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第五章 二维条码 第五章第五章 二维条码二维条码 第一节第一节 二维条码简介二维条码简介 第二节第二节 行排式二维条码行排式二维条码 第三节矩阵式二维条码第三节矩阵式二维条码 第四节二维条码应用第四节二维条码应用第一节第一节 二维条码简介二维条码简介 1二维条码的起源与发展2二维条码的特点 21二维条码与一维条码的区别与比较 22二维条码与磁卡、IC卡、光卡之比较 3二维条码的分类 4二维条码识读设备 1 1二维条码的起源与发展二维条码的起源与发展 二维条码技术是在一维条码无法满足实际应用需求的前提下产生的。由于受信息容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而二维条码是对物品的描述。 所谓对物品的标识，就是给某物品分配一个代码，代码以条码的形式标识在物品上，用来标识该物品以便自动扫描设备的识读，代码或一维条码本身不表示该产品的描述性信息。 我国已制定了两个二维条码的国家标准：GB/T 17172-1997四一七条码，GB/T 18284-2000快速响应矩阵码。 2 2二维条码的特点二维条码的特点 21二维条码与一维条码的区别与比较二维条码与一维条码的区别与比较 信息量容量大、安全性高、读取率高、错信息量容量大、安全性高、读取率高、错误纠正能力强等特性是二维条码的主要特点。误纠正能力强等特性是二维条码的主要特点。 2 2二维条码的特点二维条码的特点二维条码与一维条码的比较二维条码与一维条码的比较 项目项目条码类型条码类型信息信息密度密度与信与信息容息容量量错误校验错误校验及纠错正及纠错正能力能力垂直方向是垂直方向是否携带信息否携带信息用途用途对数据对数据库和通库和通讯网络讯网络的依赖的依赖识读设备识读设备一维条码一维条码信息信息密度密度低，低，信息信息容量容量较小较小可通过校可通过校验字符进验字符进行错误校行错误校验，没有验，没有错纠能力错纠能力不携带信息不携带信息对物品对物品的标识的标识多数应多数应用场合用场合依赖数依赖数据库及据库及通讯网通讯网络络可用线扫描器可用线扫描器识读，如光笔、识读，如光笔、线阵线阵CCDCCD、激、激光枪等光枪等二维条码二维条码信息信息密度密度高，高，信息信息容量容量大大具有错误具有错误校验和纠校验和纠错能力，错能力，可根据需可根据需求设置不求设置不同的纠错同的纠错级别级别携带信息携带信息对物品对物品的描述的描述可不依可不依赖数据赖数据库及通库及通讯网络讯网络而单独而单独应用应用对于行排式二对于行排式二维条码可用线维条码可用线扫描器的多次扫描器的多次扫描识读；对扫描识读；对于矩阵式二维于矩阵式二维条码仅能用图条码仅能用图像扫描器识读像扫描器识读2 2二维条码的特点二维条码的特点 二维条码与磁卡、二维条码与磁卡、IC卡、光卡的比较卡、光卡的比较比较点比较点二维条码二维条码磁卡磁卡ICIC卡卡光卡光卡抗磁力抗磁力强强弱弱中等中等强强抗静电抗静电强强中等中等中等中等强强抗损性抗损性强强可折叠可折叠可局部穿孔可局部穿孔可局部切割可局部切割弱弱不可折叠不可折叠不可穿孔不可穿孔不可切割不可切割弱弱不可折叠不可折叠不可穿孔不可穿孔不可切割不可切割弱弱不可折叠不可折叠不可穿孔不可穿孔不可切割不可切割3 3二维条码的分类二维条码的分类 二维条码通常分为以下二种类型：二维条码通常分为以下二种类型： （1）行排式行排式二维条码二维条码 （2D STACKED BAR CODE） 又称：又称：堆积式堆积式二维条码或二维条码或层排式层排式二维条码，其编码原理二维条码，其编码原理是建立在一维条码基础之上，按是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行需要堆积成二行或多行。有代表性的行排式二维条码有有代表性的行排式二维条码有PDF417、CODE49、CODE 16K等。等。 （2）矩阵式矩阵式二维条码二维条码 （2D MATRIX BAR CODE） 又称：又称：棋盘式棋盘式二维条码。具有代表性的矩阵式二维条码二维条码。具有代表性的矩阵式二维条码有：有：QR Code 、Data Matrix、Maxi Code、Code One等。等。 3 3二维条码的分类二维条码的分类QR 码码 3 3二维条码的分类二维条码的分类二维条码的识读设备依识读原理的不同可分为：二维条码的识读设备依识读原理的不同可分为： （1 1）线性）线性CCD和线性图像式识读器（和线性图像式识读器（Linear Imager），可），可识读一维条码和行排式二维条码（如识读一维条码和行排式二维条码（如PDF417）。）。 （2）带光栅的激光识读器，可识读一维条码和行排式二）带光栅的激光识读器，可识读一维条码和行排式二维条码。维条码。 （3）图像式识读器（）图像式识读器（Image Reader） ，可识读一维条码可识读一维条码和二维条码。和二维条码。 第二节第二节 行排式二维条码行排式二维条码 1PDF417条码条码 PDF417条码是由留美华人王寅敬条码是由留美华人王寅敬 （音）博士发明的。（音）博士发明的。PDF取自英取自英文文Portable Data File三个单词的首字母，意为三个单词的首字母，意为“便携数据文件便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和个条和4个空共个空共17个模块构个模块构成，所以称为成，所以称为PDF417条码。条码。 1PDF417条码 PDF417是一种多层、可变长度是一种多层、可变长度 、具有高容量和纠错能力的二维、具有高容量和纠错能力的二维条码。每一个条码。每一个PDF417符号可以表示符号可以表示1100个字节、或个字节、或1800个个ASC字符或字符或2700个数字的信息。个数字的信息。 1PDF417条码（1 1）层与符号字符（）层与符号字符（Row and Symbol CharacterRow and Symbol Character） 每一个每一个PDF417PDF417条码符号均由多层堆积而成，其层数为条码符号均由多层堆积而成，其层数为3 39090。 （2 2）簇簇（ClusterCluster） PDF417PDF417的字符集可分为三个相互独立的子集，即三个簇。的字符集可分为三个相互独立的子集，即三个簇。（3 3）错误纠正码词（）错误纠正码词（Error Correction CodewordError Correction Codeword） PDF417PDF417的纠错等级分为的纠错等级分为9 9级，级别越高，纠正能力越强。由于这种纠级，级别越高，纠正能力越强。由于这种纠错功能，使得污损的错功能，使得污损的PDF417PDF417条码也可以被正确识读。条码也可以被正确识读。（4 4）数据组合模式（）数据组合模式（Data Compaction ModeData Compaction Mode） PDF417PDF417提供了三种数据组合模式，每一种模式定义一种数据序列与码提供了三种数据组合模式，每一种模式定义一种数据序列与码词序列之间的转换方法。三种模式为：文本组合模式（词序列之间的转换方法。三种模式为：文本组合模式（Text Text CompactionCompaction， Mode-TCMode-TC）、字节组合模式（）、字节组合模式（Byte CompactionByte Compaction， Mode-BCMode-BC）、数字组合模式（）、数字组合模式（Numeric Compaction Numeric Compaction ，Mode-NCMode-NC）。）。 1PDF417条码（5 5）全球标签标识符（）全球标签标识符（Global Label Identifier-GLIGlobal Label Identifier-GLI） 一个一个GLIGLI是一个特殊的符号字符，它可激活一组解释，是一个特殊的符号字符，它可激活一组解释，GLISGLIS的的应用使应用使PDF417PDF417可以表示国际语言集，以及工业或用户定义的可以表示国际语言集，以及工业或用户定义的字符集。字符集。（6 6）宏）宏PDF417PDF417 这种机制可以把一个这种机制可以把一个PDF417PDF417符号无法表示的大文件分成多个符号无法表示的大文件分成多个PDF417PDF417符号来表示。宏符号来表示。宏PDF417PDF417包含了一些附加控制信息来支包含了一些附加控制信息来支持文件的分块表示，译码器利用这些信息来正确组合和检查持文件的分块表示，译码器利用这些信息来正确组合和检查所表示的文件，不必担心符号的识读次序。所表示的文件，不必担心符号的识读次序。（7 7）PDF417PDF417其它特性及其变体其它特性及其变体 这种压缩版本减少了非数据符的数量，但却以降低其坚固性，这种压缩版本减少了非数据符的数量，但却以降低其坚固性，抗噪音，损伤，污染等能力为代价。截短抗噪音，损伤，污染等能力为代价。截短PDF417PDF417条码与普通条码与普通PDF417PDF417完全兼容。完全兼容。 PDF417条码的特性项项 目目特特 性性可编码字符集可编码字符集全全ASCIIASCII字符或字符或8 8位二进制数据，可表示汉字位二进制数据，可表示汉字类型类型连续、多层连续、多层字符自校验功能字符自校验功能有有符号尺寸符号尺寸可变，高度可变，高度3 3到到9090行，宽度行，宽度9090到到583583个模块宽度个模块宽度双向可读双向可读是是错误纠正码词数错误纠正码词数2 2到到512512个个最大数据容量（错最大数据容量（错误纠正级别为误纠正级别为0 0时）时）18501850个文本字符个文本字符或或27102710个数字个数字或或11081108个字节个字节附加属性附加属性可选择纠错级别、可跨行扫描、宏可选择纠错级别、可跨行扫描、宏PDF417PDF417条码、全球标记标识符等条码、全球标记标识符等PDF417PDF417符号结构符号结构 每一个每一个PDF417PDF417符号由空白区包围的一序列层组成。符号由空白区包围的一序列层组成。每一层包括：每一层包括：a.a.左空白区左空白区 b.b.起始符起始符 c.c.左层指示左层指示符号字符符号字符 d.1d.1到到3030个数据符号字符个数据符号字符 e.e.右层指示右层指示符号字符符号字符 f.f.终止符终止符 g.g.右空白区右空白区左左空空白白区区右右空空白白区区终终止止右右层层指指示示符符码码词词数数据据区区左左层层指指示示符符码码词词起起始始层层1 1层层6 6层层5 5层层4 4层层2 2层层3 3PDF417PDF417符号字符的结构符号字符的结构 每一个符号字符包括每一个符号字符包括4个条和个条和4个空，每一个条或空个空，每一个条或空由由1-6个模块组成。在一个符号字符中，个模块组成。在一个符号字符中，4个条和个条和4个个空的总模块数为空的总模块数为17。 5 1 1 1 1 1 2 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 s1 s2 s3 s4 b1 b2 b3 b4 12PDF417条码的标准化现状 中国中国二维条码列为九五期间的国家重点科技攻关二维条码列为九五期间的国家重点科技攻关项目。项目。1997年年12月码国家标准月码国家标准GB/T 17172-1997四一四一七条码七条码正式颁布；正式颁布； 自自SymbolSymbol公司公司19911991年将年将PDF417PDF417作为公开的标准后，作为公开的标准后，PDF417PDF417条码为越来越多的标准化机构所接受。条码为越来越多的标准化机构所接受。如：如：AIMAIM19941994年被选定为国际自动识别制造商协会年被选定为国际自动识别制造商协会（AIMAIM）标准；）标准；ANSIMH10.8ANSIMH10.819961996年美国标准化委员年美国标准化委员会会(ANSI)(ANSI)将将PDF417PDF417做为美国的运输包装的纸面做为美国