PDF417二维条码在嵌入式设备中的应用

　　根据SE923HS与微控制器的接口图，软件总体上可分为扫描头工作函数和中断函数，流程如图5和图6所示。

　　用SE923HS译码程序相对简单。首先，设置好SE923HS与W77E58通信的波特率。然后，打开串口中断，在需要扫描条码时将P1.2置为低电平，进入3s的延时，扫描电机开始工作。在延时时间内，扫描头一直处于工作状态，扫描头译码后的数据输入至单片机产生串口中断，在中断函数中存储译码后的信息。一般来说，SE923HS扫描头有效工作1s后可以将纸质的扫描译码完毕。P1.2置为高电平时，扫描电机停止工作。

　　对解码后的数据进行后期处理，将这些数据和其它需要重新加密的数据重新二维条码编码和纠错，得到加密后的数据。这些数据可以通过RS232、USB或者蓝牙发送给上位机作相应的处理。

3.2 二维条码编码和纠错

　　在实际应用中，考虑到在应用中投递物品信息组成和单片机处理速度，投递物品上的信息多用汉字表示，且文本字符和数字的数量较少，所以可以只用字节压缩模式（BC）对其进行编码。这样可大大减小编译码的复杂性，并且对数据的压缩率影响也不大。再有，由PDF417条码标准规定，条码符号的行数不超过90行，数据区列数不超过30列，所以最多可以编2700个码字。纠错码最多512个，那么数据码最多可编2188个。但是由于PDF417条码标准规定数据区第一个码字表示数据区码字的个数，这就限制了数据区码字最多不超过928个，也就是说译码最多只能译 928个码字，没有用到编码数量的极限。当要编码的数据较多时，则可以作如下改动：采用2个码字表示数据区码字的个数，这样就可以做到编码个数的极限2188个码字。因此在具体应用时，根据情况灵活地运用PDF417条码标准是很重要的。

　　为统一起见，在编码过程中只采用模式结构中的字节压缩模式(BC)。现简要介绍如下：

字节压缩模式通过基256至基900的转换，将字节序列转换为码字序列。当所要表示的字节总数不是6的倍数时，用模式锁定901；当所要表示的字节总数是6的倍数时，用模式锁定924。在应用模式锁定924的情况下，6个字节可通过基256至基900的转换用5个码字表示，从左到右进行转换。在应用模式锁定901的情况下，每前6个字节的转换方法与上述方法相同，对被6整除所剩余的字节应每个字节对应一个码字，逐字节用码字表示。具体编码流程如图7所示。

　　四一七条码采用Reed-Solomon错误控制算法(简称RS码)对数据码字进行纠错编码和译码。RS码是一类可以纠正多个随机错误的多进制循环码。对于一组给定的数据码字，根据不同的码字个数采用相应的纠错等级，错误纠正码字根据Reed-Solomon错误控制码算法计算。

　　对于一个给定的错误纠正等级，其错误纠正容量由下式确定：

式中： e-拒读错误数目； t-替代错误数目；

s-错误纠正等级； d-错误纠正码字数目。

错误纠正码字的总数为2s+1。其中，两个用于错误检测。其余的错误纠正码字用于错误纠正。用一个错误纠正码字恢复一个拒读错误，用两个错误纠正码字纠正一个替代错误。

当被纠正的替代错误数目小于4时(s＝0除外)，错误纠正容量由下式确定：

e+2t ≤ d-3

　　对于一组给定的数据码字，错误纠正码字根据RS错误控制码算法计算。

（1）建立符号数据多项式

（2）建立纠正码字的生成多项式

（3）产生错误纠正码字

　　对一组给定的数据码字和一选定的错误纠正等级，错误纠正码字为符号数据多项式d(x)乘以xk，然后除以生成多项式g(x)，所得为余式的各系数的补数。

注：解码、编码和纠错程序见本刊网站www.dpj.com.cn。

图7

4 结 论

　　本文提供了一种简单可行的PDF417二维条码译码和编码的方案。利用PDF417二维条码具有信息容量大、编码范围广、容错能力强、译码可靠性高、保密防伪性好、成本低、条码形状和尺寸可变等优点，使SE923HS扫描头和W77E58微控制器结合，成本低、可行性强。在小数据量（小于1000字节）和较低纠错级别（5级以下）时，编码和纠错时间在10s之内，处理速度优势明显。