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為了提高計算機識別的效率，增強其靈活性和準確性，使人們擺脫繁雜的統計識別工作，傳統條形碼、二維條形碼、無線射頻識別技術先后問世。雖然它們各有千秋，但無論是哪一項技術都是為了及時獲取物品的各種信息并且進行快速、準確的處理。

　　傳統條形碼（亦稱一維條形碼）技術相對成熟，在社會生活中處處可見，在全世界得到了極為廣泛的應用。它作為計算機數據采集手段，以快速、準確、成本低廉等諸多優點迅速進入商品流通、自動控制、以及檔案管理等各種領域，也是目前我國使用最多的一種條形碼。但是由于傳統條形碼是一維的，它在垂直方向上不帶任何信息，信息密度低，而且不能夠顯示漢字，容易因為磨損或皺折而被拒讀，這在很大程度上限制了傳統條碼的應用范圍。


1．狹小的一維空間

　　傳統條形碼由一組按一定編碼規則排列的條、空符號組成，表示一定的字符、數字及符號信息。條形碼系統是由條形碼符號設計、條形碼制作以及掃描閱讀組成的自動識別系統，是迄今為止使用最為廣泛的一種自動識別技術。

　　到目前為止，常見的條形碼的碼制大概有二十多種，其中廣泛使用的碼制包括EAN碼、Code39碼、交叉25碼、UPC碼、128碼、Code93碼，以及CODABAR碼等。不同的碼制具有不同的特點，適用于特定的應用領域，下面介紹一些典型的碼制：

　　1）UPC碼（統一商品條碼）

　　UPC碼在1973年由美國超市工會推行，是世界上第一套商用的條形碼系統，主要應用在美國和加拿大。UPC碼包括UPC-A和UPC-E兩種系統，UPC只提供數字編碼，限制位數（12位和7位），需要檢查碼，允許雙向掃描，主要應用在超市與百貨業。

　　2）EAN 碼（歐洲商品條碼）

　　1977年，歐洲12個工業國家在比利時簽署草約，成立了國際商品條碼協會，參考UPC碼制定了與之兼容的EAN碼。EAN碼僅有數字號碼，通常為13位，允許雙向掃描，縮短碼為8位碼，也主要應用在超市和百貨業。

　　3）ITF25碼（交叉25碼）

　　ITF25碼的條碼長度沒有限定，但是其數字資料必須為偶數位，允許雙向掃描。ITF25碼在物流管理中應用較多，主要用于包裝、運輸、國際航空系統的機票順序編號、汽車業及零售業。

　　4）Code39碼

　　在Code39碼的9個碼素中，一定有3個碼素是粗線，所以Code39碼又被稱為“三九碼”。除數字0-9以外，Code39碼還提供英文字母A-Z以及特殊的符號，它允許雙向掃描，支持44組條碼，主要應用在工業產品、商業資料、圖書館等場所。

5）CODABAR碼（庫德巴碼）

　　這種碼制可以支持數字、特殊符號及4個英文字母，由于條碼自身有檢測的功能，因此無需檢查碼。主要應用在工廠庫存管理、血庫管理、圖書館借閱書籍及照片沖洗業。

　　6）ISBN碼（國際標準書號）

　　ISBN是因圖書出版、管理的需要以及便于國際間出版物的交流與統計，而出現的一套國際統一的編碼制度。每一個ISBN碼由一組有“ISBN”代號的十位數字所組成，用以識別出版物所屬國別地區、出版機構、書名、版本以及裝訂方式。這組號碼也可以說是圖書的代表號碼，大部分應用于出版社圖書管理系統。

　　7）Code128碼

　　Code128碼是目前中國企業內部自定義的碼制，可以根據需要來確定條碼的長度和信息。這種編碼包含的信息可以是數字，也可以包含字母，主要應用于工業生產線領域、圖書管理等。

8）Code93碼

　　這種碼制類似于Code39碼，但是其密度更高，能夠替代Code39碼。

　　條形碼技術給人們的工作、生活帶來的巨大變化是有目共睹的。然而，由于一維條形碼的信息容量比較小，例如商品上的條碼僅能容納幾位或者幾十位阿拉伯數字或字母，因此一維條形碼僅僅只能標識一類商品，而不包含對于相關商品的描述。只有在數據庫的輔助下，人們才能通過條形碼得到相關商品的描述。換言之，如果離開了預先建立的數據庫，一維條形碼所包含的信息將會大打折扣。由于這個原因，一維條形碼在沒有數據庫支持或者聯網不方便的地方，其使用就受到了相當的限制。

　　在另一方面，一維條形碼無法表示漢字或者圖像信息。因此，在一些需要應用漢字和圖像的場合，一維條形碼就顯得很不方便。而且，即使我們建立了相應的數據庫來存儲相關產品的漢字和圖像信息，這些大量的信息也需要一個很長的條形碼來進行標識。而這種長的條形碼會占用很大的印刷面積，從而對印刷和包裝帶來難以解決的困難。因此，人們希望條形碼中直接包含產品相關的各種信息，而不需要根據條形碼從數據庫中再次進行這些信息的查詢。

　　基于上述的種種原因，現實的應用需要一種新的碼制，這種碼制除了具備一維條形碼的優點外，還應該具備信息容量大、可靠性高、保密防偽性強等優點。

　　20世紀70年代，在計算機自動識別領域出現了二維條形碼技術，這是在傳統條形碼基礎上發展起來的一種編碼技術，它將條形碼的信息空間從線性的一維擴展到平面的二維，具有信息容量大、成本低、準確性高、編碼方式靈活、保密性強等諸多優點。因此自1990年起，二維條形碼技術在世界上開始得到廣泛的應用，經過幾年的努力，現已應用在國防、公共安全、交通運輸、醫療保健、工業、商業、金融、海關及政府管理等領域。

　　2．從“線”到“面”的飛躍

　　二維條形碼VS傳統條形碼

　　與一維條形碼只能從一個方向讀取數據不同，二維條形碼可以從水平、垂直兩個方向來獲取信息，因此，其包含的信息量遠遠大于一維條形碼，并且還具備自糾錯功能。但二維條形碼的工作原理與一維條形碼卻是類似的，在進行識別的時候，將二維條形碼打印在紙帶上，閱讀條形碼符號所包含的信息，需要一個掃描裝置和譯碼裝置，統稱為閱讀器。閱讀器的功能是把條形碼條符寬度、間隔等空間信號轉換成不同的輸出信號，并將該信號轉化為計算機可識別的二進制編碼輸入計算機。掃描器又稱光電讀入器，它裝有照亮被讀條碼的光源和光電檢測器件，并且能夠接收條碼的反射光，當掃描器所發出的光照在紙帶上，每個光電池根據紙帶上條碼的有無來輸出不同的圖案，來自各個光電池的圖案組合起來，從而產生一個高密度信息圖案，經放大、量化后送譯碼器處理。譯碼器存儲有需譯讀的條碼編碼方案數據庫和譯碼算法。在早期的識別設備中，掃描器和譯碼器是分開的，目前的設備大多已合成一體。

二維條形碼具有以下幾個特點：

　　存儲量大。二維條形碼可以存儲1100個字，比起一維條形碼的15個字，存儲量大為增加，而且能夠存儲中文，其資料不僅可應用在英文、數字、漢字、記號等，甚至空白也可以處理，而且尺寸可以自由選擇，這也是一維條形碼做不到的。

　　抗損性強。二維條形碼采用故障糾正的技術，遭受污染以及破損后也能復原，即使條碼受損程度高達50%，仍然能夠解讀出原數據，誤讀率為6100萬分之一。

　　安全性高。在二維條形碼中采用了加密技術，所以使安全性大幅度提高。

　　可傳真和影印。二維條形碼經傳真和影印后仍然可以使用，而一維條形碼在經過傳真和影印后機器就無法進行識讀。

　　印刷多樣性。對于二維條形碼來講，它不僅可以在白紙上印刷黑字，還可以進行彩色印刷，而且印刷機器和印刷對象都不受限制，印刷起來非常方便。

　　抗干擾能力強。與磁卡、IC卡相比，二維條形碼由于其自身的特性，具有強抗磁力、抗靜電能力。

　　碼制更加豐富

　　二維條碼可以直接印刷在被掃描的物品上或者打印在標簽上，標簽可以由供應商專門打印或者現場打印。所有條碼都有一些相似的組成部分，它們都有一個空白區，稱為靜區，位于條碼的起始和終止部分邊緣的外側。校驗符號在一些碼制中也是必須的，它可以用數學的方法對條碼進行校驗以保證譯碼后的信息正確無誤。與一維條形碼一樣，二維條形碼也有許多不同的編碼方法。根據這些編碼原理，可以將二維條形碼分為以下三種類型：

　　一是線性堆疊式二維碼。就是在一維條形碼的基礎上，降低條碼行的高度，安排一個縱橫比大的窄長條碼行，并將各行在頂上互相堆積，每行間都用一模塊寬的厚黑條相分隔。典型的線性堆疊式二維碼有Code 16K、Code 49、PDF417等。

　　其次是矩陣式二維碼。它是采用統一的黑白方塊的組合，而不是不同寬度的條與空的組合，它能夠提供更高的信息密度，存儲更多的信息，與此同時，矩陣式的條碼比堆疊式的具有更高的自動糾錯能力，更適用于在條碼容易受到損壞的場合。矩陣式符號沒有標識起始和終止的模塊，但它們有一些特殊的“定位符”，定位符中包含了符號的大小和方位等信息。矩陣式二維條碼和新的堆疊式二維條碼能夠用先進的數學算法將數據從損壞的條碼符號中恢復。典型的矩陣二維碼有Aztec、Maxi Code、QR Code、Data Matrix等。

　　第三種是郵政碼。通過不同長度的條進行編碼，主要用于郵件編碼，如Postnet、BPO 4-State等。

　　在上述介紹的二維條形碼中，PDF417碼由于解碼規則比較開放和商品化，因而使用比較廣泛，它是Portable Data File的縮寫，意思是可以將條形碼視為一個檔案，里面能夠存儲比較多的資料，而且能夠隨身攜帶。它在1992年正式推出，1995年美國電子工業聯誼會條碼委員會在美國國家標準協會贊助下完成二維條形碼標準的草案，以作為電子產品產銷流程使用二維條形碼的標準。PDF417碼是一個多行結構，每行數據符號數相同，行與行左右對齊直接銜接，其最小行數為3行，最大行數為90行。而Data Matrix碼則主要用于電子行業小零件的標識，如Intel奔騰處理器的背面就印制了這種碼。Maxi Code 是由美國聯合包裹服務公司研制的，用于包裹的分揀和跟蹤。Aztec 是由美國韋林公司推出的，最多可容納3832個數字、3067個字母或1914個字節的數據。

另外，還有一些新出現的二維條形碼系統。包括由UPS公司的Figrare lla等人研制的適用于分布環境下運動特性的UPS Code，這種二維條形碼更加適合自動分類應用場合。而美國Veritec公司提出一種新的二維條形碼——Veritec Symbol，是一種用于微小型產品上的二進制數據編碼系統，其矩陣符號格式和圖像處理系統已獲得美國專利，這種二維碼具有更高的準確性和可重復性。此外，飛利浦研究實驗室的WILJ WAN GILS等人也提出了一種新型的二維碼方案，即用標準幾何形體圓點構成自動生產線上產品識別標記的圓點矩陣二維碼表示法。這一方案由兩大部分組成，一是源編碼系統，用于把識別標志的編碼轉換成通信信息字；另一部分是信道編碼系統，用于對隨機誤碼進行錯誤檢測和校正。還有一種二維條形碼叫點陣碼，它除了具備信息密度高等特點外，也便于用雕刻腐蝕制板工藝把點碼印制在機械零部件上，用攝像設備識讀和圖像處理系統識別，這也是一種具有較大應用潛力的二維編碼方案。

　　二維條形碼技術的發展主要表現為三方面的趨勢：一是出現了信息密集度更高的編碼方案，增強了條碼技術信息輸入的功能；二是發展了小型、微型、高質量的硬件和軟件，使條碼技術實用性更強，擴大了應用領域；三是與其他技術相互滲透、相互促進，這將改變傳統產品的結構和性能，擴展條碼系統的功能。

　　二維條形碼的閱讀器

　　在二維條形碼的閱讀器中有幾項重要的參數：分辨率、掃描背景、掃描寬度、掃描速度、一次識別率、誤碼率，選用的時候要針對不同的應用視情況而定。普通的條碼閱讀器通常采用以下三種技術：光筆、CCD、激光，它們都有各自的優缺點，沒有一種閱讀器能夠在所有方面都具有優勢。

　　光筆是最先出現的一種手持接觸式條碼閱讀器，使用時，操作者需將光筆接觸到條碼表面，通過光筆的鏡頭發出一個很小的光點，當這個光點從左到右劃過條碼時，在“空”部分，光線被反射，“條”的部分，光線將被吸收，因此在光筆內部產生一個變化的電壓，這個電壓通過放大、整形后用于譯碼。

　　CCD為電子耦合器件，比較適合近距離和接觸閱讀，它使用一個或多個LED，發出的光線能夠覆蓋整個條碼，它所關注的不是每一個“條”或“空”，而是條碼的整體，并將其轉換成可以譯碼的電信號。

　　激光掃描儀是非接觸式的，在閱讀距離超過30cm時激光閱讀器是惟一的選擇。它的首讀識別成功率高，識別速度相對光筆及CCD更快，而且對印刷質量不好或模糊的條碼識別效果好。

　　射頻識別技術改變了條形碼技術依靠“有形”的一維或二維幾何圖案來提供信息的方式，通過芯片來提供存儲在其中的數量更大的“無形”信息。它最早出現在20世紀80年代，最初應用在一些無法使用條碼跟蹤技術的特殊工業場合，例如在一些行業和公司中，這種技術被用于目標定位、身份確認及跟蹤庫存產品等。射頻識別技術起步較晚，至今沒有制訂出統一的國際標準，但是射頻識別技術的推出絕不僅僅是信息容量的提升，它對于計算機自動識別技術來講是一場革命，它所具有的強大優勢會大大提高信息的處理效率和準確度。

　　3．從“有形”到“無形”的革命

　　優勢巨大

　　與條形碼識別系統相比，無線射頻識別技術具有很多優勢：通過射頻信號自動識別目標對象，無需可見光源；具有穿透性，可以透過外部材料直接讀取數據，保護外部包裝，節省開箱時間；射頻產品可以在惡劣環境下工作，對環境要求低；讀取距離遠，無需與目標接觸就可以得到數據；支持寫入數據，無需重新制作新的標簽；使用防沖突技術，能夠同時處理多個射頻標簽，適用于批量識別場合；可以對RFID標簽所附著的物體進行追蹤定位，提供位置信息。

　由于RFID產品的優點，無線射頻識別技術在國外發展得很快，它已被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等眾多領域，例如汽車或火車等的交通監控系統、高速公路自動收費系統、物品管理、流水線生產自化、門禁系統、金融交易、倉儲管理、畜牧管理、車輛防盜等。在澳大利亞，RFID技術被用于機場旅客行李管理，提高了機場的工作效率，達到了理想的效益；而在地球的另一面，歐共體宣布1997年開始生產的新型汽車必須具有基于RFID技術的防盜系統；瑞士國家鐵路局也將在瑞士的全部旅客列車上安裝RFID自動識別系統，調度員可以實時掌握火車運行情況，不僅利于管理，還大大減小發生事故的可能性；德國漢莎航空公司正在嘗試用RFID電子標簽來代替飛機票，從而改變了傳統的機票購銷方式。時至今日，射頻識別技術的新應用仍然層出不窮。

　　由于RFID芯片的小型化和高性能芯片的實用化，射頻識別標簽不僅幫助不同領域的管理者追蹤物品的位置和搬運情況，還可以實時報告標簽上附帶的其他信息，比如溫度和壓力等。射頻標簽是通過連接到數據網絡上的讀寫器來提供此類信息的，迄今為止射頻識別標簽主要作為條碼的延伸而應用于工廠自動化或者庫存管理等領域，但最終說來，尺寸更小的射頻識別標簽將應用于更先進的領域內。例如射頻識別標簽可以促進網絡家電的應用，家電如果擁有網絡功能，使用者即便在戶外也能控制它們，例如可以檢查冰箱中的食物，幫助使用者決定需要購買什么物品，在無線操作終端上選擇食物烹飪的方式等。當前，電氣設備和家電產品制造商已經開始開發通用軟、硬件，并正在考慮制定射頻識別標簽在各種不同家電上的應用標準。將射頻識別標簽應用于醫院也能帶來好處，病人一進入醫院，就在他(她)身上佩戴標簽，標簽內含有病人的識別信息，醫生和護士可以通過標簽內的數據來識別病人的身份，避免認錯病人，標簽和讀寫器也能幫助醫生和護士確認所使用的藥物是否合適，從而避免醫療事故的發生。

　　4．RFID開始進入實用階段

　　據統計，目前全世界已經安裝了約5000個射頻識別系統，實際年銷售額約為9.64億美元，但主要用于寵物與野生動物跟蹤、公路和停車收費等有限的領域，而事實上，RFID有望大展身手的領域遠遠不止這些。現在，已經有為數不少的企業試驗性地將其運用到一些新的領域。

　　吉列公司是世界上最大的剃須刀制造商，該公司的產品因為體積較小、單價較高而經常受到小偷的“青睞”。為此，吉列公司決定采用射頻識別技術來防止產品被盜，成立了由高層經理組成的項目執行委員會和射頻識別項目辦公室，分別負責指導協調項目的日常管理工作，并將有關職責列入了員工目標管理的績效考核。吉列將該項目分成兩個階段，從內部運營與零售商貨架管理兩個方面著手實施：首先，吉列選擇“鋒速3”在少數幾個地方進行貨架試驗，待成功后再推廣到所有8個產品系列；在第二階段，吉列計劃將其融入整個供應鏈，實現產品從工廠到零售商配貨中心、到貨架再到最終消費者手中的全過程無縫跟蹤與管理。

目前，吉列公司已經完成了與沃爾瑪和Tesco分別在美國波士頓和英國劍橋地區進行的第一階段試驗：吉列將射頻識別標簽植入“鋒速3”的包裝，并在零售商的貨架上安裝閱讀器，如果有顧客一次性拿走多個剃須刀，系統會提醒店員查驗是否發生了偷竊行為，甚至自動拍照記錄，當貨架上存貨數量減少到一定水平時，系統就發出補貨的信號，試驗結果令人非常滿意。據說，第二階段試驗也即將正式啟動。值得一提的是，吉列已經向射頻識別標簽生產商之一艾倫科技公司訂購了共計5億枚標簽，在低成本射頻識別標簽大規模的實質性商業化進程中，這無疑是一個意義重大的里程碑。

　　國際著名零售企業——麥德龍集團最近也在其業務運營中采用了飛利浦半導體公司的射頻識別解決方案，這項技術可以幫助它提高零售中的供應鏈效率, 同時改善消費者的購物體驗。這種射頻識別技術可實時地識別產品、防范竊賊、跟蹤庫存，還可查看客戶積分卡的狀態。該系統在13.56MHz頻率下工作，有效識別范圍為1.5米，與射頻識別多媒體工作室相連接，只需掃描一下CD或DVD，消費者就可以看到他們正想購買的專輯或影片的介紹性預覽。化妝品和食物也貼上了標簽，并放在智能貨架上，這種應用可以提供實時庫存和保質期控制，及時更新銷售數據并發現放置錯誤的物品。

　　最近，沃爾瑪公司也表示，今后將不再從那些未使用RFID技術的供應商處采購商品，這對應用軟件產業震動極大。現在，Sun公司正在開發一個對應的中間件產品，管理從射頻識別系統獲取的商品數據。該產品現在正處于測試階段，預計在今年推出商用。另外，Sun公司也在開發符合射頻識別行業標準EPC的信息服務軟件。

　　一旦用于射頻識別的芯片和標簽推出后，就需要相應的專門軟件來管理這些數據。幸運的是，許多大型軟件開發商和系統集成商已經開始進軍射頻識別領域，SAP、Manhattan Associates、IBM以及其他一些公司都將推出各自的解決方案。SAP公司公開表示，該公司與寶潔公司正在進行一系列的技術革新合作，將射頻識別數據合并到SAP/R3系統。該系統名為AutoID，可以保護系統只獲取有價值的數據，避免錯誤數據的干擾。另外，IBM公司也曾經在Electronic Code Symposium演示了該公司的射頻識別系統，該公司可以提供射頻鑒別的完整解決方案，可以不用跨系統，實現從制造商、到分銷商，然后到零售商的全套業務流程。不過集成工作仍然頗具挑戰性。據開發商表示，價格相當昂貴，要在2006年1月的最終期限前推出完整的射頻識別軟件系統還具有相當的挑戰性。

　　除此之外， 標簽也將是一個龐大的市場，特別是現在射頻標簽價格在20美分～30美分的高價位上，由于目前在市場上買方處于主導地位，沃爾瑪公司可能會要求將射頻識別標簽價格降到可以接受的地步，但供應商能否提供相應的技術還未可知。