武汉东湖学院
《物流技术与装备》
论文题目：现代物流中的二维码技术探究
姓 名：
学 号：
专 业：
年 级：
2011 年 11 月 30 日
目 录
1.引言......................................................................................................................................3
2.条码技术的基本概念..........................................................................................................3
.条形码的含义............................................................................................................3
.条码的分类................................................................................................................3
.条码技术的含义........................................................................................................4
.二维条码....................................................................................................................4
.二维码的概念..................................................................................................4
.二维码的分类..................................................................................................4
3.二维码的技术现状..............................................................................................................5
.国外研究现状............................................................................................................5
.国内研究现状............................................................................................................6
4.二维码的应用（以 pdf417 码为例） ................................................................................7
.证件中的应用............................................................................................................7
.在税务系统中的应用................................................................................................7
在物流中的应用........................................................................................................7
在工业自动化中的应用............................................................................................8
在供应链中的应用....................................................................................................8
5.结束语..................................................................................................................................9
内容摘要:本文普及了条形码的基本知识，介绍了有广阔前景的二维码的一些类别，
并着重阐述了二维码在当今世界的应用领域，发挥的作用，以及未来二维码的发展方
向。
关键词：二维条码；条码技术；应用
1.引言
条码技术是在计算机技术和信息技术基础上发展起来的一门集编码、印刷、识别、
数据采集和处理于一身的技术。条码技术广泛应用于商业、邮政、图书管理、仓储、
工业生产过程控制、交通等领域，在当今的自动识别技术中占有重要的地位[1]。 商
品包装上的条形码大多是一维条码，它只是在一个方向（一般是水平方向)表达信息，
仅能存储一个代号，使用时通过这个代号调取计算机网络中的数据[2]。一维条码己经
在商场、金融、海关、生产、邮政等社会的各个领域得到了广泛的应用，大大提高了
资料收集与资料处理的速度。但由于受到信息容量的限制，一维条码通常是对物品的
标识，而不是对物品的描述。所以一维条码的使用，不得不依赖于外部数据库的支持，
而其本身只起一个指针的作用。在没有数据库和不便联网的地方，一维条码的使用就
受到了极大的限制，有时甚至变得毫无意义。这一缺点严重限制了条码的使用范围和
工作效率。因此在 80 年代末发明了二维条码，二维条码不仅能标识物品，而且能描
述物品。作为一种全新的自动识别和信息载体技术，二维条码的数据存储量是一维条
码的几十倍到几百倍，就像是一个便携式的数据库[3]。
2.条码技术的基本概念
.条形码的含义
条形码是由一组宽度不同、反射率不同的条和空按规定的编码规则组合起来的，
用以表示一组数据和符号，条形技术是研究如何把计算机所需要的数据用一种条形码
来表示，以及如何将条形码表示的数据转变为计算机可以自动采集的数据。
.条码的分类
条码按照不同的分类方法、不同的编码规则可以分成许多种，现在已知的世界上
正在使用的条码有 250 多种。条码的分类主要依据条码的编码结构和条码的性质来决
定。例如，按条码的长度来分，可分为定长和非定长条码；按排列方式分，可分为连
续型和非连续型条码；从校验方式分，又可分为自校验和非自校验型条码等。
.条码技术的含义
条码技术是在计算机应用和实践中产生并发展起来的一种广泛应用于商业、邮政、
图书管理、仓储、工业生产过程控制、交通等领域的自动识别技术，具有输入速度快、
准确度高、成本低、可靠性强等优点，在当今的自动识别技术中占有重要的地位。
条码自动识别技术是以计算机技术、光电技术和通信技术的发展为基础的一项综
合性科学技术，是信息数据自动识别、输入的重要方法和手段，从四十年代进行研究
开发以来，近几十年取得了长足发展。现已应用在计算机管理的各个领域，渗透到了
商业、工业、交通运输业、邮电通讯业、物资管理、仓储、安全检查、票证管理以及
军事装备、工程项目等各行各业。
.二维条码
.二维码的概念
二维条码(2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分
布的黑白相间的图形记录数据符号信息的一种条码制。同时还具有对不同行的信息自
动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。
.二维码的分类
现存的二维条码有很多种类，根据二维条码的生成原理和结构形状，可分类为行
排式二维条码和矩阵式二维条码。行排式二维条码是在一维条码的基础上，通过两行
或多行高度截短后的一维条码的堆积，在增加行识别、错误纠正等特性的基础上来实
现信息表示，常见的如 PDF417 码、Code49 码和 Code16K 码，如下图所示。
类别 材料不同 有无字符符号 字符符号固定
否
扫 描 起 点 不
同
形 成 空 间 不
同
条形码名称 直至条形码/
金属条形码 /
纤 维 织 物 条
码
连 续 型 条 码 /
非连续型条码
UPC 码、EAN
码/三九条码、
库德巴条码
双向条码 /单
向条码
一维条码 /二
维 条 码 / 复 合
码
CODE 49 CODE 16K PDF 417
矩阵式二维条码在结构形状上具有矩阵的特征。它以计算机图像处理技术为基础，
在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点等）的出现表示二进制的“1”，点的不出
现表示二进制的“0”，点的不同排列组合表示矩阵式二维条码所表示的数据信息。常
见的如 Data Matrix 码、QR 码、Code One 码、Maxi Code 和汉信码，如下图所示。
QR 码 MAXI CODE 汉信码 CODE ONE 码 Data Matrix 码
3.二维码的技术现状
.国外研究现状
国外对二维条码技术的研究始于 20 世纪 80 年代末，在研究出多种二维条码符号
的同时，在二维条码标准化研究方面也有着突出表现，诸如，1994 年选定的国际自动
识别制造商协会（AIM）标准，1997 年欧洲标注化委员会(CEN)通过了 PDF417 的欧
洲标准，美国工业论坛已将 PDF417 码列为重要电讯产品的标识标准[4]。
目前得到广泛应用的二维条码有 PDF417 码、DM 码和 QR 码。PDF417 码中的
PDF 是取英文 Portable Data File 三个单词的首字母的缩写，意为“便携数据文件”。因
为组成条码的每一符号字符都是由 4 个条和 4 个空构成，如果将组成条码的最窄条统
称为一个模块，则上述的 4 个条和 4 个空的总模块数一定为 17，所以称 417 码或
PDF417 码。
Data Matrix 码的中文名称为数据矩阵码。Data Matrix 码采用了复杂的纠错码技
术，使得该编码具有超强的抗污染能力。主要用于电子行业小零件的标识，如 Intel
的奔腾处理器的背面就印制了这种码，并成为韩国手机二维条码的主流技术[5]。
QR 码是由日本 Denso 公司于 1994 年 9 月研制的一种矩阵二维条码符号，它除具
有一维条码及其他二维条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图像多种
文字信息、保密防伪性强等优点外，还可高效地表示汉字。相同内容的 QR 码，其尺
寸小于相同密度的 PDF417 码。目前市场上的大部分条码打印机都支持 QR 码[6]。
.国内研究现状
我国对二维条码技术的研究开始于 1993 年。中国物品编码中心对几种常用的二维
条码的技术规范进行了翻译和跟踪研究。在消化国外相关技术资料的基础上，分别于
1997 年和 2000 年制定了两个二维条码的国家标准，即 GB/T 17172-1997《四一七条
码》和 GB/T 18284-2000《快速响应矩阵码》。
随着我国市场经济的不断完善和信息技术的迅速发展，国内对二维条码这一新技
术的需求与日俱增，中国物品编码中心在原国家质量技术监督局和国家有关部门的大
力支持下，对二维条码技术的研究不断深入。中国物品编码中心立项进行了二维条码
码制设计、编码原理等方面的探索研究工作，通过对二维条码图像处理识别、解码算
法以及隐形码等关键技术的研究，取得了初步成果。为使二维条码技术能够在我国的
证照管理领域得到应用，在国外应用软件平台的基础上，该中心开发了人像照片和指
纹数据压缩算法。 由于大多数二维条码标准都是从国外引进，不能完全适应国内的
应用环境，并且这些二维条码标准没有为中国汉字进行特别的优化设计，编码效率较
低。
同时，相关的识读设备核心技术几乎都掌握在国外厂商手中，在国内进行销售的
大多是国外厂商的代理或组装产品，不仅生产成本高昂，严格的专利保护更导致了国
内的二维条码识读设备价格昂贵。另一方面，国内企业由于使用没有自主知识产权的
码制，随时有卷入产权纠纷的风险。2005 年我国几个 IT 厂商因为使用 Data Matrix 码
的标准受到专利侵权指控，应用国外条码带来的隐患已经由潜在风险上升为现实的危
险。同时，一些特殊行业的应用还存在信息安全隐患。因此，国内市场对拥有自主知
识产权的二维码制的需求非常迫切[7]。
根据这种需求，科技部设立了国家“十五”重大科技专项《二维条码新码制开发与
关键技术标准研究》。中国物品编码中心作为项目承担单位，组织完成了汉信码的全
部研究工作，于 2005 年 12 月 26 日顺利通过验收，并制定完成《汉信码》国家标准
报送国家标准化管理委员会，现在汉信码已经成为我国第一个具有自主知识产权的拥
有国家标准的二维条码[8]。 与此同时，国内很多企业也看到其中蕴含的巨大商机，
纷纷开始二维条码核心技术的研发。国内常见的二维条码如下图所示。
4.二维码的应用（以 pdf417 码为例）
PDF417 码自涎生之时就受到了国际社会的广泛关注，现已应用在国 5l 防、公共
安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等多个领域。但是，
它在我们国内的应用还相对较少，随着我国经济的迅速发展，它必将得到越来越广泛
的应用。
.证件中的应用
在美国，PDF417 条码已广泛应用于居民身分证、军人证、军人医疗证。作为最
可靠的识别技术，PDF417 码不仅可以将证件上姓名、单位、地址、电话等信息存人
编码，而且可以将人体的特征如指纹、视网膜扫描以及照片等信息存储在自动识读的
PDF417 码之中。通过阅读该条码，可以实现证件信息的自动录入，并有效地防止伪
造的证件。同时，在美国、加拿大、新西兰等国家中，二维条码也被用于驾照年审及
车辆违章的处罚。据不完全统计，准备在身份证或驾驶证上采用二维条码 PDF417 的
国家已达 40 多个。我国对香港地区恢复行使主权后，香港居民新发放的特区护照上
采用的就是 PDF417 码。
.在税务系统中的应用
我们可以将由税务局编制的、包含条码生成功能的应用程序放置在因特网上。用
户可以随时从网上下载该应用软件，或到各地税务局申领。纳税户在计算机上运行该
应用软件，按照一定格式将申报表填写好，由计算机进行自动逻辑审核，并利用软件
中的 PDF417 码生成按钮，将计算机审核过的报表生成 PDF417 码，采用普通 A4 纸，
将带有 PDF417 码的报表在打印机上输出。纳税户将带有 PDF417 码的报表直接送交
当地税务局，或通过邮局发往税务局信箱，从而实现了高效率作业[9]。
在物流中的应用
物流是生产和消费之间联系的纽带，如何实现以最小的投入获得最大的经济效益
是商家普遍关心的问题。物流条码的出现实现了商品在从生产厂家到运输交换过程中
数据的共享，使得信息的传递变得更加方便快捷，实现了货物与信息的同步传输。条
码的防伪性也使得整个物流系统变得安全，提高了经济效益。随着电子信息技术的迅
速发展，网络逐渐渗透到人们生活的方方面面，人们可以轻而易举地在互联网上发布
产品信息，通过网络传递报价，甚至在网络上实现电子支付。这就给电子商务的出现
奠定了可靠的物质条件。作为物流的另一种方式，电子商务的悄然兴起改变了传统概
念上的商品交换形式。在电子商务的购物过程中，除了供应链管理中条码的应用外，
二维条码还可以作为网上交易的付款收据，以备送货方交货时查验身份之用。
在工业自动化中的应用
欧、美、日等国家在电子产品组装过程中也采用二维条码标签，对不同的工序进
行标识。在汽车总装线和电子产品总装线，都可采用二维条码并通过二维条码实现数
据的自动切换。在汽车或电子产品的装配过程中，可将装置的流程和所用配件的信息
生成二维条码，自动条码识读系统只须识读条码标签就可以进行下一流程的装配了。
这样既节省了人力物力，又保证了操作的正确性，提高了生产率。在工业自动化中，
还可用二维条码来实现产品的自动分检，如日本的一个药品生产厂家用 cp 码来实现
药品的自动分检工作。
在供应链中的应用
5.结束语
二维条码在实际中的应用非常广泛，还有诸如铁路运营管理系统、图书管理系统
等等，还有像现在刚刚出现的将条码植入人体，全球定位系统的卫星就能随时随地跟
踪每个人的行踪，也许将来的某一天由植入人体的条码来代替有形的身份证就不怎么
奇怪了。随着我国经济的进一步发展，与国外交流的逐步深入，二维条码作为一种便
捷的信息载体，在我国有着广阔的发展前景，条码技术的推广必将为我国信息产业的
发展起到积极的作用。
参考文献：
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