二维码技术与应用培训资料
53页1、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
2、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密信息密度与信度与信息容量息容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密信息密度低,度低,信息容信息容量较小量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密信息密度高,度高,信息容信息容量大量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
3、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
4、。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。 3二维条码的分类二维条码的分类QR 码码 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),),可识读一维条码和行排式二维条码(如可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) ,可识读一维条可识读一维条码和二维条码。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
5、 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)(音)博士发明的博士发明的。PDF取自英文取自英文Portable Data File三个单词的首字母,意为三个单词的首字母,意为“便便携数据文件携数据文件”。因为组成条码的每一符。因为组成条码的每一符号字符都是由号字符都是由4个条和个条和4个空共个空共17个模块个模块构成,所以称为构成,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、具有高容量和纠错能力的二维条码。每一个高容量和纠错能力的二维条码。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个数字的信个数字的信息。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(Cl
6、usterCluster) 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。由于这级,级别越高,纠正能力越强。由于这种纠错功能,使得污损的种纠错功能,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提提供供了了三三种种数数据据组组合合模模式式,每每一一种种模模式式定定义义一一种种数数据据序序列列与与码码词词序序列列之之间间的的转转换换方方法法。三三种种模模式式为为:文文本本组组合合模模式式(Text Text CompactionCompaction, Mode-TCMode-TC)、字字节节组组合合模模式式(Byte B
7、yte CompactionCompaction, Mode-BCMode-BC) 、 数数 字字 组组 合合 模模 式式 ( Numeric Numeric Compaction 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) 一一个个GLIGLI是是一一个个特特殊殊的的符符号号字字符符,它它可可激激活活一一组组解解释释,GLISGLIS的的应应用用使使PDF417PDF417可可以以表表示示国国际际语语言言集集,以以及及工工业业或或用用户户定定义义的的字符集。字符集。(6 6)宏)宏PDF417PDF417 这这种种机机制制可可以以把把一一个个PDF417PDF417符符号号无无法法表表示示的的大大文文件件分分成成多多个个PDF417PDF417符符号号来来表表示示。宏宏PDF417PDF417包包含含了了一一些些附附加加控控制制信信息息来来支支持持文文件件的的分分块块表表示示,译译码码器器利利用
8、用这这些些信信息息来来正正确确组组合合和和检检查查所表示的文件,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个个最最大大数数据据容容量量(错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
9、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。每每一一层层包包括括:a.a.左左空空白白区区 b.b.起起始始符符 c.c.左左层层指指示示符符号号字字符符 d.1d.1到到3030个个数数据据符符号号字字符符 e.e.右右层层指指示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PDF417PDF417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个空的总模块数为个空的总模块数为17。 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
10、准月码国家标准GB/T 17172-1997四一七条码四一七条码正式颁布;正式颁布; 自自SymbolSymbol公公司司19911991年年将将PDF417PDF417作作为为公公开开的的标标准准后后,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:AIM1994AIM1994年年被被选选定定为为国国际际自自动动识识别别制制造造商商协协会会(AIMAIM)标标准准;ANSIMH10.81996ANSIMH10.81996年年美美国国标标准准化化委委员员会会(ANSI)(ANSI)将将PDF417PDF417做为美国的运输包装的纸面做为美国的运输包装的纸面EDIEDI标准;标准;CEN1997年欧洲标准化委员会年欧洲标准化委员会(CEN)通过通过了了PDF417的欧洲标准;的欧洲标准; 2Code 49条码 一种多层、连续型、可变长度的条码符号,它可以一种多层、连续型、可变长度的条码符号,它可以表示全部的表示全部的128128个个ASCIIASCII字符。每个字符。每个Code 49Code 49条码符条码符号由号由2 2到到8 8层组
11、成,每层有层组成,每层有1818个条和个条和1717个空。层与层个空。层与层之间由一个层分隔条分开。每层包含一个层标识符,之间由一个层分隔条分开。每层包含一个层标识符,最后一层包含表示符号层数的信息。最后一层包含表示符号层数的信息。 Code 49条码的特性 项目项目特性特性可编码字符集可编码字符集全部全部128128个个ASCIIASCII字符字符类型类型连续型,多层连续型,多层每个符号字符单元数每个符号字符单元数8 8(4 4条,条,4 4空)空)每个符号字符模块总数每个符号字符模块总数1616符号宽度符号宽度8181X X(包括空白区)包括空白区)符号高度符号高度可变(可变(2 28 8层)层)数据容量数据容量2 2层符号:层符号:9 9个数字字母型字符或个数字字母型字符或1515个数字字符个数字字符8 8层符号:层符号:4949个数字字母型字符或个数字字母型字符或8181个数字字符个数字字符层自校验功能层自校验功能有有符号校验字符符号校验字符2 2个或个或3 3个,强制型个,强制型双向可译码性双向可译码性是,通过层是,通过层其它特性其它特性工业特定标志,字段分隔符,信息追加,序
12、列符号连接工业特定标志,字段分隔符,信息追加,序列符号连接3Code 16K条码 一种多层、连续型可变长度的条码符号,可以表示一种多层、连续型可变长度的条码符号,可以表示全全ASCIIASCII字符集的字符集的128128个字符及扩展个字符及扩展ASCIIASCII字符。它采字符。它采用用UPCUPC及及Code128Code128字符。一个字符。一个1616层的层的Code 16KCode 16K符号,符号,可以表示可以表示7777个个ASCIIASCII字符或字符或154154个数字字符。个数字字符。Code Code 16K16K通过唯一的起始符通过唯一的起始符/ /终止符标识层号,通过字符自终止符标识层号,通过字符自校验及两个模校验及两个模107107的校验字符进行错误校验。的校验字符进行错误校验。 Code 16KCode 16K条码的特性条码的特性 项目项目特性特性可编码字符集可编码字符集全部全部128128个个ASCIIASCII字符,全字符,全128128个扩展个扩展ASCIIASCII字符字符类型类型连续型,多层连续型,多层每个符号字符单元数每个符号字符单元数6 6(
13、3 3条,条,3 3空)空)每个符号字符模块数每个符号字符模块数1111符号宽度符号宽度8181X X(包括空白区)包括空白区)符号高度符号高度可变(可变(2 21616层)层)数据容量数据容量2 2层符号:层符号:7 7个个ASCIIASCII字符或字符或1414个数字字符个数字字符8 8层符号:层符号:4949个个ASCIIASCII字符或字符或15411541个数字字符个数字字符层自校验功能层自校验功能有有符号校验字符符号校验字符2 2个,强制型个,强制型双向可译码性双向可译码性是,通过层(任意次序)是,通过层(任意次序)其它特性其它特性工业特定标志,区域分隔符字符,信息追加,序列符号连接,扩展工业特定标志,区域分隔符字符,信息追加,序列符号连接,扩展数量长度选择数量长度选择第三节第三节 矩阵式二维条码矩阵式二维条码 1 1QR CodeQR Code条码条码 QR QR CodeCode是是由由日日本本DensoDenso公公司司于于19941994年年9 9月月研研制制的的一一种种矩矩阵阵式式二二维维条条码码,它它除除具具有有二二维维条条码码所所具具有有的的信信息息容容量量大
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