唇!曇花一現(xiàn)!曇花一現(xiàn)!在雜貨店買東西從未如此 借助條形碼技術(shù)，更輕松或更快捷。你一定看過 黑白斑馬條紋從玉米片包裝到各種商品 圖書館的書籍和用于閱讀它們的激光棒。但是有 你有沒有停下來想過它們是如何工作的?

　　照片：安 電子的 斑馬?條形碼表示印在其下方的數(shù)字行，帶有黑白條圖案。條形碼設(shè)計用于 計算機(jī) 通過掃描紅色 LED 或激光快速讀取。

　　條形碼有什么用?

　　照片：條形碼可用于各種庫存/盤點工作，但它們可能是我們最熟悉的印在雜貨店產(chǎn)品上的識別碼。

　　如果您經(jīng)營一家繁忙的商店，則需要跟蹤所有事情 您銷售，以確保您的客戶想要購買的是 總是有貨。最簡單的方法是在 貨架尋找空位，只需在您需要的地方重新填充 自?；蛘?，您可以寫下人們在 結(jié)帳，編制所有購買的列表，然后簡單地使用它 重新訂購您的庫存。這對小商店來說很好，但如果 您正在經(jīng)營沃爾瑪?shù)囊患掖笮头值?，上面有?shù)千種商品 銷售?順利經(jīng)營商店還有許多其他困難。如果 您用價格標(biāo)記所有項目，并且需要更改 價格 在你賣貨之前，你必須重新定價一切。和 入店行竊呢?如果您看到很多威士忌瓶丟失 貨架， 你真的能確定你已經(jīng)把它們都賣掉了嗎?你怎么做 知道有些是否被盜?

　　在商店中使用條形碼技術(shù)可以幫助解決所有這些問題 問題。它使您可以在計算機(jī)系統(tǒng)上保留集中記錄 跟蹤產(chǎn)品、價格和庫存水平。您可以更改價格 隨心所欲，無需在所有價格標(biāo)簽上貼上新價格標(biāo)簽 瓶子和盒子。您可以立即看到某些庫存水平 項目不足并重新排序。因為條碼技術(shù)是如此 準(zhǔn)確無誤，您可以合理地確信任何項目 失蹤(并且似乎沒有被出售)可能是 被盜 - 也許將它們移動到商店中更安全的部分 或保護(hù)他們 無線射頻識別標(biāo)簽.

　　像這樣的基于條形碼的庫存系統(tǒng)有三個主要部分。首先，有一個中心 計算機(jī) 運行一個數(shù)據(jù)庫(記錄系統(tǒng))，記錄您銷售的所有產(chǎn)品、制造者、每種產(chǎn)品的成本以及如何 很多你有庫存。二、所有條形碼都印有 產(chǎn)品。最后，有一個或多個結(jié)帳掃描儀可以 讀取條形碼。

　　條形碼如何表示數(shù)字 0–9

　　條形碼是一個非常簡單的想法：提供您想要的每一件物品 對自己的唯一編號進(jìn)行分類，然后簡單地將數(shù)字打印在 項 所以 電子的 掃描設(shè)備 可以閱讀它。我們可以簡單地打印數(shù)字本身，但麻煩 使用十進(jìn)制數(shù)字是它們很容易混淆(印刷錯誤 八個在計算機(jī)看來可能看起來像三，而六個與 九個，如果你把它倒過來——這可能會導(dǎo)致各種各樣的混亂 如果您以錯誤的方式掃描玉米片，則結(jié)帳)。我們什么 真正需要的是一種完全可靠的數(shù)字打印方式，以便 它們可以在高速下非常準(zhǔn)確地讀取。這就是問題所在 條形碼解決了。

　　相片：條碼中的每個數(shù)字由七個大小相等的垂直方塊表示。 它們以黑色或白色著色，以表示十進(jìn)制數(shù)字 0–9。 每個數(shù)字最終由四個胖或細(xì)的黑白組成 條紋及其圖案的設(shè)計使得即使您將其顛倒過來， 它不能與任何其他數(shù)字混淆。

　　如果你看條形碼，你可能做不出頭或尾 它：你不知道一個數(shù)字在哪里結(jié)束，另一個數(shù)字從哪里開始。但 其實很簡單。產(chǎn)品編號中的每個數(shù)字都相同 水平空間量：正好7個單位。然后，代表任何 從零到九的數(shù)字，我們簡單地給這七個單位上色 具有不同圖案的黑白條紋。因此，數(shù)字 一個用兩條白色條紋著色，兩條黑色表示 條紋，兩條白色條紋和一條黑色條紋，而數(shù)字二 由兩條白色條紋、一條黑色條紋、兩條白色條紋表示 條紋，以及最后兩條黑色條紋。

　　您可能已經(jīng)注意到條形碼可能很長，這就是 因為它們必須代表三種不同類型的信息。 條形碼的第一部分告訴您它簽發(fā)的國家/地區(qū)。 下一部分揭示了產(chǎn)品的制造商。最后一部分 的條形碼標(biāo)識產(chǎn)品本身。不同類型的 相同的基本商品(例如，四包可口可樂瓶和 六包可口可樂罐)具有完全不同的條形碼編號。

　　大多數(shù)產(chǎn)品帶有一個簡單的條形碼，稱為 UPC(通用) 產(chǎn)品代碼)- 帶有一組數(shù)字的垂直條紋線 打印在它下面(因此有人可以手動輸入產(chǎn)品 如果條形碼在商店中打印錯誤或損壞，并且無法掃描 條形碼閱讀器)。還有另一種條形碼正變得越來越普遍，其 存儲更多信息。它被稱為 二維(二維)條形碼) 你有時會在自己打印的郵票上看到它。

　　照片：兩組非常細(xì)的“護(hù)欄”(我用紅色表示)顯示了條形碼的開始和結(jié)束位置， 而中間的第三組將產(chǎn)品代碼(黃色)分成兩個數(shù)據(jù)塊(在本例中為 0028 和 1003)。保護(hù)條使掃描儀更容易檢測條形碼，找出條形碼的向上方向，并在條形碼模糊時幫助識別它(下面將詳細(xì)介紹)。

　　條碼掃描器如何工作?

　　如果我們沒有技術(shù)，擁有條形碼就不好了 閱讀它們。條碼掃描器必須能夠讀取 產(chǎn)品上的黑白斑馬線非?？?，并為其提供信息 向 a 提供的信息 計算機(jī) 或 結(jié)帳終端，可以使用產(chǎn)品立即識別它們 數(shù)據(jù)庫。這是他們的做法。

　　為了這個簡單的例子，讓我們假設(shè)條形碼是簡單的開關(guān)，二進(jìn)制 每條黑線對應(yīng)一條 1，每條白線對應(yīng)一條零的模式。(我們已經(jīng) 看到真正的條形碼比這更復(fù)雜，但讓我們保持簡單。

　　掃描頭閃耀 發(fā)光二極管 或激光照射到條形碼上。

　　光從條形碼反射回光到稱為 光電電池.條形碼的白色區(qū)域 反射大部分光線;黑色區(qū)域反映最少。

　　當(dāng)掃描儀移過條形碼時， 單元格產(chǎn)生對應(yīng)于黑白條紋的開關(guān)脈沖模式。 所以對于這里顯示的代碼(“黑黑黑白黑白黑 將是“關(guān)閉”。

　　連接到掃描儀的電子電路將這些開關(guān)脈沖轉(zhuǎn)換為 數(shù)字。

　　來自掃描儀的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被發(fā)送到計算機(jī)程序，該程序計算出最終的條形碼。

　　在一些掃描儀中，只有一個光電單元，當(dāng)您將掃描儀頭移過時，它會 產(chǎn)品(或經(jīng)過掃描頭的產(chǎn)品)，細(xì)胞檢測黑白的每個部分 條形碼依次。在更復(fù)雜的掃描儀中，有一整條光電電池線和整個 一次性檢測代碼。

　　掃描儀如何應(yīng)對移動物體?

　　這里的一個主要復(fù)雜問題是條形碼(或掃描儀)在掃描過程中經(jīng)常移動 (想想你如何在自助雜貨店結(jié)賬時刷東西)或者它可能離掃描儀太遠(yuǎn)，以至于代碼 失焦。這意味著掃描儀產(chǎn)生的圖案不是一組清晰的易于識別的黑白條紋， 而是由更模糊的灰色陰影制成的模糊污跡。 各種不同的電腦 算法 可用于將這些模糊的圖案轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)確的條形碼，包括邊緣檢測，它尋找突然 變化 在亮度中，零讓位于一，反之亦然。 如果您想確切了解這些算法的工作原理，請查看本文末尾的技術(shù)參考。

　　照片：左：我們看到和想到的條形碼是清晰明了的斑馬圖案。 中間：掃描儀捕獲條形碼時可能會被弄臟得面目全非。 右圖：使用邊緣檢測和其他算法，可以將模糊的圖像變回某種東西 就像一個可用的條形碼。

　　條碼掃描器的類型

　　照片：典型的棒式條碼掃描器(也稱為條碼閱讀器)。

　　不同類型的條碼掃描器可用于各種 應(yīng)用。在小型便利店，您通常會發(fā)現(xiàn) 基本魔杖掃描儀。最簡單的看起來像電子筆或 巨大的超大剃須刀。它們發(fā)出紅色 LED 輕觸黑白條形碼圖案，然后讀取 具有光敏性的反射光圖案 CCD 或字符串 光電電池.如果你 有一個筆式掃描儀，你必須在條形碼上運行它，這樣它才能 依次到達(dá)每個黑色或白色塊;使用魔杖掃描儀， CCD或光電管一次讀取整個代碼。

　　照片：使用亞馬遜的iPhone / iPod應(yīng)用程序掃描條形碼。你找到一個你喜歡的產(chǎn)品， 掃描代碼，在線商店會自動彈出產(chǎn)品詳細(xì)信息。

　　在繁忙的超市里，你更有可能看到一個非常復(fù)雜的 激光 掃描器。它將被內(nèi)置在底座中 在結(jié)賬通道下，在一塊玻璃下，你也許可以 看到激光束被紡車高速反彈，所以它 瞬間讀取產(chǎn)品(字面意思)。另一種技術(shù)使用小 攝像機(jī)瞬間拍攝 數(shù)碼照片 的條形碼。一個 然后計算機(jī)分析照片，只挑選條形碼 其中的一部分并將黑白條的圖案轉(zhuǎn)換為 數(shù)。(運行在 手機(jī) 以這種方式工作，使用手機(jī)的內(nèi)置攝像頭拍攝代碼。 像這樣的掃描儀可以準(zhǔn)確讀取數(shù)十種揮手的產(chǎn)品 每分鐘過去它們，比舊式準(zhǔn)確得多 結(jié)帳(您必須手動輸入每件商品的價格)。 最好的條碼掃描器非常準(zhǔn)確，以至于它們只能制造一個 錯誤地掃描了大約 7000 萬條掃描信息! (將其與在鍵盤上打字進(jìn)行比較，您通?？赡軙?每鍵入 100 個字符中出現(xiàn)一個錯誤。

　　條形碼掃描技術(shù)自 1970 年代初以來一直存在 但直到 1980 年代和 1990 年代商店開始后才真正流行起來 投資復(fù)雜的計算機(jī)化 電子銷售點 (埃波斯) 結(jié)賬終端。當(dāng)年，商店 結(jié)賬費用高達(dá)數(shù)千美元。如今，掃描儀遠(yuǎn)不止于此 實惠。您可以購買簡單的USB條形碼 掃描儀和 軟件 并將其連接到普通的筆記本電腦或計算機(jī) 只需幾美元。得益于條形碼，即使是微小的便利 如今，商店可以像沃爾瑪一樣順利運營!

　　誰發(fā)明了條形碼?

　　我們是如何達(dá)到一個幾乎我們購買的所有東西都標(biāo)有條形碼的地步的?這里有一些 條形碼歷史上的關(guān)鍵時刻：

　　1948: 伯納德·西爾弗 (1924-1963)和 N. 約瑟夫·伍德蘭 (1921–) 獲得開發(fā)可以自動掃描產(chǎn)品的雜貨結(jié)賬的想法。伍德蘭嘗試了各種不同的標(biāo)記系統(tǒng)，包括線條和圓圈、受電影配樂啟發(fā)的標(biāo)記以及基于摩爾斯電碼的點和破折號。1949 年 10 月，兩位發(fā)明人改進(jìn)了他們的系統(tǒng)以使用靶心圖案并申請了專利(美國專利 #2，612，944)，該專利于 1952 年 10 月 7 日授予。他們早期的條形碼掃描設(shè)備使用傳統(tǒng)燈來照亮產(chǎn)品標(biāo)簽和光電倍增管(一種粗糙的 光電電池) 來讀取從它們反射的光。1951年，Joe Woodland加入IBM從事條形碼技術(shù)工作，盡管該公司拒絕購買他的專利，該專利被Philco(以及后來的RCA)收購。

　　藝術(shù)品：最初的條形碼不像今天那樣使用“斑馬”條紋，而是像這樣的“靶心”圖案。藝術(shù)品來自 美國專利#2，612，944：分類裝置和方法 由Woodland and Silver提供，由美國專利商標(biāo)局提供。

　　1960年代：RCA開發(fā)了許多商業(yè)應(yīng)用，直到1969年專利到期。靶心條形碼的工作仍在繼續(xù)，但它們被證明是不可靠的，并逐漸被擱置一旁。

　　1970年：到目前為止，雜貨店開始探索使用自己的產(chǎn)品編碼和標(biāo)記系統(tǒng)的想法，但不同的商店正在考慮不同的系統(tǒng)，這可能會給向多個零售商銷售品牌商品的大型食品制造商帶來問題。在 艾倫·哈伯曼 (1929-2011)，波士頓第一國家商店的執(zhí)行副總裁，這些商店聚集在一起，組成了統(tǒng)一代碼委員會(UCC)，后來被稱為GS1 US，該組織現(xiàn)在管理全球條形碼標(biāo)準(zhǔn)。

　　1971年：同時在IBM擔(dān)任工程師 喬治·勞勒 (1925-)建立在伍德蘭的想法的基礎(chǔ)上，開發(fā)了 通用產(chǎn)品代碼 (UPC)—現(xiàn)代黑白條紋條形碼。(閱讀更多關(guān)于勞勒的工作和 IBM 對條形碼技術(shù)的貢獻(xiàn).)

　　1973年：在檢查了各種不同的標(biāo)記系統(tǒng)后，哈伯曼的雜貨店委員會決定將IBM的矩形UPC作為標(biāo)準(zhǔn)的雜貨條形碼。雖然他沒有發(fā)明條形碼，但哈伯曼因其普遍采用而廣受贊譽。

　　1974 年：6 月 26 日，世界上第一臺雜貨店條碼掃描器在美國俄亥俄州特洛伊的 Marsh's 超市投入使用?？巳R德·道森(Clyde Dawson)購買的第一次掃描產(chǎn)品是10包箭牌口香糖。

　　1979 年：在英國，條形碼掃描儀首次在林肯郡斯伯丁的主要市場使用。

　　2011年：喬·伍德蘭(Joe Woodland)和已故的伯納德·西爾弗(Bernard Silver)入選國家發(fā)明家名人堂，以表彰他們的杰出發(fā)明。

　　原始條碼掃描器

　　我曾潛入美國專利商標(biāo)局的檔案， 拿出了由N. Joseph Woodland和Bernard Silver發(fā)明的原始條形碼圖案掃描儀的記錄。我已經(jīng)給它上色并編號了，以快速說明它是如何工作的。在上圖中，您可以看到整個設(shè)備，包括條形碼掃描儀，條形碼掃描儀在中間以藍(lán)色顯示;在下圖中，您可以看到掃描儀本身的更詳細(xì)視圖：

　　作品由美國專利商標(biāo)局提供。您可以在以下位置找到完整的說明和更詳細(xì)的圖紙 美國專利#2，612，944：分類裝置和方法 作者：Norman J Woodland 和 Bernard Silver。

　　就像雜貨店里的現(xiàn)代包裝一樣，伍德蘭和銀色的設(shè)想物品會在一面上印有條形碼。

　　您將要掃描的物品，其條形碼面朝下放在由某種透明材料制成的傳送帶上。

　　條形碼上閃耀著各種燈光。

　　掃描儀拾取條形碼反射的光線。

　　掃描儀向分揀機(jī)構(gòu)發(fā)送信號，該分揀機(jī)構(gòu)可以將物品推向不同方向。

　　物品根據(jù)其特定的條形碼被推到不同的輸送機(jī)上。

　　現(xiàn)在特寫觀察掃描儀：它的頂部有一個鏡頭，可以傳播從條形碼反射的光線。

　　來自鏡頭的光線擴(kuò)散到更大的玻璃表面上。

　　電動機(jī)和車軸(紅色)移動掃描頭(綠色)。

　　在軸上的凹槽的引導(dǎo)下，掃描頭左右移動。

　　掃描頭內(nèi)的光電單元(橙色)從條形碼中拾取明暗區(qū)域的圖案，將相應(yīng)的信號發(fā)送到檢測器電路。