1、第五章 二維條碼,條碼技術(shù)與應(yīng)用,第五章 二維條碼,第一節(jié) 二維條碼簡(jiǎn)介,第二節(jié) 行排式二維條碼,第三節(jié)矩陣式二維條碼,第四節(jié)二維條碼應(yīng)用,第一節(jié) 二維條碼簡(jiǎn)介,1二維條碼的起源與發(fā)展 2二維條碼的特點(diǎn) 21二維條碼與一維條碼的區(qū)別與比較 22二維條碼與磁卡、IC卡、光卡之比較 3二維條碼的分類 4二維條碼識(shí)讀設(shè)備,1二維條碼的起源與發(fā)展,二維條碼技術(shù)是在一維條碼無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用需求的前提下產(chǎn)生的。由于受信息容量的限制，一維條碼通常是對(duì)物品的標(biāo)識(shí)，而二維條碼是對(duì)物品的描述。 所謂對(duì)物品的標(biāo)識(shí)，就是給某物品分配一個(gè)代碼，代碼以條碼的形式標(biāo)識(shí)在物品上，用來(lái)標(biāo)識(shí)該物品以便自動(dòng)掃描設(shè)備的識(shí)讀，代碼或一

2、維條碼本身不表示該產(chǎn)品的描述性信息。 我國(guó)已制定了兩個(gè)二維條碼的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 17172-1997四一七條碼，GB/T 18284-2000快速響應(yīng)矩陣碼。,2二維條碼的特點(diǎn),21二維條碼與一維條碼的區(qū)別與比較 信息量容量大、安全性高、讀取率高、錯(cuò)誤糾正能力強(qiáng)等特性是二維條碼的主要特點(diǎn)。,二維條碼簡(jiǎn)介,二維條碼,一維條碼,二維碼通過(guò)水平和垂直兩個(gè)方向表示信息,可以承載大量數(shù)據(jù),表示信息,表示信息,表示信息,不表示信息,表示信息,表示信息,符號(hào)類型,數(shù)據(jù)類型,數(shù)據(jù)修復(fù)能力,數(shù)據(jù)容量,數(shù)據(jù)密度,文字、數(shù)字、二進(jìn)制,有,大約 2,000 字符,20 - 100,文字和數(shù)字,無(wú),大約 20 字符

3、,1,一維條碼,二維條碼,2二維條碼的特點(diǎn),二維條碼與一維條碼的比較,識(shí)讀速度,識(shí)讀速度,符號(hào),一維條碼,矩陣碼,CODABLOCK,PDF417,CODE 128,CODE 39,QR CODE,DATA MATRIX (ECC200),MAXICODE,一維條碼,矩陣碼,快,慢,實(shí)例:一個(gè)由80個(gè)字符組成信息 1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP60QRSTUVWX70YZABCDEF80,最大數(shù)據(jù)容量,字符數(shù),一維及行排條碼,矩陣碼,7000 5000 3500 2000 1000 750 500 250 1

4、00 64,CODABLOCK,PDF417,CODE 128,CODE 39,QR CODE 數(shù)字字符.7089 個(gè). 字母數(shù)字字符. 4296 個(gè). 漢字 1817 個(gè),DATA MATRIX (ECC200) 數(shù)字字符.3116 個(gè). 字母數(shù)字字符. 2335 個(gè). 漢字 778 個(gè).,數(shù)字字符 5452個(gè). 字母數(shù)字字符 2726 個(gè).,數(shù)字字符.2710 個(gè). 字母數(shù)字字符.1850 個(gè).,MAXI CODE 數(shù)字字符.139 個(gè). 字母數(shù)字字符. 93 個(gè).,2二維條碼的特點(diǎn),二維條碼與磁卡、IC卡、光卡的比較,3二維條碼的分類,二維條碼通常分為以下二種類型： （1）行排式二維條碼

5、 （2D STACKED BAR CODE） 又稱：堆積式二維條碼或?qū)优攀蕉S條碼，其編碼原理是建立在一維條碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成二行或多行。有代表性的行排式二維條碼有PDF417、CODE49、CODE 16K等。 （2）矩陣式二維條碼 （2D MATRIX BAR CODE） 又稱：棋盤式二維條碼。具有代表性的矩陣式二維條碼有：QR Code 、Data Matrix、Maxi Code、Code One等。,3二維條碼的分類,3二維條碼的分類,二維條碼的識(shí)讀設(shè)備依識(shí)讀原理的不同可分為： （1）線性CCD和線性圖像式識(shí)讀器（Linear Imager），可識(shí)讀一維條碼和行排式二維條碼（如

6、PDF417）。 （2）帶光柵的激光識(shí)讀器，可識(shí)讀一維條碼和行排式二維條碼。 （3）圖像式識(shí)讀器（Image Reader） ，可識(shí)讀一維條碼和二維條碼。,第二章 行排式二維條碼,1PDF417條碼 PDF417條碼是由留美華人王寅敬 （音）博士發(fā)明的。PDF取自英文Portable Data File三個(gè)單詞的首字母，意為“便攜數(shù)據(jù)文件”。因?yàn)榻M成條碼的每一符號(hào)字符都是由4個(gè)條和4個(gè)空共17個(gè)模塊構(gòu)成，所以稱為PDF417條碼。,1PDF417條碼,PDF417是一種多層、可變長(zhǎng)度 、具有高容量和糾錯(cuò)能力的二維條碼。每一個(gè)PDF417符號(hào)可以表示1100個(gè)字節(jié)、或1800個(gè)ASC字符或270

7、0個(gè)數(shù)字的信息。,1PDF417條碼,（1）層與符號(hào)字符（Row and Symbol Character） 每一個(gè)PDF417條碼符號(hào)均由多層堆積而成，其層數(shù)為390。 （2）簇（Cluster） PDF417的字符集可分為三個(gè)相互獨(dú)立的子集，即三個(gè)簇。 （3）錯(cuò)誤糾正碼詞（Error Correction Codeword） PDF417的糾錯(cuò)等級(jí)分為9級(jí)，級(jí)別越高，糾正能力越強(qiáng)。由于這種糾錯(cuò)功能，使得污損的PDF417條碼也可以被正確識(shí)讀。 （4）數(shù)據(jù)組合模式（Data Compaction Mode） PDF417提供了三種數(shù)據(jù)組合模式，每一種模式定義一種數(shù)據(jù)序列與碼詞序列之間的轉(zhuǎn)換方

8、法。三種模式為：文本組合模式（Text Compaction， Mode-TC）、字節(jié)組合模式（Byte Compaction， Mode-BC）、數(shù)字組合模式（Numeric Compaction ，Mode-NC）。,1PDF417條碼,（5）全球標(biāo)簽標(biāo)識(shí)符（Global Label Identifier-GLI） 一個(gè)GLI是一個(gè)特殊的符號(hào)字符，它可激活一組解釋，GLIS的應(yīng)用使PDF417可以表示國(guó)際語(yǔ)言集，以及工業(yè)或用戶定義的字符集。 （6）宏P(guān)DF417 這種機(jī)制可以把一個(gè)PDF417符號(hào)無(wú)法表示的大文件分成多個(gè)PDF417符號(hào)來(lái)表示。宏P(guān)DF417包含了一些附加控制信息來(lái)支持文件

9、的分塊表示，譯碼器利用這些信息來(lái)正確組合和檢查所表示的文件，不必?fù)?dān)心符號(hào)的識(shí)讀次序。 （7）PDF417其它特性及其變體 這種壓縮版本減少了非數(shù)據(jù)符的數(shù)量，但卻以降低其堅(jiān)固性，抗噪音，損傷，污染等能力為代價(jià)。截短PDF417條碼與普通PDF417完全兼容。,PDF417條碼的特性,PDF417符號(hào)結(jié)構(gòu),每一個(gè)PDF417符號(hào)由空白區(qū)包圍的一序列層組成。 每一層包括：a.左空白區(qū) b.起始符 c.左層指示符號(hào)字符 d.1到30個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)字符 e.右層指示符號(hào)字符 f.終止符 g.右空白區(qū),PDF417符號(hào)字符的結(jié)構(gòu),每一個(gè)符號(hào)字符包括4個(gè)條和4個(gè)空，每一個(gè)條或空由1-6個(gè)模塊組成。在一個(gè)符號(hào)字符

10、中，4個(gè)條和4個(gè)空的總模塊數(shù)為17。,12PDF417條碼的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀,中國(guó)二維條碼列為九五期間的國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。1997年12月碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17172-1997四一七條碼正式頒布； 自Symbol公司1991年將PDF417作為公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)后，PDF417條碼為越來(lái)越多的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)所接受。 如：AIM1994年被選定為國(guó)際自動(dòng)識(shí)別制造商協(xié)會(huì)（AIM）標(biāo)準(zhǔn)；ANSIMH10.81996年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(ANSI)將PDF417做為美國(guó)的運(yùn)輸包裝的紙面EDI標(biāo)準(zhǔn)； CEN1997年歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)通過(guò)了PDF417的歐洲標(biāo)準(zhǔn)；,2Code 49條碼,一種多層、連續(xù)型、可變

11、長(zhǎng)度的條碼符號(hào)，它可以表示全部的128個(gè)ASCII字符。每個(gè)Code 49條碼符號(hào)由2到8層組成，每層有18個(gè)條和17個(gè)空。層與層之間由一個(gè)層分隔條分開(kāi)。每層包含一個(gè)層標(biāo)識(shí)符，最后一層包含表示符號(hào)層數(shù)的信息。,Code 49條碼的特性,3Code 16K條碼,一種多層、連續(xù)型可變長(zhǎng)度的條碼符號(hào)，可以表示全ASCII字符集的128個(gè)字符及擴(kuò)展ASCII字符。它采用UPC及Code128字符。一個(gè)16層的Code 16K符號(hào)，可以表示77個(gè)ASCII字符或154個(gè)數(shù)字字符。Code 16K通過(guò)唯一的起始符/終止符標(biāo)識(shí)層號(hào)，通過(guò)字符自校驗(yàn)及兩個(gè)模107的校驗(yàn)字符進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)。,Code 16K條碼的

12、特性,第三節(jié) 矩陣式二維條碼,1QR Code條碼 QR Code是由日本Denso公司于1994年9月研制的一種矩陣式二維條碼，它除具有二維條碼所具有的信息容量大、可靠性高、可表示漢字及圖象多種信息、保密防偽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)： （1）超高速識(shí)讀 QR Code碼的超高速識(shí)讀特性，使它適宜應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線管理等領(lǐng)域。 （2）全方位識(shí)讀 QR Code具有全方位（360）識(shí)讀特點(diǎn)。 （3）能夠有效地表示中國(guó)漢字、日本漢字,數(shù)據(jù)密度,實(shí)例：80個(gè)字符組成的信息: 1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP6

13、0QRSTUVWX70YZABCDEF80,QR code (M) X=0.25mm X=0.35mm X=0.5mm 8.2mm sq. 11.5mm sq. 16.5mm sq.,PDF417 (level 3) X=0.25mm X=0.35mm X=0.5mm 34.2mm亊15mm 47.9mm亊21mm 68.5mm亊30mm,Data Matrix X=0.25mm X=0.35mm X=0.5mm 8.0mm sq. 11.2mm sq. 16.0mm sq.,QR Code 與Data Martix和 PDF 417的比較,22 QR Code編碼字符集,（1）數(shù)字型數(shù)據(jù)（數(shù)

14、字09）； （2）字母數(shù)字型數(shù)據(jù)（數(shù)字09；大寫字母AZ；9個(gè)其他字符：space ，$， %， *， +， -， .， /， ：）； （3）8位字節(jié)型數(shù)據(jù)； （4）日本漢字字符； （5）中國(guó)漢字字符（GB 2312信息交換用漢字編碼字符集 基本集對(duì)應(yīng)的漢字和非漢字字符）。,QR Code碼符號(hào)的基本特性,2. Data Matrix條碼,Data Matrix是一種矩陣式二維條碼。它有兩種類型，即ECC000-140和ECC200。ECC000-140具有幾種不同等級(jí)的卷積糾錯(cuò)功能；而ECC200則使用Reed-Solomon糾錯(cuò)。,Data Matrix條碼的特性,22 附加特性,（1）反

15、轉(zhuǎn)映像：（固有）符號(hào)在標(biāo)記時(shí)具有隨意性，圖像可以是在淺色背景上的深色圖形，也可以是在深色背景上的淺色圖形（見(jiàn)圖5-10）。 （2）擴(kuò)充解釋：（僅適用ECC200，可選）這種方式使符號(hào)可以表示其他字符集的字符（如阿拉伯字符、古斯拉夫字符、希臘字母、希伯來(lái)字符），以及其他數(shù)據(jù)解釋或者針對(duì)行業(yè)特點(diǎn)的需要進(jìn)行編碼。 （3）長(zhǎng)方形符號(hào)：（僅適用ECC200，可選）在長(zhǎng)方形符號(hào)中指定6種符號(hào)格式。 （4）結(jié)構(gòu)化追加：（僅適用ECC200，可選）允許一個(gè)數(shù)據(jù)文件以多達(dá)16個(gè)Data Matrix符號(hào)表示。以任意的順序掃描，能正確地重新連接起來(lái)，恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)。,22 附加特性,ECC-140（a）和ECC2

16、00（b、c）編碼“A1B2C3D4E5F6G7H8I9J0K1L2”,23 符號(hào)結(jié)構(gòu),每個(gè)Data Matrix符號(hào)由規(guī)則排列的方形模塊構(gòu)成的數(shù)據(jù)區(qū)組成。在較大的ECC200符號(hào)中，數(shù)據(jù)區(qū)由校正圖形分隔。數(shù)據(jù)區(qū)的四周由尋像圖形包圍，尋像圖形的四周則由空白區(qū)包圍。 （1） 尋像圖形 （2）符號(hào)尺寸和容量,3. Maxicode 條碼,一種固定長(zhǎng)度（尺寸）的矩陣式二維條碼，它有緊密相連的平行六邊形模塊和位于符號(hào)中央位置的定位圖形組成。Maxicode符號(hào)共有7種模式（包括兩種作廢模式）?？杀硎救緼SCII字符和擴(kuò)展ASCII字符。,Maxicode條碼的特性,31基本特征,(1)編碼字符集 （

17、2）字符集 （3）Maxicode符號(hào)碼字的表示 每個(gè)碼字由六個(gè)六邊形的模塊組成。 每個(gè)模塊表示一個(gè)二進(jìn)制位，暗模塊表示“1”，淺色模塊表示“0”。 通常六個(gè)模塊排列成三層，順序?yàn)閺挠疑现磷笙拢聢D是所示典型的符號(hào)字符模塊。,31基本特征,由于Maxicode符號(hào)的特殊結(jié)構(gòu)，符號(hào)字符1 9 和137 144 具有特殊的排列形式，見(jiàn)圖,31基本特征,（4）符號(hào)尺寸 名義尺寸為寬28.14mm 高26.91mm。 （5）最大數(shù)據(jù)容量： 數(shù)字字母型字符93個(gè) 數(shù)字字符138個(gè) （6） 糾錯(cuò) 每個(gè)Maxicode符號(hào)有50或66個(gè)糾錯(cuò)碼字 （7）類型：矩陣式二維條碼 （8）獨(dú)立定位：可以,32 附加特

18、征,Maxicode固有的或可選的附加特征： （1）尋像圖形（固有） （2）糾錯(cuò)（固有） （3）模式（固有） （4）擴(kuò)充解釋（可選） （5）結(jié)構(gòu)化追加（可選）,33符號(hào)結(jié)構(gòu),每個(gè)Maxicode符號(hào)有一個(gè)中央尋像圖形，四周成正方形排列著由六邊形模塊組成的層。符號(hào)共有33層，每層分別由30個(gè)或29個(gè)模塊組成。符號(hào)四周應(yīng)有空白區(qū)。 （1）尋像圖形 尋像圖形由3個(gè)同心圓構(gòu)成暗帶及其相間的明帶組成。尋像圖形的中央為一個(gè)虛擬模塊。中央尋像圖形及其周圍的排列情況見(jiàn)圖。 （2）定位圖形 定位的信息由6組以3個(gè)模塊組成的圖形給出，定位圖形的精確位置見(jiàn)圖,34符號(hào)字符與模塊序列,符號(hào)最上面一層最右側(cè)的兩個(gè)模塊是

19、不用的（見(jiàn)下圖 ），它們用暗模塊表示。,4Code one條碼,Code one符號(hào)中包含可由快速線性探測(cè)器識(shí)別的識(shí)別圖案。每一模塊的寬和高的尺寸為X。 Code one符號(hào)共有10種版本及14種尺寸。最大的符號(hào)，即版本B，可以表示2218個(gè)數(shù)字字母型字符或3550個(gè)數(shù)字，以及560個(gè)糾錯(cuò)字符。Code one 可以表示全部256個(gè)ASCII字符，另加4個(gè)功能字符及1個(gè)填充字符。,Code one條碼的特性,第四節(jié) 二維條碼應(yīng)用,1物流管理中的條碼應(yīng)用 1.1 生產(chǎn)過(guò)程管理中的條碼應(yīng)用 1.2 庫(kù)存管理中的條碼應(yīng)用 1.3 配送管理中的條碼應(yīng)用 2證卡管理中的條碼應(yīng)用 21 證卡管理信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 22條碼生成 23證卡核查 24證卡戶外巡查,1