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物聯(lián)網(wǎng)中“萬物互聯(lián)”的物，即物品，也可以稱其為物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備。通過對應(yīng)用中的產(chǎn)品進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)了物品的數(shù)字化。物品編碼是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，建立我國物聯(lián)網(wǎng)編碼體系對于保障各個(gè)行業(yè)、領(lǐng)域、部門的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作具有重要的意義。條形碼在物聯(lián)網(wǎng)的很多應(yīng)用中起到重要的作用，可以用于識別物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中不同的產(chǎn)品。

一、條形碼簡介

條形碼(barcode)是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識符。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排成的平行線圖案。條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期、圖書分類號、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。

條形碼自動識別系統(tǒng)由條形碼標(biāo)簽、條形碼生成設(shè)備、條形碼識讀器和計(jì)算機(jī)組成 。

條形碼技術(shù)（bar code technology，BCT）是在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用實(shí)踐中產(chǎn)生和發(fā)展起來的一種自動識別技術(shù)。它是為實(shí)現(xiàn)對信息的自動掃描而設(shè)計(jì)的，它是實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確而可靠地采集數(shù)據(jù)的有效手段。條形碼技術(shù)的應(yīng)用解決了數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)采集的瓶頸問題，為物流管理提供了有利的技術(shù)支持。條形碼是由一組規(guī)則的條空及對應(yīng)字符組成的符號，用于表示一定的信息。條形碼技術(shù)的核心內(nèi)容是通過利用光電掃描設(shè)備識讀這些條形碼符號來實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動識別，并快速、準(zhǔn)確地把數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，從而達(dá)到自動管理的目的。條形碼技術(shù)的研究對象主要包括標(biāo)準(zhǔn)符號技術(shù)、自動識別技術(shù)、編碼規(guī)則、印刷技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)5個(gè)部分。

二、條形碼識別原理

條碼符號是由反射率不同的“條”、“空”按照一定的編碼規(guī)則組合起來的一種信息符號。由于條碼符號中“條”、“空”對光線具有不同的反射率，從而使條碼掃描器接受到強(qiáng)弱不同的反射光信號，相應(yīng)地產(chǎn)生電位高低不同的電脈沖。而條碼符號中“條”、“空”的寬度則決定電位高低不同的電脈沖信號的長短。掃描器接收到的光信號需要經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成電信號并通過放大電路進(jìn)行放大。由于掃描光點(diǎn)具有一定的尺寸、條碼印刷時(shí)的邊緣模糊性以及一些其他原因，經(jīng)過電路放大的條碼電信號是一種平滑的起伏信號，這種信號被稱為“模擬電信號”?！澳M電信號”需經(jīng)整形變成通常的“數(shù)字信號”。根據(jù)碼制所對應(yīng)的編碼規(guī)則，譯碼器便可將“數(shù)字信號”識讀譯成數(shù)字、字符信息 [5] 。

條形碼掃描器利用光電元件將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再將電信號通過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中處理 。

對于一維條形碼掃描器，如激光型、影像型掃描器，掃描器都通過從某個(gè)角度將光束發(fā)射到標(biāo)簽上并接收其反射回來的光線讀取條形碼信息，因此，在讀取條形碼信息時(shí)，光線要與條形碼呈一個(gè)傾斜角度，這樣，整個(gè)光束就會產(chǎn)生漫反射，可以將模擬波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形。如果光線與條形碼垂直照射，則會導(dǎo)致一部分模擬波形過高而不能正常地轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形，從而無法讀取信息。

對于二維條形碼掃描器，如拍照型掃描器，掃描器的讀取采用全向和拍照方式，因此，讀取時(shí)要求光線與條形碼垂直，定位十字和定位框與所掃描條形碼吻合。

條形碼掃描器一般由光源、光學(xué)透鏡、掃描模組、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，以及塑料或金屬外殼等構(gòu)成。每種條形碼掃描器都會對環(huán)境光源有一定的要求，如果環(huán)境光源超出最大容錯(cuò)要求，條形碼掃描器將不能正常讀取。條形碼印刷在金屬、鍍銀層等表面時(shí)，光束會被高亮度的表面反射，若金屬反射的光線進(jìn)入到條形碼掃描器的光接收元件，將影響掃描器讀取的穩(wěn)定性，因此，需要對金屬表面覆蓋或涂抹黑色涂料。

三、條形碼運(yùn)作原理及識別原理

條碼符號是由反射率不同的“條”、“空”按照一定的編碼規(guī)則組合起來的一種信息符號。由于條碼符號中“條”、“空”對光線具有不同的反射率，從而使條碼掃描器接受到強(qiáng)弱不同的反射光信號，相應(yīng)地產(chǎn)生電位高低不同的電脈沖。而條碼符號中“條”、“空”的寬度則決定電位高低不同的電脈沖信號的長短。掃描器接收到的光信號需要經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成電信號并通過放大電路進(jìn)行放大。由于掃描光點(diǎn)具有一定的尺寸、條碼印刷時(shí)的邊緣模糊性以及一些其他原因，經(jīng)過電路放大的條碼電信號是一種平滑的起伏信號，這種信號被稱為“模擬電信號”?！澳M電信號”需經(jīng)整形變成通常的“數(shù)字信號”。根據(jù)碼制所對應(yīng)的編碼規(guī)則，譯碼器便可將“數(shù)字信號”識讀譯成數(shù)字、字符信息。

四、條形碼碼制分類

世界上常用的碼制有EAN條形碼、UPC條形碼、25條形碼、交叉25條形碼、庫德巴條形碼、Code 39條形碼和Code 128條形碼等。

UPC條形碼（統(tǒng)一產(chǎn)品代碼）：只能表示數(shù)字，有A、B、C、D、E五個(gè)版本，版本A-12位數(shù)字，版本E-7位數(shù)字，最后一位為校驗(yàn)位，大小是寬1.5in（英寸）（lin - 2.54cm），高1in，而且背景要清晰，主要在美國和加拿大使用，用于工業(yè)、醫(yī)藥、倉儲等部門。

EAN條形碼：是國際通用的符號體系，是一種長度固定、無含意的條形碼，所表達(dá)的信息全部為數(shù)字，主要應(yīng)用于商品標(biāo)識。

Code 39條形碼和Code 128條形碼：為目前國內(nèi)企業(yè)內(nèi)部的自定義碼制，可以根據(jù)需要確定條形碼的長度和信息，它編碼的信息可以是數(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，如表示產(chǎn)品序列號、圖書、文檔編號等。

Code 93碼：是一種類似于Code 39碼的條形碼，它的密度較高，同樣適用于工業(yè)制造領(lǐng)域。

交叉25條形碼（也叫穿插25碼）：只能表示數(shù)字0－9，長度可變，條形碼呈連續(xù)性，所有條與空都表示代碼，第一個(gè)數(shù)字由條開始，第二個(gè)數(shù)字由空組成，應(yīng)用于商品批發(fā)、倉庫、機(jī)場、生產(chǎn)（包裝）識別、商業(yè)中，條形碼的識讀率高，可用于固定掃描器的可靠掃描，在所有一維條形碼中的密度最高。

庫德巴條形碼( Codabar)：也稱“血庫用碼”，可表示數(shù)字0－9，字符$、+、－，還有只能用作起始和終止符的a、b、c、d四個(gè)字符，空白區(qū)比窄條寬10倍，非連續(xù)性條形碼，每個(gè)字符表示為4條3空，條形碼長度可變，沒有校驗(yàn)位，主要應(yīng)用于血站的獻(xiàn)血員管理和血庫管理，也可作物料管理、圖書館、機(jī)場包裹發(fā)送中。

PDF417二維條形碼（簡稱417條形碼）：典型的二維條形碼碼制，不需要連接一個(gè)數(shù)據(jù)庫，本身就可以存儲大量數(shù)據(jù)。417條形碼主要應(yīng)用于醫(yī)院、駕駛證、物料管理、貨物運(yùn)輸；特點(diǎn)是當(dāng)條形碼受到一定破壞時(shí)，錯(cuò)誤糾正能使條形碼正確解碼；PDF417條形碼是Symbol科技公司于1990年研制的二維條形碼產(chǎn)品。它是一個(gè)多行、連續(xù)性、可變長、包含大量數(shù)據(jù)的符號標(biāo)識。每個(gè)條形碼有3－90行，每一行有一個(gè)起始部分、數(shù)據(jù)部分、終止部分，它的字符集包括所有128個(gè)字符，最大數(shù)據(jù)含量是1850個(gè)字符。

五、條形碼的應(yīng)用

條形碼技術(shù)已在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，比較典型的應(yīng)用有以下五個(gè)領(lǐng)域：

第一，零售業(yè)。零售業(yè)是條形碼應(yīng)用最為成熟的領(lǐng)域。EAN商品條形碼為零售業(yè)應(yīng)用條形碼進(jìn)行銷售奠定了基礎(chǔ)。目前大多數(shù)在超市中出售的商品都使用了EAN條形碼，在銷售時(shí)，用掃描器掃描EAN條形碼，POS系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中查找到相應(yīng)的名稱、價(jià)格等信息，并對客戶所購買的商品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，這大大加快收銀的速度和準(zhǔn)確性，同時(shí)各種銷售數(shù)據(jù)還可作為商場和供虛商進(jìn)貨、供貨的參考數(shù)據(jù)。由于銷售信息能夠及時(shí)準(zhǔn)確地被統(tǒng)計(jì)出來，所以商家在經(jīng)營過程中可以準(zhǔn)確地掌握各種商品的流通信息，可以大大地減少了庫存，最大限度地利用資金．從而提高商家的效益和競爭能力。

第二，圖書館。條形碼也被廣泛用于圖書館中的圖書流通環(huán)節(jié)中，圖書和借書證上都貼上了條形碼，借書時(shí)只要掃描一下借書證上的條形碼，再掃一下借出的圖書上的條形碼，相關(guān)的信息就被自動記錄人數(shù)據(jù)庫中，而還書時(shí)只要一掃圖書上的條形碼，系統(tǒng)就會根據(jù)原先記錄的信息進(jìn)行核對，如足期就將該書還入庫中。與傳統(tǒng)的方式相比，這大大地提高了工作效率。

第三，倉儲管理與物流跟蹤。對于大鼙物品流動的場合，用傳統(tǒng)的手工記錄方式記錄物品的流動狀況．既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，準(zhǔn)確度又低，在一些特殊場合，手工記錄是不現(xiàn)實(shí)的。況且這些手工記錄的數(shù)據(jù)在統(tǒng)汁、查詢過程中的應(yīng)用效率電相當(dāng)?shù)?。?yīng)用條形碼技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地記錄每一件物品，采集到的各種數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)地由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理．使得各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地反映物品的狀態(tài)。

第四，質(zhì)量跟蹤管理。ISO9000質(zhì)量保證體系強(qiáng)調(diào)質(zhì)睦管理的可追溯性，也就是說，對于出現(xiàn)質(zhì)量問題的產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)可以追溯出它的生產(chǎn)時(shí)間、操作者等信息。在過去，這些信息很難記錄下來，即使有一些工廠（如一些家用電器生產(chǎn)廠）采用加工單的形式進(jìn)行記錄，但隨著時(shí)間的積累，加工單也越來越多，有的工廠甚至要用幾間房子來存放這些單據(jù)。從這么多的單據(jù)中查找一張單據(jù)的難度可想而知！如采用條形碼技術(shù)，在生產(chǎn)過程的主要環(huán)節(jié)中，對生產(chǎn)者及產(chǎn)品的數(shù)據(jù)通過掃描條形碼進(jìn)行記錄，并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理和存儲。如產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題．可利用電腦系統(tǒng)很快地查到該產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)的數(shù)據(jù)，為工廠查找事故原因、改進(jìn)工作質(zhì)量提供依據(jù)。

第五，數(shù)據(jù)自動錄入（二維條形碼）。大量格式化的單據(jù)的錄入問題是一件很繁瑣的事，浪費(fèi)大量的人力不說，正確率也難以保障。用二維條形碼技術(shù)，可以把上千個(gè)字母或兒卣個(gè)漢字放入名片大小的一個(gè)二維條形碼中，并可用專用的掃描器住幾秒鐘內(nèi)正確地輸入這些內(nèi)容。目前電腦和打印機(jī)作為一種必備的辦公用品，已相當(dāng)普及，可以開發(fā)一些軟件，將格式化報(bào)表的內(nèi)容同時(shí)打印在一個(gè)二維條形碼中。在需要輸入這些報(bào)表內(nèi)容的地方掃描二維條形碼，報(bào)表的內(nèi)容就自動錄入完成了。同時(shí)，還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，確保報(bào)表數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

條形碼技術(shù)在我國的郵電系統(tǒng)、圖書情報(bào)、生產(chǎn)過程控制、醫(yī)療衛(wèi)生、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域都得到較為廣泛的應(yīng)用，特別是商業(yè)信息化程度的不斷提高，條形碼技術(shù)也逐步普及，并反過來推動了商業(yè)pos系統(tǒng)的發(fā)展。

六、條形碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

條形碼是迄今為止最經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的一種自動識別技術(shù)。條形碼技術(shù)具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。

(1)信息采集速度快。與鍵盤輸入相比，條形碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍，并且能實(shí)現(xiàn)即時(shí)數(shù)據(jù)輸入。

(2)可靠性高。鍵盤輸入數(shù)據(jù)出錯(cuò)率為三百分之一，利用光學(xué)字符識別技術(shù)出錯(cuò)率為萬分之一，而采用條形碼技術(shù)誤碼率低于百萬分之一。

(3)采集信息量大。利用傳統(tǒng)的一維條形碼一次可采集幾十位字符的信息，二維條形碼更可以攜帶數(shù)千個(gè)字符的信息，并有一定的自動糾錯(cuò)能力。

(4)靈活、實(shí)用。條形碼標(biāo)識既可以作為一種識別手段單獨(dú)使用，也可以和有關(guān)識別設(shè)備組成一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動化識別，還可以和其他控制設(shè)備連接起來實(shí)現(xiàn)自動化管理。另外，條形碼標(biāo)簽易于制作，對設(shè)備和材料沒有特殊要求，識別設(shè)備操作容易，不需要特殊培訓(xùn)，且設(shè)備也相對便宜。

(5)自由度大。識別裝置與條形碼標(biāo)簽相對位置的自由度要比OCR（光學(xué)字符識別）大得多。條形碼通常只在一維方向上表達(dá)信息，而同一條形碼上所表示的信息完全相同并且連續(xù)，這樣即使標(biāo)簽有部分欠缺，仍可以從正常部分輸入正確的信息。

(6)設(shè)備簡單。條形碼符號識別設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，不需專門訓(xùn)練。

(7)易于制作?？捎∷ⅲQ為“可印刷的計(jì)算機(jī)語言”。條形碼標(biāo)簽易于制作，對印刷技術(shù)設(shè)備和材料無特殊要求。

七、條形碼組成

條形碼也稱條形碼符號，是由一組規(guī)則排列的條、空及字符組成的平行線條圖形，用以表示一定信息的代碼。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）組成的 。

1．靜區(qū)

靜區(qū)是指條形碼左右兩端外側(cè)與空的反射率相同的限定區(qū)域，是沒有任何符號的白色區(qū)域，僅用來提示條形碼閱讀器開始掃描 。

2．起始符

起始符是指條形碼符號的第一位字符，標(biāo)志一個(gè)條形碼符號的開始，閱讀器確認(rèn)此字符存在后開始處理掃描脈沖 。

3．?dāng)?shù)據(jù)符

數(shù)據(jù)符是指位于起始符后的字符，用來記錄一個(gè)條形碼的數(shù)據(jù)值，其結(jié)構(gòu)異于起始符，允許雙向掃描 。

4．終止符

終止符是指條形碼符號的最后一個(gè)字符，標(biāo)志著一個(gè)條形碼的結(jié)束，閱讀器在確認(rèn)該字符后停止工作 。

八、條形碼發(fā)展前景

隨著零售業(yè)和消費(fèi)市場的飛速擴(kuò)大和發(fā)展，也促進(jìn)了中國條碼標(biāo)簽業(yè)務(wù)的增長。因?yàn)樵絹碓蕉嗟牡胤叫枰玫綐?biāo)簽和條碼。其實(shí)早在上個(gè)世紀(jì)70年代，條碼已經(jīng)在全球零售業(yè)得到了小范圍的應(yīng)用，而現(xiàn)如今，條碼和自動識別系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)依然在全球范圍發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

實(shí)際上，在全球范圍內(nèi)，每天需要運(yùn)用到條碼掃描的次數(shù)已經(jīng)超過上億次，其應(yīng)用范圍也涉及到各個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，其中包括物流、倉儲，圖書館，銀行，POS收銀系統(tǒng)，醫(yī)療衛(wèi)生、零售商品、服裝、食品服務(wù)以及高科技電子產(chǎn)品等等，而目 前仍然會在每天都在一些新增加的項(xiàng)目上持續(xù)的用到條碼應(yīng)用領(lǐng)域。隨著市場的不斷發(fā)展，我們有足夠的信心相信，條碼必定會推動我們?nèi)ンw驗(yàn)更優(yōu)質(zhì)的生活并能節(jié)省我們寶貴的時(shí)間。