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解說二維條形碼相關知識
解說二維條形碼相關知識
大家都知道一維條形碼的原理就是在一個方向（一般指水平方向）進行信息的表達，但是在垂直方向就不能表達出任何的信息，其一定的高度通常是為了便于閱讀器的對準。
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
* 只能包含字母和數字
* 條形碼尺寸相對較大（空間利用率較低）
* 條形碼遭到損壞后便不能閱讀
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，或稱碼制。就這些碼制的編碼原理而言，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。典型的碼制如：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。典型的碼制如： Aztec、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
3. 郵政碼 通過不同長度的條進行編碼，主要用于郵件編碼，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 主要用于電子行業小零件的標識，如Intel的奔騰處理器的背面就印制了這種碼。
* Maxi Code 是由美國聯合包裹服務（UPS）公司研制的，用于包裹的分揀和跟蹤。
* Aztec 是由美國韋林（Welch Allyn）公司推出的，最多可容納3832個數字或3067個字母字符或1914個字節的數據。
下面，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最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，還能表達二進制數。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；
* 二進制 / 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，一旦條形碼發生污損將被拒讀。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. 印制要求不高 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，線性及面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. 碼制公開已形成國際標準，我國也已制定了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復表示（冗余）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，也可以通過存在于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級，級別越高，糾正碼字數越多，糾正能力越強，條形碼也越大。當糾正等級為8時，即使條形碼污損50%也能被正確讀出。
四）PDF417的幾種變形
PDF417還有幾種變形的碼制形式：
* PDF417截短碼 在相對“干凈”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并減少終止符。
* 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面：
一）數據容量更大
PDF417碼包含了文字框中的所有文字。
二）超越了字母數字的限制
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歷：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。
二維條形碼在這方面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
理系統中，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 報文對于貨運商來說總是遲到 ，以至于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 系統。 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系統。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制 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。
該項應用的優點在于數據采集的實時性，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制作并打印出來。當他們回到辦公室后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，他們在制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，制造廠商，長度，等級，尺寸，厚度以及其他信息編成一個PDF417條形碼，制成標簽
后貼在管子上。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。
以上就是關于二維條形碼的一些簡單介紹，通過了例子的說明，相信大家應該都已經是明白其中的操作原理了。