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二维条码的编码、生成 |
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| 2007-12-26 |
【摘 要】普通的一维条码已广泛应用到工业、商业、国防部门、交通运输、金融、医疗卫生、邮电及办公室自动化等领域，但是一维条码在很多方面具有很大缺陷。二维条码弥补了这些缺陷，但国内二维条码技术的发展现状比较落后，二维条码技术有待进一步发展。
本文介绍了基本的条码知识，以及一些数据压缩与校验的算法，阐述了二维条码的相关概念和编码过程，以及。本文重点在于二维条码编码的编程实现。在众多的结构化语言中，本文选用了Object Pascal语言，在Delphi 6.0开发环境下进行编程。对于在二维条码编程过程中比较经典的算法，本文中介绍得较为详细，并附有源程序说明其编码方法。
【关键词】二维条码、PDF417、压缩模式、全球标记标识符、数字压缩模式、校验码
1．引言
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、国防部门、交通运输、金融、医疗卫生、邮电及办公室自动化等领域。但一维条码只能在一维方向表示数据，因此信息容量小，并且保密性、可靠性较低。
由于一维条码的局限性，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。二维条码应运而生，由于其优越性，其将在不久的将来取代一维条码，得到广泛的应用。PDF417条码是美国Symbol公司经过几年的努力，于1991年正式推出的二维条码，意即“便携式数据文件(Portable Data File)”。
同时我们也要看到，我国的二维条码的发展现状比较落后，二维条码技术在我国的应用几乎空白。并且在国内，探讨二维条码编码、读码技术的文献、网站、书籍还比较少，二维条码相关设备（如读码器）的生产量较低。不过二维条码的应用是发展的必然趋势，二维条码的普及，也有望在几年内实现。因此，在国内，本研究课题还具有一定的前瞻性。
2．设计要求
功能：接受用户输入的数据，包括字母、数字、标点、特殊字符、汉字、不可见字符等。在程序内部，通过PDF417编码的标准，选择不同的压缩模式对数据进行压缩，并转换成码字。最后将码字转换成图形输出。
要求：1>．在转换过程中，保证码字转换的准确性。
2>．保证其自校验功能，能够在数据损毁的情况下能安全恢复数据。
3>．有友好的图形界面，用户能方便操作。
4>．程序还应有导出、导入编码、帮助等附加功能。
3．PDF417码的相关知识
在本论文中，详细介绍了PDF417码的相关概念、基本定义等，以及PDF417码的各部分的编码原则和方法。有关PDF417码的相关概念、基本定义和编码方法，严格按照国家颁布的《PDF417规范》。介绍了符号字符、码字、簇、全球标记标识符GLI、码字集、拒读错误等相关概念。
四一七条码符号是一个多行结构。符号的顶部和底部为空白区。上下空白区之间是多行结构。每行数据符号字符数相同，行与行左右对齐直接衔接。其最小行数为3，最大行数为90。四一七条码有三种数据压缩模式：文本压缩模式（TC）、字节压缩模式（BC）、数字压缩模式（NC）。每种压缩模式有不同的适用范围和压缩方法。在一个四一七条码中，可以应用多种模式表示数据。使用模式锁定码字或模式转移码字在三种不同模式之间转换。模式锁定与模式转移是两种不同概念。模式锁定是将当前模式切换为指定模式，该切换在下一个切换前有效。模式转移是将当前模式暂时切换到目标模式，该切换仅对切换后的第一个码字有效。
4．程序框架
为实现程序的结构化和模块化，把在四一七条码编码过程中相对独立的功能看作一个模块，并设计程序框图如下：
5．程序实现
编码过程中，为实现程序的结构化和模块化，把在四一七条码编码过程中相对独立的功能看作一个模块，共有9个模块，分别是：用户界面、数据编码、生成数据码、生成校验码、文本压缩模式、数字压缩模式、字节压缩模式、生成打印矩阵、打印。在其中，对于数字压缩模式、字节压缩模式、生成打印矩阵三个模块，介绍的最为详细。并且介绍了在这三个模块中使用的比较经典的算法，比如对45位的长整数进行除运算、10进制转900进制等，还有一些在编程中比较常用的好的技巧，比如用缓冲区指针代替字符串作为参数等。对于其他的模块，也作了介绍。
系统使用delphi6开发环境设计用户界面。用一个文本框接受用户输入的数据。有一个“开始编码”按钮，当用75户单击按钮后，数据传入后台的数据编码模块进行编码。编码的码字结果显示在列表框中，图形打印在窗体上。另有一个下拉列表框供用户选择其需要的校验等级。为使其功能完善并便于操作，用户界面还有下拉式菜单，有“新建”、“开始编码”、“导出”、“打印定制”、“打印”、“编码选项”、“帮助”等功能。
6．设计总结和程序演示
在本人的设计中，涉及了多方面的编程知识和许多优秀的编程技巧，以及一些高效率的算法。比如以缓冲区指针代替字符串作参数的技巧，以及10进制转900进制的算法，值得大家探讨。
程序最终通过了调试，实现了所有功能，达到了预期的目标，并且操作简便，界面友好。为了让读者更加对编码过程了解，在本文中还付有一定源程序，以及程序演示的画面。
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