条形码

定义

条形码是由反射率差异较大的深色条和浅色空按既定规则平行排列而成的符号，条与空对应一组字符，两者承载的信息相同^[1]。中国物品编码中心的术语表把它定义为：将数据编码成机器可识读符号，符号由宽度可变的矩形深色条与浅色空并行排列组成^[2]。

整套条形码自动识别系统由标签、生成设备、识读器和计算机组成，通常还包括为代码建立索引的数据库^[1]。在商品流通领域，最典型的是 中国物品编码中心 推广的 EAN-13 商品条码，其数字由前缀码、厂商识别代码、商品项目代码和校验位构成，我国商品使用的前缀码为 690 至 699^[5][6]。

除标准码外，商品条码还有 8 位的缩短码形式，即 7 位商品项目代码加 1 位校验码，用于包装面积过小的商品^[7]。

原理

条形码的识读利用的是光学反射差异：深色条吸收较多光线，浅色空反射较多光线，扫描器发射光束后接收反射光，反射光强弱随条空宽度变化，被光电元件转换为电信号，再经解码还原为字符^[8][9]。

一个条码符号在结构上由静区、起始字符、数据字符、校验字符和终止字符组成：静区是符号两端的空白区域，供设备判断起止；起止字符具有特殊结构，用于告知读取的开始与结束；校验字符用于检查读到的数据是否正确^[4]。

商品代码的校验位按固定算法由前 12 位算出，用于发现录入或扫描错误^[10]。常用算法如下：把代码从右向左编号，偶数位数字求和后乘 3，再与奇数位数字之和相加，用 10 减去所得和的个位数即为校验码^[4]。

识读设备按工作原理可分为光笔、CCD、激光和影像四类：光笔需与条码接触并手动移动；CCD 以发光二极管为光源，可在一定范围内自动扫描但距离较短；激光式扫描距离较远、准确性较高；影像式依靠拍照与内置解码电路，可同时读取一维码和二维码^[4]。

编制商品标识代码时遵循三项原则：同一商品项目对应同一代码，不同商品项目分配不同代码，即唯一性；代码一经分配，只要商品特征不变就保持不变，即稳定性；代码各位不携带商品含义，以便留出足够的编码容量，即无含义性^[5]。

发展历程

条形码的早期探索可追溯到 20 世纪 20 年代：发明家约翰·科芒德为邮政单据的自动分拣设计了条码标识，用条的数量表示数字，并配以扫描器与译码器；其后道格拉斯·杨改进方案，改用条之间空白尺寸的变化来编码^[11]。

1948 年，美国费城德雷克塞尔理工学院的研究生伯纳德·西尔弗偶然听到一家食品超市负责人向校方提出自动识别商品的需求，随后与同学 诺曼·伍德兰 合作研究；伍德兰受莫尔斯电码启发，把点和划换成宽窄不同的线条^[12][13]。两人于 1949 年 10 月 20 日提交专利申请，1952 年 10 月 7 日获得美国专利，最初的符号是同心圆构成的靶形图案^[14][15]。

由于当时缺乏合适的激光与电子技术，这项专利长期未获应用，后被以 1.5 万美元出售给美国飞歌公司^[13]。1970 年，美国超级市场委员会制定通用商品代码 UPC 码；1973 年，美国统一编码协会建立 UPC 条码系统，实现该码制标准化^[11]。

1974 年 6 月 26 日，美国俄亥俄州特洛伊镇的 Marsh 超市完成全球首次商业扫码，售出的是一包 10 片装箭牌口香糖，售价 67 美分；这包口香糖后来被美国国家历史博物馆收藏^[16][14]。20 世纪 70 年代发光二极管、微处理器和激光二极管的发展使扫描与解码设备价格大幅下降，到 80 年代条形码在美国基本普及^[8]。

1977 年，欧洲经济共同体各国参照 UPC 码标准制定了 EAN 码，EAN-13 与 EAN-8 成为此后国际通用的商品条码符号^[17]。中国于 1988 年成立中国物品编码中心，1991 年 4 月代表中国加入国际物品编码协会（GS1）^[18]。近年国际物品编码组织又向中国物品编码中心增授 680 至 689 前缀码码段^[6]。

应用

零售结算是最普遍的应用场景：收银台扫描商品条码即可调出名称与价格，商品条码还支撑进货、存货管理、自动补货与销售分析等业务^[18][9]。经营者须按标准把代码转换为相应符号，EAN-13 俗称标准版，EAN-8 为缩短版，符号尺寸以 0.80 至 2.00 的放大系数在标准范围内调整^[10]。

不同码制服务于不同场景：EAN 与 UPC 用于商品标识，Code 39 可表示数字和字母、在管理领域应用最广，ITF-14 多用于物流，库德巴码常见于医疗、图书与血库，Code 128 字符集覆盖 128 个 ASCII 字符、广泛用于企业内部管理与物流控制^[19][20]。

在供应链中，商品条码把生产、加工、储藏、运输到零售各环节的标识串联起来，一旦出现质量问题可据此缩小范围、追查环节并支持召回^[21]。此外，图书馆用条码实现借还管理，医院用条码核对药品，快递单上的条码用于实时追踪包裹^[9]。

局限

一维条码只在水平方向表达信息，垂直方向的高度仅便于设备对准，因此数据容量很小，通常只能容纳约 30 个字符^[22][23]。多数码制只支持数字、字母和少量符号，字符集最大的 Code 128 也仅覆盖 128 个 ASCII 字符，难以直接表示汉字等文字^[24]。

一维条码本身不描述商品，只充当访问数据库的关键字；离开后台数据库，扫码无法得到商品信息，也就谈不上追踪^[24][25]。部分机构的科普文章称条码局部被遮挡仍可识别，但从技术规范看，一维码以防误读为先，引入校验字符只为防止读错，并不具备纠错能力，符号受损严重时只能拒读^[24][26]。

条码一旦印好便不能再写入或修改信息，识读时需阅读器近距离对准，限制了其在高度自动化场景中的使用^[23][26]。这些不足推动了二维条码的发展，后者利用垂直方向提高信息密度，并引入纠错机制，使局部污损的符号仍可正确识读^[24]。

商品条码的前缀码只反映厂商识别代码在哪个国家或地区的编码组织注册，并不表示产品原产地，也不包含价格、生产日期等信息，因而不能据此判断商品的产地或真伪^[27]。

参见

• 二维码 —— 在水平与垂直两个方向编码、具备纠错能力，可视为条形码的延伸形态。

• 全球贸易项目代码 —— 商品条码所表示的核心标识代码，由厂商识别代码、商品项目代码与校验位组成。

• 射频识别 —— 无需光学对准即可远距离读取的自动识别技术，与条码同属自动识别与数据采集范畴。

• 中国物品编码中心 —— 我国商品条码、物品编码与自动识别技术的统一管理机构。

• 自动识别技术 —— 条形码所属的技术类别，还包括智能卡、生物识别等。