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二維條碼技術

文章來源:東莞市日月條碼設備有限公司 人氣:277 發表時間:2018-11-29

  一維條形碼隻是在一個方向(一般是水平方向)表達信息,而在垂直方向則不表達任何信息,其一定的高度通常是為了便於閱讀器的對準。一維條形碼的應用可以提高信息錄入的速度,減少差錯率,但是一維條形碼也存在一些不足之處:
  * 數據容量較小: 30個字符左右
  * 隻能包含字母和數字
  * 條形碼尺寸相對較大(空間利用率較低)
  * 條形碼遭到損壞後便不能閱讀
  在水平和垂直方向的二維空間存儲信息的條形碼, 稱為二維條形碼(2-dimensional bar code)。
  與一維條形碼一樣,二維條形碼也有許多不同的編碼方法,或稱碼製。就這些碼製的編碼原理而言,通常可分為以下三種類型
  1. 線性堆疊式二維碼 是在一維條形碼編碼原理的基礎上,將多個一維碼在縱向堆疊而產生的。典型的碼製如:Code 16K、Code 49、PDF417等。
  2. 矩陣式二維碼 是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進行編碼。典型的碼製如: Aztec、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
  3. 郵政碼 通過不同長度的條進行編碼,主要用於郵件編碼,如:Postnet、BPO 4-State。
  在許多種類的二維條形碼中,常用的碼製有:Data Matrix, Maxi Code, Aztec, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode,Code 49, Code 16K 等,其中:
  * Data Matrix 主要用於電子行業小零件的標識,如Intel的奔騰處理器的背麵就印製了這種碼。
  * Maxi Code 是由美國聯合包裹服務(UPS)公司研製的,用於包裹的分揀和跟蹤。
  * Aztec 是由美國韋林(Welch Allyn)公司推出的,多可容納3832個數字或3067個字母字符或1914個字節的數據。

  下麵,我們以PDF417碼為例,介紹二維條形碼的特性和特點。

  一)PDF417簡介
  PDF417碼是由留美華人王寅敬(音)博士發明的。PDF是取英文Portable Data File三個單詞的首字母的縮寫,意為“便攜數據文件”。因為組成條形碼的每一符號字符都是由4個條和4個空構成,如果將組成條形碼的窄條或空稱為一個模塊,則上述的4個條和4個空的總模塊數一定為17,所以稱417碼或PDF417碼。

  二)PDF417的特點
  1. 信息容量大 PDF417碼除可以表示字母、數字、ASCII字符外,還能表達二進製數。為了使得編碼更加緊湊,提高信息密度,PDF417在編碼時有三種格式:
  * 擴展的字母數字壓縮格式 可容納1850 個字符;
  * 二進製 / ASCII格式 可容納1108 個字節;
  * 數字壓縮格式 可容納2710 個數字。
  2. 錯誤糾正能力 一維條形碼通常具有校驗功能以防止錯讀,一旦條形碼發生汙損將被拒讀。而二維條形碼不僅能防止錯誤,而且能糾正錯誤,即使條形碼部分損壞,也能將正確的信息還原出來。?
  3. 印製要求不高 普通打印設備均可打印,傳真件也能閱讀。
  4. 可用多種閱讀設備閱讀 PDF417碼可用帶光柵的激光閱讀器,線性及麵掃描的圖像式閱讀器閱讀。
  5. 尺寸可調以適應不同的打印空間?
  6. 碼製公開已形成國際標準,我國也已製定了417碼的國標。

  三)PDF417的糾錯功能
  二維條形碼的糾錯功能是通過將部分信息重複表示(冗餘)來實現的。比如在PDF417碼中,某一行除了包含本行的信息外,還有一些反映其它位置上的字符(錯誤糾正碼)的信息。這樣,即使當條形碼的某部分遭到損壞,也可以通過存在於其它位置的錯誤糾正碼將其信息還原出來。
  PDF417的糾錯能力依錯誤糾正碼字數的不同分為0~8共9,見圖4,別越高,糾正碼字數越多,糾正能力越強,條形碼也越大。當糾正等為8時,即使條形碼汙損50%也能被正確讀出,如圖5。

  四)PDF417的幾種變形
  如圖6,PDF417還有幾種變形的碼製形式:
  * PDF417截短碼 在相對“幹淨”的環境中,條形碼損壞的可能性很小,則可將右邊的行指示符省略並減少終止符。
  * PDF417微碼 進一步縮減的PDF碼。
  * 宏PDF417碼 當文件內容太長,無法用一個PDF417碼表示時,可用包含多個(1~99999個)條形碼分塊的宏PDF417碼來表示。二維條形碼的優勢
從以上的介紹可以看出,與一維條形碼相比二維條形碼有著明顯的優勢,歸納起來主要有以下幾個方麵:
  一)數據容量更大
  圖中的PDF417碼包含了文字框中的所有文字。
  二)超越了字母數字的限製
  三)條形碼相對尺寸小
  四)具有抗損毀能力

  二維條形碼的應用
  一)運輸行業的應用
  一個典型的運輸業務過程通常經曆:供應商-->貨運代理,貨運代理-->貨運公司,貨運公司-->客戶等幾個過程,在每個過程中都牽涉到發貨單據的處理。發貨單據含有大量的信息,包括:發貨人信息、收貨人信息、貨物清單、運輸方式等等。單據處理的前提是數據的錄入,人工鍵盤錄入的方式存在著效率低、差錯率高的問題,已不能適應現代運輸業的要求。二維條形碼在這方麵提供了一個很好的解決方案,將單據的內容編成一個二維條形碼,打印在發貨單據上,在運輸業務的各個環節使用二維條形碼閱讀器掃描條形碼,信息便錄入到計算機管理係統中,既快速又準確。
  在美國,雖然 EDI 應用革新了業務流程的核心部分,但不巧的是它卻忽略了流程中的關鍵角色--貨運公司。許多 EDI 報文對於貨運商來說總是遲到 ,以至於因不能及時確認準確的裝運單信息而影響了貨物運輸和客戶單據的生成。美國貨運協會 (ATA) 因此提出了紙上 EDI 係統。 發送方將EDI信息編成一張PDF417條形碼標簽提交給貨運商,通過掃描條形碼,信息立即傳入貨運商的計算機係統。這一切都發生在恰當的時間和恰當的地 點,使得整個運輸過程的效率大大提高。
  二)身份識別卡的應用
  美國國防部已經在軍人身份卡上印製 PDF417 碼。 持卡人的姓名,軍銜,照片和其他個人信息被編成一個PDF417碼印在卡上。卡被用來做重要場所的進出管理及醫院就診管理。該項應用的優點在於數據采集的實時性,低實施成本,卡片損壞(比如槍擊)也能閱讀,以及防偽性。
  我國香港特別行政區的居民身份證也采用了PDF417碼。其它的應用,如營業執照、駕駛執照、護照、我國城市的流動
  人口暫住證、醫療保險卡等也都是很好的應用方向。
  三)文件和表格應用
  日本Seimei 保險公司的每個經紀人在會見客戶時都帶著筆記本電腦。每張保單和協議都在電腦中製作並打印出來。
  當他們回到辦公室後需要將保單數據手工輸入到公司的主機中。
  為了提高數據錄入的準確性和速度,他們在製作保單的同時將保單內容編成一個PDF417條形碼,打印在單據上,這樣
  他們就可以使用二維條形碼閱讀器掃描條形碼將數據錄入主機。
  其它類似的應用還有:海關報關單、稅務申報單、政府部門的各類申請表等等。
  四)資產跟蹤
  美國鋼管公司在各地擁有不同種類的管道需要維護。為了跟蹤每根管子,他們將管子的編號,位置編號,製造廠商,長度,等,尺寸,厚度以及其他信息編成一個PDF417條形碼,製成標簽後貼在管子上。當管子移走或安裝時,操作員掃描條形碼標簽,數據庫信息得到及時更新。工廠可以采用二維條形碼跟蹤生產設備;醫院和診所也可以采用二維條形碼標簽跟蹤設備、計算機及手術器械。

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