二维条码技术的起源

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Symbol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（见上图），即“便携式数据文件”。

什么是二维条码/二维码：

二维条码/二维码（2-dimensionalbarcode）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：Code16K、Code49、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：CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。

在目前几十种二维要码中，常用的码制有：PDF417二维条码,Datamatrix二维条码,Maxicode二维条码,QRCode,Code49,Code16K,Codeone,等，除了这些常见的二维条码之外，还有Vericode条码、CP条码、CodablockF条码、田字码、Ultracode条码，Aztec条码。

（1）二维条码在巡检机器人系统的定位、导航与指令传递中用到了二维条码作为信息载体，要求所设计的二维条码易于识别、定位方便、有一定的信息容量、易于工程实现。二维条码是近年来新兴的信息传输载体。它与一维条码相比，有信息密度高、信息量大的特点。

本文设计的二维条码图包括码图标识符和存储数据两部分，标识符可保证对二维条码图的快速识别和定位。根据结构的不同，二维条码可分堆叠式和矩阵式。堆叠式是将一维条码高度缩小，然后多层叠起来；矩阵式利用直线阵列方格代表1或0。后者简单实用且具有较强的抗干扰能力。为了适应稳定高效的巡检任务，设计了简易二维条码图，中黑白数据区为标准正方形小块，长度为N＝8×（n＋1），n为方格长度。数据区中前面是数据位，最右一列和最下一排分别为奇偶校验位，用黑色代表0，白色代表1，采用从上到下，从左至右的数据排列方式。应用中，可以采用直接存取与间接索引两种数据获取方式。直接存取是直接利用该图存储道路信息，存储量较小，不易更新，但便于实时获得道路信息。间接索引是根据所提取的二进制码作为索引号，通过检索表得到道路信息。该方式可以存储大量信息，方便上位机实时更新道路信息，但存在通信延时，需要实时的网络连接，不便于实时导航。本文中，路标信息量不太大，内容较固定，结合实时性的要求，采用了直接数据存取方式。上述设计，可以读取的二进制码的位数为X＝（N－1）×（N－1）；可读取的ASCII码符的数量为Y＝［（N－1）×（N－1）］/8。

（2）巡检机器人的定位与导航巡检机器人在长距离行走过程中的上下抖动和摇摆，将导致里程计的累积误差，由此造成了长时间工作中的定位/定向偏差。在巡检机器人工作路径的特定地点预先设置相应的二维条码，应用视觉定位与条码识别技术，即可实现巡检机器人的定位与导航。巡检机器人在巡线（或巡道路边缘）行走的过程中同时进行条码标识符的检测。条码的摆放和引导线平行，当检测到标识符时，即启动机器人的视觉定位程序，该程序结合里程计数据和存储在电子地图与二维条码中的先验知识，就可将大范围的绝对定位转化为机器人与二维条码间的相对定位，消除机器人的定位误差。并可依据二维条码数据得到任务信息，实现导航或任务给定，比如这个路段需要进行定点热成像仪监测或左偏30°，盲走3m等。

（3）通过图像采集卡采集图像，经过摄像头标定算法校正后得到待处理的图像。在检测出条码标识符后，执行视觉定位任务，然后根据相关信息触发其他任务或实时调整航向。

服装制造业存在的问题前言进入21世纪以来,国内服装市场发生了巨大的变化:服装市场已成为买方市场,顾客变得更加挑剔,在追求多样化和个性化的同时,对产品的价格和交货期也提出了更高的要求；产品生命周期缩短、品种增加、批量减小；服装行业的低门坎和10%以上的利润空间使得新的企业持续涌入,竞争非常激烈,尤其在中低档产品上竞争更为激烈,甚至一些其他行业的企业也纷纷介入；服装行业具有瞬息万变的市场需求,抢先生产出市场需要的产品成为服装企业生存和发展的关键。

同时,服装企业还普遍面临着一个突出问题:适销对路的产品要货满足率低,最后造成双重损失:一方面,由于好销的货源跟不上所造成的销售损失,影响了赢利率；另一方面,大量库存的积压,导致资金回报率、库存周转率等都会较低,因此企业必须引进先进的管理思想和信息技术,建立起能够快速响应市场的体系。某著名服装企业背景解析国内某著名服装制造企业也碰到了类似的困难。由于其规模较大,在全国有150多家分公司,2000多家销售点（包括自营专卖、商场和特许等多种形式）,如果再按照传统的方式进行管理已经无法适应企业发展的需要了。在这种背景下,该企业领导适时地提出并启动了信息化工程(其内部称为“数字化工程”,该工程自2001年开始,并与中科院合作,将企业面辅料采购生产、服装生产、配送到终端销售的所有过程全用计算机管理起来,用数字来管理整个企业),利用信息化带动工业化,走新型工业化的道路。服装企业由于特殊的行业特性,其产品的款式、颜色、尺码组合的特点决定了其单品数量随款式的增加而呈几何级增长,销售体系涵盖直营、商场、批发、特许等多种业态,零售门店（专柜、专卖店、店中店）数量众多,地理分散。

因此,传统的手工收集销售、物流、盘点、调配等环节的大量数据已不现实。该企业在应用条形码以前经常出现串号、串码现象,给管理带来很大的不便。从2002年1月1日开始生产的所有新的产品都使用新的条形码方案。条形码的应用在服装上有如下好处:

1.可靠准确。有资料可查键盘输入平均每300个字符一个错误,而条形码输入平均每15000个字符一个错误。如果加上校验为位出错率是千万分之一。

2.数据输入速度快。键盘输入,一个每分钟打90个字的打字员1.6秒可输入12个字符或字符串,而使用条码,做同样的工作只需0.3秒,速度提高了5倍。

3.经济便宜。与其它自动化识别技术相比较,推广应用条码技术,所需费用较长低。

4.灵活、实用。条码符号作为一种识别手段可以单独使用,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。同时,在没有自动识别设备时,也可实现手工键盘输入。

5.自由度大。识别装置与条码标签相对位置的自由度要比OCR大得多。条码通常只在一维方向上表达信息,而同一条码上所表示的信息完全相同并且连续,这样即使是标签有部分缺欠,仍可以从正常部分输入正确的信息。

6.设备简单。条码符号识别设备的结构简单,操作容易,无需专门训练。

7.易于制作。可印刷,称作为“可印刷的计算机语言”。条码标签易于制作,对印刷技术设备和材料无特殊要求。条形码在服装企业的实际应用条形码在服装企业的应用中根据使用范围不同一般分为商品码和物流码。商品码是企业在中国物品编码中心申请后,经批准供产品在商业流通中使用的代表一定商业信息的条形码。商品码主要有EAN-13码。物流码又称内部码,是在服装企业内部使用的代表物流信息的条形码,其编码原则可以由服装企业规定,编有大量有价值信息。如:款式+颜色代码+规格条码扫描枪将条形码录入计算机后,计算机系统根据编码原则解析条形码中的信息,反映产品状况,从而进行各种控制。一般来讲物流码只在厂内起作用,服装出厂进入商业流通领域后应使用商品码。根据服装企业的实际需要,可能在物流码中含有数字、字符,针对此特点,采用的编码是国际通用的Code128码,该码制的特点是压缩比高、误读率低、可含有数字及字符。

当你在超市购物结账时，收银员只需扫描商品上的条形码，就可以把商品的信息录入电脑，计算出总价，步骤繁琐的收款环节因为小小的条形码而变得方便高效。条形码就是商品包装上宽度不等的黑白条纹图案，下面通常还会标注数字。

要想通过处理条形码录入商品信息，需要经过扫描和译码两个步骤。黑色吸收所有可见光，白色反射所有可见光，当机器扫描条形码时，白色条码的反射光会通过光电传感器转换为电信号，再通过电路转换为数字信号，也就是容易被计算机处理的0和1。

根据宽度的不同，黑白条纹部分会转化为不同数量的0或1，并按照顺序排列。如此一来，条形码的信息就可以输入到计算机中了。我们日常生活中接触到的商品条形码底部通常有13位数字，这种条形码又被称为欧洲物品编码（EAN13），主要用于商场超市和零售店等。

生成条形码时要将十进制数字或字符转化为二进制数字，通过EAN13的编码表得出二进制数字串，使用白色条纹表示0，黑色条纹表示1，进而将这串数字转换为条形码。