解读条形码的识别原理

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解读条形码的识别原理

作者：济南万瑞条形码代理有限公司 时间：2022-12-13 08:57:34

济南条码技术最早产生在风声鹤唳的二二十年代,诞生于Westinghouse的实验室里。一位名叫JohnKermode性格古怪的发明家“异想天开地想对邮政单据实现自动分检,那时侯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,就象今天的邮政编码。为此Kermode发明了最早的条码标识,设计方案非常的简单，即一个“条”表示数字1”,二个“条表示数字“2”，以次类推。然后,他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备:一个扫描器(能够发射光并接收反射光);一个测定反射信号条和空的方法,即边缘定位线圈;和使用测定结果的方法,即译码器。

Kermode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。与当今高速度的电子元气件应用不同的是，Kermode利用磁性线圈来测定“条”和“空”。就象一个小孩将电线与电池连接再绕在-颗钉子上来夹纸。Kermode用一个带铁芯的线圈在接收到“空”的信号的时候吸引一个开关,在接收到“条”的信号的时候,释放开关并接通电路。因此，最早的条码扫描枪噪音很大。开关由一系列的继电器控制，开和“关”由打印在信封上条”的数量决定。通过这种方法,条码符号直接对信件进行分检。

此后不久，Kermode的合作者DouglasYoung,在Kermode码的基础上作了些改进。Kermode码所包含的信息量相当的低,并且很难编出十个以上的不同代码。

而Young码使用更少的条,但是利用条之间空的尺寸变化,就象今天的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Kermode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NormWoodland和BernardSilver发明的全方位条码符号的记载，在这之前的专利文献中始终没有条码技术的记录,也没有投入实际应用的先例。NormWoodland和BemardSilver的想法是利用Kermode和YOung的垂直的“条”和“空”，并使之弯曲成环状,非常象射箭的靶子。这样扫描器通过扫描图形的中心,能够对条码符号解码,不管条码符号方向的朝向。在利用这项专利技术对其进行不断改进的过程中,一位科幻小说作家Isaac-Azimov在他的“裸露的太阳”一书中讲述了使用信息编码的新方法实现自动识别的事例。

那时人们觉得此书中的条码符号看上去象是一个方格子的棋盘,但是今天的条码专业人士马上会意识到这是一个二维矩阵条码符号。虽然此条码符号没有方向、定位和定时,但很显然它表示的是高信息密度的数字编码。

直到1970年IterfaceMechanisms公司开发出“二维码”之后,才有了价格适于销售的二维矩阵条码的打印和识读设备。那时二维矩阵条码用于报社排版过程的自动化。二维矩阵条码印在纸带上,由今天的一维CCD扫描器扫描识读。CCD发出的光照在纸带上,每个光电池对准纸带的不同区域。每个光电池根据纸带上印刷条码与否输出不同的图案,组合产生-个高密度信息图案。用这种方法可在相同大小的空间打印上一个单-的字符,作为早期Kermode码之中的一-个单--的条。定时信息也包括在内,所以整个过程是合理的。当第一个系统进入市场后,包括打印和识读设备在内的全套设备大约要5000美元。此后不久，随着LED(发光二极管)、微处理器和激光二二极管的不断发展,迎来了新的标识符号(象征学)和其应用的大爆炸，人们称之为“条码工业”。今天很少能找到没有直接接触过即快又准的条码技术的公司或个人。由于在这一领域的技术进步与发展非常迅速,并且每天都有越来越多的应用领域被开发,用不了多久条码就会象灯泡和半导体收音机一样普及,将会使我们每一个人的生活都变得更加轻松和方便。

济南条码扫描枪/扫描器是什么工作原理，它的识别数据是通过什么样的方式传输到电脑呢?条码扫描器组成一般由光源、光学透镜、扫描模组、模拟数字转换电路加塑料外壳构成。

条码是由美国的N.T.Woodland在1949年首先提出的。随着计算机应用的不断普及，条码的应用得到了很大的发展。条码可以标出商品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮电管理、银行系统等许多领域都得到了广泛的应用。

条形码是迄今为止最为经济、实用的一种自动识别技术之一，不仅输入速度快，而且可靠性高，误码率低于百万分之一。另外，其制作也十分简单，对设备和材料没有特殊要求，设备和生产成本低。

激光枪的工作原理

激光扫描器是各种扫描器中价格相对较高的，但它所能提供的各项功能指标最高，因此在各个行业中都被广泛采用。

激光扫描器的基本工作原理为：手持式激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码。

激光扫描器分为手持与固定两种形式：手持激光枪连接方便简单、使用灵活，固定式激光扫描仪适用于阅读最较大、条码较小的场合，有效解放双手工作。

优点：激光扫描器可以很杰出的用于非接触扫描，通常情况下，在阅读距离超过30cm时激光阅读器是唯一的选择;激光阅读条码密度范围广，并可以阅读不规则的条码表面或透过玻璃或透明胶纸阅读，因为是非接触阅读，因此不会损坏条码标签;因为有较先进的阅读及解码系统，首读识别成功率高、识别速度相对光笔及CCD更快，而且对印刷质量不好或模糊的条码识别效果好;误码率极低(仅约为三百万分之一)。

印制条形码的原版底片必须通过国际或国家编码中心注册登记编发。要使条形码能够被济南条码扫描器正确识别，要求条形码线条直，不能断线，线条边缘要平滑锐利，不能出现锯齿，线条之间距离符合标准，线条黑度要足，反差要大。对条形码的技术要求主要有：

1、大小缩放

条形码通常是原大直接印刷，而要放大或缩小印刷要按EAN组织的技术要求，不可随意进行，一般规定其缩放倍率应控制在80%～200%。条形码缩放率对印刷合格率影响极大，当缩放倍率为100%时，印刷合格率为97.3%；缩放倍率为90%时，印刷合格率为95.7%；缩放倍率为85%时，印刷合格率为25%；而缩放倍率小于80%时，印刷合格率仅为10%。因此，缩放印刷最好由条形码软片的提供机构完成。

2、颜色搭配

由于条形码的识读系统规定一般扫描器光源是波长为630～700nm的红光光源，所以要考虑墨色的红光效应。

扫描器的入射光照射在不同颜色条形码表面，会发生不同效果的反射。黑墨可完全吸收红光，印品对入射光的反射率在3%以下，是最安全理想的条形码用色；白墨对红光则会完全反射，其印品对入射光的反射率接近100%，是最安全的空白用色，因此条形码一般都印成黑白相间的单色。但在包装印刷中，为增加其装饰性，经常会选择其他颜色条空搭配，这时就要注意根据颜色的红光效应选择合适的搭配。对红光反射率高的有黄、橙、红等色，对红光反射率低的有绿、紫等色。只要能满足条形码对反射率、扫射密度及其印刷对比度PCS值要求的任何色彩搭配，都是合理的条形码印刷颜色设计。

3、对承印物的要求

在光学特性方面，为保证扫描光源45°角入射和15°反射，要求承印物具有良好的光散特性。在材料方面，纸类承印物一般以纸本身的白色基底为空白色，对于纸的白度、不透明度、光泽度均有一定的要求。白度要求是为了使纸表面具有较好的反射能力；要求不透明是为了防止入射光透过纸张背面而使光信号减小，导致反射率降低；要求较低的光泽度是为了减少入射光的镜面反射效应。对于透明或半透明的印刷载体，应禁用与其包装内容物（尤其是液体内容物）相同的颜色作为条色，以避免内容物的颜色加深空地颜色，使空色向条色靠近，降低PCS值。

实际应用中此问题常常被忽略：如在蓝色或绿色液体透明包装上印刷白色空地、深蓝或深绿的条码，蓝色和绿色的内容物会使白色空地呈淡蓝或淡绿；在黑色西瓜籽的透明包装上印刷白色空地与黑色条的条形码，黑色的内容物会使白色空地呈浅灰色。此时应加深白色基底印刷油墨的浓度，使内容物颜色不会从基色中透出，或者改变颜色的搭配，避免上述现象发生。当包装装潢设计颜色与条形码设计颜色发生冲突时，应以条形码设计为准，修改包装装潢设计颜色。当载体漏光透色时，应采取以下措施：开辟一块颜色与空色相同、面积足够大、油墨足够浓的基色专门印刷条形码；若条形码印刷在塑膜封口处且背面有装潢的部分，应在封口的两层中间夹一不透明夹层，以确保背面装潢色彩不影响条形码PCS值。使用铝箔等反光材料作为载体时，可以打毛处理本体颜色或覆盖一层白、黄、橙红的基色为空色，以黑、深蓝、深绿、深棕为条色印刷条形码；亦可以反光材料本体为条色，以白、黄、橙、红为空色印刷条形码，被称为反白印刷。反白印刷的原理仍然是基于这种颜色设计能满足所规定的条与空的反射率、反射密度与PCS的对应值。对于承印材料尺寸稳定性的要求，应选用耐候性好，受力后尺寸稳定、着色性好、油墨扩展适中、渗透性小、平滑度及光洁度适中的材料。纸张中的铜版纸、胶版纸、白板纸，塑料中的双向拉伸聚丙烯膜和金属中的铝箔、马口铁都是条形码标志较好的承印物。而大包装常采用的瓦楞纸板由于表面不够平整、油墨渗透性不一，可能会造成较大的印刷误差，因此除了大倍率的EAN、UPC和ITF码外，一般不直接将其作为承印物，而是采用粘贴印刷标签方式。着色力差的无极性基团聚丙烯膜和尺寸稳定性差的编织带不可作为条形码标志的承印物。

4、对油墨的要求

在油墨颜色搭配时，要考虑油墨的色偏。油墨的色偏对条形码的精度影响很大。理论上讲，只要按照颜色配比使用油墨就可满足条形码要求，但由于印刷油墨存在色相不纯的缺陷，会发生偏色现象，如蓝油墨由于对红光的错误吸收，会造成红光下的反射率升高，降低条形码的PCS值。所以应严格控制油墨用色，使油墨密度均匀、色相饱和、纯度高，最好在印磁条形码前先测定某种油墨在红光下的反射率是否达到要求。

金属油墨（如金色）的反光度和光泽性会造成镜面反射效应，因而不能用于条形码印刷。由于条形码印刷是实地印刷，其印刷所能达到的反射密度与油墨的光学特性及墨层厚度有关，在印刷过程中，印品的反射密度随油墨厚度的增加而增加，当油墨厚度达到一定值后，密度便达到饱和，因此要特别注意油墨的浓度和墨层厚度。不同的印刷工艺，墨层厚度有较大差异，胶印为2～4μm，凸印8μm，柔印10μm，凹印12μm，网印可达到30μm。

根据测试可计算，上述印刷种类所得印品实地反射密度都可达到0.3以上，加之黑、青、蓝、绿等色能够全部吸收红光，所以采用上述几种印刷工艺印制条形码条色，反射率均可达到要求。条形码印刷用油墨粘度不宜太大，且在印刷中要注意供墨量和印刷压力。供墨量大，承印物不能在短时间内完全吸收，会在承印物表面铺展，使精度下降；供墨量小，线条不饱满甚至出现断划等现象；印刷压力过大，油墨剪切应力加大，流动性也随之变大，一方面会造成油墨铺展，另一方面，印版滚筒与压印滚筒间的压印区变宽，也会造成条形码条符变宽。这些都会影响条形码印刷的精度，所以要根据不同的印刷方式、不同油墨的流变性和承印材料吸墨性能，调整控制供墨量、印刷压力、印刷速度等因素。

在移动物联网时代，在“物物相连”的体系中，条形码作为一种重要的物品标识，是构成移动物联网的最基础元素，因此还是有必要了解一些关于条形码相关的知识，以便在移动物联网时代可以更好地把握机遇，拓展企业业务。下面我整理了关于条形码4个方面的基础知识和大家分享。关于条形码技术的内容大致可分为如下4个：

1．条形码技术的基础内涵2．条形码技术的主要类别3．条形码技术的主要优势4．传统条形码的市场局限条形码又称为“济南条码（barcode）”，其主要含义是集中在“条”和“码”二字上。“条”是指宽度不等的黑条，而这些“条”是按一定的编码规则排列的，形成了具有一定数字或字母符号含义的图标标识，也就是“条形码”。对商品而言，条形码是其进入市场、用于识别的重要图形标识符，有着如此重要作用的条形码必然有其一定的结构组成。条形码结构主要是由三部分组成，即空白区、代表编码信息的数据符和不代表编码信息的辅助符。

主要内容如下我整理所示：条形码是一种经过扫描识读后需要进行数据传输和处理的条码标识符，而条码的产生和形成所依据是条形码技术，它是随着社会的发展而产生的新兴技术。