【条形码自动识别技术】
拼译：bar code automatic identification technology
在信息化社会的今天，人们要对社会上各个领域的信息和数据实施正确、有效、适时的管理，要求在复杂的环境中能准确、迅速地提取出所需的信息并加以识别。随着计算机技术的不断发展，近年来相继涌现出多种自动输入识别技术，如：光系字符识别技术、磁字符识别技术、磁性条识别技术、射频输入技术、语音及图像、识别技术和条形码识别技术等等。 由于条形码识别技术具有输入速度快、准确可靠(其误码率小于万分之一，首读率可达98%)、价格低廉、灵活实用、易于印刷等优点。现已成为一种重要的识别技术，广泛应用于商品流通、邮电、图书文档管理及柔性制造系统等各个领域，并逐步渗透到计算机信息管理的其他领域，将成为全球性的物品管理和贸易往来的共同语言。目前条形码在美国、西欧、日本竺国商品流通领域普及率已超过95%，中国也已将条形码技术的推广和应用列入“八五”期间的重点工作之一。条形码技术的研究始于20世纪40年代，首先由美国伍德兰德(J．Wood Land)和西尔弗(Beny Silver)研究了用代码表示食品项目以及相应的自动识别设备，并于1949年获得了美国专利。1969年美国电子现金收款机的问世，大大加速了条码技术在商业中的应用与推广。1973年美国统一编码委员会(简称UCC)选定了UPC通用产品代码为美国统一产品标识符号，为条形码的推广应用奠定了基础。到1977年2月，欧洲12国正式成立了欧洲物品编码协会(EAN)。截至到1990年1月，，EAN已发展成遍及世界6大洲、有46个成员国的国际性组织。尽管世界各国政治、经济体系各不相同，科技水平、语言文字各异，但条一形码却为世界各国提供了一个唯一清晰、简便、无特殊含意的编码体系和标识方法，为国际间交流建立了一个独特联系网络和信息交换的统一形式，从而促进了国际间的贸易往来。80年代以来，条码技术发展迅速，条形码自动识别装置的年销额几乎占各种自动识别系统总销售额的80%以上。一些发达国家已停止进口和销售未采用条形码的商品。中国对条形码技术的研究始于70年代末，1988年申请加入国际物品编码协会(IAN)，1991年4月19日，中国物品编码中心加入IAN，截至1992年10月，全国已有2700多个企业成为中国商品条形码系统成员。国家科委已将条形码技术及其系列产品的开发正式列为1990年国家火炬计划项目和“八五”计划重点推广应用的项目，并力争在“八五”期间使90%的出品商品实现条码化。条形码技术是电子与信息科学领域的高新技术。所谓条形码，是一种利用光电阅读设备识读并将数据自动输入计算机的特殊代码。通常条形码被定义为：由一组宽度不同的黑白(或彩色)平行的条和空按照一定的编码规则组合起来的图形符号，这些符号可以代表数字，字母，字符等信息。条和空统称为条形码元素。用以表示一个数字母及特殊符号的一组条形码元素称为条形码字符如：
一个完整的条形码符号是由静区，起始位，数据字符(信息段)、校验和终止符组成。在条形码符号中静区的作用是提示阅读器准备扫描条形码字符。起始位用来确认此字符的存在，表示它的后面就是字符信息。数据字符段内容为原始数据信息。校验位的作用是校验读入的数据是否有效，根据不同的校验方法，其数值由计算确定。终止符用于表示一个条形码符号的结束。在条形码符号中，只有条和空的宽度包含着信息，而高度则是数据冗余度的一种量度，以国际通用商品代码EAN-B为例，它所包含的信息有：国别码(2～3位数)、制造厂商代码(4～5位数)、商品特性代码(一般为5位)、校验位(1位数)。条形码按编码方式不同分类，多达数十种常用的有ENA码、UPC码、39码、25码、库德巴码……等等。中国首批条码国家标准，经国家技术监督商批准已于1992年1月1日正式实施，它们有：GB12904－91(通用商品条码)，GB12905－91(条形码系统通用术语，条码符号术语)，GB12906－91(中国标准书号(ISBN)部分条码)，GB12907－91(库德巴条码)，GB12907－91(39码)等。印制条形码符号的物体叫条形码符号载体。不同的应用领域对符号载体的性能有不同的要求。常见的符号载体有：白纸、铜版纸、不干胶签纸、兼及金属制品等。符号载体一般要求有较高的强度，稳定的物理性能，及一定的光学特性(使条和空有一定的光学对比度)，以便能可靠阅读和经久耐用。条形码自动识别系统一般由光电扫描器、条形码译码器、计算机系统、条形码印制设备及其相应的系统软件和应用软件组成。光电扫描器用来完成条形码数据的自动采集及光电信号的转换，即利用光学系统读取条形码符号，由光电转换器将光信号转换成电信号，经放大、整形，最后以二进制脉冲信号的形式输出给译码器。光电扫描器的种类很多，按其工作机理不同分普通光式、激光式及CCD(电荷耦合器件)等手持普通光式扫描器操作简便，价格便宜，使用较为普遍。激光式扫描器由于具有较大的景深，因此适用于工作距离较大的场合，但价格昂贵。CCD式扫描器阅读精度高，对于不易接触的物体表面如：不平的物体表面能方便地进行阅读。不足之处是阅读条形码符号的长度受CCD器件尺寸的限制，扫描景深不如激光扫描器。条形码译码器的作用是将扫描器输出的脉冲数字信号解释成计算机可识别的信号，通过数据通讯将条形码符号表示的数据传输给计算机处理。条形码译码器一般具有以下功能：(1)确认条形码符号的有效静区。(2)测量条形码符号每个元素的宽度。(3)通过起始字符与终止字符判别条形码符号的码制及扫描方向。(4)将条形码符号表示的数据转换成计算机可识别的数据传输给计算机。条形码译码器硬设备包括：输入接口电路、译码电路及输出接口电路等。译码器软件有：信号采集程序、条形码等制和扫描方向识别程序、译码器链式连接软件等等。信号采集主程序有下列子程序：脉宽测量及相邻脉宽比较子程序、条形码静区判别子程序、条形码符号元素宽度提取子程序等。由于条形码的码制是由条码符号的起始字符和终止字符的不同编码方式确定的，为了使条码译码器能正确解释条形码符号，就必须对条码起始和终止字符进行识别，以确定其码制，故需条形码码制和扫描方向识别程序及各种码制的译码软件。条形码译码器连接软件有：条形码译码器串行口数据的接收、发送程序及探询控制器的探询软件等。条形码译码器按照供电方式和数据传送方式不同可分为3大类：即在线式、便携式及无线便携式3类。在线式译码器的特点是与计算面直接用电缆3类，在线式译码器的特点是与计算机直接用电缆相连；便携式的特点是译码器通常与扫描器、数据存储器组合在一起合称条形码阅读器，由电池供电，这种条形码阅读器将所采集到的数据先存储于内部的数据存储器中，然后在适当的时候将其传送给计算机；无线便携式条形码阅读器是通过无线电波进行数据传送，在这种无线速接的计算机端采用一控制器可以在同一频率上与多台条形码译码器进行通讯将现场采集到的数据实时地传送给计算机。评价条形码译码器的主要技术参数是首读率与误码率。首读率越高、误码率越小，则阅读精度越高。条形码印制系统是一个由微机控制的打印机，常用的打印机有点阵式打印机、喷墨打印机、激光打印机和热敏打印机等。点阵式打印机成本低，对纸张要求不高，具有方便、灵活的特点，但只能打出中、低密度的条形码；热敏打印机的格式灵活、图形质量高、速度快、成本低，但不易在高于60℃的环境中存放，需特殊纸张；激打印机印刷精度高，可印制高、中密度的条形码符号，速度快，但成本高。条码技术有着广阔的应用前景，如：在商品流通领域、出口商品的生产、包装及运输管理、商场的综合管理(包括库房、销售、统计、综合分析、订货、计划、盘点等)。工业上可用于自动生产线上零部件识别与分检、交通部门的车辆识别与跟踪管理。在办公室自动化领域的应用更加广泛，如：图书、情报、资料的分编、流通管理、邮件的快速识别登录和自动分检；药品管理、储蓄存取业务管理；会务管理，考勤管理等等。小型化和微型化是条形码技术产品今后发展方向，其关键在于器件的小型化。在条码阅读器方面，需着力解决高分辩所需的光电转换器件和光路系统，要研制出有较大景深的扫描器和便携式阅读器。在印制技术方面，为满足不同用户的需要，正发展各种专用的印刷装置。随着科学技术的发展，将会有更多的国家采用条码技术改造传统产品开发新的高技术产品。与此同时，条码技术本身也必将会进一步完善和发展。【参考文献】：1 American National standards Jnstitute(ANSI)．Specifilations for Bar code symbols on Transport packages and Unit loads，ANSI MH 10．8 M，19832 Automatic Identification Manufacturers，USS－39．USS93，USS－128，USS-codabar，USS－12 of 5．pittsburgh：AIM，19863 Sharkey，Frank M．Principals of Bar code Scanning，SlanTech，19844 李金哲，朱俊英，黄增满等．条形码自动识别技术．北京：国防工业出版社，19915 计算机世界，1992，14，续版2(合肥工业大学梁曼君副教授撰) |