在水平和垂直方向的二維空間中存儲信息的條形碼稱為二維條形碼。
（1）2D條形碼的分類
與壹維條形碼壹樣，二維條形碼也有許多不同的編碼方法或編碼系統。就這些代碼的編碼原則而言，它們通常可分為以下三種類型:
①線性堆疊二維碼是在壹維條形碼編碼原理的基礎上，將多個壹維碼垂直堆疊而成。典型的編碼系統有:代碼16K、代碼49、PDF417等。
②矩陣QR碼通過矩陣中黑白像素的不同分布在矩形空間中進行編碼。典型的編碼系統有:阿茲特克、馬克西碼、二維碼、數據矩陣等。
③郵政編碼由不同長度的條碼組成，主要用於郵件編碼，如Postnet和BPO 4-State。
在多種2D條形碼中，常用的編碼系統有:Datamatrix、Maxicode、AZTEC、QR code、Vericode、PDF 417、Ultra Code、Code 49、Code 16K等。，其中:
數據矩陣主要用於識別電子行業中的小零件，例如印在英特爾奔騰處理器背面的代碼。
Maxi Code由聯合包裹服務公司（UPS）開發，用於分揀和跟蹤包裹。
Aztec由美國Welch Allyn公司推出，最多可容納3832個數字或3067個字母字符或1914字節的數據。
接下來，我們以PDF417碼為例介紹二維碼的特點和特性。
（2）PDF 417簡介
PDF417電碼是在美國留學的中國人王博士發明的。PDF是英文Portable Data File首字母的縮寫，意思是“可移植數據文件”。由於構成條形碼的每個符號字符由四個條和四個空格組成，如果將構成條形碼的最窄的條或空格稱為模塊，則上述四個條和四個空格的模塊總數必須為17，因此稱為417碼或PDF417碼。
（3）PDF 417的特征
①信息容量大:PDF417代碼不僅可以表示字母、數字和ASCII字符，還可以表示二進制數。為了使編碼更緊湊並提高信息密度，PDF417在編碼時有三種格式:
擴展的字母數字壓縮格式可以容納1850個字符；
二進制/ASCII格式可容納1108個字節；
數字壓縮格式可以容納2710個數字。
②糾錯能力:壹維條形碼通常具有驗證功能，以防止錯誤讀取，壹旦條形碼被汙損，將被拒絕。二維條形碼不僅可以防止錯誤，還可以糾正錯誤。即使條形碼部分損壞，也可以恢復正確的信息。
③打印要求不高的普通打印設備可以打印，傳真可以閱讀。
④ PDF417代碼可由各種讀取設備讀取，可由帶光柵的激光讀取器和帶線性和表面掃描的圖像讀取器讀取。
⑤可調整尺寸以適應不同的印刷空間。
⑥碼制已成為國際標準，我國也制定了417碼的國家標準。
（4）PDF 417的糾錯功能。
二維條碼的糾錯功能是通過重復（冗余）壹些信息來實現的。例如，在PDF417代碼中，壹行不僅包含自己行的信息，還包含壹些反映其他位置的字符（糾錯碼）的信息。這樣，即使當條形碼的某個部分損壞時，其信息也可以通過存在於其他位置的糾錯碼來恢復。
PDF417的糾錯能力根據糾錯碼的數量分為0~8***9級。級別越高，校正碼數量越多，校正能力越強，條形碼越大。當校正級別為8時，即使條形碼被汙損50%，也可以正確讀取。
（5）PDF 417的幾種變體。
PDF417也有幾種不同的編碼形式:
PDF417截斷代碼在相對“幹凈”的環境中，條形碼損壞的可能性很小，因此可以省略右側的行指示符並減少終止符。
PDF417微碼進壹步減少了PDF代碼。
宏PDF417代碼當文件內容太長而無法用壹個PDF417代碼表示時，可以用壹個包含多個條形碼的宏PDF417代碼表示（1~99999）。
3.2D條形碼的優勢
從上面的介紹可以看出，與壹維條形碼相比，二維條形碼具有明顯的優勢，可以總結如下:
更大的數據容量
超出字母數字字符的限制。
條形碼的尺寸相對較小。
有抵抗破壞的能力
4.2D條形碼的應用
（1）
壹個典型的運輸業務流程通常會經歷:供應商-》；貨運代理，貨運代理-& gt；貨運公司，貨運公司-& gt；壹些流程（如客戶）在每個流程中都涉及交貨單據的處理。貨運單據包含很多信息，包括:發貨人信息、收貨人信息、貨物清單、運輸方式等等。文檔處理的前提是數據錄入。手工鍵盤錄入方式存在效率低、出錯率高的問題，已不能滿足現代交通行業的要求。
二維條碼在這方面提供了很好的解決方案。文件內容被編制成二維條形碼，打印在交付文件上，在運輸業務的各個環節通過二維條形碼閱讀器掃描，並將信息輸入計算機管理系統，既快速又準確。
在美國，盡管EDI的應用徹底改變了業務流程的核心部分，但遺憾的是它忽略了流程中的關鍵角色-貨運公司。許多EDI報文對貨運代理來說總是很晚，以至於無法及時確認準確的裝運單據信息，這影響了貨物運輸和客戶單據的生成。
美國貨運協會（ATA）因此提出了紙質EDI系統。發送方將EDI信息編譯成PDF417條形碼標簽，並將其提交給貨運代理。通過掃描條形碼，信息立即傳輸到貨運代理的計算機系統。這壹切都發生在正確的時間和地點，大大提高了整個運輸過程的效率。
②身份證的應用
美國國防部在軍人身份證上印有代碼PDF417。持卡人的姓名、級別、照片和其他個人信息被編譯成PDF417代碼打印在卡上。該卡用於管理重要場所的進出和醫院探視。
該應用的優勢在於實時數據采集、實施成本低、卡損壞（如拍攝）和防偽。
香港特別行政區身份證也采用PDF417編碼。其他應用，如營業執照、駕駛證、護照、我國城市流動人口暫住證、醫保卡等。，也都是不錯的應用方向。
⑶文件和表格的應用
日本Seimei保險公司的每個經紀人在會見客戶時都會隨身攜帶壹臺筆記本電腦。每壹項政策和協議都是在計算機中制定和打印出來的。當他們回到辦公室時，他們需要手動將保單數據輸入公司的主機。
為了提高數據輸入的準確性和速度，他們將保單的內容編譯成PDF417條形碼並打印在文檔上，這樣他們就可以使用二維條形碼閱讀器掃描條形碼並將數據輸入主機。
其他類似的應用還包括:報關單、納稅申報表、政府部門的各種申請表等等。
⑷資產跟蹤
美國鋼管公司在各地有不同種類的管道需要維護。為了跟蹤每壹根管道，他們將管道的編號、位置號、制造商、長度、等級、尺寸、厚度等信息編制成PDF417條形碼，制作標簽貼在管道上。管道拆除或安裝時，操作人員掃描條形碼標簽，數據庫信息及時更新。
工廠可以使用二維條形碼來跟蹤生產設備；醫院和診所也可以使用二維條形碼標簽跟蹤設備、計算機和手術器械。
5.混合代碼及其應用
隨著社會的發展、科技的進步、人民生活水平的提高和市場競爭的加劇，人們對信息的要求也在不斷提高。壹維條形碼在其壹些傳統應用領域，如商業、醫藥、物流運輸等。，由於信息容量的限制（壹般只有物品或商家的識別號才能識別），越來越不能滿足人們的要求。二維條形碼技術的不斷進步正在引起這些應用領域的變革。
美國UCC組織（統壹編碼委員會）推出了壹種新的編碼系統——混合碼，它是壹維碼和二維碼的組合碼，其中:
壹維代碼組成部分可以是:
UCC/EAN-128
剛果愛國者聯盟/EAN
縮減空間符號系統（RSS）
QR碼組成部分可以是:
CC-A（專用於混合代碼的PDF417微碼的變體）
CC-B（標準PDF417微碼）
CC-C（標準PDF417）
壹維條形碼部分包含標識號，而二維條形碼部分包含補充信息。
未來可以用線陣CCD和帶光柵的激光掃描儀讀取。
（1）混合編碼在物流運輸業務中的應用
采用UCC/EAN-128，輔以二維條形碼，提供采購訂單編號、發貨單、路線信息、發貨通知電子備份、包裝、內容和批號等信息。
（2）混合編碼在藥品流通中的應用。
使用二維條形碼記錄補充信息可以提供有效期以方便藥品周轉，同時記錄批號以進行藥品跟蹤。
（3）混合編碼在零售業中的應用。
在食品上標註批號和保質期，尤其是生鮮和冷凍易腐的東西，可以大大提高商品的周轉效率。軟件和硬件的修訂信息也可以標記在電子產品上。
6.2D條形碼閱讀器
二維條形碼讀取設備可分為:
線性CCD和線性成像儀可以讀取壹維條形碼和線性堆疊二維碼（如PDF417）。在讀取二維碼時，我們需要在垂直方向掃描整個條形碼，這就是所謂的“掃描讀取”。這類產品比較便宜，性價比好；
帶有光柵的激光閱讀器可以讀取壹維條形碼和線性堆疊二維碼。讀取二維碼時，將光線對準條形碼，光柵元件完成垂直掃描，無需人工掃描。
圖像閱讀器是壹種高端設備，可以通過拍照並分析和解碼來讀取壹維條形碼和各種二維條形碼。
Welch Allyn是世界上主要的條形碼讀取設備制造商之壹，其CCD技術、圖像閱讀器技術和解碼技術在世界上處於領先地位。最近，她提出了線性成像技術的新概念。基於先進的技術，威靈的二維條碼讀取設備壹直引領世界潮流，其主要產品包括IT3800和IT4400系列。
數據矩陣
數據矩陣二維條碼的開發
Data Matrix 2D條形碼的原名是Datacode，由國際數據矩陣公司（ID Matrix）於1989年發明。Data-Matrix二維條形碼是壹種矩陣式二維條形碼，其開發思路是在更小的條形碼標簽上存儲更多的數據。Data Matrix二維條碼的最小尺寸是目前所有條碼中最小的，特別適合標記小零件和直接打印在實體上。
數據矩陣二維條碼可分為兩種類型:ECC000-140和ECC200。ECC000-140具有許多不同級別的糾錯功能，而ECC200通過裏德-所羅門算法生成的多項式計算糾錯碼，其尺寸可以根據需要以不同尺寸打印。但是，采用的糾錯碼應該與大小相匹配。ECC200算法簡單，尺寸靈活，因此被廣泛使用。本節只介紹ECC200規格的Data Matrix二維碼，以下Data- Matrix二維碼實際上指的是ECC200。
圖數據矩陣二維條碼的外觀
如圖所示，數據矩陣二維條形碼的外觀是由許多小正方形組成的正方形或矩形符號，其信息通過排列和組合明暗正方形以二進制代碼的方式存儲，因此計算機可以直接讀取其數據內容，而不需要像傳統的壹維條形碼那樣需要字符查找表。深色代表“1”，淺色代表“0”，然後用壹串串明暗相間的正方形來描述特殊字符信息，並將這些字符串列成壹個完整的矩陣碼，形成DataMatrix二維條形碼，由不同的打印機打印在不同的材料表面上。由於數據矩陣二維條形碼只需讀取20%的數據即可準確讀取，因此非常適用於條形碼容易損壞的地方，例如在暴露於高熱、化學清潔劑、機械侵蝕等特殊環境下的零件上打印。
數據矩陣二維條碼的尺寸可以隨意調整，最大可達14平方英寸，最小可達0.0002平方英寸。這個尺寸也是目前壹維和二維條形碼中最小的，因此特別適合印刷在電路板的元件上。另壹方面，大多數條形碼的大小與編碼的數據量絕對相關，但Data Matrix二維條形碼的大小與編碼的數據量無關，因此其大小更靈活。此外，DataMatrix二維條形碼的最大存儲容量為2000字節，其自動糾錯能力較低，因此僅適用於專用CCD掃描儀解讀。
數據矩陣二維條形碼的結構
特點
數據矩陣二維條碼具有以下特點:
可編碼字符集包括所有ASCII字符和擴展ASCII字符，***256個字符。
條形碼尺寸（不包括空白區域）:10×10 ~ 144×144。
數據容量:235個字母數字數據，1556個8位數據，3116個數字數據。
糾錯:糾錯碼由裏德-所羅門算法生成的多項式計算得到。不同的大小應該使用不同數量的糾錯碼。
②基本結構
每個數據矩陣二維條形碼符號由壹個數據區組成，該數據區由規則排列的正方形模塊組成，周圍是Finder圖案，周圍是空白區域，並由對齊圖案分隔。
定位圖形
定位圖形是數據區的周長，即模塊寬度。相鄰的兩條邊是深色實線，主要用於定義物理尺寸；定位和符號失真。另外兩條相鄰的邊由交替的暗模塊和亮模塊組成，它們主要用於定義符號的單元結構，但也可以幫助確定物理大小和失真。
符號大小
ECC000-140符號具有奇數行和奇數列。符號的外觀是壹個正方形矩陣，尺寸範圍從9×9到49×49，不包括空白區域。這些符號可以通過右上角的黑色方塊來識別。
ECC200符號具有偶數行和偶數列。有些符號是正方形，大小從10×10到144×144不等，不包括空白區域。有些是長方形的，大小從8×18到16×48不等，不包括空白區域。所有ECC200符號都可以通過右上角的亮方塊來識別。
數據表示方法
數據矩陣二維條形碼根據以下步驟表示數據:
數據編碼
首先，分析要表示的數據，選擇合適的編碼方案，根據選擇的方案將數據流轉換為碼流，並添加必要的單詞。如果用戶沒有指定矩陣大小，則應選擇能夠滿足要存儲的數據的最小大小。DataMatrix 2D條形碼* * *有六種編碼方案，即六個字碼集，如表10.1所示。
數據矩陣二維條形碼的編碼方案和相應的字符集
編碼方案字符集
ASCII十進制數
ASCII值0~127
擴展ASCII值128~255
C40
基本大寫數字類型
文本基本小寫字母數字類型
EDIFACT 32~94
Base256 0~255
X12 ANSI X12 EDI數據集
錯誤檢測和校正代碼（ECC）的生成
對於少於255個字符的Data Matrix 2D條形碼，可以從數據代碼中計算出糾錯碼。對於超過255個代碼的符號，應將數據代碼劃分為多個模塊，然後生成每個模塊的糾錯碼。糾錯碼可以糾正兩種錯誤代碼，包括E錯誤（已知位置的錯誤代碼）和T錯誤（未知位置的錯誤代碼）。換句話說，e錯誤是無法掃描或解碼的符號，t錯誤是解碼不正確的符號。