条形码的码制及工作原理

7.2.1 条形码的码制

条形码的码制是指条形码符号的类型，每种类型的条形码符号都是由符合特定编码规则的条和空组合而成的。每种码制都具有固定的编码容量和所规定的条形码字符集。条形码字符的编码容量即条形码字符集所能表示的字符数的最大值。每个码制都有一定的编码容量，这是由其编码方法决定的。常用的一维码制条形码包括UPC码、EAN码、交叉二五码、三九码、九三码和库德巴码等。

1.UPC码

UPC码（UPC code）是美国统一代码委员会制定的一种条形码。1973年，美国率先在国内的商业系统中应用UPC码，之后加拿大也在其商业系统中采用了UPC码。UPC码是一种定长的、连续型、数字式条形码，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，原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（EAN code），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。EAN码有两种类型，即EAN－13码（标准版）和EAN－8码（缩短版）。

3.交叉二五码

交叉二五码（interleaved 2of 5bar code）是二五条形码的变型，是一种长度可变的、连续型、自校验、数字式条形码，其字符集也为数字0～9。它采用两种元素宽度，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，则在数据前补一位数字0，使数据个数为偶数。

4.三九码

三九码（3of 9bar code，Code 39）是第一种字母数字式条形码。1974年由Intermec公司推出。它是长度可变的、连续型、自校验、字母数字式条形码。其字符集为数字0～9、26个大写字母和8个特殊字符，共44个字符。特殊字符包括—（减号）、·（圆点）、space（空格）、＊（星号）、＄（美元符号）、／（斜杠）、＋（加号）和％（百分号）。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）。

5.九三码

九三码（93bar code，Code 93）是与三九码兼容的高密度一维条形码，是一种长度可变的、连续型、字母数字式条形码。其字符集为数字0～9、26个大写字母、7个特殊字符以及4个控制字符（）。特殊字符包括－（减号）、·（圆点）、space（空格）、＊（星号）、＄（美元符号）、／（斜杠）、＋（加号）和％（百分号）。每个字符由3个条和3个空组成，共9个元素宽度。

6.库德巴码

库德巴码（Codabar bar code）出现于1972年，它是一种长度可变的、连续型、自校验、数字式条形码。其字符集为数字0～9和6个特殊字符，共16个字符。特殊字符包括＄（美元符号）、—（减号）、：（冒号）、／（斜杠）、·（圆点）和＋（加号）。库德巴码常用于仓库物品、血库血液和航空快速包裹的标识。

7.2.2 条形码的识读原理

不同颜色的物体能反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则能吸收各种波长的可见光。

条形码的识读原理如图7－4所示。条形码扫描器光源发出的光经光阑及透镜1，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经透镜2聚焦后照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的、强弱不同的反射光信号，并转换成相应的信号后输入放大整形电路。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间的长短也不同。但是，由光电转换器输出的与条形码的条和空相对应的电信号一般仅10m V左右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送至放大器放大。放大后的电信号仍然是模拟信号。为了避免条形码中的疵点和污点导致错误信号，在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字信号，以使计算机系统能准确判读整形电路的脉冲。数字信号经译码器译成数字、字符信息。它通过识别起始、终止字符来判别出条形码符号的码制及扫描方向，通过测量脉冲数字电信号0、1的数目来判别出条和空的数目，通过测量0、1信号持续的时间来判别条和空的宽度，这样便得到被辨读的条形码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制等信息。根据码制所对应的编码规则，便可将条形码符号转换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，从而完成条形码识读的全过程。条形码扫描译码过程如图7－5所示。

图7－4 条形码的识读原理

图7－5 条形码扫描译码过程