最新二维码原理及应用教学讲义PPT课件

信息密 度低， 信息容 量较小
可通过校 验字符进 行错误校 验，没有 错纠能力
不携带信息
对物品 的标识
多数应用 场合依赖 数据库及 通讯网络
可用线扫描 器识读，如 光笔、线阵 CCD、激光枪 等
二维条码
信息密 度高， 信息容 量大
具有错误 校验和纠 错能力， 可根据需 求设置不 同的纠错 级别
携带信息
有代表性的行排式二维码有CODE49
CODE16K
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1.1 常见二维码条码
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QR 码
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1.1 二维条码与一维条码比较
项目 条码类型
信息密 度与信 息容量
错误校验 及纠错正
能力
垂直方向是 否携带信息
用途
对数据库 和通讯网 络的依赖
识读设备
一维条码
二维码概念介绍 二维码原理介绍 二维QR码特点 二维码现实应用 二维条形码识别
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一、 条形码简史
1920
1949年美国乔·伍德兰德 、伯 尼·西尔沃发明了第一个条形码 专利。
1940 1950
60年代 西尔沃尼亚发明一套 条形码系统并在北美铁路系统 成功应用。
1960 1970
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二维码简介
二维码，又称二维条码，最早起源于日本，原本是Denso Wave公司为了追踪汽 车零部件而设计的一种条码。它是用特定的几何图形按一定规律在二维平面上分布 的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。在现代商业活动中，可实现的应 用十分广泛。 ❖ 1.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。 ❖ 2.一维条码是由一组粗细不同、黑白(或彩色)相间的条、空及其相应的字符(数字 字母)组成的标记，即传统条码。 ❖ 3.二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向)上分布的条、空 相间的图形来记录数据符号信息。
图21*21的矩阵中，黑白的区域在QR（Quick Response）码规范中被指定 为固定的位置，称为寻像图形和定位图形。寻像图形和定位图形用来帮助解码程 序确定图形中具体符号的坐标。黄色的区域用来保存被编码的数据内容以及纠错 信息码。蓝色的区域，用来标识纠错的级别（也就是Level L到Level H)和所谓的 "Mask pattern",这个区域被称为“格式化信息”。
1988年 中国成立了中国物品 编码中心。
1980 1990
2000
20世纪20年代 约翰·科芒德 实现邮政单据自动分检方法。
1959年 吉拉德·费伊塞尔申请 了用条形码表示数字的专利。
70年代 UPC 码（Universal Product Code） 在北美超市 得到广泛应用。
1997、2000年确定了国家标准 。
（10）具有加密机制
可以先用一定的加密算法将信息加密，再用二维条码表示 。在识别二维条码时，再加以一定的解密算法，便可以恢复所表 示的信息。
除此之外二维码还具有可表示信息量密度高、尺寸大小比例 可变、可以使用激光或CCD阅读器方便识读等众多优点。
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1.1 QR码
QR Code是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵式二维条码，它具有 以下特点： ❖ 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, QR Code具有全方位（360°）识读特点。 ❖ 9.能够有效地表示中国汉字
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1.1 行排式二维码
❖ 行排式二维码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维 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码的一些特点，识读设备 与条码印刷与一维码技术兼容，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码。
对物品 的描述
可不依赖 数据库及 通讯网络 而单独应 用
对于行排式二 维条码可用线 扫描器的多次 扫描识读；对 于矩阵式二维 条码仅能用图 像扫描器识读
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三、 二维条码特点
（1）可靠性强
条形码的读取准确率远远超过人工记录，平均每15000个 字符才会出现一个错误。
（2）效率高
条形码的读取速度很快，相当于每秒40个字符。
（3）成本低
与其它自动化识别技术相比较，条形码技术仅仅需要一 小张贴纸和相对构造简单的光学扫描仪，成本相当低廉。
（4）易于制作
条形码制作：条形码的编写很简单，制作也仅仅需要印 刷，被称作为“可印刷的计算机语言”。
10 2020/12/1二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。
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1.1 二维条码特点
（9）多语言形式，可表示图像
二维条码具有字节表示模式，即提供了一种表示字节流的 机制。不论何种语言文字它们在计算机中存储时以机内码的形式 表现，而内部码都是字节码，可识别多种语言文字的条码。
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二、二维码原理
1 矩阵式二维码
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行排式二维码
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二、矩阵式二维码
矩阵式二维码（又称棋盘式二维码）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。右图是国内常用的矩阵式二维码实例，手机正常扫描 后会跳出高可靠性的信息：
在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状点表示二进 制“1”，不出现点表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式 二维码所代表的意义。矩阵式二维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码有：Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。
（5）构造简单
条形码识别设备的构造简单，使用方便。
（6）灵活实用
条形码符号可以手工键盘输入，也可以和有关设备组成识 别系统实现自动化识别，还可和其他控制设备联系起来实现整 个系统的自动化管理。
（7）高密度
二维条码通过利用垂直方向的堆积来提高条码的信息密度 ，而且采用高密度图形表示，因此不需事先建立数据库，真正 实现了用条码对信息的直接描述。