一、QR碼的構(gòu)成

      QR（Quick Response)碼是由DENSO WAVE株式會(huì)社于1994年發(fā)明的矩陣式二維碼。1997年注冊(cè)為AIM　International標(biāo)準(zhǔn)，隨后于1998年、1999年、2000年分別注冊(cè)為JEIDA標(biāo)準(zhǔn)、JIS標(biāo)準(zhǔn)、ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)。QR碼®是DENSO WAVE株式會(huì)社的注冊(cè)商標(biāo)。

1.QR碼的規(guī)格

      構(gòu)成QR碼的*小黑白正方形稱為單元。QR碼用單元組合表示，由尋像圖形、定位圖形、校準(zhǔn)圖形、格式信息、糾錯(cuò)信息碼（Reed-Solomon碼）等構(gòu)成。

QR 碼的概略規(guī)格

2.尋像圖形（分割符號(hào)）

       用于檢測(cè)QR碼位置的圖形。QR碼分配于3個(gè)區(qū)域，微型QR碼分配于一個(gè)區(qū)域。黑單元和白單元如下圖所示呈1：1：3：1 ：1的比例，實(shí)現(xiàn)360度高速讀取。

3.校準(zhǔn)圖形

     校準(zhǔn)因失真引起的各單元的位置偏移。

4.靜態(tài)區(qū)域

     二維碼符號(hào)周?chē)目瞻撞糠帧R碼需要4個(gè)單元，微型QR碼需要2個(gè)單元。

5.定位圖形

     白單元和黑單元交互配置。用于確定符號(hào)中的模塊坐標(biāo)。

6.格式信息

       包含符號(hào)中使用的糾錯(cuò)級(jí)別和屏蔽處理圖形的信息。左上1個(gè)，左下和右上各1個(gè)、共2個(gè)，當(dāng)一側(cè)無(wú)法讀取時(shí)備用。

7.糾錯(cuò)符號(hào)（Reed-Solomon碼）

       當(dāng)QR碼的一部分因臟污、浸染、損壞而缺損時(shí)用來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)的符號(hào)，采用數(shù)據(jù)Solomon方式生成。

       糾錯(cuò)能力分為4級(jí)，用戶可自行選擇。提**別，糾錯(cuò)能力響應(yīng)提高，但信息量也會(huì)增加，符號(hào)尺寸會(huì)變大。

8.數(shù)據(jù)代碼和糾錯(cuò)碼的配置

       數(shù)據(jù)代碼和糾錯(cuò)碼的配置如下圖所示。

       在生成QR碼時(shí)進(jìn)行屏蔽，以避免出現(xiàn)與尋像圖形相同形狀的標(biāo)志。

二、QR碼的種類(lèi)、大小、數(shù)據(jù)容量

      QR碼可分為含校準(zhǔn)圖形的類(lèi)型1、不含校準(zhǔn)圖形的類(lèi)型2、含1個(gè)分割符號(hào)的微型QR碼3種，它們的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)容量各不相同。以下分別介紹各種QR碼。

1.類(lèi)型1

       這類(lèi)QR碼是類(lèi)型2和微型QR碼的原型。

       版本1 ～ 14為AIMI標(biāo)準(zhǔn)。

2.類(lèi)型2

      在類(lèi)型1的基礎(chǔ)上增加用于位置校準(zhǔn)功能的校準(zhǔn)圖形，是一種適用更大容量數(shù)據(jù)的QR碼。符號(hào)大小包括版本1到40，版本40的情況下，如果只含有數(shù)字，則條碼中*多可包含7089字符。

3.微型QR

      微型QR碼*大的特點(diǎn)是只有1個(gè)分割符號(hào)。QR碼中，3個(gè)角上均有分割符號(hào)，因此需要一定的大小，而微型QR碼中只含有1個(gè)分割符號(hào)，因此可印刷到更小的空間上。像這樣可以小尺寸印刷的微型QR碼主要用在電路板等FA用途上。此外，它包括版本M1 ～ M4 4種，*小的單元構(gòu)成為11×11。

4.大小的算法

      QR碼的大小可按以下步驟確定。

      1)版本的確定

      確定數(shù)據(jù)容量、字符種類(lèi)、糾錯(cuò)級(jí)別，選擇候補(bǔ)。

      2)單元的確定

　  根據(jù)打印機(jī)的分辨率、掃描儀的性能確定印刷單元的大小。

      3)大小的確定

      用1、2中確定的版本單元數(shù)乘以單元尺寸，即可根據(jù)以下公式求出QR碼的大小及應(yīng)確保的空間。

       假設(shè)單元大小為x[mm]，版本為y，則QR 碼大小的一邊以下列算式表示。

       x(21+4y)[mm]

       應(yīng)確保的空間的一邊以下列算式表示。（含靜態(tài)區(qū)域）

       x(29+4y)[mm]

        例如，單元大小為0.25[mm]，版本為10 時(shí)，QR 碼大小的一邊為0.25[mm]×(21+4×10) = 15.25[mm]

       應(yīng)確保的空間的一邊為0.25[mm]×(29+4×10) = 17.25[mm]。

5.各版本的*大輸入字符數(shù)

1)類(lèi)型2

2)微型QR

三、DataMatrix的構(gòu)成

      DataMatrix是美國(guó)IDMatrix公司于1987年發(fā)明的二維碼。

      1996年注冊(cè)為AIM International標(biāo)準(zhǔn)，2000年注冊(cè)為ISO/IEC標(biāo)準(zhǔn)。

      DataMatrix包括ECC000、ECC050、ECC080、ECC100、ECC140五個(gè)*初的老版本，以及在1995年將糾錯(cuò)方式改為Reed-Solomon、增加失真校準(zhǔn)功能的新版本ECC200。

DataMatrix 的概略規(guī)格

1.ECC000、ECC050、ECC080、ECC100、ECC140

      單元尺寸為9×9到49×49的符號(hào)，單元數(shù)一定是奇數(shù)。

      糾錯(cuò)中采用卷積方式，當(dāng)數(shù)據(jù)容量較大時(shí)，即使很少的失真也會(huì)使讀取精度大幅降低，因此基本上不使用。

2.ECC200

      針對(duì)上述DataMatrix*初版本中失真的問(wèn)題，這個(gè)版本提高了糾錯(cuò)功能，單元尺寸為10×10到144×144，單元數(shù)一定是偶數(shù)。

      糾錯(cuò)中采用Reed-Solomon方式，即使條碼的一部分損壞也能進(jìn)行恢復(fù)，不易受失真影響，還可保持較小的條碼大小。

      使用DataMatrix時(shí)，ECC200也已經(jīng)是國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)，因此可標(biāo)準(zhǔn)使用。

四、DataMatrix（ECC200）的構(gòu)成

1.校準(zhǔn)圖形和定位圖形

     DataMatrix構(gòu)成中包括L形的校準(zhǔn)圖形和虛線形的定位圖形，其中包含實(shí)際的數(shù)據(jù)。利用L形校準(zhǔn)圖形，可判斷條碼的方向，而定位圖形可方便地識(shí)別其中的數(shù)據(jù)單元。 因此，利用校準(zhǔn)圖形和定位圖形，通過(guò)圖像處理進(jìn)行位置檢測(cè)，可360°全方位讀取。

      此外，數(shù)據(jù)單元超過(guò)24×24單元時(shí)，如下所示，可通過(guò)分割符號(hào)，為使1塊中的單元保持在24×24以內(nèi)，這樣可大大避免失真的影響。

2.靜態(tài)區(qū)域

       二維碼符號(hào)周?chē)目瞻撞糠帧?/p>

       至少應(yīng)確保1單元以上。

3.糾錯(cuò)符號(hào)（Reed-Solomon碼）

      DataMatrix中附加有Reed-Solomon碼作為糾錯(cuò)符號(hào)，可在部分?jǐn)?shù)據(jù)損壞的情況下恢復(fù)數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)和糾錯(cuò)符號(hào)的配置

       數(shù)據(jù)和糾錯(cuò)符號(hào)按以下順序配置。

      例如，制作OMRON這個(gè)數(shù)據(jù)的DataMatrix時(shí)，先將用Reed-Solomon法計(jì)算的糾錯(cuò)符號(hào)與數(shù)據(jù)連接，然后生成DataMatrix。

五、DataMatrix的大小和數(shù)據(jù)容量

      符號(hào)大小（單元數(shù)）和信息量（ECC200時(shí)）的關(guān)系如下所示。

      右側(cè)示例的條碼時(shí)，符號(hào)大小為12×12。

＊1.關(guān)于*大信息量

      即使同樣是二維碼，根據(jù)其符號(hào)大小，*大可保存的信息量有所變化。換言之，如果所需信息量變大，符號(hào)大小也需要相應(yīng)變大。此外，條碼所含的信息中使用哪種字符種類(lèi)也會(huì)影響*大信息量，QR碼和DataMatrix中的順序是“僅數(shù)據(jù)”＞“數(shù)據(jù)+英文”＞“漢字”，符號(hào)大小相同時(shí)，*大字符數(shù)會(huì)逐漸增加。此外，還會(huì)根據(jù)字符種類(lèi)的排列方式和組合順序而變化。

六、GS1 DataMatrix

      GS1 DataMatrix是GS1（Global Standard 1） 的標(biāo)準(zhǔn)化二維符號(hào)， 主要是為了將ECC200用于流通。GS1 DataMatrix的特點(diǎn)是在很小的面積上可以記載很多的信息，近年來(lái)，除了工業(yè)用途之外也廣受關(guān)注。目前已決定在醫(yī)療、醫(yī)用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)采用GS1DataMatrix，用于醫(yī)藥品（歐洲）、手術(shù)刀和剪刀等手術(shù)用具（日本）。此外，GS1DataMatrix的構(gòu)成與GS1-128相同。

GS1 DataMatrix的數(shù)據(jù)構(gòu)成

      GS1 DataMatrix的編碼數(shù)據(jù)（DataMatrix中記載的所有信息）由起始字符、應(yīng)用識(shí)別符、數(shù)據(jù)、分割字符構(gòu)成，可在單個(gè)編碼數(shù)據(jù)中輸入多個(gè)數(shù)據(jù)。

1.起始字符

      GS1 DataMatrix中，編碼數(shù)據(jù)的開(kāi)頭配置為FNC１（Function 1符號(hào)）。

2.應(yīng)用識(shí)別符（AI）

      應(yīng)用識(shí)別符與數(shù)據(jù)成套，定義該數(shù)據(jù)為何種信息。由２～４位數(shù)字構(gòu)成，數(shù)字、英文數(shù)字等數(shù)據(jù)屬性和位數(shù)由GS定義。

3.分割字符

      GS1 DataMatrix中可使用生產(chǎn)年月日等固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)和序列號(hào)等可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。使用可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)末尾需要插入FNC1作為分割字符。但是，如果編碼數(shù)據(jù)末尾含可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，則不需要插入分割字符。

GS1 DataMatrix示例

4.條碼示例

5.構(gòu)成數(shù)據(jù)

6.編碼數(shù)據(jù)構(gòu)成

7.供人識(shí)讀的表述

      (01)03453120000011(17)080508(10)ABCD1234(410)9501101020917

七、其他條碼

MAXI條碼

1.種類(lèi)、形狀

2.特點(diǎn)

     適用于高速分割的數(shù)據(jù)構(gòu)成

3.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

      ISO/IEC16023

4.糾錯(cuò)率/（錯(cuò)誤）恢復(fù)率

      一次消息25%

      二次消息

　      標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別SEC（15%）

　      擴(kuò)展級(jí)別EEC（21%）

5.種類(lèi)、形狀

6.特點(diǎn)

       可用大容量數(shù)據(jù)用的激光掃描儀讀取

7.國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

      ISO/IEC15438

8.糾錯(cuò)率/（錯(cuò)誤）恢復(fù)率

      有7個(gè)修正級(jí)別

八、使用行業(yè)

電子部件、汽車(chē)行業(yè)（溯源管理）

1.提高質(zhì)量

      為了將品種和檢查結(jié)果結(jié)合起來(lái)管理，在發(fā)生**時(shí)迅速追蹤，常使用可在小空間上印刷的二維碼。

      即使是高密度的電路板和小型部件，使用二維碼，即可直接打標(biāo)后進(jìn)行序列管理。

電子部件、汽車(chē)行業(yè)（各部件的生產(chǎn)信息管理）

2.提高生產(chǎn)性

      在托盤(pán)上的芯片等“每個(gè)部件”的生產(chǎn)信息管理中運(yùn)用二維碼。在較短的節(jié)拍時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)每個(gè)部件的信息管理。

醫(yī)療、藥品行業(yè)（各部件的生產(chǎn)信息管理）

      在藥品的識(shí)別管理中運(yùn)用二維碼。

      為了將用藥失誤防范于未然，正在推進(jìn)用二維碼管理每個(gè)藥品的行動(dòng)。