二维条码编码打印软件的设计及实现
本人签名： 日期： 自动识别技术是近几年热门的研究方向之一，条码技术则是其中一项重要的组成部分。条码是一种可印刷机器语言，采用二进制概念,它包括一维条码和二维条码。一维条码主要具备成本低、传播方便的优点；二维条码在此基础上，更有可靠性高、信息容量大、保密防伪性好、表示多种形式数据等优点。QR码（快速响应矩阵码）诞生于1994年9月，由日本戴斯诺公司开发。QR码具有超高速全方位识读的特点，同时能够有效表示日本汉字和中国汉字。这一条码包括4个纠错等级和40个版本，单符号最多情况下可容纳1 817个字符，最高纠错等级可以纠错30％的数据码字。伴随着智能手机的普及，QR码在生活中的应用越来越广泛，也越来越受到研究人员的重视。 本文详细分析了二维条码QR Code的结构、编码原理、编码步骤及Reed-Solomon算法。在VC++编程环境中，通过对二维码编码程序反复测试，实现了二维码QR Code的编码程序设计，对其他二维条码编程实现也具有一定的通用性。经多次测试，生成条码的误差在误差标准之内，能够使用扫描设备准确识别。
Keywords: QR Code, twodimensional code , VC++ , Correctio 目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2课题简介 1
1.2.1课题研究背景与发展现状 1
1.2.2课题的主要内容 2
第二章 二维码基本知识 3
2.1二维条码的定义 3
2.2二维条码的分类 3
2.3二维条码的特点 3
2.4几种常见的二维码 4
第三章 QR码编码原理分析 6
3.1 QR码基本知识 6
3.2 符号和数字编码 9
3.3 日文汉字和中文编码 14
3.4 纠错 15
3.5 绘图 19
第四章 编程实现和后续分析 24
4.1 部分代码和运行成果 24
4.2 打印状态对QR Code识读的影响 32<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
br /> 总结和展望 33
参考文献 34
致谢 35
第一章 绪论
1.1引言
信息技术飞速发展，而在此过程中，自动识别技术、特别是条码识别因其独特的优势而得到广泛运用。被称为“计算机文化”的条码技术起源于上世纪40年代，广泛普及于80年代，综合了计算机图像处理、光电技术、模式识别和通信技术，在自动输入、信息识别等方面发挥重要作用。
二维码按照一定的分布规则，利用特定的几何图形，在二维方向对黑白相间的图形进行排列以记录数据信息，在工作生活中的用途极其广泛。二维码符号字符具有特定的字符集，具备较强的图像处理、信息识别和纠错检验功能。同时可以表示多种语言文字、图像数据信息，具有信息量大、可靠性高、保密防伪等优点。类似于一维码，二维码也有各种码制标准、编码规则，QR码是其中常见的条码之一[2]。
1.2课题简介
1.2.1课题研究背景与发展现状
条形码可以分成一维码和二维码两大类。相比之下，二维条码的高密度、高容量、耐磨性强等优点，使其应用领域大为拓展。随着市场经济的快速发展，信息技术的不断完善，二维条码技术在国内的应用越来越大。
国外的研究开始于20世纪80年代末，已先后开发出多种码制，如QR Code、Code 16K、PDF417、Code One和Aztec/Code 49，其信息存储密度和一维码相比均有大的提高。此外，国家自动识别制造商协会、美国标准化协会已完成QR Code、Code 16K、PDF 417、Code One、Code 49等码制的符号标准。国际标准化组织已经制订了QR Code的国家标准，以及Data Matrix、PDF417等二维码的ISO/IEC标准[3]。
我国对二维码技术的相关研究起步于九十年代初，最初由ANCC对几种常用的二维码如PDF417、QR Code的技术规范进行了翻译和跟踪研究。国内更自主研发汉信码、龙贝码。随着信息技术的快速进步和腾讯，新浪等互联网巨头的参与，在国内二维码早已迅速普及。
1.2.2课题的主要内容
本人在本科毕设阶段完成课题的主要工作有：选择二维码中应用较为广泛的QR码，研究开发QR码的生成软件，将需要编码的原始信息按照QR码的相关规范要求进行编码，生成QR码的图形信息，并分析QR码在打印到载体上的注意事项，通过实验总结各种打印状态对后期识读过程的影响。其步骤为：1.针对课题进行调研，进行系统需求分析。 2.总体设计,画出功能模块图，详细分析各模块的功能。 3.各功能模块的编码与调试。4. 测试 5. 程序打包。
第二章 二维码基本知识
2.1二维条码的定义
二维条码最早发明于日本，是用特定的几何图形按一定规律在二维方向分布的黑白相间的图形。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。
2.2二维条码的分类
二维条码有各种不同的码制，即编码方法。就编码原理而言通常分为两类：
2.2.1行排式二维码
行排式二维条码，其编码原理以一维条码为基础，按需要堆积成两行或者多行，如Code 16K、 Code 49、PDF417、Codeblock F 条码等。
2.2.2矩阵式二维码
矩阵式二维条码是在一个矩形空间里，根据黑、白像素（Pixel）的不同分布进行编码。在相应的元素位置上，用点的排列组合确定二维码所代表的意义，点的出现表示二进制1，点的不出现表示二进制0。如QR Code、Code One、Data Matrix Maxicode。除此以外，还有Vericode Code、Aztec Code、田字码、Ultracode Code、CP Code，及我国自主研究的龙贝码[4]。
2.3二维条码的特点
二维条码在一维条码固有优点外，还具有容量大、密度高、抗磨损等特性：
2.3.1高密度
二维条码，通过使用垂直方向尺寸，增加信息密度。查看产品信息，不需事先建立一个数据库，而只需对其进行扫描，便可实现条形码的物品描述功能。
2.3.2具有纠错功能
如果没有误差校正，当二维条码部分被破坏，整个条码将会变得毫无意义，所以有效的纠错机制是十分必要的。即便由于污染、损坏造成局部损伤，你仍然可以得到正确的阅读，这使得二维条码纠错机制已成为一个安全可靠的信息存储和识别方法。
2.3.3表现图像数据和不同语言文字
语言被存储在计算机中都是以机内码的形式，机内码是一种字节码。这样我们就可以把不同的语言信息转换为?bytestream（字节流），再把该字节流用二维码来表示。同时，图像的存储形式多为字节形式，所以也可将图像信息存储在二维码内。
Keywords: QR Code, twodimensional code , VC++ , Correctio 目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2课题简介 1
1.2.1课题研究背景与发展现状 1
1.2.2课题的主要内容 2
第二章 二维码基本知识 3
2.1二维条码的定义 3
2.2二维条码的分类 3
2.3二维条码的特点 3
2.4几种常见的二维码 4
第三章 QR码编码原理分析 6
3.1 QR码基本知识 6
3.2 符号和数字编码 9
3.3 日文汉字和中文编码 14
3.4 纠错 15
3.5 绘图 19
第四章 编程实现和后续分析 24
4.1 部分代码和运行成果 24
4.2 打印状态对QR Code识读的影响 32<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
br /> 总结和展望 33
参考文献 34
致谢 35
第一章 绪论
1.1引言
信息技术飞速发展，而在此过程中，自动识别技术、特别是条码识别因其独特的优势而得到广泛运用。被称为“计算机文化”的条码技术起源于上世纪40年代，广泛普及于80年代，综合了计算机图像处理、光电技术、模式识别和通信技术，在自动输入、信息识别等方面发挥重要作用。
二维码按照一定的分布规则，利用特定的几何图形，在二维方向对黑白相间的图形进行排列以记录数据信息，在工作生活中的用途极其广泛。二维码符号字符具有特定的字符集，具备较强的图像处理、信息识别和纠错检验功能。同时可以表示多种语言文字、图像数据信息，具有信息量大、可靠性高、保密防伪等优点。类似于一维码，二维码也有各种码制标准、编码规则，QR码是其中常见的条码之一[2]。
1.2课题简介
1.2.1课题研究背景与发展现状
条形码可以分成一维码和二维码两大类。相比之下，二维条码的高密度、高容量、耐磨性强等优点，使其应用领域大为拓展。随着市场经济的快速发展，信息技术的不断完善，二维条码技术在国内的应用越来越大。
国外的研究开始于20世纪80年代末，已先后开发出多种码制，如QR Code、Code 16K、PDF417、Code One和Aztec/Code 49，其信息存储密度和一维码相比均有大的提高。此外，国家自动识别制造商协会、美国标准化协会已完成QR Code、Code 16K、PDF 417、Code One、Code 49等码制的符号标准。国际标准化组织已经制订了QR Code的国家标准，以及Data Matrix、PDF417等二维码的ISO/IEC标准[3]。
我国对二维码技术的相关研究起步于九十年代初，最初由ANCC对几种常用的二维码如PDF417、QR Code的技术规范进行了翻译和跟踪研究。国内更自主研发汉信码、龙贝码。随着信息技术的快速进步和腾讯，新浪等互联网巨头的参与，在国内二维码早已迅速普及。
1.2.2课题的主要内容
本人在本科毕设阶段完成课题的主要工作有：选择二维码中应用较为广泛的QR码，研究开发QR码的生成软件，将需要编码的原始信息按照QR码的相关规范要求进行编码，生成QR码的图形信息，并分析QR码在打印到载体上的注意事项，通过实验总结各种打印状态对后期识读过程的影响。其步骤为：1.针对课题进行调研，进行系统需求分析。 2.总体设计,画出功能模块图，详细分析各模块的功能。 3.各功能模块的编码与调试。4. 测试 5. 程序打包。
第二章 二维码基本知识
2.1二维条码的定义
二维条码最早发明于日本，是用特定的几何图形按一定规律在二维方向分布的黑白相间的图形。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。
2.2二维条码的分类
二维条码有各种不同的码制，即编码方法。就编码原理而言通常分为两类：
2.2.1行排式二维码
行排式二维条码，其编码原理以一维条码为基础，按需要堆积成两行或者多行，如Code 16K、 Code 49、PDF417、Codeblock F 条码等。
2.2.2矩阵式二维码
矩阵式二维条码是在一个矩形空间里，根据黑、白像素（Pixel）的不同分布进行编码。在相应的元素位置上，用点的排列组合确定二维码所代表的意义，点的出现表示二进制1，点的不出现表示二进制0。如QR Code、Code One、Data Matrix Maxicode。除此以外，还有Vericode Code、Aztec Code、田字码、Ultracode Code、CP Code，及我国自主研究的龙贝码[4]。
2.3二维条码的特点
二维条码在一维条码固有优点外，还具有容量大、密度高、抗磨损等特性：
2.3.1高密度
二维条码，通过使用垂直方向尺寸，增加信息密度。查看产品信息，不需事先建立一个数据库，而只需对其进行扫描，便可实现条形码的物品描述功能。
2.3.2具有纠错功能
如果没有误差校正，当二维条码部分被破坏，整个条码将会变得毫无意义，所以有效的纠错机制是十分必要的。即便由于污染、损坏造成局部损伤，你仍然可以得到正确的阅读，这使得二维条码纠错机制已成为一个安全可靠的信息存储和识别方法。
2.3.3表现图像数据和不同语言文字
语言被存储在计算机中都是以机内码的形式，机内码是一种字节码。这样我们就可以把不同的语言信息转换为?bytestream（字节流），再把该字节流用二维码来表示。同时，图像的存储形式多为字节形式，所以也可将图像信息存储在二维码内。
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