条形码的编码原理

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第237页（2010字）

为便于阅读和识别条形码，基础在条形码编码原理。这里主要讨论条形码的基本结构以及编码元素的构成方式。

1．条形码的基本结构

一个完整条形符号的基本结构，如图10．4．2－1所示，它一般由两侧静区、起始字符、数据字符、校验字符和终止字符组成。

图10．4．2－1 条形码符号的基本结构

静区是没有任何印刷符或条形码信息，它通常是白的，位于条形码符号的两侧。其作用在对阅读器起提示作用，即提示扫描器准备扫描条形码符号。

起始字符系条形码符号的第一位字符，它的特殊条、空结构用于识别一个条形码符号的开始。阅读器首先确认此字符的存在，进而去处理由扫描器获得的一系列脉冲。

数据字符是位于起始字符的后面，由条形字符表示的数据。一般用作标识制造商和商品的代号。

校验字符的作用同前述的信息分类编码技术。但在条形码结构中视具体情况决定增设与否。对变长连续型结构的条形码，增设校验字符的作用最为突出。有时为了进一步提高阅读的可靠性，甚至设置两位校验位。而对定长、位数较少的断续型条形码，增设校验字符的意义要终止字符的意义要小些。

终止字符系条形码符号的最后一位字符。它的特殊条空结构用于识别一个条形码符号的结束。阅读器识别终止字符，以便知道条形码符号已扫描完毕，而且若条形码字符有效，阅读器则向计算机传送数据信息，并向操作者提供“有效读入”的反馈。终止字符的使用，避免了不完整信息的输入。当采用校验字符时，终止字符还指示阅读器对数据字符实施校验计算。

起始字符和终止字符的条、空结构通常是不对称的二进制序列，这一非对称性允许扫描器进行双向扫描。当条形码符号被反向扫描时，阅读器会在进行校验计算和传送信息前，把条形码各字符重新排列成正确的顺序。

此外，根据条形码编码方式的差异有：连续型条形码与断续型条形码。

连续型条形码的代码与代码之间不存在空白间隔，其特点是条形符号中黑、白条符均携带编码信息。断续型(或离散型)条形码的代码与代码之间由空白间隔隔开，其特点是空白间隔不携带编码信息。之外，这种结构的起始符和终止符都是黑色条符。

两者相比，连续型码结构紧凑，可能获得较高的编码密度，但在应用上存在着一定的局限性。例如，当要求在指定位置或者两组条形码信息之间打印一组新增加信息应用的场合，如若使用连续码，则会对打印系统提出不可能达到的精确定位要求，这时就只能使用断续码。

关于条形码字符集，在各种条形码制中主要有两种，一种是数字式字符集，它包含数字0－9及一些特殊字符；另一种是数字、字母式字符集，它包含数字0－9、字母A－Z及一些特殊字符。

2．编码元素的构成方式

条形代码通常是由黑色条符和白色条符根据特定的规则组成的，这里所说的黑色条符是通过某种方法印制的，而两个印刷的黑色条符间的空白即代表白色条符，黑白条符不同排列方法构成不同的图案，从而代表不同的字母、数字和其他人们熟悉的各种符号。目前，国际上有许多种条形码编码方法。不同的编码规则为同一字符规定的条形代码是不同的。这种不同表现在：黑色条符的条数；黑色条符的相对位置；黑色条符的宽度；白色条符的相对位置；白色条符的宽度。但作为一种数字计算机数据输入语言，它们都具有以二进制为基础进行编码和内部处理的共同特点。因而，在条形码的形成过程中，按规则印刷的黑色条符与白色条符，宽条符与窄条符，长条符与短条符等等，都可以作为区分二进制值1和0的特征。

总之，不同的条符搭配构成不同的编码元素，进而构成不同的条形代码或直接形成条形码数据流。

此外，不论那种码制的条形码都设有非信息代码，即编码表中的起始符、终止符、校验字符、功能符代码。后两者视需要而定。对于起始符、终止符，随不同码制条形码而具有不同的基本编码模块宽度，如最少的仅为三个基本编码模块宽度，关于起始符、终止符前后静区的宽度，一般等于10倍基本编码模块宽度。