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條碼的歷史 The History of Barcode
2018/01/09
  條碼是一種常見的自動識別及數據搜集科技。條碼的研究始於美國,最早出 現在20世紀40年代,但是得到實際應用和發展還是在20世紀70年代以後。美國人Joseph Woodland 及Bernard Silver 於1952年10月7日註冊了世界第一個條碼的專利( 專利編號是 # 2,612,994)
 
 Bernard Silver 還是學生時便開始研究條碼,這位工程師在費城(Philadelphia)的德瑞索理工學院(Drexel Institute of Technology)讀研究生課程時。學院接受了一間費城本地食品零售店的委托,發明一種技術可以減少員工在收銀和點貨時的錯誤。Bernard Silver 就跟 Joseph Woodland 一起研究這類技術,最後就成為條碼自動識別技術。
 
該圖案很像微型射箭靶,被叫做“公牛眼”條碼。靶是由圓條和空白繪成同心的圓環 形,在原理上“公牛眼”條碼與後來的條碼很相近,遺憾的是當時的技術還不能印製出這種水平的條碼。但是Joseph Woodland 一直沒有放棄對條碼技術的研究,20年後, 他成為了IBM的工程師,並參與了UPC 條碼的研究。
 
條碼第一次在商業上應用是於1966年。幾年後,於1970年, 一間名為Logican Inc的公司,發展出Universal Grocery Products Identification Code (簡稱 UGPIC)。三年後,1973年, 美國統一代碼委員會 ( Uniform Code Countcil, UCC)成立,並委托IBM 發展UPC 碼(通用產品代碼,Universal Product Code)。在1974年第一部UPC的條碼掃描器正式在超巿使用,從此UPC就在北美快速流行。
 
 1962年, Bernard Silver 在交通意外中離世,年36歲。並未能看到條碼科技日後的大量應用。而另人位工程Joseph Woodland在1992年得到National Medal of Technology 的獎項嘉許。
 
兩位發明條碼的工程師並沒有在這科技上賺到很多錢,因為他們在1952年就把專利出售給RCA。一筆過把專利全部出售。而專利則在1969年到期,五年之後條碼才在巿場上被大量使用。
 
1974年,Intermec 公司的戴維. 阿利爾 (Davide Allair)博士研制出三九碼,很快被美國國防部所採納,作為軍用條碼碼制。後來,三九碼被廣泛用於工業領域。
 
 1976年,UPC商品條碼系統在美國和加拿大超級巿場上得到成功應用,這給人們以很大的鼓舞,尤其是歐洲人對此產生了極大興趣。歐洲12國(英國,原聯 邦德國,法國,丹麥,挪威,比利時,芬蘭,意大利,奧地利,瑞士,荷蘭,瑞典) 在UPC條碼基礎上,開發出與UPC碼兼容的歐洲物品編碼系統( European Article Numbering System, EAN 碼),並簽署了“歐洲物品編碼協議備忘錄”,1977年正成成立了歐洲物品編碼協會 (European Article Numbering Association, EAN)。由於EAN 組織不斷發展,已成為一個國際性組織。1981年歐洲物品編碼協會更名為“國際物品編碼協會”(International Article Numbering Assciation, IAN)。但由於歷史原因和習慣,國際物品編碼協會仍稱為EAN。
 
進入二十世紀八十年代,人們圍繞提高條碼符號的信息密度,開展了多項研究,Code 128 和Code 39 就是其中的研究成果。信息密度是描述條碼符號性能的一個重要參數,通常把單位長度中可能編寫的字母叫做信息密度,記做“字母個數/cm”。128碼 (Code 128)於1981年被推荐使用,這種碼的優點是條碼符號信息密度比三九碼多出近30%。隨著條碼技術的發展,條碼碼制種不斷增加,因而標準化問題日益突 出。為此先後制定了一系列條碼標準:軍用標準1189,交插二五碼(ITF),和庫德巴碼(Codebar) ANSI 標準MH10.8M等。同時一些行業也開始建立行業標準,以適應發展需要,二維條碼(2D barcode)開始出現。戴維. 阿利爾又研制出四九碼(Code 49),這是一種非傳統的二維條碼符號,具有更高的信息密度;特德. 威廉斯(Ted Williams)推出16K碼; Symbol 推出PDF417; Denso 推出QR碼。二維條碼的出現使得條碼的作用從只能充當於機器識讀的物品代碼擴展到能携帶一定量信息的數據,這就使用系統能通過條碼對信息載體實現自動識別 和數據採集。到目前為止,共有40多種碼制,相應的自動識別設備和印刷技術也得到了長足的發展,形成了具有遠大發展前景的條碼產業。
 
 
什麼是條碼? What is barcode?
 
 
 條碼是可以讓光學掃描器讀取資料的一種符號,符號內可儲存一些資訊,一般都跟所附著的物件有關。例如一件商品經掃描之上的條碼後,就可以知道有關此產品的資料。
 
 
 條碼是由一條條黑條和白條所組成,黑條和白條均有不同的闊度以代表 不同的資料。這種一條條的條碼,稱之為一維條碼(1D barcode)。這是現在最常見應用最多的條碼。而隨著科技發展,亦有一些以點,六角型或長方型來表現的條碼,這些條碼叫作二維條碼(2D Barcode)。雖然已經不是以條作為表述,但因為習慣使然,仍然叫做條碼。
 
條碼是以特製的光學掃描器(optical scanner)來讀取資料,叫作條碼掃描器(Barcode Scanner 或 Barcode Reader)。現在手機只要加入條碼閱讀軟件亦可掃描條碼。
 
條碼辨識技術已相當成熟,其讀取的錯誤率約為百萬分之一,首讀率大於98%,是一種可靠性高、輸入快速、準確性高、成本低、應用面廣的資料自動收集技術。 世界上約有225種以上的一維條碼(1D Barcode),每種一維條碼都有自己的一套編碼規格,規定每個字母(可能是文字或數位元或文數位)是由幾個線條(Bar)及幾個空白(Space)組 成,以及字母的排列。一般較流行的一維條碼有 39碼(Code 39)、EAN碼(European Article Number)、UPC 碼 (Universal Product Code) 、128碼(Code 128),以及專門用於書刊管理的ISBN、ISSN等。
 
條碼最初是應用在鐵路運輸上,但不是很成功。商業上開始成功應用條 碼的是在超級巿場的收銀系統(Supermarket checkout systems)。第一代廣泛在超巿應用的條碼是UPC 條碼 (Universal Product Code),之後條碼的應用發展得越來越多和廣泛。
 
自六十年代至今的過去幾十年條碼都是自動識別技術中的王者,只是近 年有另一技術冒起,就是RFID (Radio Frequency Identification)。但暫時RFID 的價錢還是很高,比起一張條碼標籤,一片RFID 晶片的價錢要貴上幾十倍,所以暫時RFID 還只能在貴價產品上應用。可能很多年後RFID 成本下降後,可以取代條碼。但起碼十年內,條碼還是這種自動識別技術的主導。
 
 
Timeline of barcode technology 條碼技術發展簡史
 
1949 年 美國的 N.J.Woodland 申請了環形條碼專利。
 
1960 年 提出鐵路貨車上用的條碼識別標記方案。
 
1963 年 在 1963 年 10 月號《控制工程》雜誌上發表了描述各種條碼技術的文章。
 
1967 年 美國辛辛那提的一家超市首先使用條碼掃描器 barcode scanner 。
 
1969 年 比利時郵政業採用用螢光條碼表示信函投遞點的郵遞區號。
 
1970 年 ( 美國成立 UCC Uniform Code Countcil) ;美國郵政局採用長短形條碼表示信函的郵遞區號。
 
1971 年 歐洲的一些圖書館採用 Plessey 碼。
 
1972 年 美國提出庫德巴碼、交叉 25 碼 (I25) 和 UPC 碼 (Universal Product Code) 。
 
1974 年 美國提出 39 碼 (Code 39) 。
 
1977 年 歐洲採用 EAN 碼 (European Article Number) 。
 
1980 年 美國軍事部門採納 39 碼 (Code 39) 作為其物品編碼。
 
1981 年 國際物品編碼協會成立;實現自動識別的條碼解碼技術; 128 碼 (Code128) 被推薦使用。
 
1982 年 掌上型鐳射條碼掃描器實用化;美國軍用標準 military 標準 1189 被採納; 93 碼開始使用。
 
1983 年 美國制定了 ANSI 標準 MH10.8M ,包括交叉 25 碼、 39 碼和 Codebar 碼。
 
1984 年 美國制定醫療保健業用的條碼標準。
 
1987 年 美國的 David Allairs 博士提出 49 碼。
 
1988 年 可見鐳射二極體研製成功;美國的 Ted Willians 提出適合鐳射系統識讀的新穎碼制 16K 碼。
 
條碼的碼制 Barcode Symbologies
碼制即指條碼排列的不同規則,因應不同的用途,時代和商業理由,巿場上有幾十種不同的條碼的碼制。不同的碼制有它們各自的應用領域,簡單總結如下:
 
 
只含數字的條碼(Numeric-only barcodes)
 
Codabar: 一種很老舊的條碼,主要用在圖書館和血庫。
 
 
Code 11: 用於標籤通信設備的條碼。
 
 
EAN-13: European Article Numbering 用於商品的條碼。是國際通用的符號體系,是一種長度固定、無含意的條碼,所表達的資訊全部為數位,主要應用於商品標識。
 
 
EAN-8: 短版的EAN 條碼,用途跟EAN-13 一樣,但主要用在體積細小的商品上。
 
 
Industrial 2 of 5: 老舊條碼已經沒有應用。
 
 
Interleaved 2 of 5: 廣泛應用於包裝、工業、運輸以及國際航空系統的機票順序編號等。
 
 
PostNet: 美國郵政用來分別信件的條碼。
 
 
UPC-A: Universal product code 於美國和加拿大使用的商品條碼。
 
 
Standard 2 of 5: 老舊條碼已經沒有應用。
 
 
UPC-E: 短版的UPC 條碼,用途跟UPC-A 一樣,但主要用在體積細小的商品上。
 
 
含字母和數字的條碼(Alpha-numeric barcodes)
 
Code 128: 使用率非常高的條碼,長度可變,可輸入大小階字母,穩定性和可靠性極高的條碼。
 
 
Code 39: 使用率高的條碼,但密度比Code 128 低。
 
 
Code 93: 跟Code 39 相似的條碼。
 
 
LOGMARS: 跟Code 39 一樣,但用於美國政府內部。
 
 
二維條碼(2-Dimensional barcodes)
 
PDF417: 適合儲存大量資料。
 
 
DataMatrix: 條碼非常細小,但可儲存大量資料。
 
 
Maxicode: UPS (United Parcel Service) 自家發明和使用的條碼。
 
 
QR Code: 日本發明的條碼,可配合手機和上網使用。
 
 
 
條碼基本術語 Terms of Barcode Technology
 
1D bar code 一維條碼
 
將線條與空白按照一定的編碼規則組合起來的符號,用以代表一定的字母、數字等資料。在 進行辨識的時候,是用條碼閱讀機掃描,得到一組反射光信號,此信號經光電轉換後變為一組與線條、空白相對應的電子訊號,經解碼後還原為相應的文數字,再傳 入電腦。世界上約有225種以上的一維條碼,每種一維條碼都有自己的一套編碼規格,規定每個字母(可能是文字或數字或文數字)是由幾個線條(Bar)及幾 個空白(Space)組成,以及字母的排列。一般較流行的一維條碼有 39碼、EAN碼、UPC 碼、128碼,以及專門用於書刊管理的ISBN、ISSN等。
 
2D Bar code 二維條碼
 
要提高資料密度,又要在一個固定面積上印出所需資料,可用二種方法來解決:(1) 在一維條碼的基礎上向二維條碼方向擴展,(2) 利用圖像識別原理,採用新的幾何形體和結構設計出二維條碼。前者發展出堆疊式(Stacked)二維條碼,後者則有矩陣式(Matrix)二維條碼之發 展,構成現今二維條碼的兩大類型。 二維條碼的新技術在1980年代晚期逐漸被重視,在「資料儲存量大」、「資訊隨著產品走」、「可以傳真影印」、「錯誤糾正能力高」等特性下,二維條碼在 1990年代初期已逐漸被使用。
 
AIDC
 
自動識別和資料擷取(AIDC)是指自動辯識物件與收集資料,並將之直接輸入電腦系統 (即不需人的參與)的方法。技術上,通常將條碼、射頻識別(RFID)、生物識別、磁條、光學辯識(OCR)、智慧卡、語音辯識等視為是自動辯識的一部 分。AIDC也通常被稱為“Automatic Identification”、“Auto-ID”和“Automatic Data Capture”
 
AIDC是獲取外部資料的過程和手段,特別是透過分析圖像、聲音或視訊。為了擷取資 料,需要一個傳感器將實際圖像或聲音轉化為數位化資料。該資料被儲存,並由電腦進行分析,或將之與資料庫中資料進行比較以辯識身份,或是提供授權以進入一 個安全的系統。可採取不同的方式來擷取資料,最好的方法取決於應用方式。
 
CCD Scanner
 
CCD掃描器,藉由CCD陣列上的所發出的光去感應條碼。CCD掃描器,可用於接觸式和非接觸式版本。
 
DUN-14
 
14位固定長度,是用於外殼編碼
 
 
條碼 bar code
 
由一組規則排列的條、空及其對應字元組成的標記,用以表示一定的資訊。
 
 
條碼系統 bar code system
 
由條碼符號設計、製作及掃描閱讀組成的自動識別系統。
 
條 bar
 
    條碼中反射率較低的部分。
 
空 space
 
 條碼中反射率較高的部分。
 
空白區 clear area
 
 條碼左右兩端外側與空的反射率相同的限定區域。
 
保護框 bearer bar
 
 圍繞條碼且與條反射率相同的邊或框。
 
起始符 start character
 
 位於條碼起始位置的若干條與空。
 
終止符 stop character
 
 位於條碼終止位置的條與空。
 
中間分隔符號 central seperating character
 
 位於條碼中間位置的若干條與空。
 
條碼字元 bar code character
 
 表示一個字元的若干條與空。
 
條碼數據符 bar code data character
 
 表示特定資訊的條碼字元。
 
條碼校驗符 bar code check character
 
 表示校驗碼的條碼字元。
 
條碼填充符 filler character
 
 不表示特定資訊的條碼字元。
 
條高 bar height
 
 構成條碼字元的條的二維尺寸的縱向尺寸。
 
條寬 bar width
 
 構成條碼字元的條的二維尺寸的橫向尺寸。
 
空寬 space width
 
 構成條碼字元的空的二維尺寸的橫向尺寸。
 
條寬比 bar width ratio
 
 條碼中最寬條與最窄條的寬度比。
 
空寬比 space width ratio
 
 條碼中最寬空與最窄空的寬度比。
 
條碼長度 bar code length
 
 從條碼起始符前緣到終止後緣的長度。
 
長高比 length to height ratio
 
 條碼長度與條高的比。
 
條碼密度 bar code density
 
 單位長度的條碼所表示的字元個數。
 
模組 module
 
 組成條碼的基本單位。
 
條碼字元間隔 bar code intrcharacte gap
 
 相鄰條碼字元間不表示特定資訊且與空的反射率相同的區域。
 
單元 element
 
 構成條碼字元的條、空。
 
連續型條碼 continuos bar code
 
 沒有條碼字元間隔的條碼。
 
非連續型條碼 discrete bar code
 
 有條碼字元間隔的條碼。
 
雙向條碼 bidirectional bar code
 
 左右兩端均可作為掃描起點的條碼。
 
附加條碼 add-on
 
 表示附加資訊的條碼。
 
自校驗條碼 self-cheching bar code
 
 條碼字元本身具有校驗功能的條碼。
 
定長條碼 fixed length of bar code
 
 條碼字元個數固定的條碼。
 
非定長條碼 unfixed length of bar code
 
 條碼字元個數不固定的條碼。
 
條碼字元集 bar code character set
 
 其類型條碼所能表示的字元集合。
 
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