第6讲二维条码课件.ppt

第6讲 二维条码及技术应用,中国物品编码中心 王杰 二零零三年七月,一、概述1、一维条码应用过程,识读一维条码,数据 12345,12345,在数据库中查询相应记录,搜寻完整的描述数据,将描述数据提交给用户,?12345?Data,传统条码是索引代码，必须实时和数据库联系，从数据库中寻找完整的描述数据.,一维条码应用实例,零售业(超级市场)图书馆血液管理系统工业生产线仓储、物流管理系统邮政（挂号信、EMS、邮包）信息流管理（表单数据表达、数据传输和数据采集）,2二维条码的特点,二维条码与一维条码的比较,识读速度,识读速度,符号,一维条码,矩阵码,CODABLOCK,PDF417,CODE 128,CODE 39,QR CODE,DATA MATRIX (ECC200),MAXICODE,一维条码,矩阵码,快,慢,实例:一个由80个字符组成信息 1234567890-123456720-123456-30-234567-40ABCDEFGH50IJKLMNOP60QRSTUVWX70YZABCDEF80,最大数据容量,字符数,一维及行排条码,矩阵码,70005000350020001000750500250100 64,CODABLOCK,PDF417,CODE 128,CODE 39,QR CODE数字字符.7089 个.字母数字字符. 4296 个.汉字 1817 个,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 5452个.字母数字字符 2726 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.,2二维条码的特点,二维条码与磁卡、IC卡、光卡的比较,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。,3二维条码的分类,二、 行排式二维条码,（一）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。,1、417条码符号,终止符,数据,起始符,90行,34 列,每个码词单元(4个条 / 4个空),共17个模块,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,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。,2、PDF417条码的信息容量,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ASC字符或2700个数字的信息。,3、PDF417条码的特性,42PDF417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：AIM1994年被选定为国际自动识别制造商协会（AIM）标准；ANSIMH10.81996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；CEN1997年欧洲标准化委员会(CEN)通过了PDF417的欧洲标准；,二维条码的标准化（417条码）,417条码,AIM,ANSI MH10.8 - 货物运输 - EDI,美国国防部 -后勤管理-纸面EDI,AAMVA(美国机动车辆管理局) - 驾驶执照 - DMV 文件,AIAG(北美和欧洲汽车工业 组织),94,96,95,95,95,国际蔡公学协会,97,生产管理/纸面EDI标准,国际采供血协会,（二）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。,Code 49条码的特性,（三）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。,Code 16K条码的特性,三、矩阵式二维条码,（一）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,QR条码符号,QR条码的主要特点,编码方式:矩阵式二维条码超高速识读特性: 30个符号/秒(100字符/符号)(较417提高近10倍;417:3个/秒)全方位识读:360度(417:水平方向10度)具有特定的汉字表示模式:13bit表示一个汉字(较417提高20%;417:16bit(双字节)/汉字),QR条码的基本特性,数据类型与容量：数字:个字符；字母：；汉字：个字符数据表示方法：深色模块表示二进制；浅色模块表示二进制纠错能力：级（）；级（）；级（）；级（）结构连接：最多个条码字符,QR Code 与Data Martix和 PDF 417的比较,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.,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.,二维条码的标准化（QR条码）,日本标准协会,AIM,JAMA日本汽车协会,ISO/IEC18004ISO标准,96,00,97,99,99,01,日不货车协会,JCLA日本隐形眼镜协会,QR条码,2 QR Code编码字符集,（1）数字型数据（数字09）；（2）字母数字型数据（数字09；大写字母AZ；9个其他字符：space ，$， %， *， +， -， .， /， ：）；（3）8位字节型数据；（4）日本汉字字符；（5）中国汉字字符（GB 2312信息交换用汉字编码字符集 基本集对应的汉字和非汉字字符）。,3、QR Code码符号的基本特性,（二）Data Matrix条码,Data Matrix是一种矩阵式二维条码。它有两种类型，即ECC000-140和ECC200。ECC000-140具有几种不同等级的卷积纠错功能；而ECC200则使用Reed-Solomon纠错。,1、Data Matrix条码的特性,2符号结构,每个Data Matrix符号由规则排列的方形模块构成的数据区组成。在较大的ECC200符号中，数据区由校正图形分隔。数据区的四周由寻像图形包围，寻像图形的四周则由空白区包围。 （1） 寻像图形（P123） （2）符号尺寸和容量（P123）主要用于电子行业小零件的标识。,（三）Maxicode 条码,一种固定长度（尺寸）的矩阵式二维条码，它有紧密相连的平行六边形模块和位于符号中央位置的定位图形组成。Maxicode符号共有7种模式（包括两种作废模式）。可表示全部ASCII字符和扩展ASCII字符。,1、Maxicode条码的特性,2、基本特征,(1)编码字符集 （2）字符集 （3）Maxicode符号码字的表示每个码字由六个六边形的模块组成。每个模块表示一个二进制位，暗模块表示“1”，浅色模块表示“0”。通常六个模块排列成三层，顺序为从右上至左下，下图是所示典型的符号字符模块。,2、 基本特征,由于Maxicode符号的特殊结构，符号字符1 9 和137 144 具有特殊的排列形式，见图,2、基本特征,（4）符号尺寸名义尺寸为宽28.14mm 高26.91mm。（5）最大数据容量：数字字母型字符93个数字字符138个（6） 纠错每个Maxicode符号有50或66个纠错码字（7）类型：矩阵式二维条码（8）独立定位：可以,3 、符号结构,每个Maxicode符号有一个中央寻像图形，四周成正方形排列着由六边形模块组成的层。符号共有33层，每层分别由30个或29个模块组成。符号四周应有空白区。（1）寻像图形寻像图形由3个同心圆构成暗带及其相间的明带组成。寻像图形的中央为一个虚拟模块。中央寻像图形及其周围的排列情况见图。（2）定位图形 定位的信息由6组以3个模块组成的图形给出，定位图形的精确位置见图,（四）Code one条码,Code one符号中包含可由快速线性探测器识别的识别图案。每一模块的宽和高的尺寸为X。Code one符号共有10种版本及14种尺寸。最大的符号，即版本B，可以表示2218个数字字母型字符或3550个数字，以及560个纠错字符。Code one 可以表示全部256个ASCII字符，另加4个功能字符及1个填充字符。,Code one条码的特性,第一个二维条码国家标准1997年颁布第二个二维条码国家标准2000年颁布,我国的二维条码国家标准,四、二维条码应用低成本的数据存储和通讯介质,二维条码可以通过常用的方式生成二维条码可以和标签、文件或证卡等同时生成二维条码可以和被描述物品(文件、人、包裹等)一起传送,二维条码可对各类信息进行编码,John Smith,指纹,掌纹,照片(或其他任何图形),签名,文字(西文.中文),姓名: John SmithOrder No. 374656Ship Date: 1/15/9中国物品编码中心,二进制数,01101101011110111101011010010101,声音,应用二维条码提高保密防伪能力,结合特征值可以采用加密算法进行加密二维条码保密防伪的时效性,编码,加密,解码,解密,原文,密文,417条码符号,密文,原文,加密流程示意 :,(打印,传输),二维条码 - 纠错能力强,Security Level 3,Security Level 4,Security Level 5,Security Level 6,Security Level 7,Security Level 8,二维条码 的印刷形状,层叠式条码:通常形状可变矩阵式条码:通常形状不可变,二维条码 的生成,生成软件: (1)专用二维条码生成软件包 (2)通用生成软件生成设备: (1)专用生成设备 (2)通用生成设备（打印机，制卡机等）生成成本： 与一维条码成本相似,二维条码的识读,识读方式： (1)激光识读（层叠式二维条码） (2)面阵CCD识读器（矩阵式二维条码，层叠式二维条码） 识读设备类型: (1)手持式识读器 (2)固定式识读器 (3) 数据采集器应用成本: 高于一维条码,二维条码应用体系,识读二维条码,数据库查询操作,将描述数据提交给用户,?12345?Data,描述数据已通过相应译码程序,存在于二维条码内,不需要查询数据库内容,Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data, Data.,二维条码的应用 -物流管理 -信息流管理,政府管理部门,驾驶员/车辆管理,制造业,交通运输,零售渠道,医疗卫生,物品(文物)追踪,二维条码在身份证件中的应用身份证,埃及、巴林等七个国家的身份证采用417条码目的机器自动识读,高速收取信息防止伪造,驾驶执照,亚利桑那州,特拉华州,北卡罗来纳州,秘鲁,军人证,美国的军人证、士兵证、军人家属证等417条码中包含照片和文字信息（必要的医疗信息，如血型、过敏史等）采用417条码卡，成本为29 美分/卡，如采用IC卡，为3美元/卡,社会保险卡,417条码中包括指纹信息作用：数据快速录入 身份认证 防止伪造,美国Connecticut州,出入境管理(新加坡),417条码 加速了每日进出新加坡移民的数据处理速度,门禁系统(亚特兰大奥运会),417条码用于门禁系统（胸牌）供150,000名运动员，工作人员，贵宾，记者等佩带在各个赛场，体育馆，旅馆进行安全检查,96年亚特兰大奥运会,门禁系统(日本冬运会),98年日本冬运会,证件采用二维条码的优点,实现数据的自动采集提高证件的防伪能力成本低，符合身份证、驾驶证、暂住证等证件的成本要求具有自动纠错能力，使用寿命长不需要和数据库联接就可获得所需数据,复习思考题,1、二维条码与一维条码的本质区别是什么？2、与一维条码比较，二维条码有哪些优点？3、简要说明PDF417条码和QR条码的结构特点和基本特性。举例说明二维条码的应用案例。,