1.条形码（BarCode）技术

自动识别技术的形成过程与条形码技术的发明、使用和发展密不可分。条形码技术是集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新型自动识别与数据采集技术，其核心部分是条形码。条形码在20世纪20年代诞生于威斯汀豪斯（Westinghouse）的实验室里。条形码转换成的信息，需要扫描和译码两个过程。白色条纹能反射各种波长的可见光，黑色条纹则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后，反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上，光电转换器根据强弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号。

一维条形码和二维条形码如图4.4所示。

图4.4 一维条形码和二维条形码

（1）一维条形码

到目前为止，常见的条形码的码制有二十多种，其中广泛使用的码制包括EAN码、Code39码、ITF25码、UPC、128码、Code93码以及CODABAR码等。不同的码制具有不同的特点，适用于特定的应用领域。

1）UPC。UPC在1973年由美国超市工会推行，是世界上第一套商用的条形码系统，主要应用在美国和加拿大。UPC包括UPC-A和UPC-E两种系统，UPC只提供数字编码，限制位数（12位和7位），需要检查码，允许双向扫描，主要应用在超市与百货业。

2）EAN码（欧洲商品条码）。1977年，欧洲12个工业国家在比利时签署草约，成立了国际商品条码协会，参考UPC制定了与之兼容的EAN码。EAN码仅有数字号码，通常为13位，允许双向扫描，缩短码为8位码，也主要应用在超市和百货业。

3）ITF25码（交叉25码）。ITF25码的条码长度没有限定，但是其数字资料必须为偶数位，允许双向扫描。ITF25码在物流管理中应用较多，主要用于包装、运输、国际航空系统的机票顺序编号、汽车业及零售业。

4）Code39码。在Code39码的9个码素中，一定有3个码素是粗线，所以Code39码又被称为“三九码”。除数字0～9以外，Code39码还提供英文字母A～Z以及特殊的符号，它允许双向扫描，支持44组条码，主要应用在工业产品、商业资料、图书馆等场所。

5）CODABAR码（库德巴码）。这种码制可以支持数字、特殊符号及4个英文字母，由于条码自身有检测的功能，因此无需检查码，主要应用在工厂库存管理、血库管理、图书馆借阅书籍及照片冲洗业。

6）ISBN（国际标准书号）。ISBN是因图书出版、管理的需要以及便于国际出版物的交流与统计，而出现的一套国际统一的编码制度。每一个ISBN码由一组有“ISBN”代号的十位数字所组成，用以识别出版物所属国别地区、出版机构、书名、版本以及装订方式。这组号码也可以说是图书的代表号码，大部分应用于出版社图书管理系统。

7）Code128码。Code128码是目前中国企业内部自定义的码制，可以根据需要来确定条码的长度和信息。这种编码包含的信息可以是数字，也可以包含字母，主要应用于工业生产线领域、图书管理等。

8）Code93码。这种码制类似于Code39码，但是其密度更高，能够替代Code39码。

条形码技术给人们的工作、生活带来的巨大变化是有目共睹的。然而，由于一维条形码的信息容量比较小，例如商品上的条码仅能容纳几位或者几十位阿拉伯数字或字母，因此一维条形码仅仅只能标识一类商品，而不包含对于相关商品的描述。只有在数据库的辅助下，人们才能通过条形码得到相关商品的描述。换言之，如果离开了预先建立的数据库，一维条形码所包含的信息将会大打折扣。由于这个原因，一维条形码在没有数据库支持或者联网不方便的地方，其使用就受到了相当的限制。

（2）二维条形码

二维条形码可以从水平、垂直两个方向来获取信息，因此，其包含的信息量远远大于一维条形码，并且还具备自纠错功能。但二维条形码的工作原理与一维条形码却是类似的，在进行识别的时候，将二维条形码打印在纸带上，阅读条形码符号所包含的信息，需要一个扫描装置和译码装置，统称为阅读器。阅读器的功能是把条形码条符宽度、间隔等空间信号转换成不同的输出信号，并将该信号转化为计算机可识别的二进制编码输入计算机。扫描器又称光电读入器，它装有照亮被读条码的光源和光电检测器件，并且能够接收条码的反射光，当扫描器所发出的光照在纸带上，每个光电池根据纸带上条码的有无来输出不同的图案，来自各个光电池的图案组合起来，从而产生一个高密度信息图案，经放大、量化后送译码器处理。译码器存储有需译读的条码编码方案数据库和译码算法。在早期的识别设备中，扫描器和译码器是分开的，目前的设备大多已合成一体。

与一维条形码一样，二维条形码也有许多不同的编码方法。根据这些编码原理，可以将二维条形码分为以下三种类型。

1）线性堆叠式二维码：就是在一维条形码的基础上，降低条码行的高度，安排一个纵横比大的窄长条码行，并将各行在顶上互相堆积，每行间都用一模块宽的厚黑条相分隔。典型的线性堆叠式二维码有Code16K、Code49、PDF417等。

2）矩阵式二维码：它是采用统一的黑白方块的组合，而不是不同宽度的条与空的组合，它能够提供更高的信息密度，存储更多的信息，与此同时，矩阵式的条码比堆叠式的具有更高的自动纠错能力，更适用于在条码容易受到损坏的场合。矩阵式符号没有标识起始和终止的模块，但它们有一些特殊的"定位符"，定位符中包含了符号的大小和方位等信息。矩阵式二维条码和新的堆叠式二维条码能够用先进的数学算法将数据从损坏的条码符号中恢复。典型的矩阵二维码有Aztec、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。

3）邮政码：通过不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如Postnet、BPO4-State等。

在上述介绍的二维条形码中，PDF417码由于解码规则比较开放和商品化，因而使用比较广泛，它是PortableDataFile的缩写，意思是可以将条形码视为一个档案，里面能够存储比较多的资料，而且能够随身携带。它在1992年正式推出，1995年美国电子工业联谊会条码委员会在美国国家标准协会赞助下完成二维条形码标准的草案，以作为电子产品产销流程使用二维条形码的标准。PDF417码是一个多行结构，每行数据符号数相同，行与行左右对齐直接衔接，其最小行数为3行，最大行数为90行。而DataMatrix码则主要用于电子行业小零件的标识，如Intel奔腾处理器的背面就印制了这种码。MaxiCode是由美国联合包裹服务公司研制的，用于包裹的分拣和跟踪。Aztec是由美国韦林公司推出的，最多可容纳3832个数字、3067个字母或1914个字节的数据。

（3）条形码的特点

条形码具有下述特点，因而得到广泛应用。(www.daowen.com)

1）条形码易于制作，对印刷设备和材料无特殊要求，条形码成本低廉、价格便宜。

2）条形码用激光读取信息，数据输入速度快，识别可靠准确。

3）识别装备结构简单、操作简单、无需专门训练。

2.RFID电子标签与条形码的区别

用RFID技术识别商品，其思路来源于条形码。它们的目的都是快速、准确地确认目标。主要的区别在于以下几方面。

（1）使用的技术不同

条形码系统是一种二进制代码，这种代码以平行的线条和分割的间隙组成数据，由宽的和窄的线条或间隙组成的序列，可以用数字/字母来解释。通过激光扫描器读出，即通过在黑色线条和白色间隙上的激光的不同反射来读出。二者之间最大的区别是：条形码是“可视技术”扫描仪在人的指导下工作，只能接受它视野范围内的条形码。相比之下，射频识别不要求看见目标。射频标签只要在接收器的作用范围内就可以被读取。

（2）完成功能有差异

条形码标签被划破、污染或是脱落，扫描仪就无法辨认目标。条形码只能识别生产者和产品，并不能辨认具体的商品，贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样，无法辨认哪些产品先过期。而射频标签的芯片内存有该产品的详细信息：产品的名称、产地、材料、批次、生产日期以及产品有效期等信息。

（3）使用环境和条件不同

读取条形码时，人工操作，效率低，需一条条逐一处理，易出差错，劳动强度大，受环境条件影响也大；相比RFID电子标签；其阅读器无需可见光源，具有穿透性，可透过外部材料直接读取信息，能同时处理或批量处理多个射频标签，简化了劳动强度，并实时跟踪物品速度，且具有位置判断能力，出错率极低，受环境条件影响不大。

（4）制作和使用成本不同

条形码的成本就是由条形码、纸张和油墨构成，因此，便宜得多。而有RFID标签成本较条形码要高，比如内存芯片的主动射频标签因性能不同价格差异较大，被动标签的成本可降至十几美分。没有内置芯片的电子标签价格可降至0.1美分，但它仅适用于对数据信息要求不高的情况。

3.RFID应用存在的问题

（1）电子标签的价格问题

电子标签与其要粘贴的商品价格相比，还是比较昂贵的。目前，电子标签的整体价格为几美分，而条形码的价格要便宜得多。根据共同的观点，电子标签的价格只有降到5美分以下时，才会获得大面积的推广和市场利益。

（2）电子标签涉及的隐私问题

当采用电子标签时，可能会涉及一些个人隐私问题，它表现在下述两个主要问题上。第一，阅读器能在个人不知情的情况下于远处读取标签信息；第二，如果购买者用信用卡或会员卡为一件加了电子标签的物品付款，那么商品就可以将物品的唯一标识ID号和购买者的身份联系起来。

（3）电子标签的安全性问题

电子标签被攻击的问题应当受到消费者和销售商两方面的关注。当人们装备了笔记本式计算机、阅读器附加卡和一个可以访问和改变标签内容的软件时，标签的防篡改等安全性能应能经受得起考验。

（4）标准统一的问题

目前RFID的有关标准较多，难以统一，在一定程度上影响了RFID技术的发展。

RFID和条形码是两种有关联又有不同的技术。条形码是“可视技术”，识读设备只能接收视野范围内的条形码；而RFID不要求必须看见目标，电子标签只要在阅读器的作用范围内就可以被读取。RFID和条形码将会在各自使用的范围内获得发展，并在较长时间内共存。