DMARK
У каждой вещи вокруг есть свой номер. Вот как мы до этого дошли
Команда DMARK• 2026年9月16日• 二维码, 自动化, 标记

我们身边的每一件物品都有自己的编号。我们是如何走到这一步的

牛奶上的条形码、运动鞋上的货号、收银台上的二维码——我们被各种编码包围,早已对它们习以为常。让我们来弄清楚商品标记从何而来,以及为什么世界上任何一个市场离开它都无法运转。

你站在咖啡店的收银台前,掏出手机,把摄像头对准屏幕上的一个小方块,一秒钟后钱就已经转走了。Kaspi QR 已经如此深入地融入了生活,以至于我们根本没有察觉到发生了什么:摄像头读取了加密数据,系统将其解密,完成了转账。一切都在一秒半之内完成,我们丝毫不会去想这背后是怎么运作的。

现在,把视野放宽一些。按照同样的原理,只不过这次被加密的是商品本身——你刚从货架上拿下的那包咖啡上的条形码。谁生产的、什么时候生产的、是否合法——所有这些同样「藏」在那些黑白条纹和方格里。我们生活在一个周围几乎一切都拥有自己编码的世界里:护照号、电话号码、牛奶上的条形码、药盒上的 DataMatrix。你在 Wildberries 上的订单能够送达,正是得益于这些系统。

人类到底是如何产生用条纹和方块来“加密”商品这一想法的?

曾几何时,一切都很简单:生产商在商品上贴一张纸质标签,或者盖上一个印有名称、日期和批次的戳记。但到了二十世纪,贸易的增长速度之快,让收银员再也来不及把每一件商品手工录入,而仓库也淹没在只能靠目测清点的纸箱里。

这个想法源于一次偶然:20世纪40年代末,研究生伯纳德·西尔弗无意中听到一位商店经理请求一位教授设计一套能在收银台自动读取商品的系统。教授不以为意,西尔弗却上了心。他和朋友诺曼·伍德兰一起着手研究,有一天,伍德兰坐在海滩上,用手指在沙地上划来划去,把摩斯电码变成了图形条纹。条形码的雏形就这样诞生了——而1974年6月26日,俄亥俄州的一家超市首次扫描了商品:那是一包Wrigley's口香糖

1974年超市里的第一台条形码扫描仪。

拿一件你家里带有条形码的任意物品或包装,把它翻过来。你会看到条纹下方13位数字的条形码。看似只是一串随机的数字,但实际上每一位数字都有其特定的含义。

前2-3位数字:这是生产商注册所在国家的代码(不一定是商品的生产地,而是注册地)。例如,460–469 俄罗斯,480 哈萨克斯坦,690–699 中国。接下来的几位数字:由 GS1 协会分配给生产商公司的唯一编号(GS1 是一个国际组织,负责发放代码,以确保世界上任意两种不同商品永远不会拥有相同的条形码)。再往后:具体商品的代码:正是这块巧克力、正是这个重量、正是这种包装。最后一位,也就是第十三位数字——校验位:它由前面所有数字通过一个特殊公式计算得出,用于让扫描器在代码读取有误或破损时立即识别出来。

宽度不同的条纹是数字0-9的图形表示,激光在几分之一秒内读取它们,而不是由您大声念出。也就是说,条形码本身并不是一张图片,而只是输入同样13位数字的一种更快的方式。

第二代:当条形码的条纹变成小方块

条纹条形码曾是一场革命,但它有一个重大局限:它能容纳的信息非常少,最多不过几十个字符。对于收银台来说这已经足够,但对于物流、生产、医疗来说就远远不够了。人们需要某种能承载更多数据的东西。

解决方案来自日本。20世纪90年代初,Denso Wave公司的工程师们面临一个难题:他们的工厂里使用了数十种不同的编码,员工常常混淆,而这些编码本身所包含的有用信息又太少。工程师原昌宏(Masahiro Hara)着手解决这个问题。据传说,灵感是在他吃午饭、下围棋时降临的。他看着布满棋子的棋盘,突然明白:编码应该是二维的,不是条纹,而是网格。于是,1994年,QR码诞生了:Quick Response,即“快速响应”。

这种方形格式所容纳的数据量,是它那由条纹组成的“前辈”的数十倍,而且无论从哪个角度扫描,甚至在有破损的情况下,都能被读取。这项技术很快便走出了丰田的工厂,开始征服世界。

二维码的工作原理与条形码相似,只是要精妙得多。它不再使用由条纹组成的一条线,而是采用由黑色和白色小方块(称为模块)构成的二维网格。每一个小方块都代表零或一,也就是说,数据是以二进制形式编码的,就像普通计算机一样。正因如此,这种码能容纳的不是13位数字,而是数百个字符——它可以是一整段文字、一个链接,或是一组关于商品的数据:生产商、生产日期、批次编号、保质期。

而二维码三个角上的大方块并不是装饰。扫描器需要它们来判断哪边是上、哪边是下,以及这个码是以什么角度被拍摄下来的——正因如此,即使你把二维码倒过来放或者从侧面扫,它依然能被识别出来。

如果把这两种码直接对比,差别就很明显了。条形码只有一行数据,大约能容纳20到30个字符,而且必须对准、以正确的角度扫描,否则扫描器读不出来。二维码则不同:凭借二维网格,它能容纳的信息量是条形码的数百倍,从任何方向都能读取,即使部分码被弄脏或损坏也依然有效。本质上,条形码就是一行文字,而二维码则相当于把整个网站页面打包进了一个小方块里。

那么什么是DataMatrix?它有什么用?

既然QR码如此出色,能容纳大量数据,还能从任意角度被读取:那为什么还要再发明别的东西呢?原因在于尺寸。QR码在咖啡包装或手机屏幕这类有空间的地方表现得非常好。但想象一下药片包装上的标签,或者运动鞋鞋底上的标签,那里每一毫米都很重要。DataMatrix正是为这种情况而生:它能在小得多的面积上容纳同样多的数据,而且更能承受标签受损。

乍一看没有区别,因为同样是黑白方块模块的原理,只是布局不同。但正是这种差异最终决定了从药品到服装,全世界商品使用哪种代码进行标记。

"DataMatrix 不是 QR 码的竞争对手,而是它更紧凑、更耐用的亲戚。正因如此,它被选中用于标记数十亿件商品。"

在下一篇文章中,我们将详细解析DataMatrix:这个码内部是如何构成的,其中具体加密了什么,以及为什么包括哈萨克斯坦在内的世界各国都选择它用于国家商品标记系统。