PDF417二維條碼在嵌入式設備中的應用

　　根據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和中斷函數，流程如圖5和圖6所示。

　　用SE923HS譯碼程序相對簡(jiǎn)單。首先，設置好SE923HS與W77E58通信的波特率。然后，打開(kāi)串口中斷，在需要掃描條碼時(shí)將P1.2置為低電平，進(jìn)入3s的延時(shí)，掃描電機開(kāi)始工作。在延時(shí)時(shí)間內，掃描頭一直處于工作狀態(tài)，掃描頭譯碼后的數據輸入至單片機產(chǎn)生串口中斷，在中斷函數中存儲譯碼后的信息。一般來(lái)說(shuō)，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(shí)，掃描電機停止工作。

　　對解碼后的數據進(jìn)行后期處理，將這些數據和其它需要重新加密的數據重新二維條碼編碼和糾錯，得到加密后的數據。這些數據可以通過(guò)RS232、USB或者藍牙發(fā)送給上位機作相應的處理。

3.2 二維條碼編碼和糾錯

　　在實(shí)際應用中，考慮到在應用中投遞物品信息組成和單片機處理速度，投遞物品上的信息多用漢字表示，且文本字符和數字的數量較少，所以可以只用字節壓縮模式（BC）對其進(jìn)行編碼。這樣可大大減小編譯碼的復雜性，并且對數據的壓縮率影響也不大。再有，由PDF417條碼標準規定，條碼符號的行數不超過(guò)90行，數據區列數不超過(guò)30列，所以最多可以編2700個(gè)碼字。糾錯碼最多512個(gè)，那么數據碼最多可編2188個(gè)。但是由于PDF417條碼標準規定數據區第一個(gè)碼字表示數據區碼字的個(gè)數，這就限制了數據區碼字最多不超過(guò)928個(gè)，也就是說(shuō)譯碼最多只能譯 928個(gè)碼字，沒(méi)有用到編碼數量的極限。當要編碼的數據較多時(shí)，則可以作如下改動(dòng)：采用2個(gè)碼字表示數據區碼字的個(gè)數，這樣就可以做到編碼個(gè)數的極限2188個(gè)碼字。因此在具體應用時(shí)，根據情況靈活地運用PDF417條碼標準是很重要的。

　　為統一起見(jiàn)，在編碼過(guò)程中只采用模式結構中的字節壓縮模式(BC)?，F簡(jiǎn)要介紹如下：

字節壓縮模式通過(guò)基256至基900的轉換，將字節序列轉換為碼字序列。當所要表示的字節總數不是6的倍數時(shí)，用模式鎖定901；當所要表示的字節總數是6的倍數時(shí)，用模式鎖定924。在應用模式鎖定924的情況下，6個(gè)字節可通過(guò)基256至基900的轉換用5個(gè)碼字表示，從左到右進(jìn)行轉換。在應用模式鎖定901的情況下，每前6個(gè)字節的轉換方法與上述方法相同，對被6整除所剩余的字節應每個(gè)字節對應一個(gè)碼字，逐字節用碼字表示。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(jiǎn)稱(chēng)RS碼)對數據碼字進(jìn)行糾錯編碼和譯碼。RS碼是一類(lèi)可以糾正多個(gè)隨機錯誤的多進(jìn)制循環(huán)碼。對于一組給定的數據碼字，根據不同的碼字個(gè)數采用相應的糾錯等級，錯誤糾正碼字根據Reed-Solomon錯誤控制碼算法計算。

　　對于一個(gè)給定的錯誤糾正等級，其錯誤糾正容量由下式確定：

式中： e-拒讀錯誤數目； t-替代錯誤數目；

s-錯誤糾正等級； d-錯誤糾正碼字數目。

錯誤糾正碼字的總數為2s+1。其中，兩個(gè)用于錯誤檢測。其余的錯誤糾正碼字用于錯誤糾正。用一個(gè)錯誤糾正碼字恢復一個(gè)拒讀錯誤，用兩個(gè)錯誤糾正碼字糾正一個(gè)替代錯誤。

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

e+2t ≤ d-3

　　對于一組給定的數據碼字，錯誤糾正碼字根據RS錯誤控制碼算法計算。

（1）建立符號數據多項式

（2）建立糾正碼字的生成多項式

（3）產(chǎn)生錯誤糾正碼字

　　對一組給定的數據碼字和一選定的錯誤糾正等級，錯誤糾正碼字為符號數據多項式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的補數。

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

圖7

4 結 論

　　本文提供了一種簡(jiǎn)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、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微控制器結合，成本低、可行性強。在小數據量（小于1000字節）和較低糾錯級別（5級以下）時(shí)，編碼和糾錯時(shí)間在10s之內，處理速度優(yōu)勢明顯。