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PDF417二維條碼在嵌入式設備中的應用

作者: 時間:2011-04-29 來源:網(wǎng)絡 收藏

摘要:介紹PDF417二維條碼的編碼、譯碼及糾錯的原理,并分析其在嵌入式設備上的軟硬件實現(xiàn)。其中譯碼部分是使用Symbol公司生產(chǎn)的SE923HS型號的掃描頭,編碼部分是用軟件來實現(xiàn)的。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/150818.htm

關鍵詞:PDF417 二維條碼編碼譯碼 嵌入式設備

引 言

??二維條碼是不依賴計算機網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)庫存儲、轉移信息的一種方法,,碼算法相對比較復雜,大部分應用是用臺式機打印出條碼,再通過掃描槍進行解碼,通過RS232串口輸出數(shù)據(jù);而在嵌入式設備上,對數(shù)據(jù)進行二維條碼數(shù)據(jù)加密并不多見。本文提出一種在嵌入式設備上利用Symbol公司生產(chǎn)的SE923HS型號的掃描頭解碼數(shù)據(jù),解碼后的數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)混合重新編碼的解決方案,可以適用于郵政、物流等行業(yè)。

1 二維條碼

1.1 二維條碼的特性

  PDF417二維條碼具有信息容量大、信息密度高、修正錯誤能力強、譯碼可靠性高、保密性強和容易印制等特點。

  四一七條碼的基本特性如圖1所示。一個PDF417條碼符號,可以將最多1848個字母字符或2729個數(shù)字字符或字母、數(shù)字混編字符進行編碼。按照ISO標準的證卡格式,當PDF417條碼的窄條(模)寬為0.17mm 時,使用PDF417條碼表卡片上所含的信息,條碼符號(包括周圍的白區(qū))所占面積僅為76mm×25mm。PDF417采用了目前世界上最先進的錯誤修正技術。這種隱含子符號內(nèi)的錯誤修正技術,不僅可以有效地防止譯碼錯誤,提高譯碼的速度及可靠性,而且可以將由于條碼符號破損、沾污等丟失的信息破譯出來。錯誤修正可分為八個等級,錯誤修正為最高時,可以將符號受損面積達50%的條碼符號所含信息復現(xiàn)出來;PDF417可以把編碼信息按密碼格式進行編碼,以防止偽造條碼符號或非法使用有關編碼的信息。因此,可以將數(shù)據(jù)量不大但非常重要的信息按照某種二維條碼的格式進行編碼。

本文是將二維條碼用在物品投遞過程中,即把物品的信息(如寄信人地址、姓名、身份證號,收信人地址、姓名、身份證號以及郵資等信息)制成二維條碼,打印出來貼在物品上,以便傳遞信息。通過掌上嵌入式的條碼識讀設備,對條碼進行譯碼。在掌上嵌入式設備工作過程中,譯碼的信息可以和其它輸入的信息重新編碼,完成對數(shù)據(jù)再加密的過程。

1.2 PDF417條碼的結構

  四一七條碼符號是一個多行結構。符號的頂部和底部為空白區(qū)。上下空白區(qū)之間為多行結構。每行數(shù)據(jù)符號字符數(shù)相同,行與行左右對齊直接銜接。其最小行數(shù)為3,最大行數(shù)為90,見圖1。每行構成如下:

  a) 左空白區(qū);b)起始符;c) 左行指示符號字符;d) 1~30個數(shù)據(jù)符號字符;e)右行指示符號字符;f) 終止符;g)右空白區(qū)。

1.3 PDF417條碼的模式結構

  四一七條碼在編碼時,首先對未編碼數(shù)據(jù)進行壓縮。四一七條碼有三種數(shù)據(jù)壓縮模式:文本壓縮模式(TC)、字節(jié)壓縮模式(BC)、數(shù)字壓縮模式(NC)。每種模式結構對應不同的算法,通過應用模式鎖定/轉移(latch/shift)碼字,可在一個四一七條碼符號中應用一種或者多種模式表示數(shù)據(jù)。圖2為四一七條碼的模式切換圖,其中900、901/924、902分別對應TC、BC和NC的壓縮模式,913為Latch/shift碼字。

1.4 PDF417條碼的錯誤糾正等級

  四一七條碼的錯誤糾正等級可由用戶選擇。每種錯誤糾正等級所對應的錯誤糾正碼字數(shù)目為2的糾正等級次方。對于開放式系統(tǒng),不同數(shù)量的編碼數(shù)據(jù)所對應的錯誤糾正等級推薦值見表1。

表1 四一七條碼的推薦錯誤糾正等級

數(shù)據(jù)碼字數(shù)錯誤糾正等級
1~402
40~1603
161~3204
321~8635

  在四一七條碼符號容易損壞的場所,建議選用較高的錯誤糾正等級;在封閉系統(tǒng)中,可選用低于推薦錯誤糾正等級的錯誤糾正等級。

2 硬件設計

2.1 硬件總體結構[1]

  物流信息采集終端設計方案的結構框圖如圖3所示。設計方案的主要組成部分包括微處理器、掃描頭接口模塊(SE923HS)、液晶顯示及觸摸模塊以及外部的32KB RAM,還有電源模塊和微處理器監(jiān)控模塊等其它模塊。

2.2 SE923HS掃描頭及其接口設計[2]

  掃描頭的主要功能是讀出二維條碼上的信息;在讀出信息的同時,完成一定的解碼和糾錯功能。本課題采用SE923HS型號的掃描頭。它是Symbol公司生產(chǎn)的微型條碼讀入設備,可以對UPC/EAN、CODE128、CODE39和PDF417等條碼進行譯碼。它能嵌入到用戶的設備中,完成數(shù)據(jù)采集的功能。SE923HS大小約為3cm3,通過12根引線和外界相連。表2給出了SE923HS的引腳說明。

  根據(jù)表2給出的接口說明,設計了SE923HS與微控制器的硬件接口,如圖4所示。

表2 SE923H的引腳說明

引 腳引腳號類 型

功 能 解 釋

FLASH_DWN1I寫SE923HS的Flash-ROM
VBATT2IPower Supply:為SE923HS提供工作電壓
GND3IGround:地線
RXD4IReceived Data:串行輸入口
CTS6IClear to Send:串口握手線
AIM/WKUP11IWake Up:用持續(xù)1μs的低電平喚醒低電模式的SE923HS
TRIG12ITrigger:硬件觸發(fā)線,使SE923HS進入掃描和譯碼
TXD5OTransmitted Data:串口輸出口
RTS7ORequest to Send:串口輸出口
PWRDWN8OPower Down Ready:高電平,表示Decoder處于掉電模式
BPR9OBeeper:低電流Beeper輸出
DLED10ODecode LED:電流LED輸出

3 譯碼和編碼的實現(xiàn)

3.1 軟件總體流程


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