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第8章 知识篇(7)

在使用中,阅读矩阵式二维条形码必须使用2DCCD条形码阅读器,二维图像式CCD条形码阅读器同样能阅读一维线性条形码和堆叠式二维条形码。使用二维图像式CCD条形码阅读器可以全向识读任何一种符号。尽管每一种阅读器都有它的优越性,但是若要从一个条形码系统中获得最大的收益,所选用的扫描器就应与应用的需求相对应。

38二维条形码与磁卡、IC卡、光卡的比较

39二维条形码PDF417的诞生

现代社会,由于条形码的使用,极大地提高了数据采集和信息处理的速度,提高了工作效率,从而为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。

由于一维条形码的信息容量很小,如商品上的条形码仅能容纳几位或者几十位阿拉伯数字或字母,商品的详细描述只能依赖数据库提供,离开了预先建立的数据库,一维条形码的使用就受到了局限。基于这个原因,人们迫切希望发明一种新的码制,除具备一维条形码的优点外,同时还有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强等优点。为了满足人们的这种需求,美国Symb0l公司经过几年的努力,于1991年正式推出名为PDF417的二维条形码。PDF是便携式数据文件(P0rtableDataFile)的缩写,417则与宽度代码有关,用来对字符编码,即组成条形码的每一个条形码字符由4个条和4个空共17个模块构成,故称为PDF417条形码。

近年来,在中国物品编码中心及国家有关部门的领导下,PDF417技术已经开始在中国大地生根发芽,特别是在1997年12月我国颁布第一个二维条形码国家标准《四一七条形码》后,标志着PDF417技术在我国的应用正步入正规有序的快速发展阶段。

40PDF417条形码技术的特点

PDF417二维条形码是一种堆叠式二维条形码,是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件,是实现证件、卡片、报表、档案、照片等大容量、高保密、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读及网络化管理的理想手段。PDF417条形码可表示数字、字母或二进制数据,也可表示汉字。如果只表示数字则可容纳2710个数字。PDF417的纠错能力分为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条形码也可以正确读出。我国目前已制定了PDF417码的国家标准(GB/T17172—1997)。

PDF417条形码需要有417解码功能的条形码阅读器才能识别,目前这种阅读器有Symb0lLS4804、Symb0lLS4000P、WelchAllynIT3800、CiphrLAB1301等。

PDF417条形码最大的优势在于其庞大的数据容量和极强的纠错能力。

作为当今国际最先进的条形码技术,PDF417二维条形码具有以下特点:

1.信息容量大

根据不同的条空比例,每25.4mm×25.4mm(1平方英寸)可以容纳250~1100个字符。在国际标准的证卡有效面积上(相当于信用卡面积的2/3,约为76mm×25mm),PDF417条形码可以容纳1848个字母字符或2729个数字字符,约500个汉字信息。在同等面积下,这种二维条形码比普通条形码信息容量高几十倍。为了使得编码更加紧凑,提高信息密度,PDF417在编码时有三种格式:

·扩展的字母数字压缩格式可容纳1850个字符;·二进制/ASCII格式可容纳1108个字节;·数字压缩格式可容纳2710个数字。

2.编码应用范围广

PDF417条形码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化的信息进行编码,应用于各种领域。

3.保密、防伪性能好

PDF417条形码具有多重防伪特性,可以采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪,以防止伪造条形码符号或非法使用有关编码的信息。因此具有极强的保密防伪性能。

4.译码可靠性高

普通条形码的译码错误率约为百万分之二左右,而PDF417条形码的误码率不超过千万分之一,译码可靠性极高。

5.修正错误能力强

PDF417条形码采用了世界上最先进的数学纠错理论,这种隐含于符号内的错误修正技术,可以有效地防止译码错误,提高译码的速度及可靠性。在选择适当的纠错级别进行编码后,只要条形码破损度(破损面积不超过整个条形码符号所占面积)不超过50%,条形码由于沾污、破损等所丢失的信息,都可以完整地读出来。

6.容易印制且成本很低利用现有的点阵、激光、喷墨、热敏/热转印、制卡机等传统打印技术,即可在纸张、卡片、PVC,甚至金属表面等各种常用条形码载体上印出PDF417二维条形码,传真件也能阅读。由此所增加的费用仅是油墨的成本,因此人们又称PDF417是“零成本”技术。

7.条形码符号的形状可变同样的信息量,PDF417条形码的形状可以根据载体面积及美工设计等进行自我调整。

41PDF417的几种变形

PDF417还有几种变形的码制形式:

1.PDF417截短码

在相对“干净”的环境中,条形码损坏的可能性很小,则可将右边的行指示符省略并减少终止符。

2.PDF417微码

进一步缩减的PDF码。

3.宏PDF417码

当文件内容太长,无法用一个PDF417码表示时,可用包含多个(1~99999个)条形码分块的宏PDF417码来表示。

42PDF417条形码的标准化现状

自Symb0l公司1991年将PDF417作为公开的系统标准技术后,PDF417条形码为越来越多的标准化机构所推崇。如:

·AIM——1994年,PDF417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)已将PDF417条形码作为美国运输包装的纸面EDI的标准。

·CEN——1997年,欧洲标准化委员会(CEN)通过了PDF417的欧洲标准。

·国际标准化组织(ISO)与国际电工委员会(IEC)的第一联合委员会第三十一分委员会正在起草PDF417二维条形码标准。

·中国——PDF417二维条形码已列为“九五”期间的国家重点科技攻关项目。1997年12月,PDF417条形码国家标准《四一七条形码》已经正式颁布。

·AIAG/ODETTE——1995年,北美和欧洲汽车工业组织已将PDF417选定为各种生产及管理/纸面EDI的标准。

·AAMVA——1995年,美国机动车管理局将PDF417选定为所有驾驶员及机动车管理的二维条形码应用标准。美国一些州、加拿大部分省份已经在车辆年检、行车证年审及驾驶证年审等方面,将PDF417选为机读标准。

·TCIF——美国工业论坛已将PDF417列为重要电讯产品的标识标准。

·EDIFICE——欧洲负责EDI及条形码在电子工业方面应用的工业组织已将PDF417定为管理/纸面EDI应用标准,并列入运输标识条形码标签应用指南。

·巴林——已将PDF417定为身份证的机读标准,最近还将有一些国家陆续在身份证上选用PDF417二维条形码。

·美国国防部DOD——在其新的军人身份证上采用PDF417条形码作为机读标准,将照片及紧急医疗信息编入条形码,大约已有一千六百多万张军人卡在世界各地美军基地投入使用。另外,美国国防部还将PDF417条形码作为后勤管理和纸面EDI应用标准。

43PDF417与IC卡及磁卡技术的比较

在证卡技术的应用上,磁卡及IC卡、PDF417条形码卡技术比较如下:

1.磁卡

优点:

·可读可写;

·成本略高于PDF417二维条形码卡。

缺点:

·信息容量小,常依赖于外界的数据库;

·保密防伪性差;

·可靠性低,易受电磁场干扰而损毁信息;

·寿命短(1年)。

2.|C卡

优点:

·信息容量大;

·可读可写。

缺点:

·成本高,IC卡的成本通常是PDF417条形码卡的3~5倍;·寿命短(2~3年),易于折毁;

·可靠性差,易受外界强磁场干扰而损毁信息;

·保密防伪性相对较差,信息可改写既是IC卡的优点,同时亦成为IC卡的缺点,为伪造信息留下契机。

3.PDF417二维条形码卡

优点:

·信息容量大,保密防伪性强,可靠性高;

·成本低,按照材料的不同选用载体,一张PDF417条形码卡价格最多几元钱人民币,甚至几角几分即可实现;

·寿命长,PDF417二维条形码卡的寿命可达8~9年(PVC卡)。

缺点:

·信息不可改写。这点恰恰增强了二维条形码卡的防伪能力。

通过上述分析可以看出,二维条形码卡几乎包容了磁卡和IC卡的所有优点。惟一的缺点是不可改写,而如果为了增强证卡的保密防伪性,对于证照等不需经常改写的应用场合,信息不可改写恰恰增强了证卡的保密防伪性能。

44QRC0de二维条形码的诞生

QRC0de是由日本Dens0公司于1994年9月研制的一种矩阵二维码符号,中文译名为“快速响应矩阵码”。每个QR码符号由正方形模块组成一个正方形阵列构成,就像其他矩阵式二维码一样,它是通过模块的颜色深浅来表达数据,深色模块表示二进制“1”,浅色模块表示二进制“0”。QR码的特征是在其左上角、右上角和左下角的三个由同心正方形构成的位置探测图形。

45QRC0de二维条形码的编码字符集

·数字型数据(数字0~9);

·字母数字型数据(数字0~9;大写字母A~Z;9个其他字符:space、S、%、*、+、_、·、/、:);

·8位字节型数据;

·日本汉字字符;

·中国汉字字符(GB2312对应的汉字和非汉字字符)。

46QRC0de符号的基本特性

47QRC0de二维条形码的优点

QRC0de纠错级别为M,它除具有一维条形码及其他二维条形码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图像多种文字信息、保密防伪性强等优点外,还具有如下主要特点:

1.超高速识读

从QRC0de的英文名称QuickResp0nseC0de可以看出,超高速识读特点是QRC0de区别于PDF417条形码、DataMatrix等二维码的主要特性。由于在用CCD识读QRC0de时,整个QRC0de符号中信息的读取是通过QRC0de符号的位置探测图形,用硬件来实现,因此,信息识读过程所需时间很短,它具有超高速识读特点。用CCD二维条形码识读设备,每秒可识读30个含有100个字符的QRC0de符号;对于含有相同数据信息的PDF417条形码符号,每秒仅能识读3个符号;对于DataMartix矩阵码,每秒仅能识读2~3个符号。QRC0de的超高速识读特性使它能够广泛应用于工业自动化生产线管理等领域。

2.全方位识读

QRC0de具有全方位(360°)识读特点,这是QRC0de优于行排式二维条形码如PDF417条形码的另一主要特点,由于PDF417条形码是将一维条形码符号在行排高度上的截短来实现的,因此,它很难实现全方位识读,其识读方位角仅为±10°。

3.能够有效地表示中国汉字、日本汉字

由于QRC0de采用特定的数据压缩模式,可高效地表示中国汉字和日本汉字,相同内容,其尺寸小于相同密度的PDF417条形码,仅用13bit即可表示一个汉字,而PDF417条形码、DataMartix等二维码没有特定的汉字表示模式,因此仅用字节表示模式来表示汉字,在用字节模式表示汉字时,需用16bi(t两个字节)表示一个汉字,因此QRC0de比其他的二维条形码表示汉字的效率提高了20%。

目前市场上的大部分条形码打印机都支持QRC0de条形码,其专有的汉字模式更加适合我国应用。因此,QRC0de在我国具有良好的应用前景。

48DataMatrix和Maxic0de

DataMatrix主要用于电子行业小零件的标识,如Intel的奔腾处理器的背面就印制了这种码。

Maxic0d是由美国联合包裹服务(UPS)公司研制的,用于包裹的分拣和跟踪。

上面两种二维条形码,分别是DataMatrix和Maxic0de,它们都表示了“北京京成条形码公司海淀路80号中科大厦A座801室”这样的内容。

49Aztec

Aztec是由美国韦林(WelchAllyn)公司推出的,最多可容纳3832个数字或3067个字母字符或1914个字节的数据。

50三种二维条形码的比较

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