唇!昙花一现!昙花一现!在杂货店买东西从未如此 借助条形码技术，更轻松或更快捷。你一定看过 黑白斑马条纹从玉米片包装到各种商品 图书馆的书籍和用于阅读它们的激光棒。但是有 你有没有停下来想过它们是如何工作的?

　　照片：安 电子的 斑马?条形码表示印在其下方的数字行，带有黑白条图案。条形码设计用于 计算机 通过扫描红色 LED 或激光快速读取。

　　条形码有什么用?

　　照片：条形码可用于各种库存/盘点工作，但它们可能是我们最熟悉的印在杂货店产品上的识别码。

　　如果您经营一家繁忙的商店，则需要跟踪所有事情 您销售，以确保您的客户想要购买的是 总是有货。最简单的方法是在 货架寻找空位，只需在您需要的地方重新填充 自。或者，您可以写下人们在 结帐，编制所有购买的列表，然后简单地使用它 重新订购您的库存。这对小商店来说很好，但如果 您正在经营沃尔玛的一家大型分店，上面有数千种商品 销售?顺利经营商店还有许多其他困难。如果 您用价格标记所有项目，并且需要更改 价格 在你卖货之前，你必须重新定价一切。和 入店行窃呢?如果您看到很多威士忌瓶丢失 货架， 你真的能确定你已经把它们都卖掉了吗?你怎么做 知道有些是否被盗?

　　在商店中使用条形码技术可以帮助解决所有这些问题 问题。它使您可以在计算机系统上保留集中记录 跟踪产品、价格和库存水平。您可以更改价格 随心所欲，无需在所有价格标签上贴上新价格标签 瓶子和盒子。您可以立即看到某些库存水平 项目不足并重新排序。因为条码技术是如此 准确无误，您可以合理地确信任何项目 失踪(并且似乎没有被出售)可能是 被盗 - 也许将它们移动到商店中更安全的部分 或保护他们 无线射频识别标签.

　　像这样的基于条形码的库存系统有三个主要部分。首先，有一个中心 计算机 运行一个数据库(记录系统)，记录您销售的所有产品、制造者、每种产品的成本以及如何 很多你有库存。二、所有条形码都印有 产品。最后，有一个或多个结帐扫描仪可以 读取条形码。

　　条形码如何表示数字 0–9

　　条形码是一个非常简单的想法：提供您想要的每一件物品 对自己的唯一编号进行分类，然后简单地将数字打印在 项 所以 电子的 扫描设备 可以阅读它。我们可以简单地打印数字本身，但麻烦 使用十进制数字是它们很容易混淆(印刷错误 八个在计算机看来可能看起来像三，而六个与 九个，如果你把它倒过来——这可能会导致各种各样的混乱 如果您以错误的方式扫描玉米片，则结帐)。我们什么 真正需要的是一种完全可靠的数字打印方式，以便 它们可以在高速下非常准确地读取。这就是问题所在 条形码解决了。

　　相片：条码中的每个数字由七个大小相等的垂直方块表示。 它们以黑色或白色着色，以表示十进制数字 0–9。 每个数字最终由四个胖或细的黑白组成 条纹及其图案的设计使得即使您将其颠倒过来， 它不能与任何其他数字混淆。

　　如果你看条形码，你可能做不出头或尾 它：你不知道一个数字在哪里结束，另一个数字从哪里开始。但 其实很简单。产品编号中的每个数字都相同 水平空间量：正好7个单位。然后，代表任何 从零到九的数字，我们简单地给这七个单位上色 具有不同图案的黑白条纹。因此，数字 一个用两条白色条纹着色，两条黑色表示 条纹，两条白色条纹和一条黑色条纹，而数字二 由两条白色条纹、一条黑色条纹、两条白色条纹表示 条纹，以及最后两条黑色条纹。

　　您可能已经注意到条形码可能很长，这就是 因为它们必须代表三种不同类型的信息。 条形码的第一部分告诉您它签发的国家/地区。 下一部分揭示了产品的制造商。最后一部分 的条形码标识产品本身。不同类型的 相同的基本商品(例如，四包可口可乐瓶和 六包可口可乐罐)具有完全不同的条形码编号。

　　大多数产品带有一个简单的条形码，称为 UPC(通用) 产品代码)- 带有一组数字的垂直条纹线 打印在它下面(因此有人可以手动输入产品 如果条形码在商店中打印错误或损坏，并且无法扫描 条形码阅读器)。还有另一种条形码正变得越来越普遍，其 存储更多信息。它被称为 二维(二维)条形码) 你有时会在自己打印的邮票上看到它。

　　照片：两组非常细的“护栏”(我用红色表示)显示了条形码的开始和结束位置， 而中间的第三组将产品代码(黄色)分成两个数据块(在本例中为 0028 和 1003)。保护条使扫描仪更容易检测条形码，找出条形码的向上方向，并在条形码模糊时帮助识别它(下面将详细介绍)。

　　条码扫描器如何工作?

　　如果我们没有技术，拥有条形码就不好了 阅读它们。条码扫描器必须能够读取 产品上的黑白斑马线非常快，并为其提供信息 向 a 提供的信息 计算机 或 结帐终端，可以使用产品立即识别它们 数据库。这是他们的做法。

　　为了这个简单的例子，让我们假设条形码是简单的开关，二进制 每条黑线对应一条 1，每条白线对应一条零的模式。(我们已经 看到真正的条形码比这更复杂，但让我们保持简单。

　　扫描头闪耀 发光二极管 或激光照射到条形码上。

　　光从条形码反射回光到称为 光电电池.条形码的白色区域 反射大部分光线;黑色区域反映最少。

　　当扫描仪移过条形码时， 单元格产生对应于黑白条纹的开关脉冲模式。 所以对于这里显示的代码(“黑黑黑白黑白黑 将是“关闭”。

　　连接到扫描仪的电子电路将这些开关脉冲转换为 数字。

　　来自扫描仪的数字数据被发送到计算机程序，该程序计算出最终的条形码。

　　在一些扫描仪中，只有一个光电单元，当您将扫描仪头移过时，它会 产品(或经过扫描头的产品)，细胞检测黑白的每个部分 条形码依次。在更复杂的扫描仪中，有一整条光电电池线和整个 一次性检测代码。

　　扫描仪如何应对移动物体?

　　这里的一个主要复杂问题是条形码(或扫描仪)在扫描过程中经常移动 (想想你如何在自助杂货店结账时刷东西)或者它可能离扫描仪太远，以至于代码 失焦。这意味着扫描仪产生的图案不是一组清晰的易于识别的黑白条纹， 而是由更模糊的灰色阴影制成的模糊污迹。 各种不同的电脑 算法 可用于将这些模糊的图案转换为准确的条形码，包括边缘检测，它寻找突然 变化 在亮度中，零让位于一，反之亦然。 如果您想确切了解这些算法的工作原理，请查看本文末尾的技术参考。

　　照片：左：我们看到和想到的条形码是清晰明了的斑马图案。 中间：扫描仪捕获条形码时可能会被弄脏得面目全非。 右图：使用边缘检测和其他算法，可以将模糊的图像变回某种东西 就像一个可用的条形码。

　　条码扫描器的类型

　　照片：典型的棒式条码扫描器(也称为条码阅读器)。

　　不同类型的条码扫描器可用于各种 应用。在小型便利店，您通常会发现 基本魔杖扫描仪。最简单的看起来像电子笔或 巨大的超大剃须刀。它们发出红色 LED 轻触黑白条形码图案，然后读取 具有光敏性的反射光图案 CCD 或字符串 光电电池.如果你 有一个笔式扫描仪，你必须在条形码上运行它，这样它才能 依次到达每个黑色或白色块;使用魔杖扫描仪， CCD或光电管一次读取整个代码。

　　照片：使用亚马逊的iPhone / iPod应用程序扫描条形码。你找到一个你喜欢的产品， 扫描代码，在线商店会自动弹出产品详细信息。

　　在繁忙的超市里，你更有可能看到一个非常复杂的 激光 扫描器。它将被内置在底座中 在结账通道下，在一块玻璃下，你也许可以 看到激光束被纺车高速反弹，所以它 瞬间读取产品(字面意思)。另一种技术使用小 摄像机瞬间拍摄 数码照片 的条形码。一个 然后计算机分析照片，只挑选条形码 其中的一部分并将黑白条的图案转换为 数。(运行在 手机 以这种方式工作，使用手机的内置摄像头拍摄代码。 像这样的扫描仪可以准确读取数十种挥手的产品 每分钟过去它们，比旧式准确得多 结帐(您必须手动输入每件商品的价格)。 最好的条码扫描器非常准确，以至于它们只能制造一个 错误地扫描了大约 7000 万条扫描信息! (将其与在键盘上打字进行比较，您通常可能会 每键入 100 个字符中出现一个错误。

　　条形码扫描技术自 1970 年代初以来一直存在 但直到 1980 年代和 1990 年代商店开始后才真正流行起来 投资复杂的计算机化 电子销售点 (埃波斯) 结账终端。当年，商店 结账费用高达数千美元。如今，扫描仪远不止于此 实惠。您可以购买简单的USB条形码 扫描仪和 软件 并将其连接到普通的笔记本电脑或计算机 只需几美元。得益于条形码，即使是微小的便利 如今，商店可以像沃尔玛一样顺利运营!

　　谁发明了条形码?

　　我们是如何达到一个几乎我们购买的所有东西都标有条形码的地步的?这里有一些 条形码历史上的关键时刻：

　　1948: 伯纳德·西尔弗 (1924-1963)和 N. 约瑟夫·伍德兰 (1921–) 获得开发可以自动扫描产品的杂货结账的想法。伍德兰尝试了各种不同的标记系统，包括线条和圆圈、受电影配乐启发的标记以及基于摩尔斯电码的点和破折号。1949 年 10 月，两位发明人改进了他们的系统以使用靶心图案并申请了专利(美国专利 #2，612，944)，该专利于 1952 年 10 月 7 日授予。他们早期的条形码扫描设备使用传统灯来照亮产品标签和光电倍增管(一种粗糙的 光电电池) 来读取从它们反射的光。1951年，Joe Woodland加入IBM从事条形码技术工作，尽管该公司拒绝购买他的专利，该专利被Philco(以及后来的RCA)收购。

　　艺术品：最初的条形码不像今天那样使用“斑马”条纹，而是像这样的“靶心”图案。艺术品来自 美国专利#2，612，944：分类装置和方法 由Woodland and Silver提供，由美国专利商标局提供。

　　1960年代：RCA开发了许多商业应用，直到1969年专利到期。靶心条形码的工作仍在继续，但它们被证明是不可靠的，并逐渐被搁置一旁。

　　1970年：到目前为止，杂货店开始探索使用自己的产品编码和标记系统的想法，但不同的商店正在考虑不同的系统，这可能会给向多个零售商销售品牌商品的大型食品制造商带来问题。在 艾伦·哈伯曼 (1929-2011)，波士顿第一国家商店的执行副总裁，这些商店聚集在一起，组成了统一代码委员会(UCC)，后来被称为GS1 US，该组织现在管理全球条形码标准。

　　1971年：同时在IBM担任工程师 乔治·劳勒 (1925-)建立在伍德兰的想法的基础上，开发了 通用产品代码 (UPC)—现代黑白条纹条形码。(阅读更多关于劳勒的工作和 IBM 对条形码技术的贡献.)

　　1973年：在检查了各种不同的标记系统后，哈伯曼的杂货店委员会决定将IBM的矩形UPC作为标准的杂货条形码。虽然他没有发明条形码，但哈伯曼因其普遍采用而广受赞誉。

　　1974 年：6 月 26 日，世界上第一台杂货店条码扫描器在美国俄亥俄州特洛伊的 Marsh's 超市投入使用。克莱德·道森(Clyde Dawson)购买的第一次扫描产品是10包箭牌口香糖。

　　1979 年：在英国，条形码扫描仪首次在林肯郡斯伯丁的主要市场使用。

　　2011年：乔·伍德兰(Joe Woodland)和已故的伯纳德·西尔弗(Bernard Silver)入选国家发明家名人堂，以表彰他们的杰出发明。

　　原始条码扫描器

　　我曾潜入美国专利商标局的档案， 拿出了由N. Joseph Woodland和Bernard Silver发明的原始条形码图案扫描仪的记录。我已经给它上色并编号了，以快速说明它是如何工作的。在上图中，您可以看到整个设备，包括条形码扫描仪，条形码扫描仪在中间以蓝色显示;在下图中，您可以看到扫描仪本身的更详细视图：

　　作品由美国专利商标局提供。您可以在以下位置找到完整的说明和更详细的图纸 美国专利#2，612，944：分类装置和方法 作者：Norman J Woodland 和 Bernard Silver。

　　就像杂货店里的现代包装一样，伍德兰和银色的设想物品会在一面上印有条形码。

　　您将要扫描的物品，其条形码面朝下放在由某种透明材料制成的传送带上。

　　条形码上闪耀着各种灯光。

　　扫描仪拾取条形码反射的光线。

　　扫描仪向分拣机构发送信号，该分拣机构可以将物品推向不同方向。

　　物品根据其特定的条形码被推到不同的输送机上。

　　现在特写观察扫描仪：它的顶部有一个镜头，可以传播从条形码反射的光线。

　　来自镜头的光线扩散到更大的玻璃表面上。

　　电动机和车轴(红色)移动扫描头(绿色)。

　　在轴上的凹槽的引导下，扫描头左右移动。

　　扫描头内的光电单元(橙色)从条形码中拾取明暗区域的图案，将相应的信号发送到检测器电路。