,并且還具備自糾錯功能。但二維條形碼的工作原理與一維條形碼卻是類似的,在進(jìn)行識別的時候,將二維條形碼打印在紙帶上,閱讀條形碼符號所包含的信息,需要一個掃描裝置和譯碼裝置,統(tǒng)稱為閱讀器。閱讀器的功能是把條形碼條符寬度、間隔等空間信號轉(zhuǎn)換成不同的輸出信號,并將該信號轉(zhuǎn)化為計算機可識別的二進(jìn)制編碼輸入計算機。掃描槍又稱光電讀入器,它裝有照亮被讀條碼的光源和光電檢測器件,并且能夠接收條碼的反射光,當(dāng)掃描槍所發(fā)出的光照在紙帶上,每個光電池根據(jù)紙帶上條碼的有無來輸出不同的圖案,來自各個光電池的圖案組合起來,從而產(chǎn)生一個高密度信息圖案,經(jīng)放大、量化后送譯碼器處理。譯碼器存儲有需譯讀的條碼編碼方案數(shù)據(jù)庫和譯碼算法。在早期的識別設(shè)備中,掃描槍和譯碼器是分開的,目前的設(shè)備大多已合成一體。

    二維條形碼具有以下幾個特點:

    存儲量大。二維條形碼可以存儲1100個字,比起一維條形碼的15個字,存儲量大為增加,而且能夠存儲中文,其資料不僅可應(yīng)用在英文、數(shù)字、漢字、記號等,甚至空白也可以處理,而且尺寸可以自由選擇,這也是一維條形碼做不到的。

    抗損性強。二維條形碼采用故障糾正的技術(shù),遭受污染以及破損后也能復(fù)原,即使條碼受損程度高達(dá)50%,仍然能夠解讀出原數(shù)據(jù),誤讀率為6100萬分之一。

    安全性高。在二維條形碼中采用了加密技術(shù),所以使安全性大幅度提高。

    可傳真和影印。二維條形碼經(jīng)傳真和影印后仍然可以使用,而一維條形碼在經(jīng)過傳真和影印后機器就無法進(jìn)行識讀。

    印刷多樣性。對于二維條形碼來講,它不僅可以在白紙上印刷黑字,還可以進(jìn)行彩色印刷,而且印刷機器和印刷對象都不受限制,印刷起來非常方便。

    抗干擾能力強。與磁卡、IC卡相比,二維條形碼由于其自身的特性,具有強抗磁力、抗靜電能力。

    碼制更加豐富

    二維條碼可以直接印刷在被掃描的物品上或者打印在標(biāo)簽上,標(biāo)簽可以由供應(yīng)商專門打印或者現(xiàn)場打印。所有條碼都有一些相似的組成部分,它們都有一個空白區(qū),稱為靜區(qū),位于條碼的起始和終止部分邊緣的外側(cè)。校驗符號在一些碼制中也是必須的,它可以用數(shù)學(xué)的方法對條碼進(jìn)行校驗以保證譯碼后的信息正確無誤。與一維條形碼一樣,二維條形碼也有許多不同的編碼方法。根據(jù)這些編碼原理,可以將二維條形碼分為以下三種類型:

    一是線性堆疊式二維碼。就是在一維條形碼的基礎(chǔ)上,降低條碼行的高度,安排一個縱橫比大的窄長條碼行,并將各行在頂上互相堆積,每行間都用一模塊寬的厚黑條相分隔。典型的線性堆疊式二維碼有Code 16K、Code 49、PDF417等。

    其次是矩陣式二維碼。它是采用統(tǒng)一的黑白方塊的組合,而不是不同寬度的條與空的組合,它能夠提供更高的信息密度,存儲更多的信息,與此同時,矩陣式的條碼比堆疊式的具有更高的自動糾錯能力,更適用于在條碼容易受到損壞的場合。矩陣式符號沒有標(biāo)識起始和終止的模塊,但它們有一些特殊的"定位符",定位符中包含了符號的大小和方位等信息。矩陣式二維條碼和新的堆疊式二維條碼能夠用先進(jìn)的數(shù)學(xué)算法將數(shù)據(jù)從損壞的條碼符號中恢復(fù)。典型的矩陣二維碼有Aztec、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。

    第三種是郵政碼。通過不同長度的條進(jìn)行編碼,主要用于郵件編碼,如Postnet、BPO 4-State等。

    在上述介紹的二維條形碼中,PDF417碼由于解碼規(guī)則比較開放和商品化,因而使用比較廣泛,它是Portable Data File的縮寫,意思是可以將條形碼視為一個檔案,里面能夠存儲比較多的資料,而且能夠隨身攜帶。它在1992年正式推出,1995年美國電子工業(yè)聯(lián)誼會條碼委員會在美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會贊助下完成二維條形碼標(biāo)準(zhǔn)的草案,以作為電子產(chǎn)品產(chǎn)銷流程使用二維條形碼的標(biāo)準(zhǔn)。PDF417碼是一個多行結(jié)構(gòu),每行數(shù)據(jù)符號數(shù)相同,行與行左右對齊直接銜接,其最小行數(shù)為3行,最大行數(shù)為90行。而Data Matrix碼則主要用于電子行業(yè)小零件的標(biāo)識,如Intel奔騰處理器的背面就印制了這種碼。Maxi Code 是由美國聯(lián)合包裹服務(wù)公司研制的,用于包裹的分揀和跟蹤。Aztec 是由美國韋林公司推出的,最多可容納3832個數(shù)字、3067個字母或1914個字節(jié)的數(shù)據(jù)。

    另外,還有一些新出現(xiàn)的二維條形碼系統(tǒng)。包括由UPS公司的Figrare lla等人研制的適用于分布環(huán)境下運動特性的UPS Code,這種二維條形碼更加適合自動分類應(yīng)用場合。而美國Veritec公司提出一種新的二維條形碼——Veritec Symbol,是一種用于微小型產(chǎn)品上的二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng),其矩陣符號格式和圖像處理系統(tǒng)已獲得美國專利,這種二維碼具有更高的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。此外,飛利浦研究實驗室的WILJ WAN GILS等人也提出了一種新型的二維碼方案,即用標(biāo)準(zhǔn)幾何形體圓點構(gòu)成自動生產(chǎn)線上產(chǎn)品識別標(biāo)記的圓點矩陣二維碼表示法。這一方案由兩大部分組成,一是源編碼系統(tǒng),用于把識別標(biāo)志的編碼轉(zhuǎn)換成通信信息字；另一部分是信道編碼系統(tǒng),用于對隨機誤碼進(jìn)行錯誤檢測和校正。還有一種二維條形碼叫點陣碼,它除了具備信息密度高等特點外,也便于用雕刻腐蝕制板工藝把點碼印制在機械零部件上,用攝像設(shè)備識讀和圖像處理系統(tǒng)識別,這也是一種具有較大應(yīng)用潛力的二維編碼方案。

    二維條形碼技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)為三方面的趨勢:一是出現(xiàn)了信息密集度更高的編碼方案,增強了條碼技術(shù)信息輸入的功能；二是發(fā)展了小型、微型、高質(zhì)量的硬件和軟件,使條碼技術(shù)實用性更強,擴大了應(yīng)用領(lǐng)域;三是與其他技術(shù)相互滲透、相互促進(jìn),這將改變傳統(tǒng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能,擴展條碼系統(tǒng)的功能。