Все о двухмерных штрихкодах. Двухмерный штрих код или QR код

Штриховые коды стали для нас привычной частью реальности. Мы принимаем их как должное, встречая на упаковках различных товаров, буклетах, документах, вывесках на улицах и табличках на культурных достопримечательностях. А знали ли вы, что существует большая разница между линейными и двухмерными штрих-кодами? А что такое QR-код? Предлагаем вам разобраться во всем этом вместе.

Сначала определимся с ключевым понятием.

Штриховой код - определенная последовательность черных и белых полос, которая представляет заданную информацию в виде, удобном для считывания техническими устройствами. Обычно та же информация для клиента, посетителя, потребителя дублируется печатным текстом вблизи этого изображения.

Сфера применения линейных и двухмерных штрих-кодов сегодня необычайно широка - это торговля и библиотечное дело, складской учет и охранные системы, почта и обработка документов, различные технологические процессы на производстве.

История полезного изобретения началась в 1938 г. Связана она с именами трех молодых изобретателей - Б. Сильвера, Н. Д. Вудланда, Д. Джохансона. Интересно, но первую модель штрих-кода Вудланд нарисовал на песке. Как он позже признался, на изобретение его вдохновила азбука Морзе (фактически Вудланд просто удлинил точки и тире) и оптические дорожки (способ прочтения зашифрованной информации). Патент США был получен учеными в 1952 году.

Линейный и двухмерный

Линейные коды были использованы сами первыми. Здесь информация может считываться сканером только в одном направлении - по горизонтали. Самой распространенной символикой считается EAN, которую вы можете разглядеть на картинке ниже.

Главное достоинство линейных штрих-кодов - их простота. Отсюда для считывания требуется недорогая техника. Но прямо выходит и недостаток - подобный код может хранить в себе совсем немного информации (20-30 символов). Чаще всего это определенная числовая последовательность.

А что такое двухмерный штрих-код? Это уже специальный символ, хранящий в себе куда больше данных (вплоть до нескольких страниц текста). Соответственно, сканеры считывают его сразу в двух направлениях - по вертикали и по горизонтали. Главное достоинство: позволяет безошибочно и быстро считывать большой объем информации.

На продукцию, предметы двухмерный штрих-код наносится двумя способами: типографским (пропечатывается на этикетке, упаковке, табличке и проч.) и с использованием специальных самоклеящихся наклеек (печатаются на особых принтерах).

Сканеры

Что такое сканер штрих-кода? Специальные приборы, которые способны верно считывать информацию с линейной либо двухмерной разновидности. Сканер засвечивает штрихи своим осветлителем, после чего читает видимую ему картинку. Прибору важно определить наличие и последовательность черных полос на изображении.

Если устройство не оснащено встроенным декодером (блоком расшифровки закодированной информации), то оно передает в приемник определенную серию сигналов, соответствующую характеристикам черных и белых элементов. Внешний декодер, приемный элемент призван их прочесть.

Если в сканере штрих-кодов уже есть декодер, то данный элемент расшифровывает информацию, после чего передает ее на кассовый аппарат, компьютер в соответствии с сигналами интерфейса.

Отметим, что сегодня сканерами двумерных кодов могут быть не только специальные устройства, но и обычные смартфоны. Достаточно лишь загрузить на аппарат соответствующее программное обеспечение. К слову, в настоящее время многие гаджеты умеют читать QR-коды без установки специальных приложений - достаточно просто навести камеру на символ.

Разновидности двухмерных кодов

Распространено заблуждение, что печать двухмерного штрих-кода - это печать QR-кода. Но это не так. QR является одной из разновидностей штрих-кодов, однако их разнообразие им не ограничивается.

Разбирая линейные и двухмерные штрих-коды, рассмотрим существующие разновидности последних:

  • PDF417.
  • DataMatrix.
  • QR-код.
  • Aztec Code.

Предлагаем вам познакомиться с каждой из разновидностей более подробно.

PDF417

Разработчиком этого кода является Symbol Technologies. Изобретение PDF417 явилось миру в 1991 году. Что значит его название? PDF расшифровывается как Portable Data File. А вот с числом интереснее. Каждый такой штрих-код будет состоять из 17-ти модулей. Последние, в свою очередь, имеют по четыре штриха и пробела. В результате - 417.

Можно поспорить, что такой блок, по сути, все же будет одномерным. Целью создателей было упрощение составления кода и последующего дешифрования. Однако это применимо лишь для специальных сканеров. Программы на мобильных устройствах пока что не очень справляются с прочтением PDF417 - "видят" его через раз.

Где можно встретить такое изобретение в современной реальности? В России чаще всего им маркируют алкогольную продукцию. Также PDF417 можно увидеть на билетах "Аэроэкспресса" (электропоездов в Москве, курсирующих между вокзалами и аэропортами).

DataMatrix

Двухмерный матричный штрих-код был изобретен компанией International Data Matrix. В 2005 году она была выкуплена корпорацией "Сименс". Большое влияние на эту разработку оказало вышеописанное изобретение. Сегодня матричный код описывается стандартами ISO. Его использование свободно, не предполагает лицензионных отчислений.

DataMatrix будет представлять собой двухмерную матрицу, состоящую из черно-белых модулей и точек. Их представлено четное количество что по вертикали, что по горизонтали. Блоков может быть от одного до нескольких штук. В каждом из них обязательно наличие двух пересекающихся линий в виде буквы L. Это "шаблон" поиска, помогающий понять ориентацию символа для считывающего устройства.

Две другие стороны блока будут состоять из чередующихся черных и белых точек - они указывают сканеру размер кода. Стандарт коррекции ошибок здесь основан на алгоритме Рида-Соломона (при повреждении кода позволяет восстановить до 30 % информации).

Главное преимущество изобретения - малый размер. Смотрите сами: на пространстве в 2 мм 2 реально зашифровать информацию объемом 50 символов. DataMatrix можно нанести на поверхность множеством способов: гравировка, лазер, струйная печать и проч. Стандартные формы - прямоугольник и квадрат.

DataMatrix используют такие гиганты, как BMW, "Сименс", "Мерседес", "Интел", "Филипс", NASA. В России можно встретить этот двухмерный штрих-код на медицинском рецепте, больничном листе.

QR-код

Перед нами самая распространенная разновидность матричного двухмерного кода. Название происходит от английского Quick Response - "быстрый отклик". Изобретение принадлежит японской компании Denso-Wave. Код был представлен общественности в 1994 году. К слову, в Японии он и получил наибольшее распространение. Более половины абонентов мобильной связи пользуются им. Возможно, причина в том, что QR-код "понимает" символы каны.

Использование данного штрих-кода свободно и бесплатно во всем мире - и для физических, и для юридических лиц. При этом официального стандарта для символа не существует. Его размеры могут колебаться от 11 до 177х177 модулей.

Обязательные компоненты QR-код - это три больших квадрата, окруженные пустым пространством. Именно они помогают сканеру определять позицию символа, корректировать искажение перспективы. Можно разглядеть и еще один малый квадратик - он необходим для определения ориентации служебных сфер. Кроме того, код требует наличие свободного пространства вокруг себя - от 2 до 4 модулей (в зависимости от версии).

Использование QR-кода

Двухмерный штрих-код на налоговой декларации формата QR - далеко не единственное применение этого полезного изобретения. Посмотрим, как обстоит дело в мире:

  • Реклама и маркетинг. По ссылке на рекламном щите пользователь может перейти к просмотру промо-ролика, виртуальному магазину заказчика. При этом товар реально заказать тут же по своему смартфону.
  • Туризм, музеи, выставки. На популярных достопримечательностях часто появляются таблички с таким кодом. Он помогает перейти к краткой исторической справке, странице в "Википедии", узнать прочую полезную информацию.
  • Оформление билетов. Пользователю достаточно сохранить QR-код, предоставленный при покупке билета в интернете, на свое мобильное устройство. Далее картинка на экране гаджета прикладывается к специальному считывателю на вокзале или в аэропорту.
  • Визитки. Вся информация о владельце лаконично зашифрована в коде. Что удобно, при его сканировании данные о человеке автоматически сохраняются в гаджете.

В России можно наблюдать и еще одно нововведение - двухмерные штрих-коды на квитанции по оплате коммунальных услуг. Расшифровать их может обычный смартфон с установленной программой по чтению QR-кода.

Aztec Code

Во многом похож на предыдущий. Создатели, компания Welch Allyn, этого и не скрывают. Главной их задачей стало объединение в своем изобретении самого лучшего из существующих разработок. В 1995 году оно было представлено публике. Вначале код запатентовали, но потом открыли свободное использование.

Символ только квадратный, содержит от 15 до 151 модулей. Они могут объединяться в блоки. Главные элементы: "мишень", элементы для ориентации, слои данных, решетка привязки.

В РФ Aztec Code печатает на своих билетах авиакомпания S7 Airlines. Для этих целей он также был выбран основным международной ассоциацией воздушного транспорта.

Двухмерные коды, так же как и линейные, оказались незаменимы в современной реальности. Главное их преимущество - в кодировании больших объемов информации.

Штрихкод на товарах в магазине стал уже насущной необходимостью. Сетевые магазины давно отказались от товаров, его не имеющих - это и автоматизированный учет и скорость обслуживания клиентов. Тенденции развития штрихкодов состоят в увеличении объёмов шифруемой информации с одновременным уменьшением площади, занимаемой саммим кода. Самый распространенный полосковый штрихкод использует одномерную систему кодирования, то двухмерный уже расшифровывается как по горизонтали, так и по вертикали. Перед привычным линейным штрихкодом, у двумерного есть серьезные преимущества: больший объём хранимой информации и возможность ее восстановления до 30% повреждённой площади.

Самые распространенные стандарты двумерных кодов это DataMatrix, изобретённый в 1989 году, и QR-код («QuickResponse», т.е. «Быстрый отклик»),разработанный в 1994 году Японской компанией Denso Wave Inc. Ключевое отличие QR над Data Matrix - умение работать с кана символами японского языка. Ну и для кучи рассмотрим еще детище Майкрософта - Microsoft Tag.

Двухмерный код может быть нанесен множеством способов - струйной печатью, гравировкой, лазером, электролитическими способами и т.д. В зависимости от метода нанесения, код может оставаться на элементе на протяжении всего его цикла использования. Основная красота идеи заключается в возможность использовании смартфона с установленной программой для распознавания информации, зашифрованной в коде.

Существующие на данный момент приложения для считывания баркодов позволяют передавать ссылки, контакты, SMS/email,GPS-координаты, и собственно, просто текст. Поскольку популярность баркодов растет, а это показывает постоянно растущая активность обсуждений этой темы в интернете, очевидно, что это подтолкнет создателей софта для смартфонов к реализации новых идей по использованию баркодов, что еще больше повысит к ним интерес.

QR-код

QR код - сокращение от"Quick Response", "Быстрый отклик", этим названием японские создатели хотели показать, что QR-код позволяет быстро доносить свое содержание до пользователя. QR коды очень распространены в Японии, там они являются самым популярным видом 2D-кодов. Японские производители и рекламщики активно размещают их на визитках, журналах, газетах, листовках, плакатах, досках объявлений, продуктах питания, сайтах и т. д. В Европе и Америке также подхватили эту моду.

Хотя QR коды изначально использовались для учета деталей в машиностроении, сейчас они используются более широко, как для коммерческих систем учета, так и для быстрой доставки информации пользователям мобильных телефонов. QR коды могут хранить контактную информацию, текст, телефонные номера, адреса e-mail и гипертекстовые ссылки. Пользователи с телефоном, оснащенным камерой могут моментально сосканировать QR-код,при этом либо откроется закодированная в QR гиперссылка, либо закодированный контакт добавится в адресную книгу. Удобство использования QR-кода очевидно - вместо запоминания длинной ссылки или адреса e-mail достаточно навести камеру телефона на QR-код, и ссылка будет добавлена в избранное.


Емкость QR-кода

Казалось бы, QR-код подходит лишь для кодирования коротких строк, например, URL или e-mail. Однако емкость QR-кода не так уж мала. Если использовать только цифры, то в него можно запихнуть 7,089 символов, если использовать цифры и латинские буквы, то влезет 4,296 символов. Русского текста в такой картинке поместится чуть более 2 Кб, а это не так уж и мало, особенно учитывая удобство и скорость доставки информации конечному пользователю.


Коррекция ошибок в QR кодах

QR коды используют алгоритм Рида-Соломона(Reed-Solomon) для коррекции ошибок. Это позволяет без проблем считывать коды, которые каким-то образом повреждены - затерты, перечеркнуты, и т.п. QR коды имеют 4 уровня коррекции ошибок, которые отличаются количеством информации для восстановления и соответственно количеством полезной информации,которую можно восстановить при повреждении кода. Уровни коррекции и соответствующие проценты информации, которые возможно восстановить,следующие: L-7%, M-15%, Q-25%, H-30%. Коррекция обеспечивается некоторой избыточностью и дублированием информации.


DataMatrix код


Штрихкод DataMatrix на 30-60% меньше по площади, чем QR, содержащий идентичные данные. DataMatrix - типичный представитель семейства 2D-баркодов, позволяющий закодировать до 3Кб информации. DataMatrix, как и все другие подобные баркоды, содержит информацию для восстановления, которая позволяет восстановить закодированную информацию при частичном повреждении кода.

Каждый код DataMatrix содержит две сплошные пересекающиеся линии в виде буквы L, для ориентации считывающего устройства (обычно слева и снизу диаграммы), две другие границы кода состоят из перемежающихся черных и белых точек и служат для указания размеров кода считывающему устройству.


Особенности DataMatrix кода:

  • Стандартизация (принят международный стандарт ISO/IES16022, готовится российский стандарт)
  • Большая информационная емкость (более 2000 букв или 3000 цифр)
  • Высокая скорость распознавания и декодирования
  • Низкие требования к качеству поверхности, на которуюнаносится метка
  • Распознавание не зависит от фона изображения
  • У символа допускается две формы - квадрат и прямоугольник,это облегчает вписывание метки в имеющееся на изделии пространство
Коды DataMatrix используют коррекцию ошибок стандарта ECC200, который, в свою очередь, использует алгоритм Рида-Соломона(Reed-Solomon) для кодирования/декодирования данных. Это позволяет восстановить в случае повреждения кода до 30% полезной информации. DataMatrix коды становятся привычным явлением на конвертах и посылках. Такой код может быть быстро прочитан сканером, что позволяет отслеживать корреспонденцию довольно эффективно

В промышленности DataMatrix применяют для маркировки различных элементов.

Microsoft Tag


Microsoft Tag представляет собой двухмерный цветной штрихкод (High Capacity Color Barcode). Ключевое отличие здесь в слове ЦВЕТНОЙ. Считается, что этот тип кода гораздо лучше распознается. Даже расфокусированный код (часто камеры мобильных телефонов без автофокуса) можно прочесть.

При этом сам Microsoft Tag хранит минимальное количество информации - собственный номер длиной 13 байт + 1 контрольный бит. Программа распознавания уже отправляет этот номер на сервер, который и выдает хранимую в этом коде информацию. Поэтому и Tag - код от Майкрософта это фактически ссылка на запись в базе данных. Информацию содержат только небольшие кружочки в центрах треугольников и концы синхронизационных линий. Поэтому возможны Microsoft Tag и с рисунками. Поскольку при каждом считывании происходит обращение к серверу системы, то можно проследить сколько пользователей "прочли" код. Это же является и недостатком - для пользования кодом требуется обязательное подключение к интернет. Для воспроизведения кода необходимо цветное печатающее устройство.


Последнее обновление: 12/06/2011

Штрихкод совершенствовался многократно. Основной задачей модификаций является увеличение объёма шифруемой информации с уменьшением площади самого кода. Если полосковый штрихкод использует одномерную систему кодирования, то двухмерный расшифровывается в по горизонтали и по вертикали. Перед обычным штрихкодом, у двухмерного есть пара весомых преимуществ: существенно больший объём хранимой информации и возможность восстановления до 30% повреждённых данных.

Наибольшее распространение в настоящее время получили стандарты DataMatrix, изобретённый в 1989 году, и QR-код («QuickResponse», т.е. «Быстрый отклик»),разработанный в 1994 году Японской компанией Denso Wave Inc. Ключевое отличие QR над Data Matrix - умение работать с кана символами японского языка.
Двухмерный код может быть нанесен различными способами - струйной печатью, гравировкой, лазером, электролитическими способами и т.д. В зависимости от метода нанесения, код может оставаться на элементе на протяжении всего его цикла использования.


QR-код

QR код - это разновидность матричного кода (2D-barcode), созданная Японской корпорацией Denso-Wave в 1994 году. "QR" - это сокращение от"Quick Response", "Быстрый отклик", этим названием создатели хотели показать, что QR-код позволяет быстро доносить свое содержание до пользователя. QR коды очень распространены в Японии, там они являются самым популярным видом 2D-кодов.
Уже в начале 2000 года QR-коды получили широкое распространение в Японии и других азиатских странах. Вы можете найти их на визитках,журналах, газетах, листовках, плакатах, досках объявлений, продуктах питания, сайтах и т. д. В Европе и Америке тоже стараются не отставать.

Несмотря на то, что QR коды изначально использовались для учета деталей в машиностроении, сейчас они используются более широко, как для коммерческих систем учета, так и для быстрой доставки информации пользователям мобильных телефонов. QR коды могут хранить контактную информацию, текст, телефонные номера, адреса e-mail и гипертекстовые ссылки. Пользователи с телефоном, оснащенным камерой и с соответствующим программным обеспечением могут сосканировать QR-код,при этом откроется закодированная в QR гиперссылка, или закодированный контакт добавится в адресную книгу. Удобство использования QR-кода очевидно - вместо запоминания длинной ссылки или адреса e-mail достаточно навести камеру телефона на QR-код, и ссылка будет добавлена в избранное.

Емкость QR-кода

На первый взгляд может показаться, что QR-код не способен хранить много информации, и подходит лишь для кодирования коротких строк, например, URL или e-mail. На самом деле емкость QR-кода не так уж мала:

Как вы можете увидеть, в QR-коде может быть закодировано более 2 Кб текста, что сильно расширяет спектр его применений, особенно учитывая удобство и скорость доставки информации конечному пользователю.

Коррекция ошибок в QR кодах

QR коды используют алгоритм Рида-Соломона(Reed-Solomon) для коррекции ошибок. Это позволяет без проблем считывать коды, которые каким-то образом повреждены - затерты, перечеркнуты, и т.п. QR коды имеют 4 уровня коррекции ошибок, которые отличаются количеством информации для восстановления и соответственно количеством полезной информации,которую можно восстановить при повреждении кода. Уровни коррекции и соответствующие проценты информации, которые возможно восстановить,следующие:

L 7%
M 15%
Q 25%
H 30%

DataMatrix код

Штрихкод DataMatrix, в свою очередь, на 30-60% меньше по площади, чемQR, содержащий идентичные данные.

DataMatrix - типичный представитель семейства 2D-баркодов, позволяющий закодировать до 3Кб информации. DataMatrix, как и все другие подобные баркоды, содержит информацию для восстановления, которая позволяет восстановить закодированную информацию при частичном повреждении кода.

Каждый код DataMatrix содержит две сплошные пересекающиеся линии в виде буквы L, для ориентации считывающего устройства, две другие границы кода состоят из перемежающихся черных и белых точек и служат для указания размеров кода считывающему устройству.

Особенности DataMatrix кода:

  • Стандартизация (принят международный стандарт ISO/IES16022, готовится российский стандарт)
  • Большая информационная емкость (более 2000 букв или 3000цифр)
  • Высокая скорость распознавания и декодирования
  • Низкие требования к качеству поверхности, на которуюнаносится метка
  • Распознавание не зависит от фона изображения
  • У символа допускается две формы - квадрат и прямоугольник,это облегчает вписывание метки в имеющееся на изделии пространство

Наиболее распространенное применение DataMatrix - это маркировка небольших объектов, например микросхем, поскольку DataMatrix позволяет закодировать 50 символов в изображении размером 2-3 мм2, который может быть считан без проблем. В общем-то размер кода ограничен только технологически, как и в случае любого другого 2D кода, но поскольку DataMatrix - это открытый стандартизованный код, многие компании его используют для своих целей. Этим можно объяснить его широкое распространение.

Коды DataMatrix состоят из модулей, состыкованных друг с другом. Всегос использованием DataMatrix можно закодировать до 3116 символов ASCII.Коды должны содержать четное количество модулей по вертикали и горизонтали. Большинство DataMatrix-ов квадратные, но в целом можно использовать и прямоугольные коды. Все коды используют коррекцию ошибок стандарта ECC200, который, в свою очередь, использует алгоритм Рида-Соломона(Reed-Solomon) для кодирования/декодирования данных. Это позволяет восстановить в случае повреждения кода до 30% полезной информации. DataMatrix коды постепенно становятся привычным явлением на конвертах и посылках. Код может быть быстро прочитан сканером, что позволяет отслеживать корреспонденцию довольно эффективно

В промышленности DataMatrix применяют для маркировки различных элементов.

Microsoft Tag

Microsoft Tag представляет собой двухмерный цветной штрихкод (High Capacity Color Barcode). В отличии от QR и DataMatrix-кодов, этот тип гораздо лучше распознается. Даже расфокусированный код (часто камеры мобильных телефонов без автофокуса) можно прочесть.

Microsoft Tag хранит собственный номер длиной 13 байт + 1 контрольный бит. Программа распознавания отправляет этот номер на сервер, которые выдает хранимую в этом коде информацию.

Плюсы Microsoft Tag, по сравнению с QR и DataMatrix-кодами

  • Хранят больше информации на том же физическом размере
  • Информацию содержат только небольшие кружочки в центрах треугольников и концы синхронизационных линий. Поэтому возможны Microsoft Tag и с рисунками.
  • Можно проследить сколько пользователей "прочли" код (благодаря статистике Live)

Минусы Microsoft Tag, по сравнению с QR и DataMatrix-кодами

  • Требуется подключение к интернету (т.к вся информация, зашифрованная в коде, находится на серверах Microsoft Tag)
  • Необходимо цветное печатающее устройство (хотя возможно создать и черно-белый код)

Создание своего кода доступно (необходима учетная запись Windows Live).

Скачать программу-распознаватель для мобильных устройств можно

Создание своего кода

Создать QR-код с любой текстовой информацией можно несколькими способами:

1) Через онлайн-сервисы

Наиболее простой и удобный способ. Просто заходите на специальный сайт, выбираете тип кода (QR или DataMatrix), выбираете,что будет содержать код (просто текст, адрес интернета, адрес e-mail, визитную карточку, размер кода).

Чтение кода

Расшифровать двухмерный код можно:

1) Через мобильный телефон

Для платформы Symbian 9.x (.sis приложения):

NokiaBarCode Reader (Nokia N79, N82, N93, N93i, N95, E66, E71,E90, 6220 Classic, Nokia N78, 6210 Navigator, N96 и другие)

Штриховой код — это последовательность черных и белых полос, представляющая некоторую информацию в виде, удобном для считывания техническими средствами.

Потребность кодировать больше информации на меньшем пространстве привела к разработке, стандартизации и росту использования двумерных(2D ) штриховых кодов. Двухмерные штрих-коды разработаны для кодирования большого объёма информации. проводится в двух измерениях(по горизонтали и по вертикали). Таким образом, двухмерный код, содержащий в себе не только идентификатор, но и некий набор описывающих объект реквизитов является своего рода« портативной базой данных», что позволяет обходиться без внешней базы данных, значительно расширяя сферу применения технологии штрихового кодирования. В настоящее время наиболее распространён вид двухмерного штрих-кода Aztec. В каждом символе можно выделить область мишени и область данных. Мишень представляет собой набор концентрических квадратов и служит для определения геометрического центра символа в процессе его декодирования. Существуют два основных формата символа Aztec Code:«Compact »(Компактный) символ с мишенью из двух квадратов и«Full -Range»(Полный) символ с мишенью из трех квадратов.

Там, где традиционные одномерные(1 D) штриховые коды наиболее часто работают как <номерной знак> в качестве ссылки на информацию, хранящуюся в базе данных, 2D коды выполняют те же функции, занимая в то же время гораздо меньше места, или работают непосредственно как самостоятельные базы данных, тем самым обеспечивая полную мобильность промаркированных изделий. На сегодняшний день удобство и функциональность двумерных символик сыграли значительную роль в их стандартизации, а области применения продолжают непрерывно расширяться.

Тип Stacked linear (линейный штрих-код) увеличивает информацию, которую способен хранить штрих код за счет расположения одномерных штрих кодов один над другим. Штрих коды типа Code 16K , Codablock и Code 49 — это самые ранние представители семейства двухмерных штрих кодов. Эти штрих-коды предусматривают среднюю емкость информации(до 144 символов), однако они уступают некоторым последним двухмерным штрих кодам по плотности информации и в том, что они не могут обеспечить коррекцию ошибок. Коррекция ошибок позволяла бы операторам правильно считывать даже минимально поврежденные штрих-коды.

Сложенные или стековые символики(также известные как многорядные символики) были логическим продолжением линейных кодов. Фундаментальная концепция заключалась в том, чтобы взять чрезмерно длинный символ такого кода, порезать его на сегменты и сложить их один над другим. Для того чтобы сегменты могли корректно считываться стандартным линейным сканером, к ним были добавлены специальные средства идентификации каждого сегмента и его положения. При этом первоначальное сообщение могло быть достоверно реконструировано независимо от последовательности сканирования сегментов.

«Code 49» и«Code 16K» были первыми стековыми символиками, разработанными на основе набора знаков«Code 39» и«Code 128» соответственно, а вслед за ними, с 1990 года, начал использоваться код«PDF417 ». Его главной особенностью стала возможность математического обнаружения и коррекции ошибок, что чрезвычайно увеличило емкость данных и надежность считывания сканером, даже если символ был частично поврежден.

«PDF417 » кодирует полный набор знаков ASCII с максимальной емкостью около 2000 знаков на 25 кв.см. В европейской разработке — символике«Coda -block F» — используется стандарт на«Code128 » для кодирования, печати и считывающего оборудования, чтобы иметь возможность создавать многорядные символы. Требуется специальное декодирующее программное обеспечение, чтобы реконструировать сообщение, но пользователю предлагается простой способ перехода от существующего«Code 128» к 20 кодированию.

Термин матричный код (Matrix code ) обозначает двухмерный штрих код, основанный на расположении черных элементов внутри матрицы. Каждый элемент черного цвета имеет одинаковый размер, а позиция элемента кодирует данные.

Содержит кодированную информацию как по горизонтали, так и по вертикали. По причине того, что оба направления являются информативными, теряется возможность использования так называемой вертикальной избыточности. Однако борьба с ошибками при считывании штрих-кода обеспечивается достаточно просто — большинство стандартов двухмерных кодов используют контрольные суммы, которые позволяют гарантировать достоверность вводимой информации.

Матричные символики предложили более высокую плотность записи данных, чем стековые коды, где-то примерно между 3:1 и 4:1. Матричный код составляется из темных и светлых ячеек, которые могут быть квадратными(большинство современных матричных кодов), шестиугольными(Maxicode ) или круглыми(как в точечном коде) по форме. Данные кодируются в двоичной форме(обычно темная ячейка = двоичной 1; светлая ячейка = двоичному 0), а схема декодирования использует технологии обнаружения и коррекции ошибки для создания избыточности. Различные символики отличаются по способу конвертирования данных в двоичную форму, по специфической форме расположения потока двоичных данных в символе, по используемым алгоритмам обнаружения и коррекции ошибки, по форме ячеек и, наконец, по« шаблону поиска». Он фиксирует положение ячеек и разработан таким образом, чтобы дать возможность обрабатывающему программному обеспечению быстро распознать и сориентировать символ в поле зрения сканера.
При существующей технологии сканирования все матричные символики требуют использования сканеров, регистрирующих изображение с помощью ССD-матрицы, Это связано с тем, что значение ячейки зависит не только от её цвета, но также и от положения её в горизонтальном и вертикальном рядах. Матричные коды масштабируются, и их теоретическая информационная емкость в 1 бит на ячейку дает им большую плотность данных, чем у стековых кодов. Например, символ«Data Matrix» с размером ячейки(X размер) в 10 mil(0 .25 мм) может закодировать максимум 2000 знаков, занимая около 8 кв.см., по сравнению с 25 кв.см. для тех же данных у символа«PDF417 » с тем же самым Х размером.

Разновидностью матричных кодов является группа кодов, известных как точечные коды. Они состоят из групп круглых точек, отделенных друг от друга свободным пространством. Эти коды менее эффективны с точки зрения плотности, чем матричные коды, но пригодны для применений, где используются перфорированные карты, или перенос данных на носитель по трафаретам.

Немного подробнее об одном из наиболее успешно используемых двумерных кодов — о«PDF417 ».
Эта двумерная, стековая символика была разработана и введена в повсеместное использование в 1990 году компанией Symbol Technologies и стандартизирована AIM в 1994 году.«PDF417 » поддерживается всеми основными производителями принтеров и сканеров. PDF — это аббревиатура от Portable Data File(портативный файл данных). Каждый знак закодирован с использованием 4 штрихов и 4 пробелов, используя в итоге 17 модулей, вследствие чего появилось название«PDF417 ». Он кодирует до 1850 буквенно-цифровых или 2710 цифровых знаков. Высокая емкость данных позволяет кодировать всю необходимую информацию о человеке, продукте, документе или упаковке.
Cимволику«PDF417 » рекомендуется использовать в транспортной и автомобильной промышленностях на транспортных этикетках и таможенных документах.

В автомобильной промышленности Volvo Car Corporation использует этот код в процессах проверки автомобильных электрических систем в конце сборочной линии. А компания Thomson Consumer Electronics использует «PDF417 » на своих заводах для маркировки отгрузочных документов, и считает его одним из экономически выгодных кодов.
В электронном обмене данными (EDI ), «PDF417 » может использоваться для кодирования информации транспортной декларации в транзакциях предварительного уведомления об отправке груза (ASN ). Даже если груз прибудет до транзакции электронного обмена данных, вся информация о нем содержится в символе. «PDF417 » может кодировать даже бинарные данные, поэтому им возможно кодировать все, что можно оцифровывать, включая цветные фотографии и отпечатки пальцев.
«PDF417 » также используется для идентификации личности. В США некоторые штаты выпускают водительские права с закодированной на обратной стороне подробной информацией о водителе. На Западе эта символика применяется в здравоохранении для идентификации пациента и обработки претензий по страховкам. Некоторые страны, включая Бахрейн и Филиппины, используют «PDF417 » на регистрационных карточках избирателей. В России «PDF417 » используется на специальных акцизных марках для алкогольной продукции, как персональные носители информации, для автоматизации работы книжных издательств и маркировки мелкой продукции.



Давайте для начала определимся, как это может выглядеть.
Все чаще на товарах, мы наблюдаем появление набольших квадратиков с различным заполнением черными точками.
Это новая разновидность штрихового кода для зашифровки необходимой информации.
Разрабатывалась данная модификация японской фирмой Denso-Wave.

Цель 2 D кода или QR-кода - как у любого штрих кода - упростить работу с товаром.
Представляете, если бы при приеме товара, кладовщик в ручную вводил всю информацию - дату производства, страну производителя, получателя, состав и тд. Прием одной единицы товара занимал бы большую часть его рабочего времени.
А так это занимает 0,5 секунды - специальным сканером штрих он считывает код, и получает всю информацию в соей базе.

Почему именно 2D код?

Обычный штрих код имеет "вертикальную избыточность", означающую, что одна и та же информация повторяется по вертикали. Это действительно одномерный штрихкод. высота штрихов может быть уменьшена без потери информации. Однако, вертикальная избыточность позволяет штрихкоду, имеющему дефекты печати (например пятна или просветы) сохранять читаемость.

Двухмерный 2d код содержит информацию как по горизонтали, так и по вертикали. Фактически, все алфавиты представляют собой аналог двухмерного кода. Поскольку оба направления содержат информацию, теряется возможность использования вертикальной избыточности. Для предотвращения потери читаемости и обеспечения быстроты считывания должна использоваться другая технология. Борьба с ошибками обеспечивается достаточно просто - большиство двухмерных кодов используют специальные контрольные суммы, позволяющие гарантировать достоверность вводимой информации.

А при введении 2 d QR кодов стало возможно зашифровывать еще больше информации, занимая при этом минимум места.

Первоначально двухмерные коды разрабатывались для приложений, не дающих места, достаточного для размещения обычного штрихкодового идентификатора. Первым применением для таких символов стали фасовки лекарственных препаратов в здравоохранении. Эти фасовки малы по размерам и имеют мало места для размещения штрихкода. Электронная промышленность также проявляет интерес к кодам высокой плотности и двухмерным кодам в связи с уменьшением размеров элементов и изделий.

PDF 417

Стековая символика PDF417 была введена в 1991 году. PDF происходит от сокращения Portable Data File (Портативный Файл Данных), штрихкодовый символ состоит из 17 модулей, каждый из которых содержит 4 штриха и пробела (отсюда номер 417). Штрихкод открыт для общего пользования.

Структура кода поддерживает кодирование максимального числа от 1000 до 2000 символов в одном коде при информационной плотности от 100 до 340 символов. Каждый код содержит стартовую и стоповую группы штрихов, увеличивающие высоту штрихкода.

Код PDF417 считывается при помощи специального лазерного или CCD-сканера. Для печати кода следует использовать принтеры с хорошим разрешением (термо-трансферные или лазерные).

Aztec Code

Aztec Code введен Энди Лонгэйсром (Andy Longacre) из фирмы Welch Allyn Inc. в 1995 году и открыт для общего использования. Aztec Code разработан для легкой печати и легкой расшифровки. Штрихкод представляет собой квадратную матрицу с концентрическими квадратами в центре, которые служат для определения позиции кода относительно сканера и мерной линейкой по краю кода. Наименьший штрихкод Aztec имеет площадь 15x15 модулей, наибольший - 151x151. Минимальный код Aztec кодирует 13 цифр или 12 букв, а максимальный - 3832 цифры или 3067 букв или 1914 байт данных. Символика не требует свободной зоны вокруг штрихкода. Существуют 32 градации размера кода с возможностью пользовательской установки защиты от ошибок по методу Рида-Соломона (Reed-Solomon) от 5% до 95% от области кода. Рекомендуемый уровень - 23% емкости кода плюс 3 кодовых слова.

Кодируются все 8-битовые значения. Величины 0 - 127 представляются в виде набора символов ASCII, значения 128-255 представляются как ISO 8859-1, Latin Alphabet No.1. Кроме данных можно закодировать два служебных символа: FNC1 для совместимости с некоторыми существующими приложениями и ECI (escape-последовательность) для стандартизованной кодировки сообщений.

Data Matrix QR кодов

Код Data Matrix от фирмы CiMatrix представляет собой двухмерный код, разработанный для размещения большого объема информации на ограниченной площади поверхности. Штрихкод Data Matrix может хранить от одного до 500 символов. Код может масштабироваться от 1-mil плотности до 14-дюймовой площади. Это означает, что код Data Matrix имеет теоретическую максимальную плотность 500 миллионов символов на дюйм! На практике плотность, конечно, ограничивается разрешающей способностью печатающих устройств и сканеров.

Код имеет несколько других интересных особенностей. Поскольку информация кодируется абсолютной позицией элемента внутри кода, т.е. позицией относительно границ кода, код не так чувствителен к дефектам печати, как традиционный штрихкод. Схема кодирования имеет высокий уровень избыточности, данные рассосредоточены внутри штрихкодового символа. Это позволяет сохранять читаемость кода при его частичном повреждении или потере части кода. Каждый код имеет измерительные линейки, которые Вы глядят как сплошная линия по одному краю символа и равномерно расположенные квадратные точки одинакового размера по другому краю. Эти линейки используются для определения ориентации и плотности кода.

Существуют два основных набора символов. Они используют свернутое кодирование для коррекции ошибок, которое использовалось в первых версиях кода Datamatrix, эти версии описаны как ECC-000 .. ECC-140. Второй набор описан как ECC-200 и использует метод Рида-Соломона (Reed-Solomon) коррекции ошибок. Символы ECC-000 .. 140 всегда имеют нечетное количество модулей по каждой стороне квадрата. Символы ECC-200 всегда содержат четное число элементов по каждой из сторон. Максимальная емкость символа ECC-200 составляет 3116 цифр или 2335 букв в символе, состоящем из 144 модулей.

Наиболее популярными применениями для Datamatrix является маркировка небольших предметов, таких как электронные элементы и печатные платы электронных приборов. Эти приложения используют способность Datamatrix разместить примерно 50 символов в коде размером 3 мм и тот факт, что код может быть прочитан при 20-процентной контрастности печати.

Код читается ПЗС-камерой или ПЗС-сканером. Символы площадью от 1/8 дюйма до 7 дюйма может быть прочитан с расстояния от контакта до 36 дймов. Обычная скорость чтения составляет 5 кодов в секунду.

Сравнительные сравнительный характеристики 2d кода с другими вариантами шифрования информации.

Характеристики технологии

RFID

Штрих-код

Data Matrix

Необходимость в прямой видимости метки

Чтение даже скрытых меток

Чтение без прямой видимости невозможно

Объём памяти

От 10 до 10 000 байт

До 100 байт

До 2048 байт

Возможность перезаписи данных и многократного использования метки

Есть

Нет

Нет

Дальность регистрации

До 100 м

До 12 м (зависит от размера штрих-кода)

Нет данных

Одновременная идентификация нескольких объектов

До 200 меток в секунду

Невозможна

Зависит от считывателя

Устойчивость к воздействиям окружающей среды: механическому, температурному химическому, влаге

Повышенная прочность и сопротивляемость

Зависит от материала, на который наносится

Срок жизни метки

Более 10 лет

До 20 лет и более (зависит от материала, на который наносится)

Возможность создания подделки

Невозможна

Подделать легко

Подделать возможно

Работа при повреждении метки

Невозможна

Затруднена

Возможна

Идентификация движущихся объектов

Да

Затруднена

Возможна

Стойкость к помехам в виде электромагнитных полей

Очень слабая

Есть

Есть

Идентификация металлических объектов

Возможна

Возможна

Возможна

Использование как стационарных, так и ручных терминалов для идентификации

Да

Да

Да

Возможность введения в тело человека или животного

Да

Затруднена

Затруднена

Габаритные характеристики

Средние и малые

Малые

Малые и сверхмалые

Стоимость


Сравнение 2d кодов.

Поделиться: