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  二维条码技术介绍


一、二维条码技术的起源
人们日常见到的印刷在商品包装上的条码,是普通条码,这种普通的一维条码自本世纪70年代初期问世以来,很快得到了普及并广泛应用到工业、商业、国防、交通运输、金融、医疗卫生、邮电及办公室自动化等领域。 但是由于一维条码的信息容量很小,如商品上的条码仅能容纳13位的阿拉伯数字,更多的描述商品的信息只能依赖数据库的支持,离开了预先建立的数据库,这种条码就变成了无源之水,无本之木,因而条码的应用范围受到了一定的限制。基于这个原因,人们迫切希望发明一种新的条码,除具有普通条码的优点外,同时具有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强、易于制作、成本低等优点。正是为了满足人们的这种需求,在九十年代初期出现了二维条码。

二、二维条码的定义及分类
  二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码。称为二维条码(2-dimensional bar code),与一维条码一样,二维条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码中,常用的码制有:Data Matrix, Maxi Code, Aztec Code, QR Code, Vericode, PDF417, Ultracode, Code 49, Code 16K 等,其中:
1、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。
2、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。
3、Aztec Code 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。PDF417码 Maxi Code Date Matrix

三.PDF417条码技术的特点

为了更好地介绍二维条码的特性和特点,我们下面以PDF417码为例加S以说明。


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。
PDF417条码是一种高密度、高信息含量的便携式数据文件,是实现证件及卡片等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。PDF417条码具有如下特点:
1、信息容量大
根据不同的条空比例每平方英寸可以容纳250到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。这种二维条码比普通条码信息容量高几十倍。
2、编码范围广
PDF417条码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化的信息进行编码。
3、保密、防伪性能好
PDF417条码具有多重防伪特性,它可以采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪,因此具有极强的保密防伪性能。
4、译码可靠性高
普通条码的译码错误率约为百万分之二左右,而PDF417条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条码采用了世界上最先进的数学纠错理论,如果破损面积不超过50%,条码由于沾污、破损等所丢失的信息,可以照常破译出丢失的信息。
6、容易制作且成本很低
利用现有的点阵、激光、喷墨、热敏/热转印、制卡机等打印技术,即可在纸张、卡片、PVC、甚至金属表面上印出PDF417二维条码。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。 即使是制作证卡,使用二维条码,其成本也要比其他方法便宜很多,如下表

在证卡技术的应用上,PDF417条码卡及IC卡、磁卡技术比较如下:
比较点
二维条码
磁卡
IC卡
光卡

抗磁力


中等


抗静电

中等
中等


抗损力

可折叠

可穿孔

可切割

不可折叠

不可穿孔

不可切割

不可折叠

不可穿孔

不可切割

不可折叠

不可穿孔

不可切割

影印性

不可
不可
不可

传真性

不可
不可
不可

容量
1,100Byte
76Byte
3Kbyte
2Mbyte

改写
不可改写
可读写
可读写
可读写

成本
1元
10元
300元
500元

在实际运用过程中,二维条码卡几乎包容了磁卡和IC卡的所有优点。唯一的缺点是不可改写,但这一点恰恰又增强了证卡的保密防伪性,因为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。
7、条码符号的形状可变
同样的信息量,PDF417条码的形状可以根据载体面积及美工设计等进行自我调整,使用灵活,非常实用。


四、二维条码PDF417在国际上的应用
二维条码PDF417做为一种新的信息存储和传递技术,从诞生之始就受到了国际社会的广泛关注。经过几年的努力,现已广泛地应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融、海关及政府管理等领域。
美国亚利桑那州等十多个州的驾驶证、美国军人证、军人医疗证等几年前就已采用了PDF417技术。将证件上的个人信息及照片编在二维条码中,不但可以实现身份证件的自动识读,而且可以有效地防止伪冒证件事件的发生。菲律宾、埃及、巴林等许多国家也已在身份证或驾驶证上采用二维条码,据不完全统计,准备在身份证或驾驶证上采用二维条码PDF417的国家已达40多个,我国对香港地区恢复行使主权后,香港居民新发放的特区护照上采用的就是二维条码PDF417技术。除了证件上,在工业生产、国防、金融、医药卫生、商业、交通运输等领域,二维条码同样得到了广泛的应用。


五、二维条码在我国的应用前景
由于二维条码具有成本低,信息可随载体移动,不依赖于数据库和计算机网络、保密防伪性能强等优点,结合我国人口多、底子薄、计算机网络投资资金难度较大,对证件的防伪措施要求较高等特点,可以预见,PDF417条码在我国极有推广价值。
1.证件管理
由于二维条码可以把照片或指纹编在二维条码中,有效地解决了证件的可机读及防伪等问题,因此可广泛地应用在护照、身份证、驾驶证、暂住证、行车证、军人证、健康证、保险卡、通行证等任何需要唯一识别个人身份的证件上。我国香港特别行政区护照就采用了二维码技术。
2.执照年检
行车证、驾驶证的年审,各种工商营业执照、税务登记证、卫生检疫证、企事业代码证、统计登记证等各种政府部门登记证件的年检,可以通过采用二维条码,解决年检登记的计算机录入问题,既节约了政府工作人员的时间,同时,为企事业单位提供了良好的服务。采用这种先进的技术,有利于改善政府的服务和公众形象。
3.报表管理
海关报关单、税务报表、保险登记表等任何需重复录入或禁止伪造、删改的表格,都可以将表中填写的信息编在PDF417条码中,以解决表格的自动录入和防止篡改表中内容。
4.机电产品的生产和组配线
如汽车总装线、电子产品总装线,皆可采用二维条码并通过二维条码实现数据的自动交换。上海一汽大众的生产线管理。
5.银行票据管理 中国银行,建设银行支票 汇票等
6.行包、货物的运输和邮递

总之,二维条码在我国有着广阔的应用前景。相信二维条码技术在我国的推广应用必将为我国信息产业的发展和现代化的经济建设带来可观的社会效益和经济效益。


 

 
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