Штрихкод

Штрихкод — это графическая информация, нанесённая на поверхность, маркировку или упаковку изделия, представляющая собой последовательность чёрных и белых полос (или иных геометрических фигур), считываемую техническими средствами. Штрихкод предназначен для автоматической идентификации и учёта товаров, документов, почтовых отправлений и других объектов. Ключевой характеристикой является возможность кодирования цифровой или буквенно-цифровой информации, которая может быть быстро и точно декодирована оптическим сканером.

История

Идея автоматического считывания информации с помощью оптических меток возникла в середине XX века. Первым практическим прототипом штрихкода считается разработка американских инженеров Нормана Вудленда и Бернарда Сильвера. В 1949 году они подали заявку на патент, вдохновившись азбукой Морзе: Вудленд расширил точки и тире до толстых и тонких линий. Патент был получен в 1952 году, однако коммерческое внедрение технологии задержалось из-за отсутствия надёжных и недорогих считывающих устройств.

Первое практическое применение штрихкода произошло в 1960-х годах в железнодорожной отрасли США для маркировки вагонов. Однако настоящий прорыв случился в розничной торговле. 26 июня 1974 года в супермаркете города Трой, штат Огайо, был впервые отсканирован товар с универсальным кодом товара (UPC) — пачка жевательной резинки Wrigley’s Juicy Fruit. Этот день считается днём рождения современного штрихкода.

В СССР первые работы по внедрению штрихового кодирования начались в 1980-х годах. Массовое использование штрихкодов на товарах народного потребления стало обязательным с 1990-х годов, что было связано с интеграцией в международную торговлю и необходимостью соответствия стандартам.

Классификация и виды

Штрихкоды делятся на два основных типа: линейные (одномерные) и двумерные (матричные).

Линейные (одномерные) штрихкоды

Представляют собой последовательность параллельных линий и пробелов разной ширины. Информация кодируется только в одном направлении (по горизонтали). Основные виды:

• UPC (Universal Product Code) — универсальный код товара, распространённый в США и Канаде. Существует в версиях UPC-A (12 цифр) и UPC-E (6 цифр).
• EAN (European Article Number) — европейский аналог UPC, наиболее распространённый в мире, в том числе в России. Версии: EAN-13 (13 цифр) и EAN-8 (8 цифр). EAN-13 является стандартом для большинства потребительских товаров.
• Code 39 — алфавитно-цифровой код, способный кодировать цифры, заглавные буквы и несколько специальных символов. Широко используется в промышленности, логистике и оборонной сфере.
• Code 128 — высокоплотный код, поддерживающий все 128 символов ASCII. Применяется в логистике, здравоохранении и для маркировки транспортных упаковок.
• Interleaved 2 of 5 — код для кодирования только цифр, часто используется в картонной упаковке и для маркировки коробок.
• GS1-128 (ранее UCC/EAN-128) — расширенная версия Code 128, используемая в цепочках поставок для кодирования дополнительных данных (срок годности, номер партии, вес).

Двумерные (матричные) штрихкоды

Представляют собой прямоугольную или квадратную область, заполненную чёрными и белыми ячейками (модулями). Информация кодируется по двум осям (по горизонтали и вертикали), что позволяет хранить значительно больше данных по сравнению с линейными кодами.

• QR-код (Quick Response Code) — разработан японской компанией Denso Wave в 1994 году. Способен кодировать до 7089 цифр или 4296 символов (включая кириллицу). Отличается высокой скоростью считывания и наличием трёх квадратных меток для ориентации. Широко используется для передачи ссылок, контактных данных, текстовой информации и в платёжных системах.
• Data Matrix — компактный двухмерный код, способный хранить до 2335 алфавитно-цифровых символов. Отличается высокой устойчивостью к повреждениям и малым размером. Применяется для маркировки электронных компонентов, медицинских изделий и в авиакосмической промышленности.
• PDF417 — многострочный штрихкод, представляющий собой стопку линейных кодов. Используется в транспорте (посадочные талоны), документах (водительские удостоверения) и логистике.
• Aztec Code — матричный код, который не требует пустой зоны (quiet zone) вокруг себя. Применяется в билетах, железнодорожных и авиационных системах.

Устройство и принцип работы

Структура линейного штрихкода (на примере EAN-13)

Стандартный штрихкод EAN-13 состоит из следующих элементов:

1. Штрихи и пробелы — чередующиеся тёмные и светлые полосы разной толщины. Ширина минимального элемента (модуля) составляет 0,33 мм.
2. Стартовый и стоповый символы — удлинённые штрихи, обозначающие начало и конец кода.
3. Разделительные знаки — удлинённые штрихи в середине кода, разделяющие левую и правую группы цифр.
4. Цифры — обычно располагаются под штрихами для визуального контроля.

Принцип работы сканера

Сканер штрихкода излучает узкий луч света (лазерный или светодиодный), который отражается от поверхности. Чёрные штрихи поглощают свет, белые пробелы — отражают. Отражённый свет улавливается фотоэлементом, преобразуется в электрический сигнал, который затем декодируется в цифровую последовательность. Для двумерных кодов используется камера, делающая снимок и обрабатывающая его программно.

Применение

Штрихкодирование является основой автоматизации учёта и управления в различных сферах:

• Розничная торговля — идентификация товаров на кассе, управление складскими запасами, учёт продаж. Практически все товары в магазинах имеют штрихкод EAN-13.
• Логистика и складское хозяйство — маркировка коробок, паллет и контейнеров (GS1-128, Code 128). Автоматизация приёма, отгрузки и инвентаризации.
• Производство — отслеживание деталей и узлов на конвейере, контроль качества, управление незавершённым производством.
• Здравоохранение — маркировка лекарственных средств (в России обязательна с 2020 года в рамках системы маркировки «Честный знак»), идентификация пациентов, учёт крови и лабораторных образцов.
• Транспорт — авиационные билеты и посадочные талоны (PDF417, Aztec Code), железнодорожные билеты, отслеживание багажа.
• Библиотечное дело — маркировка книг и других носителей для автоматизации выдачи и возврата.
• Почтовые отправления — отслеживание посылок и писем (стандарт GS1-128).

Стандартизация и регулирование

Международным органом, ответственным за стандарты штрихового кодирования, является GS1 (некоммерческая организация со штаб-квартирой в Бельгии). GS1 разрабатывает и поддерживает глобальные стандарты, включая EAN/UPC, GS1-128, GS1 DataMatrix и GS1 QR Code.

В России национальным представителем GS1 является Ассоциация автоматической идентификации «ЮНИСКАН» (GS1 Russia). Она выдаёт предприятиям префиксы для кодирования товаров и ведёт реестр штрихкодов. С 2019 года в России действует обязательная маркировка отдельных групп товаров (табак, обувь, лекарства, шубы, шины, парфюмерия и др.) с использованием кодов DataMatrix в рамках системы «Честный знак». Оператором системы является ООО «Оператор-ЦРПТ».

Преимущества и ограничения

Преимущества

• Скорость и точность — считывание занимает доли секунды, исключая ошибки ручного ввода.
• Низкая стоимость — печать штрихкода на упаковке практически ничего не стоит.
• Автоматизация — позволяет полностью автоматизировать учёт и контроль.
• Глобальная совместимость — стандарты GS1 признаны во всём мире.

Ограничения

• Уязвимость к повреждениям — грязный, порванный или плохо напечатанный штрихкод может не считываться.
• Необходимость прямой видимости — для считывания требуется прямая линия между сканером и кодом.
• Ограниченный объём данных — линейные коды могут хранить лишь небольшое количество информации (обычно 8–13 цифр).
• Зависимость от оборудования — требует наличия исправного сканера и программного обеспечения.

Интересные факты

• Первый отсканированный товар (жевательная резинка) в 1974 году был куплен Клайдом Доусоном, который до сих пор хранит чек. Сама упаковка находится в Смитсоновском музее.
• Существуют цветные штрихкоды (например, код цвета кожи или волос), но они не получили широкого распространения из-за сложности считывания.
• В некоторых странах (например, в Китае) QR-коды стали неотъемлемой частью повседневной жизни, заменяя наличные деньги и визитные карточки.
• Штрихкод может содержать не только цифры, но и буквы, а также специальные символы (в кодах Code 39, Code 128).

Источники

• Стандарты GS1 (GS1 General Specifications).
• Материалы Ассоциации автоматической идентификации «ЮНИСКАН» (GS1 Russia).
• История изобретения штрихкода (патент US 2,612,994).
• Федеральный закон РФ № 381-ФЗ «Об основах государственного регулирования торговой деятельности в Российской Федерации» (в части маркировки).
• Постановления Правительства РФ о системе маркировки «Честный знак».