GS1數字鏈接的由來及運作原理

中國物品編碼中心 賈建華 王利利 張亞格 邊琳

1971 年3 月31 日，一群商界領袖在紐約會面，討論如何自動區(qū)分貨架上的不同產品，從而無需在所有產品上貼價格標簽。1974年6月26日08:01，在俄亥俄州特洛伊市的馬什商店，收銀臺第一次發(fā)出了“嗶嗶”聲。就像變魔術一樣，結賬員莎倫·布坎南（Sharon Buchanan）的收銀機“知道”顧客克萊德·道森（Clyde Dawson）購買的是一包10 片裝的某品牌口香糖，價格為0.69美元。

商品條碼被英國廣播公司（BBC）稱為“影響現代經濟發(fā)展的50 件重要事務”之一。如今全球每天商品條碼掃碼次數高達60 億次，每一秒鐘就有約7 萬件商品被掃碼出售。借助GS1 全球統(tǒng)一編碼標識系統(tǒng)，通過簡單掃描就能將實物商品與數字信息聯系起來，在整個供應鏈中無縫鏈接。從農場到超市，商品條碼及其背后龐大的商品數據庫提升了整個供應鏈的靈活性與透明度。

這是如何實現的呢？這是將商品數據存儲在計算機的數據庫中，再通過使用通用協(xié)議（Internet）進行無線通信和物理通信的設備來訪問這些計算機。

將商品條碼與互聯網相連

以往人們用數據庫來儲存龐大的數據，然后通過項目標識符來查找相關信息。GS1數字鏈接（GS1 Digital Link）則顛覆了以往從數據庫中查找數據的方式，將商品條碼連接到互聯網。這種變化是由社會變化推動的，由于互聯網特別是智能手機在世界各地的普及，人們期望所有事實都能被實時共享。鑒于這一強大的動機，國際物品編碼組織（GS1）發(fā)布了GS1 Digital Link標準，以滿足整個供應鏈利益相關者的需求。

GS1 Digital Link 顛覆以往從數據庫中查找數據的方式，將商品的一個或多個信息生成不同的互聯網鏈接。這種變化是由現代生活推動的，也是現代生活所必需的。

對于所購買的東西，人們想知道更多信息。如，這是從哪里來的、這里面是什么、該如何使用它、在哪里可以買到備件、上架的數量有多少、它是庫存中最舊的所以才第一個出售嗎、怎樣才能被回收、怎樣才能安全地處理等疑問，GS1 Digital Link 可以讓所有人都能了解他們想知道的事物。

GS1數字鏈接運作原理

如果要將商品條碼和RFID 標簽中的GS1 標識代碼作為查找信息的起點與互聯網連接，有如下方法：

1. EPCglobal 中的對象命名服務（ONS）使用互聯網的域名系統(tǒng)基礎設施，自動返回GS1 識別代碼相關的權威元數據和服務。

2.GS1 可以創(chuàng)建和推廣自己的應用程序，比如“條碼識別APP”，它可以鏈接到GS1驗證之類的服務。

3. GS1 可以定義自己的URI 方案，就像2001 年ISBN定義自己的URN命名空間一樣。

4.GS1 可以制定一項將其標識代碼連接到互聯網的標準，即如何將GS1標識代碼轉換成網址。

GS1 Digital Link 采用的是第四種方案，即將代碼轉換成網址，由五個層級構成，如圖1所示。

圖1 GS1 Digital Link分層模型

第一層——GS1 Digital Link URI

經過50 年的發(fā)展，GS1 系統(tǒng)已經非常成熟并得到廣泛應用。GS1 Digital Link 不會影響全球貿易項目代碼（GTIN）或貨運包裝箱代碼（SSCC）的結構，也不會要求對日期和重量的表示方式等進行任何更改。

然而，這些標識符可以用多種句法表達，這取決于要使用的數據載體，如圖2 所示（見下頁）。圖中顯示了各種語法，例如，可以表達商品的GTIN 和序列號。為了進一步解釋這一點，我們將更詳細地了解一種可用的語法，即元素字符串語法。

圖2 編碼GS1標識符的不同語法

元素字符串語法

GS1 DataMatrix包含四部分數據，見表1（下頁）。

表1 GS1 DataMatrix數據示例

每條數據都有一個文本標簽，例如GTIN和應用標識符“01”。GS1 維護一個完整的應用標識符列表，這些標識符都是數字。

GS1通用規(guī)范GenSpecs等文件準確定義了多個數據元素應如何連接成一個字符串，然后編碼為條碼或其他符號，這被稱為元素字符串語法。表1中的4個數據元素被編碼為一個字符串。為了方便閱讀，此處將AI 顯示在括號中，但其本身不包含在條碼編碼的字符串中。

示例：（01）09506000134376（17）221225（10）ABCDEF（21）1234

簡而言之，其結構如下：

1.“FNC1”字符表示后面是一個或多個GS1元素。

2.如果主標識符是固定長度的，就像GTIN（01）的情況一樣，則被放在第一位。

3.由于這個特定的主標識符是固定長度的，所以不需要標記GTIN的結尾和下一個元素的AI。

4.有效期（17）也是固定長度的，因此，也不需要在下一個元素之前標記任何類型的分隔符。

5.批號的長度是可變的，因此在序列號（21）元素之前需要一個字符或者ASCII 字符29 作為分隔符。

和ASCII字符29都是不可打印的，它們作為條碼字符存在于條碼中，沒有直接對應的文本。

無需在線查詢

GS1 Digital Link 實現了在Web 地址中編碼GS1 標識符，這樣就可以使元素字符串輕松地提取信息，而不需要任何在線查找。

做到這一點的唯一方法是定義和使用結構化URL。

應用示例

回顧上面的例子，GS1 Digital Link 定義了如何在Web URI中寫入這4個標識符。

示例：https://example.com/01/09506000134376/10/ABCDEF/21/1234?17=221225

這個結構從何而來？GS1應用標識符（AI表）分為兩大類：第一，項目標識符，如用于識別貿易項目的GTIN、用于標識地點和公司的GLN、用于運輸的SSCC等；第二，屬性標識符，如測量的重量、有效期、送貨地址等。

GS1 Digital Link 標準定義了主鍵及限定符。在給出的示例中，GTIN 是主鍵，并由排在第二位的批號進行細化。換句話說，項目標識符的順序很重要。相反，屬性標識符（如有效期、測量的重量等）的順序則無關緊要。

這在信息科學中非常常見，它們是類、子類和屬性的關系，GS1 Digital Link URI 的一般結構和順序也基于這種思路。

單個項目是類的一個實例。例如，你是人類的一個個體，而人類是哺乳動物的一個子類。這個事實不受你的名字或年齡的影響。

因此，回到示例，有一個批號為ABCDEF 的產品1234，它是GTIN 為09506000134376 的產品的子類。它的有效期是2022 年12 月25 日，這一事實并不會改變這一身份，與價格、送貨地址和測量的重量一樣，有效期是物品的屬性，而不是標識符。

這種結構本身就滿足了GS1 Digital Link 的許多目標，體現在三個方面：

1.它是一種正式語法，用于在字符串中提供一個或多個GS1 標識符，通過這種方式無需在線查找即可提取信息。

2.它是一個URL，這意味著它可以是Web 的入口點。

3.可以利用URL的軟件，尤其是網絡瀏覽器，在世界各地的智能手機、筆記本電腦和其他設備上大量實現。

第二層——鏈接類型

GS1 Digital Link URI 是一種URL 形式的GS1 標識符語法，它的基本目標是讓任何人都能找到他們面前事物相關問題的答案。

同一事物不同問題的答案可能不在同一個地方。例如，關于特定藥物的患者信息、藥理信息和使用說明書被分別放在不同存儲庫中。

GS1 Digital Link 的鏈接類型只是鏈接關系類型的簡寫。它是相關實體之間關系的標簽，例如產品與其信息頁面之間、藥物與其說明書之間或公司與其商品之間的關系。

通過使用定義的鏈接關系類型，項目和信息之間的鏈接是可以自動解析的。

第三層——解析器

用戶會希望得到的資源就是自己想要了解的，這意味著GS1 Digital Link 不能只考慮URL 和鏈接類型，還必須考慮請求的上下文，如用戶使用什么語言以及他們需要哪個國家的信息。那么，這種復雜性該如何處理呢？

使用搜索引擎一種方法是在搜索引擎中查找標識符。這將返回一組鏈接，用戶可以訪問這些鏈接，但這些鏈接不一定能夠指向準確或相關的信息。

維護單個網頁另一種方法是提供一個網頁，將各個信息源作為可點擊鏈接放到網頁中，實際上是為每個商品創(chuàng)建一個小型網站。這種方法可以非常有效地向消費者展示有關產品的信息，然而它不太適合機器與機器的交互。

將一組鏈接作為結構化數據返回還有一種方法是將查詢GS1 Digital Link URI 返回的所有可用鏈接的集合作為數據集，讓客戶端應用程序來決定如何使用它們。如果用一致的元數據描述每個鏈接，則可以在機器間的通信中自動發(fā)現和跟蹤所需類型的鏈接，顯示給最終用戶。

解析器的應用

GS1 Digital Link 解析器將讀取到的一個或多個標識符解析為相關識別對象的信息。通過這種方式，解析器可以利用人們每天都在使用但是又不太了解的Web 功能。它最強大的功能之一是Web 服務器能夠同時向不同的人展示不同的內容。例如：

1.當登錄社交媒體時，每個人看到的都是與自己相關的社交網絡信息。

2.如果有人向您共享他們的日歷，您可能只會看到他們何時有事，而他們會看到事情的所有詳細信息。

3.查看GS1 聯系人頁面，您應該看到所在地GS1成員組織的聯系方式，這會根據您所在的位置而有所不同。

4.訪問多語言網站，將自動顯示您使用的語言。

這些都是最終用戶看到不同內容的示例，具體取決于以下因素：他們是誰、他們是否被授權訪問內容、他們在哪里、他們說什么語言以及請求的時間。

重定向

GS1 Digital Link 解析器被設想為路由器，而不是信息的提供者。這是通過重定向完成的，就是將請求從一臺服務器重定向到另一臺服務器。

鏈接類型參數

GS1 Digital Link 解析器有一個不屬于任何現有標準的特性——LinkType 參數?？蛻舳藨贸绦蛟诓樵冏址惺褂肔inkType參數傳遞所需的鏈接類型。解析器也可能會使用另一個參數——context 參數，用于對LinkType進一步細分。

分布式網絡解析

GS1 Digital Link 通過分布式部署對客戶的請求進行自動解析。這方法的優(yōu)勢如下：

1.任何人都可以使用符合GS1 標準的解析器，包括品牌所有者、解決方案提供商以及各個GS1 成員組織。

2.從工程的角度來看，多個解析器的存在避免了單點故障。

3.解析器部署的數量會因網絡效應爆炸式增長。

第四層——應用程序

GS1 沒有提供一個標準化的應用程序，這是因為各行業(yè)的需求是多種多樣的。例如，服裝制造商的需求與臨床從業(yè)者的需求有很大不同，物流運營商希望與識別的物體進行互動的原因與美容產品的消費者截然不同。因此，GS1 只提供應用程序開發(fā)指南和相關源代碼。

第五層——關聯數據

為了實現GS1 Digital Link 的基本目標，GS1 Digital Link 定義了如何將項目標識連接到網絡（第一層）。使用鏈接類型（第二層）和解析器（第三層），將物品引向用戶問題的答案所在，也可能會用到免費的開放源碼軟件（第四層）。

這創(chuàng)造了一個機器可讀的基于GS1標識符的實體關系網絡，它可以改善業(yè)務流程，提高搜索引擎的可見度,其特點如下：

1.使用GS1標識符表示為HTTP URI。

2.提供了一個能夠指向所有信息的有效鏈接。

3.提供了解析和操作鏈接的服務。

通過遵循關聯數據原則，GS1 Digital Link 將識別系統(tǒng)的價值最大化。它使得GTINs、SSCCs、GLNs、GIAIs等盡可能地具有功能性。

關聯數據的未來

使用關聯數據概念可提升GS1 識別系統(tǒng)的功能，使其超越GS1 Digital Link標準的限制。

如果一個項目有GTIN，那么根據定義，它是一個貿易項目，也被稱為商品。它將用于銷售，就會有相關的庫存水平、價格、圖像、條件、排名等。如果它屬于食品和飲料的子類產品，也會有成分和過敏原聲明。如果是服裝，就不會有成分和過敏原聲明，但會有尺寸和顏色。同樣，如果一個物品是由全球位置碼識別的，使用414 的應用標識符，它就是全球位置碼標識，并將有地理空間坐標，也許是某個港口。

例如，我們可以這樣用自然語言來表達我們的運行實例的語義：

有一類產品的GTIN是09506000134376。

有一個產品是09506000134376 的子類，它的批號是ABCDEF。

ABCDEF類的一個實例，其序列號為1234，有效期為2022年12月25日。

在目前的討論中，最重要的是GS1 應用標識符具有精確的含義，是機器可讀的，可以被GS1系統(tǒng)以外的信息系統(tǒng)所解析。

GS1 Digital Link 結構可轉換出很多信息，并且按照標準機器可從網址中取讀出內容，例如：

https://example.com/01/09506000134376/10/ABCD EF/21/1234?17=221225

這使GS1 認識到，使用GS1 應用標識表達術語的含義越來越重要。根據目前的應用環(huán)境，GS1 已經添加了一些額外術語（類、屬性等），但在這一領域還需要進一步工作，以盡可能地支持大多數GS1 應用標識符。

另外需要補充說明的是，為了節(jié)省數據載體的空間，GS1 Digital Link支持離線無損解壓縮，如下所示。

壓縮前URI：

http://example.org/01/06901234567892/10/2023070 6/21/123456789

壓縮后URI：

http://example.org/CwyNo0UVqBBNLIyIQkdbzRU

實現的步驟

消費者、病人、商業(yè)伙伴等都希望自己關心的信息能夠被查詢到。滿足這個需求的唯一現實方法是全球數據庫。它的普遍性、技術的成熟性和大量的現有標準使它成為自然而然的選擇。在做出這個選擇之后，剩下的事情就顯而易見了。

GS1 Digital Link 連接Web 可以由以下五個步驟完成：

1. GS1 標識符需要以一種也是URL 的語法來表達。

2.需要定義通過GS1標識所識別出不同商品之間的關系。

3. 識別商品及其相關信息的關系需要是可操作的，而解析器技術是最好的選擇。利用網絡效應，以實現行業(yè)內的價值最大化。

4. 盡可能廣泛地定義協(xié)議并提供免費的開源軟件。

5.使用關聯數據原則創(chuàng)建基于GS1標識符的簡單知識圖譜。