二维码详解

　 简单二维码 二维码 [编辑本段] 什么是二维条码/二维码 　　根据个人习惯的不同，二维码也叫二维条码或二维条形码，二维条码/二维码 （2-dimensional bar code） 是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理：它具有条码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度；具有一定的校验功能等。同时还具有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。 　　二维条码/二维码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。 　　 二维码 [编辑本段] 二维条码/二维码的分类 　　二维条码/二维码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式/行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”， 用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码。 　　1. 堆叠式/行排式二维条码 　　堆叠式/行排式二维条码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。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维条码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维条码。有代表性的行排式二维条码有：Code 16K、Code 49、PDF417等。 　　2. 矩阵式二维码 　　短阵式二维条码（又称棋盘式二维条码）它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。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维条码所代表的意义。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有：Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。 　　在目前几十种二维条码中，常用的码制有：PDF417二维条码, Datamatrix二维条码, Maxicode二维条码, QR Code, Code 49, Code 16K ,Code one,等，除了这些常见的二维条码之外，还有Vericode条码、CP条码、Codablock F条码、田字码、 Ultracode条码，Aztec条码。 　　PDF417 （二维码）与一维码的区别: 　　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, 是讯博尔（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 　　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，如英特尔（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，最多可容纳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，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，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 　　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 [编辑本段] 二维条码/二维码的特点 　　1．高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。 　　2．编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来；可以表示多种语言文字；可表示图像数据。 　　3．容错能力强，具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50％仍可恢复信息。 　　4．译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。 　　5．可引入加密措施：保密性、防伪性好。 　　6．成本低，易制作，持久耐用。 　　7．条码符号形状、尺寸大小比例可变。 　　8．二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读。 [编辑本段] 二维条码目前应用： 　　二维条码具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本便宜等特性，这些特性特别适用于表单、安全保密、追踪、证照、存货盘点、资料备援等方面。 　　表单应用: 　　公文表单、商业表单、进出口报单、舱单等资料之传送交换，减少人工重覆输入表单资料，避免人为错误，降低人力成本 　　保密应用: 　　商业情报、经济情报、政治情报、军事情报、私人情报等机密资料之加密及传递。 　　追踪应用: 　　公文自动追踪、生产线零件自动追踪、客户服务自动追踪、邮购运送自动追踪、维修记录自动追踪、危险物品自动追踪、後勤补给自动追踪、医疗体检自动追踪、生态研究(动物、鸟类...)自动追踪等。 　　证照应用: 　　护照、身份证、挂号证、驾照、会员证、识别证、连锁店会员证等证照之资料登记及自动输入，发挥「随到随读」、「立即取用」的资讯管理效果。 　　盘点应用: 　　物流中心、仓储中心、联勤中心之货品及固定资产之自动盘点，发挥「立即盘点、立即决策」的效果。 　　备援应用: 　　文件表单的资料若不愿或不能以磁碟、光碟等电子媒体储存备援时，可利用二维条码来储存备援，携带方便，不怕折叠，保存时间长，又可影印传真，做更多备份。 　　宠物店男孩Pet Shop Boys最新单曲〈密不可分Integral〉同步结合QR（Quick Response） Code的条码(http://www.acctrue.com)技术 　　向来引领全球时尚、议与潮流先锋的宠物店男孩，为了倡导人权自由与反高压政府监视统治，特地将最新单曲〈密不可分Integral〉音乐录影带拍摄成彩色与黑白两种版本，并同步结合QR（Quick Response） Code的条码技术。乐迷只要手持支援QR Code的照相手机，拍摄宠物店男孩新曲〈Integral〉音乐录影带中、所出现条码的画面，就能直接连线到专属网站与讨论区，不但能获取更多关于宠物店男孩幕後制作与最新消息，更能进入反政府高压监控与人权自由的议题讨论区。 　　英国将在 2010 年使用手机条码作为登机凭证 　　根据英国 Computing 媒体报导，预计在 2010 年英国将使用手机条码作为登机凭证，乘客於柜台报到及登机时， 英国航空公司 British Airways 以及维京航空公司 Virgin Atlantic 将逐步实施手机条码取代传统的纸张式登机证，并将手机条码登机证视为一项非常有商机的登机凭证， 国际航空转运机构 International Air Transport Association (Iata) 发言人 Eric Leopold 表示，无论是列印出来的条码或是显示在手机上的条码，都将取代传统票证，在 2008 年前将可开始部分采用手机条码凭证，至 2010 年将可完全取代。这项技术将会从一些国际机场开始施行，东京和北京的乘客将可从手机上收到电子登机证。 　　手机二维码应用: 　　手机二维码是二维码技术在手机上的应用。二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术，由一个二维码矩阵图形和一个二维码号，以及下方的说明文字组成，具有信息量大，纠错能力强，识读速度快，全方位识读等特点。将手机需要访问、使用的信息编码到二维码中，利用手机的摄像头识读，这就是手机二维码。手机二维码可以印刷在报纸、杂志、广告、图书、包装以及个人名片等多种载体上，用户通过手机摄像头扫描二维码或输入二维码下面的号码、关键字即可实现快速手机上网，快速便捷地浏览网页、下载图文、音乐、视频、获取优惠券、参与抽奖、了解企业产品信息，而省去了在手机上输入URL的繁琐过程，实现一键上网。同时，还可以方便地用手机识别和存储名片、自动输入短信，获取公共服务（如天气预报），实现电子地图查询定位、手机阅读等多种功能。随着3G的到来，二维码可以为网络浏览、下载、在线视频、网上购物、网上支付等提供方便的入口。 　　条码识别应用为用户使用手机上网提供了极大便利，省去了输入URL的麻烦，可一次按键即快速进入自己想看的网页，大大提高了上网的便利性。此外，条码识别应用也为平面媒体、增值服务商和企业提供了一个与用户随时随地沟通的方式。 　　条码识别的上网应用旨在进一步为用户提供便捷、高质量的移动互联网服务，同时打造有中国特色的手机二维码产业链，为企业和行业应用开辟空间。中国移动正在大力推动手机厂商对条码识别软件进行手机出厂预装。手机二维码与手机菜单、搜索引擎并称为手机上网三大入口，我们的使命就是让用户在任何地点、通过任何媒体、获取任何内容；同时通过这种平台服务，为媒体、企业、品牌创造价值。 [编辑本段] 二维条码识读设备： 　　A.二维条码的阅读设备依阅读原理的不同可分为： 　　（1） 线性CCD和线性图像式阅读器（Linear Imager） 　　可阅读一维条码和线性堆叠式二维码（如PDF417），在阅读二维码时需要沿条码的垂直方向扫过整个条码，我们称为“扫动式阅读”。这类产品比较便宜。 　　（2）带光栅的激光阅读器 　　可阅读一维条码和线性堆叠式二维码。阅读二维码时将光线对准条码，由光栅元件完成垂直扫描，不需要手工扫动。 　　（3） 图像式阅读器（Image Reader） 　　采用面阵CCD摄像方式将条码图像摄取后进行分析和解码，可阅读一维条码和所有类型的二维条码。 　　B.二维条码的识读设备依工作方式的不同还可以分为：手持式、固定式和平版扫描式。 　　PS:二维条码的识读设备对于二维条码的识读会有一些限制，但是均能识别一维条码。