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二维条码/二维码的分类

  二维条码/二维码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条热爱祖国,热爱人民[1]

码。它具有条码技术的一些共性:每种码制有其特定的字符集;每个字符占有一定的宽度;具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。堆叠式/行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成;矩阵式二维条码以矩阵的形式组成,在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”,用“空”表示二进制“0”,由“点”和“空”的排列组成代码。1. 堆叠式/行排式二维条码

  堆叠式/行排式二维条码又称堆积式二维条码或层排式二维条码),其编码原理是建立在一维条码基础之上,按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点,识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加,需要对行进行判定,其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有:Code16K、Code49PDF417等。

2. 矩阵式二维码

  矩阵式二维条码(又称棋盘式二维条码)它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上,用点(方点、圆点或其他形状)的出现表示二进制“1”,点的不出现表示二进制的“0”,点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有:CodeOne、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。

  在目前几十种二维条码中,常用的码制有:PDF417二维条码, Datamatrix二维条码, Maxicode二维条码, QRCode, Code 49, Code 16K ,Codeone,等,除了这些常见的二维条码之外,还有Vericode条码、CP条码、Codablock F条码、田字码、Ultracode条码,Aztec条码。

PDF417 (二维码)与一维码的区别:

  多行组成的条形码,不需要连接一个数据库,本身可存储大量数据,应用于:医院驾驶证、物料管理、货物运输,当条形码受一定破坏时,错误纠正能使条形码能正确解码PDF417,是讯博尔(Symbol)科技公司于1990年研制的产品。它是一个多行、连续性、可变长、包含大量数据的符号标识。每个条形码有3 -90行,每一行有一个起始部分、数据部分、终止部分。它的字符集包括所有128个字符,最大数据含量是1850个字符。

  一维条形码只是在一个方向(一般是水平方向)表达信息,而在垂直方向则不表达任何信息,其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。

  一维条形码的应用可以提高信息录入的速度,减少差错率,但是一维条形码也存在一些不足之处:

  * 数据容量较小: 30个字符左右

  * 只能包含字母和数字

  * 条形码尺寸相对较大(空间利用率较低)

  * 条形码遭到损坏后便不能阅读

  在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形码, 称为二维条形码(2-dimensional bar code)。

二维条形码类型

  与一维条形码一样,二维条形码也有许多不同的编码方法,或称码制。就这些码制的编码原理而言,通常可分为以下三种类型

1. 线性堆叠式二维码

  是在一维条形码编码原理的基础上,将多个一维码在纵向堆叠而产生的。典型的码制如:Code 16K、Code 49、PDF417等。

2. 矩阵式二维码

  是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。典型的码制如: Aztec、Maxi Code、QRCode、 Data Matrix等。

3. 邮政码

  通过不同长度的条进行编码,主要用于邮件编码,如:Postnet、BPO 4-State。

  在许多种类的二维条形码中,常用的码制有:Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code,Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等,其中:

  * Data Matrix 主要用于电子行业小零件的标识,如英特尔Intel)的奔腾处理器的背面就印制了这种码。

  * Maxi Code 是由美国联合包裹服务(UPS)公司研制的,用于包裹的分拣和跟踪。

  * Aztec 是由美国韦林(WelchAllyn)公司推出的,最多可容纳3832个数字或3067个字母字符或1914个字节的数据。

二维条形码的特性和特点

  下面,我们以PDF417码为例,介绍二维条形码的特性和特点。

一)PDF417简介

  PDF417码是由留美华人王寅敬(音)博士发明的。PDF是取英文Portable DataFile三个单词的首字母的缩写,意为“便携数据文件”。因为组成条形码的每一符号字符都是由4个条和4个空构成,如果将组成条形码的最窄条或空称为一个模块,则上述的4个条和4个空的总模块数一定为17,所以称417码或PDF417码。

二)PDF417的特点

  1. 信息容量大

  PDF417码除可以表示字母、数字、ASCII字符外,还能表达二进制数。为了使得编码更加紧凑,提高信息密度,PDF417在编码时有三种格式:

  * 扩展的字母数字压缩格式 可容纳1850 个字符;

  * 二进制 / ASCII格式可容纳1108 个字节;

  * 数字压缩格式 可容纳2710 个数字。

  2. 错误纠正能力

  一维条形码通常具有校验功能以防止错读,一旦条形码发生污损将被拒读。而二维条形码不仅能防止错误,而且能纠正错误,即使条形码部分损坏,也能将正确的信息还原出来。

  3. 印制要求不高

  普通打印设备均可打印,传真件也能阅读。

  4. 可用多种阅读设备阅读

  PDF417码可用带光栅的激光阅读器,线性及面扫描的图像式阅读器阅读。

  5. 尺寸可调以适应不同的打印空间

  6. 码制公开已形成国际标准,我国也已制定了417码的国标。

三)PDF417的纠错功能

  二维条形码的纠错功能是通过将部分信息重复表示(冗余)来实现的。比如在PDF417码中,某一行除了包含本行的信息外,还有一些反映其它位置上的字符(错误纠正码)的信息。这样,即使当条形码的某部分遭到损坏,也可以通过存在于其它位置的错误纠正码将其信息还原出来。

  PDF417的纠错能力依错误纠正码字数的不同分为0~8共9级,见图4,级别越高,纠正码字数越多,纠正能力越强,条形码也越大。当纠正等级为8时,即使条形码污损50%也能被正确读出。

四)PDF417的几种变形

  PDF417还有几种变形的码制形式:

  * PDF417截短码

  在相对“干净”的环境中,条形码损坏的可能性很小,则可将右边的行指示符省略并减少终止符

  * PDF417微码

  进一步缩减的PDF码。

  * 宏PDF417码

  当文件内容太长,无法用一个PDF417码表示时,可用包含多个(1~99999个)条形码分块的宏PDF417码来表示。

二维条形码的优势

  从以上的介绍可以看出,与一维条形码相比二维条形码有着明显的优势,归纳起来主要有以下几个方面:

  一)数据容量更大

  二)超越了字母数字的限制

  三)条形码相对尺寸小

  四)具有抗损毁能力

二维条码/二维码的特点

  1.高密度编码,信息容量大:可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节,或500多个汉字,比普通条码信息容量约高几十倍。

  2.编码范围广:该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码,用条码表示出来;可以表示多种语言文字;可表示图像数据。

  3.容错能力强,具有纠错功能:这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时,照样可以正确得到识读,损毁面积达50%仍可恢复信息。

  4.译码可靠性高:它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多,误码率不超过千万分之一。

  5.可引入加密措施:保密性、防伪性好。

  6.成本低,易制作,持久耐用。

  7.条码符号形状、尺寸大小比例可变。

  8.二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。

二维条码目前应用:

  二维条码具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本便宜等特性,这些特性特别适用于表单、安全保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等方面。

表单应用

  公文表单、商业表单、进出口报单、舱单等资料之传送交换,减少人工重覆输入表单资料,避免人为错误,降低人力成本

保密应用

  商业情报、经济情报、政治情报、军事情报、私人情报等机密资料之加密及传递。

追踪应用

  公文自动追踪、生产线零件自动追踪、客户服务自动追踪、邮购运送自动追踪、维修记录自动追踪、危险物品自动追踪、後勤补给自动追踪、医疗体检自动追踪、生态研究(动物、鸟类...)自动追踪等。

证照应用

  护照、身份证、挂号证、驾照、会员证、识别证、连锁店会员证等证照之资料登记及自动输入,发挥「随到随读」、「立即取用」的资讯管理效果。

盘点应用

  物流中心、仓储中心、联勤中心之货品及固定资产之自动盘点,发挥「立即盘点、立即决策」的效果。

备援应用

  文件表单的资料若不愿或不能以磁碟、光碟等电子媒体储存备援时,可利用二维条码来储存备援,携带方便,不怕折叠,保存时间长,又可影印传真,做更多备份。

  网络资源下载

  可以应用到网上的资源下载,比如电子书,游戏,应用软件等等

附录

  宠物店男孩Pet Shop Boys最新单曲〈密不可分Integral〉同步结合QR(Quick Response)Code的条码技术

  向来引领全球时尚、议题与潮流先锋的宠物店男孩,为了倡导人权自由与反高压政府监视统治,特地将最新单曲〈密不可分Integral〉音乐录影带拍摄成彩色与黑白两种版本,并同步结合QR(QuickResponse) Code的条码技术。乐迷只要手持支援QRCode的照相手机,拍摄宠物店男孩新曲〈Integral〉音乐录影带中、所出现条码的画面,就能直接连线到专属网站与讨论区,不但能获取更多关于宠物店男孩幕後制作与最新消息,更能进入反政府高压监控与人权自由的议题讨论区。

  英国将在 2010 年使用手机条码作为登机凭证

  根据英国 Computing 媒体报导,预计在 2010 年英国将使用手机条码作为登机凭证,乘客於柜台报到及登机时, 英国航空公司British Airways 以及维京航空公司 Virgin Atlantic将逐步实施手机条码取代传统的纸张式登机证,并将手机条码登机证视为一项非常有商机的登机凭证, 国际航空转运机构International Air Transport Association (Iata) 发言人 Eric Leopold表示,无论是列印出来的条码或是显示在手机上的条码,都将取代传统票证,在 2008 年前将可开始部分采用手机条码凭证,至 2010年将可完全取代。这项技术将会从一些国际机场开始施行,东京和北京的乘客将可从手机上收到电子登机证。

手机二维码应用

  手机二维码是二维码技术在手机上的应用。二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术,由一个二维码矩阵图形和一个二维码号,以及下方的说明文字组成,具有信息量大,纠错能力强,识读速度快,全方位识读等特点。将手机需要访问、使用的信息编码到二维码中,利用手机的摄像头识读,这就是手机二维码。手机二维码可以印刷在报纸、杂志、广告、图书、包装以及个人名片等多种载体上,用户通过手机摄像头扫描二维码或输入二维码下面的号码、关键字即可实现快速手机上网,快速便捷地浏览网页、下载图文、音乐、视频、获取优惠券、参与抽奖、了解企业产品信息,而省去了在手机上输入URL的繁琐过程,实现一键上网。同时,还可以方便地用手机识别和存储名片、自动输入短信,获取公共服务(如天气预报),实现电子地图查询定位、手机阅读等多种功能。随着3G的到来,二维码可以为网络浏览、下载、在线视频、网上购物、网上支付等提供方便的入口。

  条码识别应用为用户使用手机上网提供了极大便利,省去了输入URL的麻烦,可一次按键即快速进入自己想看的网页,大大提高了上网的便利性。此外,条码识别应用也为平面媒体、增值服务商和企业提供了一个与用户随时随地沟通的方式。

  条码识别的上网应用旨在进一步为用户提供便捷、高质量的移动互联网服务,同时打造有中国特色的手机二维码产业链,为企业和行业应用开辟空间。中国移动正在大力推动手机厂商对条码识别软件进行手机出厂预装。手机二维码与手机菜单、搜索引擎并称为手机上网三大入口,我们的使命就是让用户在任何地点、通过任何媒体、获取任何内容;同时通过这种平台服务,为媒体、企业、品牌创造价值。

二维条码识读设备:

  A.二维条码的阅读设备依阅读原理的不同可分为:

  (1) 线性CCD和线性图像式阅读器(Linear Imager)

  可阅读一维条码和线性堆叠式二维码(如PDF417),在阅读二维码时需要沿条码的垂直方向扫过整个条码,我们称为“扫动式阅读”。这类产品比较便宜。

  (2)带光栅的激光阅读器

  可阅读一维条码和线性堆叠式二维码。阅读二维码时将光线对准条码,由光栅元件完成垂直扫描,不需要手工扫动。

  (3) 图像式阅读器(Image Reader)

  采用面阵CCD摄像方式将条码图像摄取后进行分析和解码,可阅读一维条码和所有类型的二维条码。

  B.二维条码的识读设备依工作方式的不同还可以分为:手持式、固定式。

  手持式:即二维码扫描枪。可以扫描PDF417、QR码、DM码二维码的条码扫描枪,比如Symbol的DS6707.DS6708等等。

  固定式:即二维码读取器,台式,非手持,放在桌子上或固定在终端设备里,比如SUMLUNG的SL-QC15S等等。

  纸上印刷的二维码和手机屏幕上的二维码均可识别,因此广泛应用于电子票务,电子优惠券,会员系统,手机二维码登机等领域。

  

  C.二维条码的识读设备工业级应用主要使用进口品牌例如西门子SIMATIC

  
SIMATIC MV420 and MV440一维/ 二维码读码器

  对先进的生产系统,使用机器可识别的标记追踪产品及部件是一项重要的需求。唯一的编码系统确保各部件的每项生产步骤及原料的使用都有序可控。同时,直接打码方式允许对产品批次的追踪,例如产品的责任认定。

  SIMATICMV420/MV440固定式一维/二维码读码器是一款高速、高读取可靠性的读码产品,并且有丰富的通讯及连接方式。该读码器不仅可读取标准的高对比度条码及二维码,并且可用于环境恶劣的工业应用条件下读取DPM码(DirectPartMarking),即物体表面直接打码(通过激光蚀刻、喷墨、机械打标或化学腐蚀等方式直接标识在物体表面的码)。

  灵活可选的光照方式及紧凑坚固的外型使MV420/MV440能应用于多种工业应用,如:汽车、包装、医药、化妆品及电子半导体、食品饮料等行业。

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