【学习目标】
通过本章学习，要求了解条码的种类及二维条码的优点；了解RFID的原理及特点；掌握EAN码的编码、QR码的数据编码。
【关键术语】
一维条形码、EAN、二维条形码、QR、RFID。
【引导案例】
在海尔的销售体系中，专卖店的管理是重中之重，这是因为专卖店直接和客户交流，它的所作所为直接关系到海尔的声誉、形象，它所产生的影响也是其他销售方式不能替代的。通过专卖店的销售可以产生直接的经济效益，加强对其管理可以增大效益，减少投入。一系列的要求促使海尔应用了二维条码技术。北京某科技有限公司根据海尔的要求，把握其特点，为海尔量身定做了一套二维条码管理系统，使得海尔专卖店的作用得到了充分的发挥。
第一节条形码技术
一、条形码概述
（一）条形码的产生
最早被打上条形码的产品是箭牌口香糖。条形码技术最早产生在20世纪20年代，诞生于威斯汀豪斯（Westinghouse）的实验室里。一位名叫约翰·科芒德（John Kermode），性格古怪的发明家“异想天开”地想对邮政单据实现自动分拣，那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。
他的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就像今天的邮政编码。为此科芒德发明了最早的条码标识，设计方案非常简单，即一个“条”表示数字“1”，两个“条”表示数字“2”，以此类推。然后，他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备：能够发射光并接收反射光的扫描器；一个测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；使用测定结果的方法，即译码器。
科芒德的扫描器利用当时新发明的光电池来收集反射光。“空”反射回来的是强信号，“条”反射回来的是弱信号。
此后不久，科芒德的合作者道格拉斯·杨（Douglas Young），在科芒德码的基础上作了些改进。科芒德码所包含的信息量相当低，并且很难编出十个以上的不同代码。而杨码使用更少的条，但是利用条之间空的尺寸变化（就像今天的UPC条码符号），使用四个不同的条空尺寸。新的条码符号可在同样大小的空间对一百个不同的地区进行编码，而科芒德码只能对十个不同的地区进行编码。
直到1949年的专利文献中才第一次有了诺姆·伍德兰（Norm Woodland）和伯纳德·西尔沃（Bernard Silver）发明的全方位条形码符号的记载，在这之前的专利文献中始终没有条形码技术的记录，也没有投入实际应用的先例。诺姆·伍德兰和伯纳德·西尔沃的想法是利用科芒德和杨的垂直的“条”和“空”，并使之弯曲成环状，非常像射箭的靶子。这样扫描器通过扫描图形的中心，能够对条形码符号解码，不管条形码符号方向的朝向。该图案很像微型射箭靶，被叫做“公牛眼”条码。靶式的同心圆是由圆条和空绘成圆环形。在原理上，“公牛眼”条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(Girard Fessel)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。但是这种码使机器难以识读，人读起来也不方便。不过这一构想促进了后来条形码的产生与发展。不久，E.F.布宁克(E.F.B rinker)申请了另一项专利，该专利是将条码标识在有轨电车上。20世纪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Ad Hoc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（Monarch Marking)等人研制出库德巴（Codabar)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（UCC， Uniform Code Council）建立了UPC条码系统（Universal Product Code System），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码是第一个由字母、数字式相结合的条码，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（European Article Numbering Association，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EAN。2003年的EAN全会通过了EAN更名战略，将“EAN”更名为“GS1”（Global Standard One）。
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（Japanese Article Number）。同年加入了国际物品编码协会，开始进行厂家登记注册，并全面转入条码技术及其系列产品的开发工作，10年之后成为EAN最大的用户。
从20世纪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、交叉25码、39码和库德巴码ANSI标准MH10.8M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（Ted Williams）推出16K码，这是一种适用于激光扫描的码制。到1990年年底，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。
从20世纪80年代中期开始，我国一些高等院校、科研部门及一些出口企业把条形码技术的研究和推广应用逐步提到议事日程。一些行业如图书、邮电、物资管理部门和外贸部门已开始使用条形码技术。1988年12月28日，经国务院批准，国家技术监督局成立了“中国物品编码中心”。该中心的任务是研究、推广条码技术，同时组织、开发、协调、管理我国的条码工作。
起源于20世纪40年代、研究于60年代、应用于70年代、普及于80年代的条码与条码技术，以及各种应用系统，引起世界流通领域里的大变革。条码作为一种可印制的计算机语言、未来学家称之为“计算机文化”。20世纪90年代的国际流通领域将条码誉为商品进入国际计算机市场的“身份证”。印刷在商品外包装上的条码像一条条经济信息纽带，将世界各地的生产制造商、出口商、批发商、零售商和顾客有机地联系在一起。
（二）条形码的分类
1.UPC码
1973年，美国率先在国内的商业系统中应用于UPC码，之后加拿大也在商业系统中采用了UPC码。UPC码是一种长度固定的连续型数字式码制，其字符集为数字0~9。它采用四种元素宽度，每个条或空是1、2、3或4倍单位元素宽度。UPC码有两种类型，即UPC-A码和UPC-E码。
2.EAN码
1977年，欧洲经济共同体各国按照UPC码的标准制定了欧洲物品编码EAN码，与UPC码兼容，而且两者具有相同的符号体系。EAN码的字符编号结构与UPC码相同，也是长度固定的、连续型的数字式码制，其字符集是数字0~9。它采用四种元素宽度，每个条或空是1、2、3或4倍单位元素宽度。EAN码有两种类型，即EAN-13码和EAN-8码。
3.交叉25码
交叉25码是一种长度可变的连续型自校验数字式码制，其字符集为数字0~9。采用两种元素宽度，每个条和空是宽或窄元素。编码字符个数为偶数，所有奇数位置上的数据以条编码，偶数位置上的数据以空编码。如果为奇数个数据编码，则在数据前补一位0，以使数据为偶数个数位。
4.39码
39码是第一个字母数字式码制。1974年由Intermec公司推出。它是长度可变的离散型自校险字母数字式码制。其字符集为数字0～9，26个大写字母和7个特殊字符（“-”“.”“Space”“/”“%”“+”“$”），共43个字符。每个字符由9个元素组成，其中有5个条（2个宽条，3个窄条）和4个空（1个宽空，3个窄空），是一种离散码。
5.库德巴码
库德巴码（Code Bar）出现于1972年，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。其字符集为数字0~9和6个特殊字符（“-”“.”“/”“%”“+”“$”），共16个字符。常用于仓库、血库和航空快递包裹中。
6.128码
128码出现于1981年，是一种长度可变的连续型自校验数字式码制。它采用四种元素宽度，每个字符有3个条和3个空，共11个单元元素宽度，又称（11，3）码。它有106个不同条形码字符，每个条形码字符有三种含义不同的字符集，分别为A、B、C。它使用这3个交替的字符集可将128个ASCII码编码。
7.93码
93码是一种长度可变的连续型字母数字式码制。其字符集为数字0~9，26个大写字母和7个特殊字符（“-”“.”“Space”“/”“%”“+”“$”）以及4个控制字符。每个字符有3个条和3个空，共9个元素宽度。
8.49码
49码是一种多行的连续型、长度可变的字母数字式码制。出现于1987年，主要用于小物品标签上的符号。采用多种元素宽度，其字符集为数字0~9，26个大写字母和7个特殊字符（“-”“.”“Space”“/”“%”“+”“$”）、3个功能键（F1、F2、F3）和3个变换字符，共49个字符。
9.其他码制
除上述码外，还有其他码制，例如25码出现于1977年，主要用于电子元器件标签；矩阵25码是11码的变形；Nixdorf码已被EAN码所取代；Plessey码出现于1971年5月，主要用于图书馆等。
二、一维条码
（一）一维条码的结构
一维条码是由宽度不同、反射率不同的“条”和“空”，按照一定的编码规则（码制）编制而成，条码信息靠“条”和“空”的不同宽度和位置来传递，信息量的大小是由条码的宽度和印刷的精度来决定的，条码越宽，包容的“条”和“空”越多，信息量越大；条码印刷的精度越高，单位长度内可以容纳的“条”和“空”越多，传递的信息量也就越大。这种条码技术只能在一维方向上通过“条”与“空”的排列组合来存储信息，所以叫一维条码。每种类型的条码都有固定的编码容量和条码字符集。其中，“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。因为计算机只能识读二进制数据，所以条码符号作为一种为计算机信息处理而提供的光电扫描信息图形符号，也应满足计算机二进制的要求。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，还要建立与商品信息对应的数据库，条码作为标识代码信息，其具体含义要在相应数据库中查找。
一个完整的条形码的组成次序依次为：两侧静区、起始符、数据符、中间分隔符（主要用于EAN码）、校验符、终止符。
①静区：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，当两个条码之间距离较近时，静区则有助于对它们的区分，静区的宽度通常应不小于6毫米（或10倍模块宽度）。
②起始符/终止符：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。为辅助码，不代表任何信息，逻辑形态为101，其中1代表细黑，0代表细白。
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。
④分隔字符：为辅助码，用来区分左侧数据码与右侧数据码，其逻辑形态为01010。