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二维条码

二维条码. 湖北工业大学管理学院 金 勇教授 中职国培物流专业. 第一节 二维条码简介. 第二节 行排式二维条码. 第三节 矩阵式二维条码. 第四节 二维条码应用. 第一节 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 2 ． 1 二维条码与一维条码的区别与比较 2 ． 2 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 ．二维条码的起源与发展.

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二维条码

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  1. 二维条码 湖北工业大学管理学院 金 勇教授 中职国培物流专业

  2. 第一节 二维条码简介 第二节 行排式二维条码 第三节矩阵式二维条码 第四节 二维条码应用

  3. 第一节二维条码简介 1．二维条码的起源与发展 2．二维条码的特点 • 2．1二维条码与一维条码的区别与比较 • 2．2二维条码与磁卡、IC卡、光卡之比较 3．二维条码的分类 4．二维条码识读设备

  4. 1．二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》。

  5. 2．二维条码的特点 • 2．1二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、错误纠正能力强等特性是二维条码的主要特点。

  6. 二维条码简介 二维码通过水平和垂直两个方向表示信息,可以承载大量数据 二维条码 一维条码 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 符号类型 二维条码 一维条码 数据类型 文字、数字、二进制 文字和数字 数据容量 大约 2,000 字符 大约 20 字符 数据密度 20 - 100 1 数据修复能力 有 无

  7. 项目 条码类型 不携带信息 信息密度与信息容量 错误校验及纠错正能力 垂直方向是否携带信息 用途 对数据库和通讯网络的依赖 识读设备 一维条码 信息密度低，信息容量较小 可通过校验字符进行错误校验，没有错纠能力 多数应用场合依赖数据库及通讯网络 可用线扫描器识读，如光笔、线阵CCD、激光枪等 二维条码 信息密度高，信息容量大 具有错误校验和纠错能力，可根据需求设置不同的纠错级别 携带信息 对物品的描述 可不依赖数据库及通讯网络而单独应用 对于行排式二维条码可用线扫描器的多次扫描识读；对于矩阵式二维条码仅能用图像扫描器识读 对物品的标识 2．二维条码的特点 二维条码与一维条码的比较

  8. 识读速度 实例:一个由80个字符组成信息 1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP60QRSTUVWX70YZABCDEF80 符号 一维条码 矩阵码 识读速度 快 QR CODE CODE 39 MAXICODE CODE 128 DATA MATRIX (ECC200) CODABLOCK PDF417 慢 一维条码 矩阵码

  9. 最大数据容量 一维及行排条码 矩阵码 字符数 7000 5000 3500 2000 1000 750 500 250 100 64 QR CODE 数字字符.7089 个. 字母数字字符. 4296 个. 汉字1817 个 CODABLOCK 数字字符5452个. 字母数字字符2726 个. PDF417 DATA MATRIX (ECC200) 数字字符.3116 个. 字母数字字符. 2335 个. 汉字778 个. 数字字符.2710 个. 字母数字字符.1850 个. MAXI CODE 数字字符.139 个. 字母数字字符. 93 个. CODE 128 CODE 39

  10. 比较点 二维条码 磁卡 IC卡 光卡 抗磁力 强 弱 中等 强 抗静电 强 中等 中等 强 抗损性 强可折叠可局部穿孔可局部切割 弱不可折叠不可穿孔不可切割 弱不可折叠不可穿孔不可切割 弱不可折叠不可穿孔不可切割 2．二维条码的特点 • 二维条码与磁卡、IC卡、光卡的比较

  11. 3．二维条码的分类 • 二维条码通常分为以下二种类型：（1）行排式二维条码 （2D STACKED BAR CODE） 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。有代表性的行排式二维条码有PDF417、CODE49、CODE 16K等。 （2）矩阵式二维条码 （2D MATRIX BAR CODE） 又称：棋盘式二维条码。具有代表性的矩阵式二维条码有：QR Code 、Data Matrix、Maxi Code、Code One等。

  12. QR 码 3．二维条码的分类

  13. 3．二维条码的分类 二维条码的识读设备依识读原理的不同可分为： （1）线性CCD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PDF417）。 （2）带光栅的激光识读器，可识读一维条码和行排式二维条码。 （3）图像式识读器（Image Reader） ，可识读一维条码和二维条码。

  14. 第二章 行排式二维条码 • 1．PDF417条码 PDF417条码是由留美华人王寅敬（音）博士发明的。PDF取自英文Portable Data File三个单词的首字母，意为“便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和4个空共17个模块构成，所以称为PDF417条码。

  15. 1．PDF417条码 • PDF417是一种多层、可变长度、具有高容量和纠错能力的二维条码。每一个PDF417符号可以表示1100个字节、或1800个ASCⅡ字符或2700个数字的信息。

  16. 1．PDF417条码 （1）层与符号字符（Row and Symbol Character） 每一个PDF417条码符号均由多层堆积而成，其层数为3～90。 （2）簇（Cluster） PDF417的字符集可分为三个相互独立的子集，即三个簇。 （3）错误纠正码词（Error Correction Codeword） PDF417的纠错等级分为9级，级别越高，纠正能力越强。由于这种纠错功能，使得污损的PDF417条码也可以被正确识读。 （4）数据组合模式（Data Compaction Mode） PDF417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（Text Compaction， Mode-TC）、字节组合模式（Byte Compaction， Mode-BC）、数字组合模式（Numeric Compaction ，Mode-NC）。

  17. 1．PDF417条码 （5）全球标签标识符（Global Label Identifier-GLI） 一个GLI是一个特殊的符号字符，它可激活一组解释，GLIS的应用使PDF417可以表示国际语言集，以及工业或用户定义的字符集。 （6）宏PDF417 这种机制可以把一个PDF417符号无法表示的大文件分成多个PDF417符号来表示。宏PDF417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所表示的文件，不必担心符号的识读次序。 （7）PDF417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，抗噪音，损伤，污染等能力为代价。截短PDF417条码与普通PDF417完全兼容。

  18. 项 目 特 性 可编码字符集 全ASCII字符或8位二进制数据，可表示汉字 类型 连续、多层 字符自校验功能 有 符号尺寸 可变，高度3到90行，宽度90到583个模块宽度 双向可读 是 错误纠正码词数 2到512个 最大数据容量（错误纠正级别为0时） 1850个文本字符或2710个数字或1108个字节 附加属性 可选择纠错级别、可跨行扫描、宏PDF417条码、全球标记标识符等 PDF417条码的特性

  19. PDF417符号结构 每一个PDF417符号由空白区包围的一序列层组成。 每一层包括：a.左空白区b.起始符 c.左层指示符号字符 d.1到30个数据符号字符e.右层指示符号字符f.终止符 g.右空白区

  20. PDF417符号字符的结构 每一个符号字符包括4个条和4个空，每一个条或空由1-6个模块组成。在一个符号字符中，4个条和4个空的总模块数为17。

  21. 1．2PDF417条码的标准化现状 • 中国——二维条码列为九五期间的国家重点科技攻关项目。1997年12月码国家标准GB/T 17172-1997《四一七条码》正式颁布； • 自Symbol公司1991年将PDF417作为公开的标准后，PDF417条码为越来越多的标准化机构所接受。 • 如：AIM——1994年被选定为国际自动识别制造商协会（AIM）标准；ANSIMH10.8——1996年美国标准化委员会(ANSI)将PDF417做为美国的运输包装的纸面EDI标准； • CEN——1997年欧洲标准化委员会(CEN)通过了PDF417的欧洲标准；

  22. 2．Code 49条码 一种多层、连续型、可变长度的条码符号，它可以表示全部的128个ASCII字符。每个Code 49条码符号由2到8层组成，每层有18个条和17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，最后一层包含表示符号层数的信息。

  23. 项目 特性 可编码字符集 全部128个ASCII字符 类型 连续型，多层 每个符号字符单元数 8（4条，4空） 每个符号字符模块总数 16 符号宽度 81X（包括空白区） 符号高度 可变（2～8层） 数据容量 2层符号：9个数字字母型字符或15个数字字符 8层符号：49个数字字母型字符或81个数字字符 层自校验功能 有 符号校验字符 2个或3个，强制型 双向可译码性 是，通过层 其它特性 工业特定标志，字段分隔符，信息追加，序列符号连接 Code 49条码的特性

  24. 3．Code 16K条码 一种多层、连续型可变长度的条码符号，可以表示全ASCII字符集的128个字符及扩展ASCII字符。它采用UPC及Code128字符。一个16层的Code 16K符号，可以表示77个ASCII字符或154个数字字符。Code 16K通过唯一的起始符/终止符标识层号，通过字符自校验及两个模107的校验字符进行错误校验。

  25. Code 16K条码

  26. 项目 特性 可编码字符集 全部128个ASCII字符，全128个扩展ASCII字符 类型 连续型，多层 每个符号字符单元数 6（3条，3空） 每个符号字符模块数 11 符号宽度 81X（包括空白区） 符号高度 可变（2～16层） 数据容量 2层符号：7个ASCII字符或14个数字字符 8层符号：49个ASCII字符或1541个数字字符 层自校验功能 有 符号校验字符 2个，强制型 双向可译码性 是，通过层（任意次序） 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，扩展数量长度选择 Code 16K条码的特性

  27. 第六节EAN·UCC系统的其他条码 • 1．RSS系列条码 • 1．1RSS系列条码符号 • 1．2RSS-14系列 • 1．3限定式RSS • 1．4扩展式RSS系列 • 2．复合条码 • 2．1EAN•UCC复合码概述 • 2．2EAN·UCC复合码基本特征 • 2．3特殊压缩单元数据串序列 • 2．4复合码中供人识读字符 • 2．5数据传输和码制标识符前缀 • 2．6印刷质量 • 2．7选择码制的选择

  28. 1．RSS系列条码 • EAN和UCC开发了RSS(Reduced Space Symbology)条码符号。它是一种一维码和二维码的组合码，其中： 一维码组成部分可以是： ● UCC/EAN-128 ● UPC/EAN ● Reduced Space Symbology (RSS)二维码组成部分可以是： ● CC-A (一种专用于混合码的PDF417 微码的变体) ● CC-C (标准PDF417)

  29. 码制 每个数字的模块数 ITF-14 8.0 EAN/UPC 7.0 UCC/EAN-128 5.5 限定式RSS 4.1 1．RSS系列条码 • 和其它线形条码相比，RSS系列码制具有更高的密度，因为它可以表示更多的字符。 • 数据密度比较表

  30. 1．1RSS系列条码符号 • RSS条码是EAN•UCC系统中使用的系列线形码制。RSS条码符号有3种基本类型：RSS－14系列、限定式RSS和扩展式RSS。其中RSS－14系列和扩展式RSS系列两种类型具有满足不同应用要求的多种版本。

  31. 1．2RSS-14系列 • RSS-14系列对应用标识符AI（01）单元数据串进行编码。它有四个版本：RSS-14、截短式RSS-14系列、层排式RSS-14和全方位层排式RSS-14。所有四种版本采用同样的方式进行编码。层排式RSS-14是RSS-14的一个变体，在应用中当RSS-14太宽时，可以进行两行堆叠。它有两个版本：适宜于小项目标识的截短版本和适用于全方位扫描器识别的高级版本。

  32. 1．2RSS-14系列 • 下图表示RSS-14的结构，一个RSS-14符号包括四个数据字符和两个定位图形。RSS-14系列在四个独立的段中能够被扫描，每个由一个数据字符和相邻的定位图形组成。两个定位图形按79的校验值编码，以保证数据的安全。 • 左右两侧的保护符由一个窄条和一个窄空组成。RSS-14不需要空白区。

  33. 1．2RSS-14系列 RSS-14 截短式RSS-14 层排式RSS-14 全方位层排式RSS-14

  34. 1．3限定式RSS • 限定式RSS对应用标识符AI（01）单元数据串进行编码。这个单元数据串是建立在UCC-12、EAN/UCC-8、EAN/UCC-13或EAN/UCC-14数据结构基础上的。然而，当使用EAN/UCC-13或EAN/UCC-14数据结构时，只允许指示符的值为1。当指示符数值大于1时，必须使用RSS-14系列来表示EAN/UCC-14数据结构。 • 其宽为74×，高为10×，以1×的空开始，1×的条结束。 （01）15012345678907

  35. 1．3限定式RSS • 下图表示限定式RSS的结构。限定式RSS包括两个数据符和一个校验字符。校验字符对以89为摸的校验值进行编码，以保证数据安全。 • 左右两侧保护符由一个窄条和一个窄空组成。限定式RSS条码不需要空白区。

  36. 1．4扩展式RSS系列 • 扩展式RSS系列是长度可以变化的线形码制，能够对74个数字字符或41个字母字符的AI单元数据串数据进行编码。扩展式RSS主要是为了POS系统和其它应用系统中项目的主要数据和补充数据进行编码而设计的。它除了可以被全方位槽式扫描器扫描外，还具有和UCC/EAN-128条码相同的作用。主要是为重量可变的商品、易变质的商品、可跟踪的零售商品和代金券设计的。

  37. 1．4扩展式RSS系列 • 下图为具有6个段的扩展式RSS。扩展式RSS系列包含一个校验字符、3～21个数据字符、2～11个定位图形，这取决于条码的长度。扩展式RSS符号的每个段都能够被扫描，每个段由数据字符或校验字符和相邻的定位图形组成。校验字符对以211为模的校验值进行编码，以保证数据安全。 • 左右两侧的保护符由一个窄条和一个窄空组成。扩展示RSS系列不需要空白区。

  38. 1．4扩展式RSS系列 扩展式RSS 扩展层排式RSS

  39. 2．复合条码 • EAN•UCC系统复合码是将EAN•UCC系统线性符号（即一维条码）和2D（二维条码，包括行排式和矩阵式））复合组份组合起来的一种码制。线性组份对项目的主要标识进行编码。相邻的2D复合组份对附加数据， 如批号和有效日期进行编码。 • EAN•UCC复合码有A、B、C种复合码类型.

  40. 2．复合条码 • 2．1EAN•UCC复合码概述 • 2．2EAN·UCC复合码基本特征 • 2．3特殊压缩单元数据串序列 • 2．4复合码中供人识读字符 • 2．5数据传输和码制标识符前缀 • 2．6印刷质量 • 2．7选择码制的选择

  41. 2．1EAN•UCC复合码概述 EAN•UCC复合码由线性组份和多行2D复合组份组成。 • 线性组份是下列条码中的一种： EAN/UPC码制（EAN-13，EAN-8，UPC-A，或者UPC-E）；RSS系列条码符号；UCC/EAN-128条码。 • 2D复合组份（简写为CC）是根据线性组份和需要进行编码的附加数据的数量来选择的。有3种2D复合组份，按照最大数据容量排列如下： CC-A：微PDF417的变码，最多56位； CC-B：新编码规则的微PDF417，最多338位； CC-C：新编码规则的PDF417条码，最多2361位。

  42. 2．2EAN·UCC复合码基本特征 • 1、可编码字符集：线性组份 、2D复合组份 • 2、符号字符结构 • 3、编码类型 • 4、最大数字数据容量：线性组份 、2D复合条码 • 5、错误检测和校正 • 6、字符自校验 • 7、双向译码

  43. 2．3特殊压缩单元数据串序列 • 生产日期和批号：AI（11）生产日期，后接AI（10）批号 • 有效日期和批号：AI（17）生产日期，后接AI（10）批号 • AI（90）：AI（90）后接以1个字母字符和数字开始的单元数据串数据；AI（90）可以对标识符数据进行编码；只有当它是第一个单元数据串的开始，并且后接标识格式数据的时候，AI（90）才进行特殊压缩。

  44. 13112345678906 2．4复合码中供人识读字符 • 表示了以文本标识的有效日期和批号。 • 有效日期：2001年6月15日 批号#：A123456

  45. 2．5数据传输和码制标识符前缀 • 2．5．1默认传输符 ：用前缀“]e0”来传输； • 2．5．2UCC/EAN-128条码传输符 ：“]C1”码制标识符前缀 • 2．5．3符号分隔符：“]e1”码制标识符前缀 • 2．5．4 2D复合组份换码机制 ：CC-B和CC-C

  46. 2．6印刷质量 • EAN·UCC复合条码的最小质量等级是：1.5/6/670 其中： • 1.5是整个符号质量等级 • 6 是测量孔径标号（相应的孔径直径为0.15mm，或者0.006英寸） • 670（纳米）为测量光波长。 • 除印刷质量等级之外，还要求分隔符中的所有元素都应该清晰可分。 • 线性组份和2D复合组份二者都必须独立达到最小印刷质量等级。

  47. 2．7码制的选择 • 对CC-A和CC-B，线性组份的选择自动决定了2D复合组份的列数。选择CC-A或CC-B由要编码的数据字符的数量自动决定。 • 通常总是采用CC-A，除非超过了它的容量。

  48. 第三节 矩阵式二维条码 1．QR Code条码 QR Code是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵式二维条码，它除具有二维条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图象多种信息、保密防伪性强等优点外，还具有以下特点： （1）超高速识读QR Code码的超高速识读特性，使它适宜应用于工业自动化生产线管理等领域。 （2）全方位识读QR Code具有全方位（360°）识读特点。 （3）能够有效地表示中国汉字、日本汉字

  49. 数据密度 实例：80个字符组成的信息: 1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP60QRSTUVWX70YZABCDEF80 QR code (M) X=0.25mm X=0.35mm X=0.5mm 8.2mm sq. 11.5mm sq. 16.5mm sq. Data Matrix X=0.25mm X=0.35mm X=0.5mm 8.0mm sq. 11.2mm sq. 16.0mm 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

  50. 码制 QR Code Data Martix PDF 417 符号结构 研制公司 Denso Corp.(日本) I.D. Matrix Inc.(美国) Symbol Technolgies Inc(美国) 码制分类 矩阵式 行排式 识读速度* 30个/每秒 2～3个/秒 3个/秒 识读方向 全方位（360°） ±10° 识读方法 深色/浅色模块判别 条空宽度尺寸判别 汉字表示 13bit 16bit 16bit QR Code 与Data Martix和PDF 417的比较

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