曲靖条码自动识读技术的重要组成

曲靖条码自动识读技术可分为硬件技术和软件技术两部分。

自动识读硬件技术主要解决将条码符号所代表的数据转换为计算机可读的数据，以及与计算机之间的数据通信。硬件支持系统可以分解成光电转换技术、译码技术、通信技术以及计算机技术。

自动识读软件技术一般包括扫描器输出的测量、条码码制以及扫描方向的识别、逻辑值的判断，以及阅读器与计算机之间的数据处理等几个部分。

在条码自动识读设备的设计中，往往以硬件支持为主，所以应尽量采取可行的软措施来实现译码及数据通信。近年来，条码技术逐步渗透到许多技术领域，人们往往把条码自动识读装置作为电子仪器、机电设备和家用电器的重要功能部件，因而小体积、低成本是自动识读技术的发展方向。

条码识读技术主要由条码扫描和译码两部分构成。扫描器只是把条码符号转换成数字脉冲信号，而译码器是把数字脉冲信号转换成条码符号所表示的信息。如图1.1所示是扫描器的扫描、译码的示意图。

条码符号是由宽窄不同，反射率不同的条、空按照一定的编码规则组合起来的一种信息符号。常见的条码是黑条与白空（也叫白条）印制而成的。因为黑条对光的反射率最低，而白空对光的反射率最高。条码识读器正是利用条和空对光的反射率不同来读取条码数据的。条码符号不一定必须是黑色和白色，也可以印制成其他颜色，但两种颜色对光必须有不同的反射率，保证有足够的对比度。扫描器一般采用630nm附近的红光或近红外光。

由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，使之产生电信号，信号经过电路放大后产生一模拟电压，它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比，再经过滤波、整形等信号处理，形成与模拟信号对应的方波信号，经译码器按一定的译码逻辑对数字脉冲进行译码处理后，解释为计算机可以直接接受的数字信号。

1、条形码按码制分类

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。IPC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。它是长度可比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（CodeBar）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，每个字符由3个条和3个空，共11个单元元素宽度，又称（11，3）码。它由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。其字符集成为数字。0-9，26个大写字母和7个特殊字符（-、。、Space、/、+、%、￥）以及4个控制字符。每个字符由3个条和3个罕，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、陀、F3）和3个变换字符，共49个字符。

9）其他码制

除上述码外，还有其他的码制，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。

2、按维数分类

1）普通的一维条码

普通的一维条码自本问世以来，很快得到了普及并广泛应用。但是由于一维条码的信息容量很小，如商品上的条码仅能容13位的阿拉伯数字，更多的描述商品的信息只能依赖数据库的支持，离开了预先建立的数据库，这种条码就变成了无源之水，无本之木，因而条码的应用范围受到了一定的限制。

2）二维条码

除具有普通条码的优点外，二维条码还具有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强、易于制作、成本低等优点。

美国Symbol公司于1991年正式推出名为PDF417的二维条码，简称为PDF417条码，即“便携式数据文件”。FDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件，是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。

3）多维条码

进入20世纪80年代以来，人们围绕如何提高条形码符号的信息密度，进行了研究工作。多维条形码和集装箱条形码成为研究、以展与应用的方向。信息密度是描述条形码符号的一个重要参数据，即单位长度中可能编写的字母个数，通常记作：字母个数/cm。影响信息密度的主要因素是条、空结构和窄元系的宽度。

128码和93码就是人们为提高密度而进行的成功的尝试。128码城1981年被推荐应用；而93码于1982年投入使用。这两种码的符号密度均比39码高将近30%。

随着条码技术的发展和条形码三制的种类不断增加，条形码的标准化显得愈来愈重要。为此，曾先后制定了军用标准1189；交叉25码、39码和CodaBar码ANSI标准MH10.8M等。同时，一些行业也开始建立行业标准，以适应发展的需要。此后，戴维阿利尔又研制出49码。这是一种非传统的条形码符号，它比以往的条形码符号具有更高的密度。特德威廉姆斯（TedWilliams）GFI988推出16K码，该码的结构类似于49码，是一种比较新型的码制，适用于激光系统。

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。

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