PDF417二維條碼在嵌入式設(shè)備中的應(yīng)用

　　根據(jù)SE923HS與微控制器的接口圖，軟件總體上可分為掃描頭工作函數(shù)和中斷函數(shù)，流程如圖5和圖6所示。

　　用SE923HS譯碼程序相對簡單。首先，設(shè)置好SE923HS與W77E58通信的波特率。然后，打開串口中斷，在需要掃描條碼時將P1.2置為低電平，進(jìn)入3s的延時，掃描電機(jī)開始工作。在延時時間內(nèi)，掃描頭一直處于工作狀態(tài)，掃描頭譯碼后的數(shù)據(jù)輸入至單片機(jī)產(chǎn)生串口中斷，在中斷函數(shù)中存儲譯碼后的信息。一般來說，SE923HS掃描頭有效工作1s后可以將紙質(zhì)的掃描譯碼完畢。P1.2置為高電平時，掃描電機(jī)停止工作。

　　對解碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，將這些數(shù)據(jù)和其它需要重新加密的數(shù)據(jù)重新二維條碼編碼和糾錯，得到加密后的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以通過RS232、USB或者藍(lán)牙發(fā)送給上位機(jī)作相應(yīng)的處理。

3.2 二維條碼編碼和糾錯

　　在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到在應(yīng)用中投遞物品信息組成和單片機(jī)處理速度，投遞物品上的信息多用漢字表示，且文本字符和數(shù)字的數(shù)量較少，所以可以只用字節(jié)壓縮模式（BC）對其進(jìn)行編碼。這樣可大大減小編譯碼的復(fù)雜性，并且對數(shù)據(jù)的壓縮率影響也不大。再有，由PDF417條碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，條碼符號的行數(shù)不超過90行，數(shù)據(jù)區(qū)列數(shù)不超過30列，所以最多可以編2700個碼字。糾錯碼最多512個，那么數(shù)據(jù)碼最多可編2188個。但是由于PDF417條碼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)據(jù)區(qū)第一個碼字表示數(shù)據(jù)區(qū)碼字的個數(shù)，這就限制了數(shù)據(jù)區(qū)碼字最多不超過928個，也就是說譯碼最多只能譯 928個碼字，沒有用到編碼數(shù)量的極限。當(dāng)要編碼的數(shù)據(jù)較多時，則可以作如下改動：采用2個碼字表示數(shù)據(jù)區(qū)碼字的個數(shù)，這樣就可以做到編碼個數(shù)的極限2188個碼字。因此在具體應(yīng)用時，根據(jù)情況靈活地運(yùn)用PDF417條碼標(biāo)準(zhǔn)是很重要的。

　　為統(tǒng)一起見，在編碼過程中只采用模式結(jié)構(gòu)中的字節(jié)壓縮模式(BC)。現(xiàn)簡要介紹如下：

字節(jié)壓縮模式通過基256至基900的轉(zhuǎn)換，將字節(jié)序列轉(zhuǎn)換為碼字序列。當(dāng)所要表示的字節(jié)總數(shù)不是6的倍數(shù)時，用模式鎖定901；當(dāng)所要表示的字節(jié)總數(shù)是6的倍數(shù)時，用模式鎖定924。在應(yīng)用模式鎖定924的情況下，6個字節(jié)可通過基256至基900的轉(zhuǎn)換用5個碼字表示，從左到右進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在應(yīng)用模式鎖定901的情況下，每前6個字節(jié)的轉(zhuǎn)換方法與上述方法相同，對被6整除所剩余的字節(jié)應(yīng)每個字節(jié)對應(yīng)一個碼字，逐字節(jié)用碼字表示。具體編碼流程如圖7所示。

　　四一七條碼采用Reed-Solomon錯誤控制算法(簡稱RS碼)對數(shù)據(jù)碼字進(jìn)行糾錯編碼和譯碼。RS碼是一類可以糾正多個隨機(jī)錯誤的多進(jìn)制循環(huán)碼。對于一組給定的數(shù)據(jù)碼字，根據(jù)不同的碼字個數(shù)采用相應(yīng)的糾錯等級，錯誤糾正碼字根據(jù)Reed-Solomon錯誤控制碼算法計算。

　　對于一個給定的錯誤糾正等級，其錯誤糾正容量由下式確定：

式中： e-拒讀錯誤數(shù)目； t-替代錯誤數(shù)目；

s-錯誤糾正等級； d-錯誤糾正碼字?jǐn)?shù)目。

錯誤糾正碼字的總數(shù)為2s+1。其中，兩個用于錯誤檢測。其余的錯誤糾正碼字用于錯誤糾正。用一個錯誤糾正碼字恢復(fù)一個拒讀錯誤，用兩個錯誤糾正碼字糾正一個替代錯誤。

當(dāng)被糾正的替代錯誤數(shù)目小于4時(s＝0除外)，錯誤糾正容量由下式確定：

e+2t ≤ d-3

　　對于一組給定的數(shù)據(jù)碼字，錯誤糾正碼字根據(jù)RS錯誤控制碼算法計算。

（1）建立符號數(shù)據(jù)多項式

（2）建立糾正碼字的生成多項式

（3）產(chǎn)生錯誤糾正碼字

　　對一組給定的數(shù)據(jù)碼字和一選定的錯誤糾正等級，錯誤糾正碼字為符號數(shù)據(jù)多項式d(x)乘以xk，然后除以生成多項式g(x)，所得為余式的各系數(shù)的補(bǔ)數(shù)。

注：解碼、編碼和糾錯程序見本刊網(wǎng)站www.dpj.com.cn。

圖7

4 結(jié) 論

　　本文提供了一種簡單可行的PDF417二維條碼譯碼和編碼的方案。利用PDF417二維條碼具有信息容量大、編碼范圍廣、容錯能力強(qiáng)、譯碼可靠性高、保密防偽性好、成本低、條碼形狀和尺寸可變等優(yōu)點(diǎn)，使SE923HS掃描頭和W77E58微控制器結(jié)合，成本低、可行性強(qiáng)。在小數(shù)據(jù)量（小于1000字節(jié)）和較低糾錯級別（5級以下）時，編碼和糾錯時間在10s之內(nèi)，處理速度優(yōu)勢明顯。