条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符。
常见的条形码是由反射率相差很大的黑条(简称条)和白条(简称空)排成的平行线图案。
条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息。
条形码(barcode)是一种用宽窄不同、黑白相间的直线条纹的组合来表示数字或字母的特殊号码。
通常印在卡片、书籍封面或商品包装物上,用以表示各种证件号、书号或商品号,以便于计算机管理。
识别原理要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息,需要经历扫描和译码两个过程。
物体的颜色是由其反射光的类型决定的,白色物体能反射各种波长的可见光,黑色物体则吸收各种条形码制作波长的可见光,所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后,反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上,光电转换器根据强弱不同的反射光信号,转换成相应的电信号。
根据原理的差异,扫描器可以分为光笔、红光CCD、激光、影像四种。
电信号输出到条码扫描器的放大电路增强信号之后,再送到整形电路将模拟信号转换成数字信号。
白条、黑条的宽度不同,相应的电信号持续时间长短也不同。
主要作用就是防止静区宽度不足。
然后译码器通过测量脉冲数字电信号0,1的数目来判别条和空的数目。
通过测量0,1信号持续的时间来判别条和空的宽度。
此时所得到的数据仍然是杂乱无章的,要知道条形码所包含的信息,则需根据对应的编码规则(例如:EAN-8码),将条形符号换成相应的数字、字符信息。
最后,由计算机系统进行数据处理与管理,物品的详细信息便被识别了。
扫描原理条形码的扫描需要扫描器,扫描器利用自身光源照射条形码,再利用光电转换器接受反射的光线,将反射光线的明暗转换成数字信号。
不论是采取何种规则印制的条形码,都由静区、起始字符、数据字符与终止字符组成。
有些条码在数据字符与终止字符之间还有校验字符。
▲静区:静区也叫空白区,分为左空白区和右空白区,左空白区是让扫描设备做好扫描准备,右空白区是保证扫描设备正确识别条码的结束标记。
为了防止左右空白区(静区)在印刷排版时被无意中占用,可在空白区加印一个符号(左侧没有数字时印<;号,右侧没有数字时加印>;号)这个符号就叫静区标记。
主要作用就是防止静区宽度不足。
只要静区宽度能保证,有没有这个符号都不影响条码的识别。
▲起始字符:第一位字符,具有特殊结构,当扫描器读取到该字符时,便开始正式读取代码了。
▲数据字符:条形码的主要内容。
▲校验字符:检验读取到的数据是否正确。
不同编码规则可能会有不同的校验规则。
▲终止字符:最后一位字符,一样具有特殊结构,用于告知代码扫描完毕,同时还起到只是进行校验计算的作用。
为了方便双向扫描,起止字符具有不对称结构。
因此扫描器扫描时可以自动对条码信息重新排列。
条码扫描器有光笔、CCD、激光、影像四种▲光笔:最原始的扫描方式,需要手动移动光笔,并且还要与条形码接触。
▲CCD:以CCD作为光电转换器,LED作为发光光源的扫描器。
在一定范围内,可以实现自动扫描。
并且可以阅读各种材料、不平表面上的条码,成本也较为低廉。
但是与激光式相比,扫描距离较短。
▲激光:以激光作为发光源的扫描器。
又可分为线型、全角度等几种。
▲影像:以光源拍照利用自带硬解码板解码,通常影像扫描可以同时扫描一维及二维条码,如Honeywell引擎。
线型:多用于手持式扫描器,范围远,准确性高。
全角度:多为工业级固定式扫描,自动化程度高,在各种方向上都可以自动读取条码及输出电平信号,结合传感器使用。
条形码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。
条形码技术具有以下几个方面的优点A.输入速度快:与键盘输入相比,条形码输入的速度是键盘输入的5倍,并且能实现“即时数据输入”。
B.可靠性高:键盘输入数据出错率为三百分之一,利用光学字符识别技术出错率为万分之一,而采用条形码技术误码率低于百万分之一。
C.采集信息量大:利用传统的一维条形码一次可采集几十位字符的信息,二维条形码更可以携带数千个字符的信息,并有一定的自动纠错能力。
D.灵活实用:条形码标识既可以作为一种识别手段单独使用,也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别,还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。
另外,条形码标签易于制作,对设备和材料没有特殊要求,识别设备操作容易,不需要特殊培训,且设备也相对便宜。
码制区别编辑UPC(统一产品代码)只能表示数字,有A、B、C、D、E五个版本版本A - 12 位数字版本E - 7 位数字最后一位为校验位大小是宽1.5" 高1 " ,而且背景要与清晰主要使用于美国和加拿大地区,用于工业、医药、仓库等部门。
当UPC作为十二位进行解码时,定义如下:第一位= 数字标识(已经由UCC(统一代码委员会)所建立). 第2-6位= 生产厂家的标识号(包括第一位)第7-11 = 唯一的厂家产品代码第12位= 校验位(used for error detection)Code 3 of 9能表示字母、数字和其它一些符号共43个字符:A -Z,0 - 9,-.$/+%,pace 条形码的长度是可变化的,通常用“*”号作为起始、终止符校验码不用代码密度介于3 - 9.4个字符/每英寸,空白区是窄条的10倍,用于工业、图书、以及票证自动化管理上。
Code 128表示高密度数据,字符串可变长,符号内含校验码,有三种不同版本:A,B,and C 可用128个字符分别在A,B,or C 三个字符串集合中,用于工业、仓库、零售批发。
Interleaved2-of-5 (I2 of 5)只能表示数字0 -9 可变长度,连续性条形码,所有条与空都表示代码,第一个数字由条开始,第二个数字由空组成空白区比窄条宽10倍,应用于商品批发、仓库、机场、生产/包装识别、工业中,条形码的识读率高,可适用于固定扫描器可靠扫描,在所有一维条形码中的密度最高。
Codabar(库德巴码)可表示数字0 - 9,字符$、+、-、还有只能用作起始/终止符的a,b,c d四个字符,可变长度,没有校验位,应用于物料管理、图书馆、血站和当前的机场包裹发送中,空白区比窄条宽10,非连续性条形码,每个字符表示为4条3空。
Codabar又名NW 7,NW 7是在日本的叫法。
QR码QR码呈正方形,常见的是黑白两色。
在3个角落,印有较小,像“回”字的的正方图案。
这3个是帮助解码软件定位的图案,用户不需要对准,无论以任何角度扫描,数据仍可正确被读取。
日本QR码的标准JIS X 0510在1999年1月发布,而其对应的ISO国际标准ISO/IEC18004,则在2000年6月获得批准。
根据Denso Wave公司的网站数据,QR码是属于开放式的标准,QR码的规格公开,虽由Denso Wave公司持有的专利权益,但不会被运行。
除了标准的QR码之外,也存在一种称为“微型QR码”的格式,是QR码标准的缩小版本,主要是为了无法处理较大型扫描的应用而设计。
微型QR码同样有多种标准,最高可存储35个字符。
PDF417(二维码)多行组成的条形码,不需要连接一个数据库,本身可存储大量数据,应用于:医院、驾驶证、物料管理、货物运输,当条形码受一定破坏时,错误纠正能使条形码能正确解码PDF417,是讯宝(Symbol)科技公司于1990年研制的产品。
它是一个多行、连续性、可变长、包含大量数据的符号标识。
每个条形码有3 - 90行,每一行有一个起始部分、数据部分、终止部分。
它的字符集包括所有128个字符,最大数据含量是1850个字符。
一)PDF417简介PDF417码是由留美华人王寅敬(音)博士发明的。
PDF是取英文Portable Data File三个单词的首字母的缩写,意为“便携数据文件”。
因为组成条形码的每一符号字符都是由4个条和4个空构成,如果将组成条形码的最窄条或空称为一个模块,则上述的4个条和4个空的总模块数一定为17,所以称417码或PDF417码。
二)PDF417的特点1.信息容量大PDF417码除可以表示字母、数字、ASCⅡ字符外,还能表达二进制数。
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.错误纠正能力一维条形码通常具有校验功能以防止错读,一旦条形码发生污损将被拒读。
而二维条形码不仅能防止错误,而且能纠正错误,即使条形码部分损坏,也能将正确的信息还原出来。
3.印制要求不高普通打印设备均可打印,传真件也能阅读。
4.可用多种阅读设备阅读PDF417码可用带光栅的激光阅读器,线性及面扫描的图像式阅读器阅读。
5.尺寸可调以适应不同的打印空间6.码制公开已形成国际标准,中国也已制定了417码的国标。
三)PDF417的纠错功能二维条形码的纠错功能是通过将部分信息重复表示(冗余)来实现的。
比如在PDF417码中,某一行除了包含本行的信息外,还有一些反映其它位置上的字符(错误纠正码)的信息。
这样,即使当条形码的某部分遭到损坏,也可以通过存在于其它位置的错误纠正码将其信息还原出来。
PDF417的纠错能力依错误纠正码字数的不同分为0~8共9级,见图4,级别越高,纠正码字数越多,纠正能力越强,条形码也越大。
当纠正等级为8时,即使条形码污损50%也能被正确读出。
四)PDF417的几种变形PDF417还有几种变形的码制形式:* 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。
* PDF417微码进一步缩减的PDF码。
* 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。
以PDF417码为例,介绍二维条形码的特性和特点。
二维条形码的优势从以上的介绍可以看出,与一维条形码相比二维条形码有着明显的优势,归纳起来主要有以下几个方面:一)数据容量更大二)超越了字母数字的限制三)条形码相对尺寸小四)具有抗损毁能力维码区别编辑一维条形码一维条形码只是在一个方向(一般是水平方向)表达信息,而在垂直方向则不表达任何信息,其一定的高度通常是为了便于阅读器的对准。
一维条形码的应用可以提高信息录入的速度,减少差错率,但是一维条形码也存在一些不足之处:* 数据容量较小:30个字符左右* 只能包含字母和数字* 条形码尺寸相对较大(空间利用率较低)* 条形码遭到损坏后便不能阅读二维条形码在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形码,称为二维条形码(2-dimensional bar code)。