一、QR碼的構(gòu)成
QR（Quick Response)碼是由DENSO WAVE株式會社于1994年發(fā)明的矩陣式二維碼。1997年注冊為AIM International標準，隨后于1998年、1999年、2000年分別注冊為JEIDA標準、JIS標準、ISO/IEC標準。QR碼®是DENSO WAVE株式會社的注冊商標。
1.QR碼的規(guī)格
構(gòu)成QR碼的*小黑白正方形稱為單元。QR碼用單元組合表示，由尋像圖形、定位圖形、校準圖形、格式信息、糾錯信息碼（Reed-Solomon碼）等構(gòu)成。
QR 碼的概略規(guī)格
| 符號大小 | 版本1 ：21 單元×21 單元（*小）
版本2 ：25 單元×25 單元
～
版本40 ：177 單元×177 單元（*大）
※ 以4 個單元為單位 |
| *大數(shù)據(jù)容量 | 僅數(shù)字 | 7,089 字符 |
| 英文數(shù)字(US-ASCII) | 4,296 字符 |
| 二進制（8 位） | 2,953 字節(jié) |
| 漢字、假名(ShiftJIS) | 1,817 字符 |
2.尋像圖形（分割符號）
用于檢測QR碼位置的圖形。QR碼分配于3個區(qū)域，微型QR碼分配于一個區(qū)域。黑單元和白單元如下圖所示呈1：1：3：1 ：1的比例，實現(xiàn)360度高速讀取。
3.校準圖形
校準因失真引起的各單元的位置偏移。
4.靜態(tài)區(qū)域
二維碼符號周圍的空白部分。QR碼需要4個單元，微型QR碼需要2個單元。
5.定位圖形
白單元和黑單元交互配置。用于確定符號中的模塊坐標。
6.格式信息
包含符號中使用的糾錯級別和屏蔽處理圖形的信息。左上1個，左下和右上各1個、共2個，當一側(cè)無法讀取時備用。
7.糾錯符號（Reed-Solomon碼）
當QR碼的一部分因臟污、浸染、損壞而缺損時用來恢復(fù)數(shù)據(jù)的符號，采用數(shù)據(jù)Solomon方式生成。
糾錯能力分為4級，用戶可自行選擇。提**別，糾錯能力響應(yīng)提高，但信息量也會增加，符號尺寸會變大。
| 糾錯能力 |
| 糾錯級別 | 符號的缺損面積 |
| L | 7% |
| M | 15% |
| Q | 25% |
| H | 30% |
8.數(shù)據(jù)代碼和糾錯碼的配置
數(shù)據(jù)代碼和糾錯碼的配置如下圖所示。
在生成QR碼時進行屏蔽，以避免出現(xiàn)與尋像圖形相同形狀的標志。
二、QR碼的種類、大小、數(shù)據(jù)容量
QR碼可分為含校準圖形的類型1、不含校準圖形的類型2、含1個分割符號的微型QR碼3種，它們的特點和數(shù)據(jù)容量各不相同。以下分別介紹各種QR碼。
1.類型1
這類QR碼是類型2和微型QR碼的原型。
版本1 ～ 14為AIMI標準。
| 符號大小 | 版本1 ：21 單元×21 單元（*小）
版本2 ：25 單元×25 單元
～
版本14 ：73 單元×73 單元（*大）
※ 版本每升1 級，橫豎將添加4 個單元。 |
| *大數(shù)據(jù)容量 | 僅數(shù)字 | 1,167 字符 |
| 英文數(shù)字(US-ASCII) | 707 字符 |
| 二進制（8 位） | 468 字節(jié) |
| 漢字、假名(ShiftJIS) | 299 字符 |
2.類型2
在類型1的基礎(chǔ)上增加用于位置校準功能的校準圖形，是一種適用更大容量數(shù)據(jù)的QR碼。符號大小包括版本1到40，版本40的情況下，如果只含有數(shù)字，則條碼中*多可包含7089字符。
| 符號大小 | 版本1 ：21 單元×21 單元（*小）
版本2 ：25 單元×25 單元
～
版本14 ：73 單元×73 單元（*大）
※ 版本每升1 級，橫豎將添加4 個單元。 |
| *大數(shù)據(jù)容量 | 僅數(shù)字 | 7,089 字符 |
| 英文數(shù)字(US-ASCII) | 4,296 字符 |
| 二進制（8 位） | 2,953 字節(jié) |
| 漢字、假名(ShiftJIS) | 1,817 字符 |
3.微型QR
微型QR碼*大的特點是只有1個分割符號。QR碼中，3個角上均有分割符號，因此需要一定的大小，而微型QR碼中只含有1個分割符號，因此可印刷到更小的空間上。像這樣可以小尺寸印刷的微型QR碼主要用在電路板等FA用途上。此外，它包括版本M1 ～ M4 4種，*小的單元構(gòu)成為11×11。
| 符號大小 | 版本1 ：21 單元×21 單元（*小）
版本2 ：25 單元×25 單元
～
版本14 ：73 單元×73 單元（*大）
※ 版本每升1 級，橫豎將添加4 個單元。 |
| *大數(shù)據(jù)容量 | 僅數(shù)字 | 7,089 字符 |
| 英文數(shù)字(US-ASCII) | 4,296 字符 |
| 二進制（8 位） | 2,953 字節(jié) |
| 漢字、假名(ShiftJIS) | 1,817 字符 |
4.大小的算法
QR碼的大小可按以下步驟確定。
1)版本的確定
確定數(shù)據(jù)容量、字符種類、糾錯級別，選擇候補。
2)單元的確定
根據(jù)打印機的分辨率、掃描儀的性能確定印刷單元的大小。
3)大小的確定
用1、2中確定的版本單元數(shù)乘以單元尺寸，即可根據(jù)以下公式求出QR碼的大小及應(yīng)確保的空間。
假設(shè)單元大小為x[mm]，版本為y，則QR 碼大小的一邊以下列算式表示。
x(21+4y)[mm]
應(yīng)確保的空間的一邊以下列算式表示。（含靜態(tài)區(qū)域）
x(29+4y)[mm]
例如，單元大小為0.25[mm]，版本為10 時，QR 碼大小的一邊為0.25[mm]×(21+4×10) = 15.25[mm]
應(yīng)確保的空間的一邊為0.25[mm]×(29+4×10) = 17.25[mm]。
5.各版本的*大輸入字符數(shù)
1)類型2
2)微型QR
三、DataMatrix的構(gòu)成
DataMatrix是美國IDMatrix公司于1987年發(fā)明的二維碼。
1996年注冊為AIM International標準，2000年注冊為ISO/IEC標準。
DataMatrix包括ECC000、ECC050、ECC080、ECC100、ECC140五個*初的老版本，以及在1995年將糾錯方式改為Reed-Solomon、增加失真校準功能的新版本ECC200。
DataMatrix 的概略規(guī)格
| 符號大小 | ECC000 ～ ECC140
9 單元×9 單元（*小）
～
49 單元×49 單元（*大）
ECC200
10 單元×10 單元（*小）
～
144 單元×144 單元（*大） |
| *大數(shù)據(jù)容量 | 僅數(shù)字 | 3,116 字符 |
| 英文數(shù)字(US-ASCII) | 2,335 字符 |
1.ECC000、ECC050、ECC080、ECC100、ECC140
單元尺寸為9×9到49×49的符號，單元數(shù)一定是奇數(shù)。
糾錯中采用卷積方式，當數(shù)據(jù)容量較大時，即使很少的失真也會使讀取精度大幅降低，因此基本上不使用。
2.ECC200
針對上述DataMatrix*初版本中失真的問題，這個版本提高了糾錯功能，單元尺寸為10×10到144×144，單元數(shù)一定是偶數(shù)。
糾錯中采用Reed-Solomon方式，即使條碼的一部分損壞也能進行恢復(fù)，不易受失真影響，還可保持較小的條碼大小。
使用DataMatrix時，ECC200也已經(jīng)是國際化的標準，因此可標準使用。
四、DataMatrix（ECC200）的構(gòu)成
1.校準圖形和定位圖形
DataMatrix構(gòu)成中包括L形的校準圖形和虛線形的定位圖形，其中包含實際的數(shù)據(jù)。利用L形校準圖形，可判斷條碼的方向，而定位圖形可方便地識別其中的數(shù)據(jù)單元。 因此，利用校準圖形和定位圖形，通過圖像處理進行位置檢測，可360°全方位讀取。
此外，數(shù)據(jù)單元超過24×24單元時，如下所示，可通過分割符號，為使1塊中的單元保持在24×24以內(nèi)，這樣可大大避免失真的影響。
2.靜態(tài)區(qū)域
二維碼符號周圍的空白部分。
至少應(yīng)確保1單元以上。
3.糾錯符號（Reed-Solomon碼）
DataMatrix中附加有Reed-Solomon碼作為糾錯符號，可在部分數(shù)據(jù)損壞的情況下恢復(fù)數(shù)據(jù)。
4.數(shù)據(jù)和糾錯符號的配置
數(shù)據(jù)和糾錯符號按以下順序配置。
例如，制作OMRON這個數(shù)據(jù)的DataMatrix時，先將用Reed-Solomon法計算的糾錯符號與數(shù)據(jù)連接，然后生成DataMatrix。
五、DataMatrix的大小和數(shù)據(jù)容量
符號大小（單元數(shù)）和信息量（ECC200時）的關(guān)系如下所示。
右側(cè)示例的條碼時，符號大小為12×12。
＊1.關(guān)于*大信息量
即使同樣是二維碼，根據(jù)其符號大小，*大可保存的信息量有所變化。換言之，如果所需信息量變大，符號大小也需要相應(yīng)變大。此外，條碼所含的信息中使用哪種字符種類也會影響*大信息量，QR碼和DataMatrix中的順序是“僅數(shù)據(jù)”＞“數(shù)據(jù)+英文”＞“漢字”，符號大小相同時，*大字符數(shù)會逐漸增加。此外，還會根據(jù)字符種類的排列方式和組合順序而變化。
六、GS1 DataMatrix
GS1 DataMatrix是GS1（Global Standard 1） 的標準化二維符號， 主要是為了將ECC200用于流通。GS1 DataMatrix的特點是在很小的面積上可以記載很多的信息，近年來，除了工業(yè)用途之外也廣受關(guān)注。目前已決定在醫(yī)療、醫(yī)用行業(yè)標準采用GS1DataMatrix，用于醫(yī)藥品（歐洲）、手術(shù)刀和剪刀等手術(shù)用具（日本）。此外，GS1DataMatrix的構(gòu)成與GS1-128相同。
GS1 DataMatrix的數(shù)據(jù)構(gòu)成
GS1 DataMatrix的編碼數(shù)據(jù)（DataMatrix中記載的所有信息）由起始字符、應(yīng)用識別符、數(shù)據(jù)、分割字符構(gòu)成，可在單個編碼數(shù)據(jù)中輸入多個數(shù)據(jù)。
1.起始字符
GS1 DataMatrix中，編碼數(shù)據(jù)的開頭配置為FNC１（Function 1符號）。
2.應(yīng)用識別符（AI）
應(yīng)用識別符與數(shù)據(jù)成套，定義該數(shù)據(jù)為何種信息。由２～４位數(shù)字構(gòu)成，數(shù)字、英文數(shù)字等數(shù)據(jù)屬性和位數(shù)由GS定義。
3.分割字符
GS1 DataMatrix中可使用生產(chǎn)年月日等固定長度的數(shù)據(jù)和序列號等可變長度的數(shù)據(jù)。使用可變長度的數(shù)據(jù)時，在數(shù)據(jù)末尾需要插入FNC1作為分割字符。但是，如果編碼數(shù)據(jù)末尾含可變長度的數(shù)據(jù)，則不需要插入分割字符。
GS1 DataMatrix示例
4.條碼示例
5.構(gòu)成數(shù)據(jù)
6.編碼數(shù)據(jù)構(gòu)成
7.供人識讀的表述
(01)03453120000011(17)080508(10)ABCD1234(410)9501101020917
七、其他條碼
MAXI條碼
1.種類、形狀
2.特點
適用于高速分割的數(shù)據(jù)構(gòu)成
3.國際標準
ISO/IEC16023
4.糾錯率/（錯誤）恢復(fù)率
一次消息25%
二次消息
標準級別SEC（15%）
擴展級別EEC（21%）
5.種類、形狀
6.特點
可用大容量數(shù)據(jù)用的激光掃描儀讀取
7.國際標準
ISO/IEC15438
8.糾錯率/（錯誤）恢復(fù)率
有7個修正級別
八、使用行業(yè)
電子部件、汽車行業(yè)（溯源管理）
1.提高質(zhì)量
為了將品種和檢查結(jié)果結(jié)合起來管理，在發(fā)生**時迅速追蹤，常使用可在小空間上印刷的二維碼。
即使是高密度的電路板和小型部件，使用二維碼，即可直接打標后進行序列管理。
電子部件、汽車行業(yè)（各部件的生產(chǎn)信息管理）
2.提高生產(chǎn)性
在托盤上的芯片等“每個部件”的生產(chǎn)信息管理中運用二維碼。在較短的節(jié)拍時間內(nèi)實現(xiàn)每個部件的信息管理。
醫(yī)療、藥品行業(yè)（各部件的生產(chǎn)信息管理）
在藥品的識別管理中運用二維碼。
為了將用藥失誤防范于未然，正在推進用二維碼管理每個藥品的行動。
