外房网

数据的机器可读的光学表示

条形码是一种以可视的、机器可读的形式表示数据的方法。最初，条形码通过改变平行线的宽度和间距来表示数据。这些条形码，现在通常被称为线性或一维(1D)的条形码，可以被称为条形码阅读器的特殊光学扫描仪扫描，这种扫描仪有几种类型。后来，二维(2D)变体被开发出来，使用矩形、圆点、六边形和其他模式，称为矩阵码或2D条形码，尽管它们并不使用条形。二维条形码可以使用专用的二维光学扫描仪来读取，这种扫描仪以几种不同的形式存在。二维条形码也可以由与微型计算机运行的软件连接的数码相机读取，该软件拍摄条形码的摄影图像，并对图像进行分析，以解构和解码二维条形码。带有内置摄像头的移动设备，如智能手机，可以通过专门的应用软件实现后一种二维条码阅读器的功能(同一种移动设备也可以读取一维条码，这取决于应用软件)。

条形码由诺曼 约瑟夫 伍德兰和伯纳德?西尔弗发明，并于1951年在美国申请了专利。这项发明是基于摩尔斯电码的，摩尔斯电码被扩展到细棒和粗棒。然而，这项发明花了20多年的时间才获得商业上的成功。英国杂志《现代铁路》1962年12月的387-389页记录了英国铁路公司是如何完善条形码读取系统的，能够正确读取时速100英里(160公里/小时)的列车，没有错误，但当铁路私有化时，该系统被放弃了。在工业环境中最早使用一种类型的条形码是在20世纪60年代末由美国铁路协会赞助的。该方案由通用电话与电子公司(General Telephone and Electronics, GTE)开发，名为KarTrak ACI(汽车自动识别)，该方案涉及在贴在铁路车辆两侧的钢板上以各种组合方式放置彩色条纹。每辆车的两侧各有一个车牌，车牌上用彩色条纹排列着车辆的所有权、设备类型、识别码等信息。例如，当汽车驶过时，一个位于分类车场入口的轨道旁扫描器就会读取车牌。该项目在大约10年后被放弃，因为经过长期使用，该系统被证明不可靠。

当条形码被用于超市结账系统的自动化时，它在商业上取得了成功。1973年，统一杂货产品代码委员会选择了由乔治·劳勒(George Laurer)开发的条形码设计。Laurer的条形码，带有垂直条，比Woodland和Silver开发的圆形条形码印刷得更好。它们的使用已经扩展到许多其他任务，这些任务通常被称为自动识别和数据捕获(AIDC)。1974年6月，在俄亥俄州特洛伊市的一家马什超市，第一次扫描到现在无处不在的通用产品代码(UPC)条形码，当时使用的扫描仪是由摄影科学公司生产的。QR码，一种特殊的二维条码，最近由于智能手机用户的增长而变得非常流行。

其他系统已经进入了AIDC市场，但条形码的简单性、通用性和低成本限制了这些其他系统的作用，特别是在1995年以后出现射频识别(RFID)等技术之前。

1948年，美国宾夕法尼亚州费城德雷塞尔理工学院(Drexel Institute of Technology)的一名研究生伯纳德·西尔弗(Bernard Silver)无意中听到当地食品连锁店“食品博览会”(food Fair)的一名院长要求研究一种在结账时自动读取产品信息的系统。Silver把这个请求告诉了他的朋友Norman Joseph Woodland，然后他们开始开发各种各样的系统。他们的第一个工作系统使用紫外线墨水，但这种墨水太容易褪色，而且价格昂贵。

伍德兰确信这个系统可以进一步开发，于是他离开德雷克塞尔，搬到他父亲在佛罗里达的公寓里，继续研究这个系统。他的下一个灵感来自莫尔斯电码，他用沙滩上的沙子制作了他的第一个条形码。“我只是向下延伸点和破折号，用它们画出窄线和宽线。”为了阅读这些纸张，他采用了电影中的光学音轨技术，用一个500瓦的白炽灯透过纸张照射到背面的RCA935光电倍增管(来自电影放映机)上。他后来决定，如果打印成圆形而不是直线，系统会工作得更好，这样就可以在任何方向扫描。

1949年10月20日，Woodland和Silver提交了一份“分类设备和方法”的专利申请，他们在申请中描述了线性和牛眼印刷模式，以及阅读代码所需的机械和电子系统。该专利于1952年10月7日发布为美国专利2,612,994。1951年，伍德兰跳槽到IBM，并不断尝试让IBM对开发该系统产生兴趣。该公司最终委托撰写了一份关于这一想法的报告，报告得出的结论是，这一想法既可行又有趣，但处理由此产生的信息需要设备，而且需要在未来一段时间才能完成。

IBM提出购买该专利，但没有被接受。菲科公司于1962年购买了这项专利，随后将其出售给了RCA公司。

柯林斯在森林城

在本科期间，大卫·贾勒特·柯林斯(David Jarrett Collins)在宾夕法尼亚铁路公司(Pennsylvania Railroad)工作，并意识到自动识别火车车厢的必要性。1959年在麻省理工学院获得硕士学位后，他立即开始在GTE Sylvania工作，并开始着手解决这个问题。他开发了一种名为“KarTrak”的系统，将蓝色和红色的反射条纹贴在汽车的侧面，编码一个六位数的公司标识符和一个四位数的汽车号码。通过光电倍增管读取彩色条纹反射的光。

1961年，波士顿和缅因州铁路公司在他们的砂砾车上测试了KarTrak系统。这种测试一直持续到1967年，美国铁路协会(AAR)选择它作为整个北美车队的标准——自动汽车识别。这些装置于1967年10月10日开始安装。然而，20世纪70年代早期的经济衰退和汽车行业的大量破产大大减缓了这一计划的推出，直到1974年才有95%的飞机被贴上了标签。更糟糕的是，该系统在某些应用中很容易被污垢所欺骗，这极大地影响了精度。AAR在20世纪70年代末放弃了这个系统，直到20世纪80年代中期才引入了一个类似的系统，这次是基于无线电标签的。

铁路项目失败了，但新泽西的一座收费桥梁要求安装类似的系统，以便快速扫描购买月票的车辆。随后，美国邮政局(U.S. Post Office)要求建立一个跟踪卡车进出设施的系统。这些应用需要特殊的后反射器标签。最后，Kal Kan要求Sylvania团队提供一种更简单(和更便宜)的版本，可以放在宠物食品的箱子里，以控制库存。

计算机形式相同的公司

1967年，随着铁路系统的成熟，柯林斯去了管理层那里，为一个项目寻找资金，以开发适用于其他行业的黑白版代码。他们拒绝了，说这个铁路项目已经足够大了，他们认为没有必要这么快扩展业务。

柯林斯随后离开了Sylvania，成立了计算机标识公司。作为它的第一个创新，Computer Identics的系统从使用白炽灯，改为氦氖激光器，并整合了一面镜子，使它能够在扫描仪前几英尺处定位条形码。这使得整个过程更加简单和可靠，并且通常使这些设备能够处理损坏的标签，以及通过识别和读取完整的部分。

1969年春天，计算机识别公司(Computer Identics Corporation)在密歇根州弗林特市的通用汽车(Buick)工厂安装了其最早的两套扫描系统中的一套。该系统用于识别从生产到运输过程中，在头顶传送带上移动的十几种传输类型。另一个扫描系统安装在新泽西州卡尔施塔特的通用贸易公司的配送中心，以引导货物到合适的装货区。

通用产品代码

1966年，美国食品链协会(NAFC)召开了一次会议，讨论自动检测系统的想法。购买了原始林地专利的RCA参加了会议，并启动了一个内部项目，以开发一个基于靶心代码的系统。克罗格(Kroger)连锁杂货店自愿测试。

20世纪70年代中期，NAFC成立了美国超市食品杂货统一编码特设委员会，为条码开发制定指导方针。此外，它还成立了一个符号选择小组委员会，以帮助标准化方法。在与咨询公司麦肯锡(McKinsey & Co.)的合作下，他们开发了一种用于识别产品的标准化11位代码。委员会随后发出了一份合同投标书，以开发一个打印和读取代码的条形码系统。辛格、国家收银机公司(NCR)、利顿工业公司(Litton Industries)、RCA、Pitney-Bowes、IBM和其他许多公司都收到了这一请求。研究了各种各样的条形码方法，包括线性码、RCA的靶心同心圆码、星暴模式等。

1971年春天，RCA在另一个行业会议上展示了他们的靶心代码。参加会议的IBM高管注意到RCA展台上的人群，并立即开发了他们自己的系统。IBM的市场营销专家亚历克·雅布隆诺弗记得公司仍然雇用伍德兰，于是他在罗利-达勒姆三角研究公园建立了一个新的机构来领导开发工作。

1972年7月，RCA在辛辛那提的一家克罗格店开始了为期18个月的测试。条形码印在小纸片上，商店员工在贴价签时用手贴上去。该法规被证明存在严重问题;打印机有时会弄脏墨水，使代码在大多数方向上无法读懂。然而，像IBM的Woodland正在开发的这种线性代码，是按条纹的方向打印的，所以额外的墨水只会让代码“更高”，同时保持可读性。因此，在1973年4月3日，IBM UPC被选为NAFC标准。IBM为未来的行业需求设计了五个版本的UPC符号:UPC A、B、C、D和E。

NCR在俄亥俄州特洛伊的马什超市安装了一个试验台系统，就在生产该设备的工厂附近。1974年6月26日，克莱德·道森从篮子里拿出了10包箭牌果汁口香糖，并在早上8:01被莎伦·布坎南扫描。这包口香糖和收据现在在史密森学会展出。这是UPC的第一次商业亮相。

1971年，一个IBM团队被召集起来，进行密集的计划会议，每天12到18个小时的反复讨论，如何在整个系统中部署和团结地操作技术，并安排一个推出计划。到1973年，该团队与食品杂货制造商会面，介绍需要印在他们所有产品的包装或标签上的符号。杂货店使用它不会节省成本，除非至少70%的产品上有制造商打印的条形码。IBM预计在1975年需要75%。然而，尽管这一目标已经实现，但到1977年，仍有不到200家杂货店配备了扫描仪。

为食品杂货行业委员会进行的经济研究预计，到20世纪70年代中期，该行业将节省4000万美元。这些数字并没有在那个时间段内实现，一些人预测条形码扫描将会消亡。条形码的有用性要求大量零售商采用昂贵的扫描仪，同时制造商也采用条形码标签。这两家公司都不想先下手为强，头几年的结果也不乐观，《商业周刊》在1976年的一篇文章中宣称“超市扫描器失败了”。

另一方面，在这些商店中使用条形码扫描的经验显示了额外的好处。新系统获得的详细销售信息可以更好地响应客户的习惯、需求和偏好。这反映在安装条形码扫描器5周后，杂货店的销售额通常开始上升，最终稳定在10-12%的增长，从未下降。这些商店的运营成本也降低了1-2%，这使他们能够降低价格，从而增加市场份额。研究表明，条码扫描器的投资回报率为41.5%。到1980年，每年有8000家商店进行改造。

《模拟人生》超市是澳大利亚第一家使用条形码的超市，始于1979年。

1981年，美国国防部采用代码39来标记出售给美国军方的所有产品。这个系统，自动标记和阅读符号的物流应用(LOGMARS)，仍然被国防部使用，并被广泛认为是条形码在工业应用中广泛采用的催化剂。

条形码在世界各地的许多环境中被广泛使用。在商店里，UPC条形码被预先印在大多数商品上，而不是杂货店的新鲜农产品上。这加快了结账的速度，有助于跟踪商品，还减少了包括交换价签在内的入店行窃行为，尽管现在入店行窃者可以打印自己的条形码。编码图书ISBN的条形码也广泛地预先印在书籍、期刊和其他印刷材料上。此外，零售连锁会员卡使用条形码来识别顾客，从而实现定制化营销，并更好地了解个人消费者的购物模式。在销售点，购物者可以通过注册时提供的地址或电子邮件地址获得产品折扣或特别营销优惠。

条形码广泛应用于医疗保健和医院设置中，从患者身份识别(访问患者数据，包括病史、药物过敏等)到使用条形码创建SOAP Notes，再到药物管理。它们还被用来方便在批量扫描应用程序中被成像的文档的分离和索引，跟踪生物物种的组织，并与动态检查秤集成，以识别在传送带中被称量的项目，用于数据收集。

它们也可以用来跟踪物体和人;它们被用来跟踪租车、航空行李、核废料、挂号信、特快专递和包裹。条形码票(可以由客户在家庭打印机上打印，也可以存储在移动设备上)允许持有人进入体育场、电影院、剧院、游乐场和交通工具，并用于记录租赁设施车辆的进出情况等。这可以让船东更容易地识别重复或欺诈票。条形码广泛应用于车间控制应用软件，员工可以扫描工作单，跟踪工作时间。

条形码也用于一些非接触式1D和2D位置传感器。在某些类型的绝对一维线性编码器中，采用了一系列的条码。条形码紧密地排列在一起，以至于读者总是有一个或两个条形码在其视野内。作为一种基准标记，条形码在阅读器视野中的相对位置提供了增量的精确定位，在某些情况下具有亚像素分辨率。从条形码解码的数据给出了绝对粗位置。“地址地毯”,如豪厄尔的二进制模式和Anoto点模式,是一个2 d条形码设计这样一个读者,尽管只有一小部分的完整的地毯在读者的视野,可以找到它的绝对X, Y位置和旋转的地毯。

2D条形码可以嵌入到网页的超链接。一个内置摄像头的移动设备可以用来读取模式和浏览链接的网站，这可以帮助购物者找到附近商品的最佳价格。自2005年以来，航空公司在登机牌上使用了国际航空运输协会(iata)标准的二维条形码(条形码登机牌(BCBP))，自2008年以来，发送到手机上的二维条形码使电子登机牌成为可能。

条形码的一些应用程序已经不再使用。在20世纪70年代和80年代，软件源代码偶尔会用条形码编码并打印在纸上(Cauzin Softstrip和Paperbyte是专门为这一应用而设计的条形码符号)，1991年的barcode battleer电脑游戏系统使用任何标准条形码来生成战斗统计数据。

作为后现代主义运动的一部分，艺术家们已经在艺术中使用了条形码，比如斯科特·布莱克的《条形码耶稣》。