解说二维条形码相关知识

大家都知道一维条形码的原理就是在一个方向（一般指水平方向）进行信息的表达，但是在垂直方向就不能表达出任何的信息，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
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）。

与一维条形码一样，二维条形码也有许多不同的编码方法，或称码制。就这些码制的编码原理而言，通常可分为以下三种类型
1. 线性堆叠式二维码 是在一维条形码编码原理的基础上，将多个一维码在纵向堆叠而产生的。典型的码制如：Code 16K、Code 49、PDF417等。
2. 矩阵式二维码 是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。典型的码制如： Aztec、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
3. 邮政码 通过不同长度的条进行编码，主要用于邮件编码，如：Postnet、BPO 4-State。

在许多种类的二维条形码中，常用的码制有：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。
* Maxi Code 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。
* Aztec 是由美国韦林（Welch Allyn）公司推出的，*多可容纳3832个数字或3067个字母字符或1914个字节的数据。

下面，我们以PDF417码为例，介绍二维条形码的特性和特点。

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*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，我国也已制定了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，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。

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
PDF417码包含了文字框中的所有文字。
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

二维条形码的应用

一）运输行业的应用

一个典型的运输业务过程通常经历：供应商-->货运代理，货运代理-->货运公司，货运公司-->客户等几个过程，在每个过程中都牵涉到发货单据的处理。发货单据含有大量的信息，包括：发

货人信息、收货人信息、货物清单、运输方式等等。单据处理的前提是数据的录入，人工键盘录入的方式存在着效率低、差错率高的问题，已不能适应现代运输业的要求。
二维条形码在这方面提供了一个很好的解决方案，将单据的内容编成一个二维条形码，打印在发货单据上，在运输业务的各个环节使用二维条形码阅读器扫描条形码，信息便录入到计算机管

理系统中，既快速又准确。
在美国，虽然 EDI 应用革新了业务流程的核心部分，但不巧的是它却忽略了流程中的关键角色--货运公司。许多 EDI 报文对于货运商来说总是迟到 ，以至于因不能及时确认准确的装运单信

息而影响了货物运输和客户单据的生成。
美国货运协会 (ATA) 因此提出了纸上 EDI 系统。 发送方将EDI信息编成一张PDF417条形码标签提交给货运商，通过扫描条形码，信息立即传入货运商的计算机系统。这一切都发生在恰当的

时间和恰当的地 点，使得整个运输过程的效率大大提高。

二）身份识别卡的应用

美国国防部已经在军人身份卡上印制 PDF417 码。 持卡人的姓名，军衔，照片和其他个人信息被编成一个PDF417码印在卡上。卡被用来做重要场所的进出管理及医院就诊管理。
该项应用的优点在于数据采集的实时性，低实施成本，卡片损坏（比如枪击）也能阅读，以及防伪性。
我国香港特别行政区的居民身份证也采用了PDF417码。其它的应用，如营业执照、驾驶执照、护照、我国城市的流动人口暂住证、医疗保险卡等也都是很好的应用方向。

三）文件和表格应用

日本Seimei 保险公司的每个经纪人在会见客户时都带着笔记本电脑。每张保单和协议都在电脑中制作并打印出来。当他们回到办公室后需要将保单数据手工输入到公司的主机中。
为了提高数据录入的准确性和速度，他们在制作保单的同时将保单内容编成一个PDF417条形码，打印在单据上，这样他们就可以使用二维条形码阅读器扫描条形码将数据录入主机。
其它类似的应用还有：海关报关单、税务申报单、政府部门的各类申请表等等。

四）资产跟踪

美国钢管公司在各地拥有不同种类的管道需要维护。为了跟踪每根管子，他们将管子的编号，位置编号，制造厂商，长度，等级，尺寸，厚度以及其他信息编成一个PDF417条形码，制成标签

后贴在管子上。当管子移走或安装时，操作员扫描条形码标签，数据库信息得到及时更新。
工厂可以采用二维条形码跟踪生产设备；医院和诊所也可以采用二维条形码标签跟踪设备、计算机及手术器械。

    以上就是关于二维条形码的一些简单介绍，通过了例子的说明，相信大家应该都已经是明白其中的操作原理了。