二维赣州条码技术的起源

由于一维条码的信息容量很小，如商品上的条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，美国讯宝公司经过几年的努力，于1991年正式推出名为PDF417的二维条码，简称为PDF417条码，即“便携式数据文件”。

PDF417二维条码技术的特点

PDF417二维条码是一种高密度、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。PDF417二维条码具有如下特点：

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。

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。

PDF417与IC卡及磁卡技术的比较

在证卡技术的应用上，PDF417条码卡及IC卡、磁卡技术比较如下：

一.磁卡

优点：可读可写，成本略高于PDF417二维条码卡；

缺点：1.信息容量小，常依赖于外界的数据库；2.保密防伪性差；3.可靠性低，易受电磁场干扰而损毁信息；4.寿命短(1年)。

二.IC卡

优点：信息容量大，可读可写；

缺点：1.成本高，IC卡的成本通常是PDF417条码卡的3－5倍；2.寿命短(2－3年)，易于折毁;3.可靠性差，易受外界强磁场干扰而损毁信息；4.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。

三.PDF417二维条码卡

优点：1.信息容量大、保密防伪性强、可靠性高；2.成本低，按照材料的不同选用载体，一张PDF417条码卡，价格最多几元钱人民币，甚至几角几分即可实现；3.寿命长，PDF417二维条码卡的寿命可达8、9年(PVC卡)。

缺点:信息不可改写。这点恰恰增强了二维条码卡的防伪能力。

通过上述分析，可以看出，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，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。

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-dimensionalbarcode）。

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：Code16K、Code49、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、MaxiCode、QRCode、DataMatrix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、BPO4-State。

在许多种类的二维条形码中,常用的码制有：DataMatrix,MaxiCode,Aztec,QRCode,Vericode,PDF417,Ultracode,Code49,Code16K等,其中：

*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。

*MaxiCode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（WelchAllyn）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PortableDataFile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,见图4,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

图中的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,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。

赣州条码印刷过程中最常见的质量问题

下面列出的几项是印刷过程中最常见的质量问题，判断这些问题主要得依靠条码阅读仪。目前国外有很多种这类仪器，而且功能相当多，像美国的QUICK-CHECK400，XAMINER6500等等。以XAMINER6500为例，解释如何检查及控制条码印刷中的质量问题。

1、根据条码的功能，它主要质量特性是它的可读性(Readability)，可读性就是用专门条码阅读仪解码的能力在平时印刷过程中，常见的问题是条码不可读，其原因来自多方面。通常条码不可解码是因为条码的一些特性未能满足规定的要求。一般情况下，条码阅读仪有两种分析模式，其一是ANSI(美国国家标准协会)模式：此模式将条码的PCS值，ECMIN值(最小边缘对比度)，DECODABLE(解码性)，SC值(条空对比度)，DECODABILITY(解码能力)，DEFECT(缺陷)等等分为A、B、C、D、E、F五级，如果我们设定通过级别为C(大部分客户用此等级)，条码阅读仪将自动计算每次测量结果或几次测量结果的平均值(依仪器设定)而得出此条码的级别，如果C级以上像A、B都表示可读。相反，如果其中有一项得出来的值低于C级，总的测量结果将不会通过。如果PCS值或ECMIN值或SC值低于C，则表明：①条和/或空的颜色搭配不对；②条的颜色印得太浅如水大、墨量小、压力小等；③底色印得太深如水干、墨量大、压力重等；④部分条印得太浅像水大，有杂物等。这种印刷质量问题很容易出现，特别是由于设计时较难预料此类问题。大部分条码是放在背面或底部，而且为了追求整体装璜效果，总是在底色上或接空一空白区印制条码。然而为了节约成本，总会选择在画面中已有的颜色，这样就非常容易出现因为跟准其他颜色而影响条码的PCS值。这需要有经验的技术人员通过适当地调整胶片或排版方法去减少此类问题。如果DECODABLE值低于C，则表明编码有问题，如校验码错误。而如果DECODABILITY值低于C，则表明不能解码。这是一项综合评估，如：左和右空白区不够，这一问题非常普遍。因为有些包装幅面有限，常常会忽略此点，而且有些条码阅读器也能解码，但风险太大，有些仪器将不能解码。检查此项方法很简单，只要将条码两边用白纸遮住，用条码阅读器扫描就可以发现空白区是否足够；条码附近有其他的图案或文字，因为条码阅读器可能将这些当成条或空处理而导致不能解码。设计时应注意此问题；PCS或ECMIN值或SC值低过C；或缺陷级别低于C；编码错；条码尺寸误差等等。如果缺陷低过C级，则表明条码上有杂物如墨屎，重影等。

2、条或空的尺寸误差，即偏肥或偏瘦XAMINER还有一种传统模式分析(TRANDITIONA)：检查条和空的尺寸偏差，在印刷过程中最常见的是由于墨量大或压力大导致条偏肥，或是在胶片复制或晒版时导致条的宽度变化。很多情形与前面导致PCS值不合格因素相同，比如因版面其他颜色的影响而使条码的墨量难以控制，所以设计人员在选择颜色方面及生产人员在排版方面都要考虑这个因素。一般分为五级：太窄、窄、正常、肥、太肥，太窄和太肥将导致条码不可读。笔者曾经印刷一种包装盒，其条码是在深紫罗兰底色上镂空印黑色条码，从选色来看是没问题，但因深紫罗兰是四色网叠印，黑色自然影响深紫罗兰色，黑色条码很容易印肥，几次失败后，我们将条码的条缩小一点，终于解决棘手的问题。

3、编码错是指条码阅读仪解码出的数字或字母或符号与编码时不同，在测量条码时要仔细核对仪器读出来的数字是否与条码本身上的数字一样。

4、脱墨是指条码符号中条的印刷缺陷，其反射率与空的反射率相近。实际上是PCS值太低，尽可能选用颜色对比度较大的制作条码。

5、污点是指条码符号中空或空白区域的印刷缺陷，其反射率与条的反射率相近。至于外观常见的问题，由于条码印刷方不同，所呈现的问题和原因也不同，企业技术人员要根据不同实际情况去寻找不同的解决办法。

赣州条码在小型企业中的应用正在流动起来。这些小型企业包括工厂，医疗诊所、牙科诊所、律师事务所，录像带出租店和教育组织。我们将说明在这些单位及零售店中如何使用条码。

使用低价的计算机系统已在几乎任何业务环境下扩展开来，并采用许多非传统的作法。一个有趣的现象是在许多这样的低价计算机系统中苹果牌计算机多被选用，而在大型企业中IBM多被用来做为主机。有三个理由更有力地支持选用苹果:第一，许多办公室已经使用苹果做图型设计和桌面出版。第二，虽然个人电脑可用“视窗”，但是对无技术背景的人来说，苹果更容易使用。第三，适用于苹果的有力的资料库，软件设计工具及应用软件都很容易找到。

这篇文章分为四部分，每部分将简述条码系统在某种特殊环境下的应用。但是所有的应用都有一个共同特点:它们被用来做检索。档案、人员、器材、时间、产品、原材料等等，如果他们是条码化的，都可以被检索到。

当设计一个可行的检索系统时，下面所列的各项最基本的功能是必须要包括的。

※所有的扫描都要附加一个日期和时间的印章；

※雇员的证件应随每一次交易扫描；

※近100%的物品有条码标记；

※物品的每次移动都有扫描记录；

※扫描机要安置在方便又合理的地方。

※一个可稽查全部交易的功能可以随时在指令下工作；

※输入资料的长度和版式的监定和确认是自动化的；

※所有的信息可以用扫描或键盘的方式输入。

高级的检索系统可以包括下列功能:

※具有可以设计特殊的资料收集和报告常规的能力；

※对接触某些档案和数据库的限制，以及对软盘上的档案有读与(或)写的限制；

※在资料输入终端机(DET)上显示对使用人的提示和出现错误的请示。

所有这些功能都可以通过低价的设备来实现。下面的各章节将简述每个系统的功能，设计和设备价格的估算。

工厂

这项应用将服务于许多目的。从分派工作开始到每箱产品运出，每个产品的编号结合一个唯一性的序号。对工厂来说，如果某产品需要收回或被退货，这个序号将帮助查寻该产品。序号是产品的另一个条码识别标记。同样的序号还可以被产品的用户用来记录收货单，库存追踪和货物循环。这些条码标签或按要求随时印刷，或批量地交给包装工人贴在运输箱柜上。这些标签在货物被放到成品库时被扫描，在移动或被取走时再次扫描，当货物装上卡车时还要扫描一次。

如果以标准的数据库软件为核心，这样的条码系统的安装花费不多。出勤卡可以向特殊的公司订货，他们可以提供非常耐久的，除举行改的标签和卡片。雇员不但可以在每次上下班时刷卡，也可以在其工作号码或部门变化时刷卡。为记录这些变化，可以将一个条码手册放在扫描器旁。

小型零售店

条码在零售业的应用包括柜台POS扫描，库存控制，时间和出勤。出勤方面的应用可以与工厂的应用设计相同。大多数小型零售店不需要再购买另一台计算机做为条码系统的主机。因为小型零售店每天的交易次数有限，店内的计算机会很轻易地应付。

另一项条码在零售业的广泛应用是库存控制。一个好的POS系统，可以每天自动检查库存。但是有时还是要做全面的一对一的库存检查以保证准确。在另外一些没有安装(POS)的价格查询系统的情况下，若在收银机旁安装一台数据输入终端机(DET),售货人员也可以在货物卖出或退还时扫描到计算机中去。每次交易可以自动地更改库存的数据。手提式的数据输入机可以用来扫描货架和后面仓库的货物，所采集的数据可以输入到在主机中的数据库中。

办公室

管理一个有三人以上专业人员的办公室最令人头痛的事情之一是不断地追踪那些从公司的中心档案室或图书馆调出的档案和其它材料。一个减少档案查寻的方法是将档案室当做“图书馆”，那里的每一份档案或其它材料都附上条码，每次移动它时都要先扫描。每一个员工都有一个带条码的身份证，或者在扫描机旁放一部手册上面印有每一个中工的条码号。每当档案和其它材料被移动或被替换时，就将档案的条码和移动该档案的人员的条码扫描。这样每次的活动的时间和日期都应该象记录资料库一样记录下来。如果档案被使用了很长时间，计算机将制作出一份报告，列出过期未还的档案和目前的持有人。

检索包括桌子，计算机和其他办公室设备等有形财产是条码技术在办公室管理上的一项传统的应用。从启用到废弃这些财产的整修时间中都可以检索到它们的这种功能，对达到高度的生产交通和作出准确的财务报告起着决定性的作用。

这种功能的其它优点还有：

※当可移动的财产被借用时，可以检查和追踪它们；

※使按地点或部门重新安置财产的工作简单化；

※每年度的实地确认财产的工作，不论是按建筑，按办公室还是按个人进行都可快速完成；

※关于财产的价值评估，年龄和贬值的常规报告可以在一个网络系统的环境下产生出来。

医疗诊所和牙科诊所

病历和Ｘ光片的管理办法和上述办公室档案的管理方法相同。但是在医疗诊所和牙科诊所中使用条码还可以得到一些其它方面的好处。大多数人不了解要保持多少数量和品种的物品才可以使一个医疗诊所或牙科诊所有效地运作。因为许多物品是一次性使用的，所以要不断的检查存货的多少和取得病人的收费资料，采用条码系统使这项工作自动化了。多数办公室有限的存诸空间更增加了使用条码的优越性。不仅使用于生产和零售领域，也适用于医疗诊所和牙科诊所的环境。

一个典型的诊所由一个中心物品柜，几个诊室，一个特殊的工作间和一个办公室兼接待室组成。中心物品柜装有由病人付款的和不由病人付款的物品以及备用的设备。在每个诊室和化验室安装一部低价位的数据输入机，一部手提式和一部有线数据输入机放在中心物品柜，作为主机的计算机及扫描器放在办公室所在地。条码系统的成功之处是基本这样的安排。

条码标签可在两个地方印刷。物品存货的标签可用办公室的激光印刷机或便宜的热敏印刷机印刷。另一个可以给标签上一层薄膜的印刷机也被安装在办公室。这些标签带有病人的唯一的编号，被用在病历上。类似的标签带有识别性的前缀码，被用于固定资产上。如果某些设备属于特殊环境要求的产品，如高压蒸锅，可以向专业的印刷公司订购特殊种类的，但是采用同样标签制度的标签。

在一个典型的工作日，送货的先于病人之前来到。诊所员工印好标签，贴在每一件物品上，然后扫描将资料输入存货资料库。不由病人付款的物品带有特定前缀码的身份号。条码标签可即时印刷出来，或事先成批印好用于所有存货。下一步是给诊所的几个房间上货。每次将不由病人付款的物品从中心物品柜拿出时都要通过扫描，指明它是被使用过的。

当病人被诊治时，任何在诊室或实验室中使用的，由病人付款的物品的条码和病人的身份条码一同被扫描。这个物品不仅是使用过的，而且要将使用的帐单给予使用的病人。另外，实验室取得的样品上贴有带病人条码的标签。有病人条码的标签可以在实验室内印刷，或在每个病人到达时印出。将基本的确认实验室样品的步骤再发展一步:样品被扫描，同时实施了的实验也通过放在实验室的条码手册扫描。这样，所有实验工作的帐单将正确的送到病人手中。

在一天的工作结束后，一份总结那些病人受到诊治的报告会印出。另一份报告列出那些已经低于事先规定的最低存货量限度的所有物品的名单，包括由病人付款的和不由病人付款的物品。随后办公室经理会用传统方式或电子定货的方式重新订购那些必要的物品。

小企业的助手

条码既省时又少钱，这是它对所有形式的小企业有所帮助的重要原因。这里讨论的条码在小企业中的应用即成功又流动。如果说条码系统的设计保持简单化，那么该系统所选择的可以在市场上买到的软件和硬件，更使它的安装直接了当。重视条码标签的内容和质量应该总是首要的，因为如果条码标签质量低劣，任何条码系统都不能工作。