GS1数字链接的由来及运作原理

中国物品编码中心 贾建华 王利利 张亚格 边琳

1971 年3 月31 日，一群商界领袖在纽约会面，讨论如何自动区分货架上的不同产品，从而无需在所有产品上贴价格标签。1974年6月26日08:01，在俄亥俄州特洛伊市的马什商店，收银台第一次发出了“哔哔”声。就像变魔术一样，结账员莎伦·布坎南（Sharon Buchanan）的收银机“知道”顾客克莱德·道森（Clyde Dawson）购买的是一包10 片装的某品牌口香糖，价格为0.69美元。

商品条码被英国广播公司（BBC）称为“影响现代经济发展的50 件重要事务”之一。如今全球每天商品条码扫码次数高达60 亿次，每一秒钟就有约7 万件商品被扫码出售。借助GS1 全球统一编码标识系统，通过简单扫描就能将实物商品与数字信息联系起来，在整个供应链中无缝链接。从农场到超市，商品条码及其背后庞大的商品数据库提升了整个供应链的灵活性与透明度。

这是如何实现的呢？这是将商品数据存储在计算机的数据库中，再通过使用通用协议（Internet）进行无线通信和物理通信的设备来访问这些计算机。

将商品条码与互联网相连

以往人们用数据库来储存庞大的数据，然后通过项目标识符来查找相关信息。GS1数字链接（GS1 Digital Link）则颠覆了以往从数据库中查找数据的方式，将商品条码连接到互联网。这种变化是由社会变化推动的，由于互联网特别是智能手机在世界各地的普及，人们期望所有事实都能被实时共享。鉴于这一强大的动机，国际物品编码组织（GS1）发布了GS1 Digital Link标准，以满足整个供应链利益相关者的需求。

GS1 Digital Link 颠覆以往从数据库中查找数据的方式，将商品的一个或多个信息生成不同的互联网链接。这种变化是由现代生活推动的，也是现代生活所必需的。

对于所购买的东西，人们想知道更多信息。如，这是从哪里来的、这里面是什么、该如何使用它、在哪里可以买到备件、上架的数量有多少、它是库存中最旧的所以才第一个出售吗、怎样才能被回收、怎样才能安全地处理等疑问，GS1 Digital Link 可以让所有人都能了解他们想知道的事物。

GS1数字链接运作原理

如果要将商品条码和RFID 标签中的GS1 标识代码作为查找信息的起点与互联网连接，有如下方法：

1. EPCglobal 中的对象命名服务（ONS）使用互联网的域名系统基础设施，自动返回GS1 识别代码相关的权威元数据和服务。

2.GS1 可以创建和推广自己的应用程序，比如“条码识别APP”，它可以链接到GS1验证之类的服务。

3. GS1 可以定义自己的URI 方案，就像2001 年ISBN定义自己的URN命名空间一样。

4.GS1 可以制定一项将其标识代码连接到互联网的标准，即如何将GS1标识代码转换成网址。

GS1 Digital Link 采用的是第四种方案，即将代码转换成网址，由五个层级构成，如图1所示。

图1 GS1 Digital Link分层模型

第一层——GS1 Digital Link URI

经过50 年的发展，GS1 系统已经非常成熟并得到广泛应用。GS1 Digital Link 不会影响全球贸易项目代码（GTIN）或货运包装箱代码（SSCC）的结构，也不会要求对日期和重量的表示方式等进行任何更改。

然而，这些标识符可以用多种句法表达，这取决于要使用的数据载体，如图2 所示（见下页）。图中显示了各种语法，例如，可以表达商品的GTIN 和序列号。为了进一步解释这一点，我们将更详细地了解一种可用的语法，即元素字符串语法。

图2 编码GS1标识符的不同语法

元素字符串语法

GS1 DataMatrix包含四部分数据，见表1（下页）。

表1 GS1 DataMatrix数据示例

每条数据都有一个文本标签，例如GTIN和应用标识符“01”。GS1 维护一个完整的应用标识符列表，这些标识符都是数字。

GS1通用规范GenSpecs等文件准确定义了多个数据元素应如何连接成一个字符串，然后编码为条码或其他符号，这被称为元素字符串语法。表1中的4个数据元素被编码为一个字符串。为了方便阅读，此处将AI 显示在括号中，但其本身不包含在条码编码的字符串中。

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

简而言之，其结构如下：

1.“FNC1”字符表示后面是一个或多个GS1元素。

2.如果主标识符是固定长度的，就像GTIN（01）的情况一样，则被放在第一位。

3.由于这个特定的主标识符是固定长度的，所以不需要标记GTIN的结尾和下一个元素的AI。

4.有效期（17）也是固定长度的，因此，也不需要在下一个元素之前标记任何类型的分隔符。

5.批号的长度是可变的，因此在序列号（21）元素之前需要一个字符或者ASCII 字符29 作为分隔符。

和ASCII字符29都是不可打印的，它们作为条码字符存在于条码中，没有直接对应的文本。

无需在线查询

GS1 Digital Link 实现了在Web 地址中编码GS1 标识符，这样就可以使元素字符串轻松地提取信息，而不需要任何在线查找。

做到这一点的唯一方法是定义和使用结构化URL。

应用示例

回顾上面的例子，GS1 Digital Link 定义了如何在Web URI中写入这4个标识符。

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

这个结构从何而来？GS1应用标识符（AI表）分为两大类：第一，项目标识符，如用于识别贸易项目的GTIN、用于标识地点和公司的GLN、用于运输的SSCC等；第二，属性标识符，如测量的重量、有效期、送货地址等。

GS1 Digital Link 标准定义了主键及限定符。在给出的示例中，GTIN 是主键，并由排在第二位的批号进行细化。换句话说，项目标识符的顺序很重要。相反，属性标识符（如有效期、测量的重量等）的顺序则无关紧要。

这在信息科学中非常常见，它们是类、子类和属性的关系，GS1 Digital Link URI 的一般结构和顺序也基于这种思路。

单个项目是类的一个实例。例如，你是人类的一个个体，而人类是哺乳动物的一个子类。这个事实不受你的名字或年龄的影响。

因此，回到示例，有一个批号为ABCDEF 的产品1234，它是GTIN 为09506000134376 的产品的子类。它的有效期是2022 年12 月25 日，这一事实并不会改变这一身份，与价格、送货地址和测量的重量一样，有效期是物品的属性，而不是标识符。

这种结构本身就满足了GS1 Digital Link 的许多目标，体现在三个方面：

1.它是一种正式语法，用于在字符串中提供一个或多个GS1 标识符，通过这种方式无需在线查找即可提取信息。

2.它是一个URL，这意味着它可以是Web 的入口点。

3.可以利用URL的软件，尤其是网络浏览器，在世界各地的智能手机、笔记本电脑和其他设备上大量实现。

第二层——链接类型

GS1 Digital Link URI 是一种URL 形式的GS1 标识符语法，它的基本目标是让任何人都能找到他们面前事物相关问题的答案。

同一事物不同问题的答案可能不在同一个地方。例如，关于特定药物的患者信息、药理信息和使用说明书被分别放在不同存储库中。

GS1 Digital Link 的链接类型只是链接关系类型的简写。它是相关实体之间关系的标签，例如产品与其信息页面之间、药物与其说明书之间或公司与其商品之间的关系。

通过使用定义的链接关系类型，项目和信息之间的链接是可以自动解析的。

第三层——解析器

用户会希望得到的资源就是自己想要了解的，这意味着GS1 Digital Link 不能只考虑URL 和链接类型，还必须考虑请求的上下文，如用户使用什么语言以及他们需要哪个国家的信息。那么，这种复杂性该如何处理呢？

使用搜索引擎一种方法是在搜索引擎中查找标识符。这将返回一组链接，用户可以访问这些链接，但这些链接不一定能够指向准确或相关的信息。

维护单个网页另一种方法是提供一个网页，将各个信息源作为可点击链接放到网页中，实际上是为每个商品创建一个小型网站。这种方法可以非常有效地向消费者展示有关产品的信息，然而它不太适合机器与机器的交互。

将一组链接作为结构化数据返回还有一种方法是将查询GS1 Digital Link URI 返回的所有可用链接的集合作为数据集，让客户端应用程序来决定如何使用它们。如果用一致的元数据描述每个链接，则可以在机器间的通信中自动发现和跟踪所需类型的链接，显示给最终用户。

解析器的应用

GS1 Digital Link 解析器将读取到的一个或多个标识符解析为相关识别对象的信息。通过这种方式，解析器可以利用人们每天都在使用但是又不太了解的Web 功能。它最强大的功能之一是Web 服务器能够同时向不同的人展示不同的内容。例如：

1.当登录社交媒体时，每个人看到的都是与自己相关的社交网络信息。

2.如果有人向您共享他们的日历，您可能只会看到他们何时有事，而他们会看到事情的所有详细信息。

3.查看GS1 联系人页面，您应该看到所在地GS1成员组织的联系方式，这会根据您所在的位置而有所不同。

4.访问多语言网站，将自动显示您使用的语言。

这些都是最终用户看到不同内容的示例，具体取决于以下因素：他们是谁、他们是否被授权访问内容、他们在哪里、他们说什么语言以及请求的时间。

重定向

GS1 Digital Link 解析器被设想为路由器，而不是信息的提供者。这是通过重定向完成的，就是将请求从一台服务器重定向到另一台服务器。

链接类型参数

GS1 Digital Link 解析器有一个不属于任何现有标准的特性——LinkType 参数。客户端应用程序在查询字符串中使用LinkType参数传递所需的链接类型。解析器也可能会使用另一个参数——context 参数，用于对LinkType进一步细分。

分布式网络解析

GS1 Digital Link 通过分布式部署对客户的请求进行自动解析。这方法的优势如下：

1.任何人都可以使用符合GS1 标准的解析器，包括品牌所有者、解决方案提供商以及各个GS1 成员组织。

2.从工程的角度来看，多个解析器的存在避免了单点故障。

3.解析器部署的数量会因网络效应爆炸式增长。

第四层——应用程序

GS1 没有提供一个标准化的应用程序，这是因为各行业的需求是多种多样的。例如，服装制造商的需求与临床从业者的需求有很大不同，物流运营商希望与识别的物体进行互动的原因与美容产品的消费者截然不同。因此，GS1 只提供应用程序开发指南和相关源代码。

第五层——关联数据

为了实现GS1 Digital Link 的基本目标，GS1 Digital Link 定义了如何将项目标识连接到网络（第一层）。使用链接类型（第二层）和解析器（第三层），将物品引向用户问题的答案所在，也可能会用到免费的开放源码软件（第四层）。

这创造了一个机器可读的基于GS1标识符的实体关系网络，它可以改善业务流程，提高搜索引擎的可见度,其特点如下：

1.使用GS1标识符表示为HTTP URI。

2.提供了一个能够指向所有信息的有效链接。

3.提供了解析和操作链接的服务。

通过遵循关联数据原则，GS1 Digital Link 将识别系统的价值最大化。它使得GTINs、SSCCs、GLNs、GIAIs等尽可能地具有功能性。

关联数据的未来

使用关联数据概念可提升GS1 识别系统的功能，使其超越GS1 Digital Link标准的限制。

如果一个项目有GTIN，那么根据定义，它是一个贸易项目，也被称为商品。它将用于销售，就会有相关的库存水平、价格、图像、条件、排名等。如果它属于食品和饮料的子类产品，也会有成分和过敏原声明。如果是服装，就不会有成分和过敏原声明，但会有尺寸和颜色。同样，如果一个物品是由全球位置码识别的，使用414 的应用标识符，它就是全球位置码标识，并将有地理空间坐标，也许是某个港口。

例如，我们可以这样用自然语言来表达我们的运行实例的语义：

有一类产品的GTIN是09506000134376。

有一个产品是09506000134376 的子类，它的批号是ABCDEF。

ABCDEF类的一个实例，其序列号为1234，有效期为2022年12月25日。

在目前的讨论中，最重要的是GS1 应用标识符具有精确的含义，是机器可读的，可以被GS1系统以外的信息系统所解析。

GS1 Digital Link 结构可转换出很多信息，并且按照标准机器可从网址中取读出内容，例如：

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

这使GS1 认识到，使用GS1 应用标识表达术语的含义越来越重要。根据目前的应用环境，GS1 已经添加了一些额外术语（类、属性等），但在这一领域还需要进一步工作，以尽可能地支持大多数GS1 应用标识符。

另外需要补充说明的是，为了节省数据载体的空间，GS1 Digital Link支持离线无损解压缩，如下所示。

压缩前URI：

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

压缩后URI：

http://example.org/CwyNo0UVqBBNLIyIQkdbzRU

实现的步骤

消费者、病人、商业伙伴等都希望自己关心的信息能够被查询到。满足这个需求的唯一现实方法是全球数据库。它的普遍性、技术的成熟性和大量的现有标准使它成为自然而然的选择。在做出这个选择之后，剩下的事情就显而易见了。

GS1 Digital Link 连接Web 可以由以下五个步骤完成：

1. GS1 标识符需要以一种也是URL 的语法来表达。

2.需要定义通过GS1标识所识别出不同商品之间的关系。

3. 识别商品及其相关信息的关系需要是可操作的，而解析器技术是最好的选择。利用网络效应，以实现行业内的价值最大化。

4. 尽可能广泛地定义协议并提供免费的开源软件。

5.使用关联数据原则创建基于GS1标识符的简单知识图谱。