條形碼的前世今生

發展歷史：

條形碼（barcode）是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。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。條形碼可以標出物品的生產國、制造廠家、商品名稱、生產日期、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統等許多領域都得到廣泛的應用。

最早被打上條形碼的產品是箭牌口香糖。條形碼技術最早產生在風聲鶴唳的二十世紀二十年代，誕生于威斯汀豪斯（Westinghouse）的實驗室里。一位名叫約翰·科芒德（John Kermode） 性格古怪的發明家“異想天開”地想對郵政單據實現自動分檢，那時候對電子技術應用方面的每一個設想都使人感到非常新奇。

他的想法是在信封上做條碼標記，條碼中的信息是收信人的地址，就象今天的郵政編碼。為此科芒德發明了最早的條碼標識，設計方案非常的簡單（注：這種方法稱為模塊比較法），即一個“條”表示數字“1”，二個“條”表示數字“2”，以次類推。然后，他又發明了由基本的元件組成的條碼識讀設備：一個掃描器（能夠發射光并接收反射光）；一個測定反射信號條和空的方法，即邊緣定位線圈；和使用測定結果的方法，即譯碼器。

科芒德的掃描器利用當時新發明的光電池來收集反射光。“空”反射回來的是強信號，“條”反射回來的是弱信號。與當今高速度的電子元器件應用不同的是，科芒德利用磁性線圈來測定“條”和“空”。就象一個小孩將電線與電池連接再繞在一顆釘子上來夾紙。科芒德用一個帶鐵芯的線圈在接收到“空”的信號的時候吸引一個開關，在接收到“條”的信號的時候，釋放開關并接通電路。因此，最早的條碼閱讀器噪音很大。開關由一系列的繼電器控制，“開”和“關”由打印在信封上“條”的數量決定。通過這種方法，條碼符號直接對信件進行分檢。

此后不久，科芒德的合作者道格拉斯·楊（Douglas Young），在科芒德碼的基礎上作了些改進。

科芒德碼所包含的信息量相當的低，并且很難編出十個以上的不同代碼。而楊碼使用更少的條，但是利用條之間空的尺寸變化，就象今天的UPC條碼符號使用四個不同的條空尺寸。新的條碼符號可在同樣大小的空間對一百個不同的地區進行編碼，而科芒德碼只能對十個不同的地區進行編碼。

直到1949年的專利文獻中才第一次有了諾姆·伍德蘭（Norm Woodland）和伯納德·西爾沃（Bernard Silver）發明的全方位條形碼符號的記載，在這之前的專利文獻中始終沒有條形碼技術的記錄，也沒有投入實際應用的先例。諾姆·伍德蘭和伯納德·西爾沃的想法是利用科芒德和楊的垂直的“條”和“空”，并使之彎曲成環狀，非常象射箭的靶子。這樣掃描器通過掃描圖形的中心，能夠對條形碼符號解碼，不管條形碼符號方向的朝向。

在利用這項專利技術對其進行不斷改進的過程中，一位科幻小說作家艾薩克·阿西莫夫（Isaac Azimov）在他的《赤裸的太陽》（The Naked Sun）一書中講述了使用信息編碼的新方法實現自動識別的事例。那時人們覺得此書中的條形碼符號看上去象是一個方格子的棋盤，但是今天的條形碼專業人士馬上會意識到這是一個二維矩陣條形碼符號。雖然此條形碼符號沒有方向、定位和定時，但很顯然它表示的是高信息密度的數字編碼。

直到1970年Iterface Mechanisms公司開發出“二維碼”之后，才有了價格適于銷售的二維矩陣條碼的打印和識讀設備。那時二維矩陣條形碼用于報社排版過程的自動化。二維矩陣條形碼印在紙帶上，由今天的一維CCD掃描器掃描識讀。CCD發出的光照在紙帶上，每個光電池對準紙帶的不同區域。每個光電池根據紙帶上印刷條碼與否輸出不同的圖案，組合產生一個高密度信息圖案。用這種方法可在相同大小的空間打印上一個單一的字符，作為早期科芒德碼之中的一個單一的條。定時信息也包括在內，所以整個過程是合理的。當第一個系統進入市場后，包括打印和識讀設備在內的全套設備大約要5000美元。

此后不久，隨著LED（發光二極管）、微處理器和激光二極管的不斷發展，迎來了新的標識符號（象征學）和其應用的大爆炸，人們稱之為“條碼工業”。今天很少能找到沒有直接接觸過即快又準的條形碼技術的公司或個人。由于在這一領域的技術進步與發展非常迅速，并且每天都有越來越多的應用領域被開發，用不了多久條形碼就會像燈泡和半導體收音機一樣普及，將會使我們每一個人的生活都變得更加輕松和方便。

發展前景：

隨著零售業和消費市場的飛速擴大和發展，也促進了中國條碼標簽業務的增長。因為越來越多的地方需要用到標簽和條碼。其實早在上個世紀70年代，條碼已經在全球零售業得到了小范圍的應用，而現如今，條碼和自動識別系統和數據采集技術依然在全球范圍發揮著至關重要的作用。

實際上，在全球范圍內，每天需要運用到條碼掃描的次數已經超過上億次，其應用范圍也涉及到各個領域和行業，其中包括物流、倉儲，圖書館，銀行，pos收銀系統，醫療衛生、零售商品、服裝、食品服務以及高科技電子產品等等，而目 前仍然會在每天都在一些新增加的項目上持續的用到條碼應用領域。隨著市場的不斷發展，我們有足夠的信心相信，條碼必定會推動我們去體驗更優質的生活并能節省我們寶貴的時間。

比如在物流業，物流中的貨物分類，庫位的分配，庫位的查詢，進出庫信息，進出庫盤點，產品查詢等，如果是用人力去做這些事，不僅浪費時間、人力物力財力等，還常常伴隨著非常大的出錯率，給大多數商家乃至整個物流業的自身發展都帶來了頗多的困擾，所以可以說，沒有條碼的物流過程將會是多么的雜亂無章，其后果往往不堪設想。而條碼技術對物流業的優勢也是顯而易見的，既能精確管理，又功能實用。對于大部分的現代化倉庫管理的需求都能滿足。操作方便簡單，維護亦不需費心，倉庫的管理員經過簡單的培訓都能快速上崗進行操作。而且還能大大減少居高不下的人為出錯率。把種類繁瑣的工作瞬間化煩為易，查詢貨物的時候特別方便，不需再耗費很多的人力去翻查種類繁多的出進貨單據，只需在電腦上輕輕一掃，所需的貨物型號、經銷商、進出貨日期，經辦人等具體詳細資料都即可顯示出來，并且可以打印出來。而且這部分數據還可以備份，不會因為死機或者電腦中病毒而擔心數據的丟失。不失為人性化管理系統。

二維碼的前世今生

起源：

條形碼信息識別技術是由一組按一定編碼規則排列的條、空符號，用以表示一定的字符、數字及符號組成的信息技術，它起源于20世紀40年代后期，應用于70年代，普及于80年代。條形碼是在計算機應用和實踐中產生并發展起來的廣泛應用于商業、郵政、圖書管理、倉儲、工業生產過程控制、交通等領域的一種自動識別技術，具有輸入速度快、可靠性高、采集信息量大、靈活實用、易于制作、成本低等優點，在當今的自動識別技術中占有重要的地位。

在日常生活中最常見的是條形一維碼。一維碼即指條碼條和空的排列規則，這些條和空組成的數據表達一定的信息，并能夠用特定的設備識讀，轉換成與計算機兼容的二進制和十進制信息。常用的一維碼的碼制包括：EAN碼、39碼、交叉25碼、UPC碼、128碼、93碼、ISBN碼及Codabar碼等。通常對于每一種物品，其編碼是唯一的，而對于普通的一維碼來說，還要通過數據庫建立條碼與商品信息的對應關系，當條碼的數據傳到計算機上時，由計算機上的應用程序對數據進行操作和處理。因此，普通的一維碼在使用過程中僅作為識別信息，通過在計算機系統的數據庫中提取相應的信息而實現。一維碼制作簡單，編碼碼制較易被不法分子獲得并偽造，而且一維碼幾乎不可能表示漢字和圖像信息。

隨著計算機技術的發展，針對一維碼存儲容量不足、易復制、無法表示漢字和圖像等缺點，產生了二維碼，并廣泛運用于生活。二維碼用某種特定的幾何圖形按一定規律在二維空間上分布的黑白相間的圖形中記錄數據符號信息。在代碼編制上，二維碼巧妙利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”“1”比特的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，通過圖像輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理。目前二維碼已形成多種碼制，常見的有QR Code、Code 16K、Code One等。二維碼通常分為行排式二維碼和矩陣式二維碼。行排式二維碼由多行一維碼堆疊在一起構成，其形態類似于一維碼，但與一維碼的排列規則不完全相同，如PDF417碼、Code 49；矩陣式二維碼是深色方塊與淺色方塊組成的矩陣，在矩陣中深色塊和淺色塊分別表示二進制中的和，通常具有糾錯功能，如Data Matrix碼、QR Code、漢信碼等。

與一維碼相比，二維碼具有存儲密度大，擁有糾錯能力，與其他技術結合應用廣泛，能存儲漢字、字母、數字等多種信息的優點。一是存儲密度大。二維碼可以在縱橫兩個方向存儲信息，大大提高了存儲密度，如果使用標準狀態下的一維碼與二維碼相比較，相同面積下二維碼所表示的信息約為一維碼的多倍。二是擁有糾錯能力。一維碼只有一個或數個校驗位，并不能糾錯；二維碼信息密集，若受到污損失也會較大，因此，二維碼一般都具有很強的糾錯機制。不同的二維碼具有不同的糾錯算法，同一種二維碼也會有不同的糾錯等級，用于不同的應用需求。三是應用廣泛。二維碼可與其他技術進行廣泛結合，與加密技術結合，可以用于很多保密的信息傳遞；與防偽技術結合，可用于證件的防偽。四是二維碼能存儲多種信息。一維碼只能表示表中的字符；二維碼具有自己的字符集，可以表示數字、字母、位字節、各種語言文字以及特殊字符等，很多二維碼還提供了擴展字符集，可自由擴展編碼。

發展歷程：

國外對二維碼技術的研究始于20世紀80年代末，在二維碼符號表示技術研究方面已研制出多種碼制。這些二維碼的信息密度比傳統的一維碼有較大提高，如PDF417碼的信息密度是一維碼Code39的20多倍。在二維碼標準化研究方面，國際自動識別制造商協會（AIM）、美國標準化協會（ANSI）已完成了PDF417碼、QR Code、Code 49、Code 16K、Code One等碼制的符號標準。國際標準技術委員會和國際電工委員會還成立條形碼自動識別技術委員會（ISO/IEC/JTC1/SC31），已制定QR Code的國際標準（ISO/IEC 18004：2000《自動識別與數據采集技術—條碼符號技術規范—QR碼》），起草PDF417碼、Code 16K、Data Matrix碼、Maxi Code等二維碼的ISO/IEC標準草案。在二維碼設備開發研制、生產方面，美國、日本等國的設備制造商生產的識讀設備、符號生成設備，已廣泛應用于各類二維碼應用系統。

我國對二維碼技術的研究始于1993年。隨著我國市場經濟的不斷完善和信息技術的迅速發展，國內對二維碼技術的需求與日俱增，對二維碼技術的研究不斷深入。在消化國外相關技術資料的基礎上，制定了兩個二維碼的國家標準：二維碼網格矩陣碼（SJ/T 11349-2006）和二維碼緊密矩陣碼（SJ/T 11350-2006），促進了我國具有自主知識產權技術的二維碼研發。2016年8月3日，支付清算協會向支付機構下發《條碼支付業務規范》（征求意見稿），其中明確指出支付機構開展條碼業務需要遵循的安全標準。

應用：

二維碼作為一種全新的信息存儲、傳遞和識別技術，自誕生之日起就得到了世界上許多國家的關注。美國、德國、日本等國家不僅已將二維碼技術應用于公安、外交、軍事等部門對各類證件的管理，而且也將二維碼應用于海關、稅務等部門對各類報表和票據的管理，商業、交通運輸等部門對商品及貨物運輸的管理，郵政部門對郵政包裹的管理，工業生產領域對工業生產線的自動化管理。

隨著互聯網時代的來臨，很多商品的詳細信息都能更好地通過圖片、視頻、新媒體等展現在網上，所以人們開始在廣告中使用二維碼作為傳統媒體與互聯網之間的媒介。二維碼真正大量進入大眾的視線是在2011年微信的發布，微信是騰訊公司推出的一款可以快速發送文字、圖片、語音的手機即時聊天軟件。微信作為一種廣告推送的新載體，吸引了商家的眼球，而微信加好友最方便的做法就是掃描二維碼，這使得二維碼開始得到關注。正因為二維碼具有存儲量大、保密性高、追蹤性高、譯碼可靠性高、編碼范圍廣、成本低等特性，近年來二維碼應用逐漸從我們熟知的掃描加微信好友、掃碼直接進入購物網站，擴展到了表示商品詳細信息、身份識別、安全保密、追蹤、存貨盤點、資料備援等方面。目前二維碼比較廣泛的應用有以下6種。

1.信息獲取和身份識別，主要應用于電子名片證件制作、會議簽到、車輛管理等個人信息識別。

2.安全保密，主要應用于商業情報、經濟情報、政治情報、軍事情報等資料加密及傳遞。

3.追蹤溯源，主要應用于展示產品的來源，比如豬肉、奶制品、有機食品等，很多物流公司也用二維碼做貨物溯源。

4.表單制作，主要應用于公文表單、商業表單、進出口報單、艙單等資料的傳送交換，減少人工重復輸入表單資料，避免人為錯誤，降低人力成本。

5.電子票務，主要應用于火車票、飛機票、電影票、景點門票銷售等，告別傳統文字紙張模式，采用二維碼進行售票、檢票，提高通行效率，防止偽票。

6.信息推送，主要應用于電子書、游戲、應用軟件、音樂、視頻、圖片等相關信息推送，通過掃描鏈接二維碼，即可獲得相關資料下載。

可以看出，二維碼在商業領域應用非常廣泛。總的來說，二維碼應用根據業務形態不同可分為兩類。一是被讀類業務，即平臺將二維碼通過消息發到用戶智能設備上，用戶持智能設備到現場，通過二維碼機掃描智能設備進行內容識別。應用方將業務信息加密、編制成二維碼圖像后，將二維碼發送至用戶的移動終端上，用戶使用時通過設在服務網點的專用識讀設備對移動終端上的二維碼圖像進行識讀認證，作為交易或身份識別的憑證來支撐各種應用。二是主讀類業務，即用戶在智能設備上安裝二維碼客戶端，使用智能設備拍攝并識別媒體、報紙等上面印刷的二維碼圖片，獲取二維碼所存儲內容并觸發相關應用。用戶利用智能設備拍攝包含特定信息的二維碼圖像，通過智能設備客戶端軟件進行解碼后觸發智能設備上網、名片識讀、撥打電話等多種關聯操作，以此為用戶提供各類信息服務。