CN105740930B - 一种可光磁识读的条形码编码方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可光磁识读的条形码编码方法，定义了条、空、编码位、编码字符、引导0区和结尾0区，以条、空组成的等宽编码位为基本编码元素，所有相邻的编码位遵循相邻编码位连接不能同条或空的规则，每5个编码位并排为一个编码字符，多个编码字符并排为一串数字列，加上引导0区、起始字符、校验字符、结束字符和结尾0区，构成一个完整的条形码。本发明的编码方案的条形码，结构紧凑，使用弱磁性黑色油墨印刷，现有光学条形码识读设备只需要增加配套解码算法即可识读，现有磁条识读设备只需要修改放大电路参数即可识读，可以满足大多数情况下的低成本条码识读。本发明的条形码不仅适合光学识读也适合弱磁识读，具有防伪能力。

Description

一种可光磁识读的条形码编码方法

技术领域

本发明涉及防伪领域，特别涉及一种可光磁识读的条形码编码方法。

背景技术

由条空按照一定规则并排排列的编码图形被赋予一定数值意义构成了一个完整的条形码。条形码因条空定义和编码规则不同而形成多种码。世界上常用的码有EAN条形码、UPC条形码、二五条形码、三九条形码和128条形码等。

上述码制都是以单位条和单位空为最小编码位，区别在于编码字符的位数不一样和字符中条编码位和空编码位的占比不一样，这样构成的条形码可以利用光学原理进行扫描译码。因为磁性传感器识读的基本原理是通过磁通量的变化来获取信息，磁性传感器很难区分出相差一个单位条的连续编码位，使用磁性油墨印刷或打印的上述条形码就很难被磁性传感器识读。例如两个条和三个条，磁通量只在从无磁到有磁或从有磁到无磁过程才会发生变化，才会被传感器捕获，形成有效信息，但是两个条和三个条，都是在头尾变化。另外由于磁性会相互干扰，所以不合理的条空布局也会导致磁传感器不能很好的捕获有效信号。

磁条是一层薄薄的由排列定向的铁性氧化粒子组成的材料。用树脂粘合剂严密地粘合在一起，并粘合在诸如纸或塑料这样的非磁基片媒介上。磁条需要粘合在标的物上工艺复杂，增加标的物的厚度；磁条磁性容易因为外物改变磁化信息，从而改变有效内容，数据安全性比较弱；磁条必须工厂预先生产，不能随时随地产生，使用起来有一定的限制。

如专利申请号201210042138.9中公开的适合低成本扫码设备的条形码编码方法，其利用上空下条和下条上空的编码位编码，识读时需要双光学探头或者双磁传感器，编码总位数并没有增加的情况下，整体操作并不方便，而其编码方式也存在相邻编码位条相连的情况，更不适合磁传感器识读。

如专利申请号201120163327.2所述磁码、支票中使用的磁性油墨印刷的OCR字体和人民币安全线中的磁码一样，都存在码间距过大，在有限的空间内不能表示出最大的信息，而且都不属于条形码。

如专利申请号CN201120472650.8 一种带有磁性条形码安全线的包装箱中描述的磁码，是将上述多种码制的条形码例如EAN码随机选取部分码条用磁性油墨印刷或打印，不是完整意义上的条形码，而且其不同的码条印刷或打印不同强度磁性油墨，定量识读困难，识读设备成本高，只适和于小范围使用。

光磁识读是对同一条形码可以利用光学原理进行识读也可以用弱磁原理进行识读，光学识读运用于商品ID识别，弱磁识读可以运用于防伪识别。综上所述，目前并没有一种条形码能够同时适用光学和弱磁识读，和其它条形码一样能够表达丰富的信息标识，并且能够印刷或打印于纸质上。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种可光磁识读的条形码编码方法，使用该编码方法印刷或打印的条形码，可以使用现有光学条形码设备识读，也可以使用弱磁原理进行识读；条形码印刷或打印完成信息固化，不会被其它磁性材料影响赋值信息；条形码的印刷或打印工艺简单，可以根据需要随时随地进行生产，成本低廉；光学识读可以应用于商品识别，弱磁识读能够应用于防伪。

本发明采用如下技术方案为：本发明所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：

1）定义一个最小单位长度为1 dot；

定义一定宽度和高度，黑色磁性油墨印刷的长方形区域叫做条；

定义和条相同高度，空白的长方形区域叫做空；

定义由条空组合而成的等宽等高长方形区域叫做编码位，有左条右空，左空右条，左右等宽条中间空，完全空四种形态；

定义左条右空和左空右条为逻辑‘1’；

定义左右等宽条中间空和完全空为逻辑‘0’；

定义若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域叫做引导0区；

定义若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域叫做结尾0区；

定义由5个编码位无间隔并排排列而成的一片区域叫做一个编码字符；

2）以所述一个引导0区为首位，若干个编码字符为中间位，一个结尾0区为末位并排排列而成的一片区域叫做一个编码图形；

3）给所述编码图形赋予编码值：

所述编码字符的5个编码位，前4个编码位为数据表示区，第5个编码位为奇校验位，则一个编码字符的数值为4比特二进制值，十六进制表示为0x0、0x1、0x2、0x3、0x4、0x5、0x6、0x7、0x8、0x9、0xa、0xb、0xc、0xd、0xe、0xf，对应的二进制5比特值为10000b、00001b、00010b、10011b、00100b、10101b、10110b、00111b、01000b、11001b、11010b、01011b、11100b、01101b、01110b、11111b，二进制值低4位从低位到高位对应前4个编码位从左到右，二进制值最高位对应第5个编码位；

所述编码字符的16个十六进制值，取前十个对应十进制数字0~9，取第十二个值0xb对应的字符编码图形为起始字符，取第十六个值0xf对应的字符编码图形为结束字符，抛弃第十一个值0xa、第十三个值0xc、第十四个值0xd和第十五个值0xe对应的字符编码图形；

定义步骤2）中所述的若干个编码字符组成的中间位，首编码字符固定为起始字符，尾编码字符固定为结束字符，倒数第二个编码字符为校验字符；

则所述编码图形的编码值为：扣除步骤2）中所述的若干个编码字符组成的中间位包含的起始字符0xb、结束字符0xf和校验字符，剩余若干顺序排列的0~9编码字符图形对应的0~9数字列；

所述校验字符的值为数字列字符累加和个位对应的编码字符；

4）将步骤2）得到的编码图形与步骤3）得到的数字列组合起来，构成一个完整的条形码。

所述的1 dot的长度为三百分之一英寸。

所述的左条右空和右空左条的条宽度为3 dot，空宽度为2 dot；左右等宽条中间空的条宽度为2 dot，空宽度为1dot。

所述的完全空的宽度为5 dot。

所述的编码位的四种形态对应的编码图形等宽，即逻辑编码位是等宽。

所述的相邻两个编码位，左边编码位的尾和右边编码位头不能同为条或空；相邻两个编码字符，左边编码字符的尾和右边编码字符头不能同为条或空。

所述引导0区和结尾0区的逻辑‘0’个数，当引导0区和结尾0区中一个是奇数、另一个是偶数时，采用3～6个逻辑‘0’。

所述的一个完整条形码的第一个编码位为左右条中间空形态。

所述的一个完整条形码中包含的数字列对应的编码字符个数为1~N个，N≥1，一般取10～20个。

本发明所述的一个完整的条形码结构，包括引导0区、起始字符、数字列、校验字符、结束字符和结尾0区，其特征在于：1）由多个编码位并排而成的一片区域，所有相邻的编码位遵循相邻编码位连接不能同条或空，所述的条采用黑色磁性油墨印刷的长方形区域；所述空为空白的长方形区域；所述编码位由条空组合而成的等宽等高长方形区域，其有左条右空，左空右条，左右等宽条中间空，完全空四种形态；左条右空和左空右条为逻辑‘1’；所述左右等宽条中间空和完全空为逻辑‘0’；由若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域为引导0区；由若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域叫做结尾0区；由5个编码位无间隔并排排列而成的一片区域为一个编码字符；2）以所述一个引导0区为首位，若干个编码字符为中间位，一个结尾0区为末位并排排列而成的一片区域为一个编码图形；

所述的起始字符、数字列中的数字字符、校验字符和结束字符都是由5个编码位按照一定规则并排而成的图形，5个编码位的前4个编码位为数据表示区，第5个编码位为奇校验位；4个编码位映射成4个逻辑位，对应的二进制表示就有16种，按照16进制识读为0x0、0x1、0x2、0x3、0x4、0x5、0x6、0x7、0x8、0x9、0xa、0xb、0xc、0xd、0xe、0xf；将0xb对应的编码图形设为起始字符，将0xf对应的编码图形设为结束字符，数字列和校验字符用0x0~0x9表示十进制中的0~9；校验字符是数字列的字符累加和；

引导0区和结尾0区是连续的逻辑‘0’组成的编码图形，当逻辑‘0’的个数为引导0区奇数个结尾0区偶数个或者引导0区偶数个结尾0区奇数个，以及引导0区的第一个编码位是左右等宽条中间空这种形态时，则结尾0区的最后一个编码位为左右等宽条中间空这种形态。

具体地说，本发明所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，分为以下步骤：

1）定义一个最小单位长度为1 dot；

定义一定宽度和高度，黑色磁性油墨印刷的长方形区域叫做条；

定义和条相同高度，空白的长方形区域叫做空；

定义由条空组合而成的等宽等高长方形区域叫做编码位，有左条右空，左空右条，左右等宽条中间空，完全空四种形态；

定义左条右空和左空右条为逻辑‘1’；

定义左右等宽条中间空和完全空为逻辑‘0’；

定义若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域叫做引导0区；

定义若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域叫做结尾0区；

定义由5个编码位无间隔并排排列而成的一片区域叫做一个编码字符；

2）以所述一个引导0区为首位，若干个编码字符为中间位，一个结尾0区为末位并排排列而成的一片区域叫做一个编码图形；

3）给所述编码图形赋予编码值：

所述编码字符的5个编码位，前4个编码位为数据表示区，第5个编码位为奇校验位，则一个编码字符的数值为4比特二进制值，十六进制表示为0x0、0x1、0x2、0x3、0x4、0x5、0x6、0x7、0x8、0x9、0xa、0xb、0xc、0xd、0xe、0xf，对应的二进制5比特值为10000b、00001b、00010b、10011b、00100b、10101b、10110b、00111b、01000b、11001b、11010b、01011b、11100b、01101b、01110b、11111b，二进制值低4位从低位到高位对应前4个编码位从左到右，二进制值最高位对应第5个编码位；

所述编码字符的16个十六进制值，取前十个对应十进制数字0~9，取第十二个值0xb对应的字符编码图形为起始字符，取第十六个值0xf对应的字符编码图形为结束字符，抛弃第十一个值0xa、第十三个值0xc、第十四个值0xd和第十五个值0xe对应的字符编码图形；

定义步骤2）中所述的若干个编码字符组成的中间位，首编码字符固定为起始字符，尾编码字符固定为结束字符，倒数第二个编码字符为校验字符；

则所述编码图形的编码值为：舍弃步骤2）中所述的若干个编码字符组成的中间位包含的起始字符0xb、结束字符0xf和校验字符，剩余若干顺序排列的0~9编码字符图形对应的0~9数字列；

所述校验字符的值为数字列字符累加和个位对应的编码字符；

4）将步骤2）得到的编码图形与步骤3）得到的数字列组合起来，构成一个完整的条形码。

上述1 dot的长度为三百分之一英寸。

上述左条右空和右空左条的条宽度为3 dot，空宽度为2 dot。

上述左右等宽条中间空的条宽度为2 dot，空宽度为1dot。

上述完全空的宽度为5 dot。

上述编码位的四种形态对应的编码图形等宽，即逻辑编码位是等宽。

上述相邻两个编码位，左边编码位的尾和右边编码位头不能同为条或空；相邻两个编码字符，左边编码字符的尾和右边编码字符头不能同为条或空。

上述引导0区和结尾0区的逻辑‘0’个数，一个奇数一个偶数，一般3~6个逻辑‘0’。

上述一个完整条形码的第一个编码位为左右条中间空形态。

一个完整条形码中包含的数字列对应的编码字符个数为1~N个，N≥1，一般取10~20个。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明以条、空组成的等宽编码位为基本编码元素，所有相邻的编码位遵循相邻编码位连接不能同条或空的规则，每5个编码位并排为一个编码字符，多个编码字符并排为一串数字列，加上引导0区、起始字符、校验字符、结束字符和结尾0区，构成一个完整的条形码。1、这种编码方案的条形码，结构紧凑，使用弱磁性黑色油墨印刷，现有光学条形码识读设备只需要增加配套解码算法即可识读，现有磁条识读设备只需要修改放大电路参数即可识读，可以满足大多数情况下的低成本条码识读。2、本发明设计了0~9编码字符10个，以此为基础，编排的条形码长度不受限制，可以对编码数字列加密处理，提高破解难度，适合包括防伪领域在内的各种场景使用。3、本发明的编码字符和数字列都设计了校验，增强了识读的准确率。4、和磁条相比，本发明的条形码能够随时随地印刷打印，生产后信息固化不受外部磁环境影响，生产工艺简单成本低廉。5、和现有条形码相比，本发明的条形码不仅适合光学识读也适合弱磁识读，具有防伪能力。

附图说明

图1是本发明中四种形态的编码位的分布结构示意图。

图2是本发明的一个完整条形码的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图和实施例说明本发明的具体实施方式。

本发明是为能够光学和弱磁识读而设计的一种条形码编码方法，现有光学条形码设备只需要增加解码算法，现有磁条识读设备只需要调整AD采样放大参数和增加解码算法，按照设备原有的扫描方法，就可以得到相同的编码值。

如图1,本发明实施例中，一种可光磁识读的条形码编码方法，其编码位有四种形态，左条右空，左空右条，左右等宽条中间空，完全空。将左条右空和左空右条定义为逻辑‘1’；将左右等宽条中间空和完全空定义为逻辑‘0’；左条右空和左空右条的条宽定义为3dot，空定义为2 dot；左右等宽条中间空的条宽定义为2 dot，空定义为1 dot；完全空的宽度定义为5 dot。四种形态的编码位的宽度都为5 dot，在识读时能够很快的分辨出逻辑值。

如图2，本发明实施中，一种可光磁识读的条形码编码方法，一个完整的条形码包括引导0区、起始字符、数字列、校验字符、结束字符和结尾0区，能通过编码器经过磁性油墨印刷或打印而成的。一个完整的条形码是由多个编码位并排而成的一片区域，所有相邻的编码位遵循相邻编码位连接不能同条或空的规则，这样就保证了引导0区、字符和结尾0区内部同样遵循这个原则。

如前所述的起始字符、数字列中的数字字符、校验字符和结束字符都是由5个编码位按照一定规则并排而成的图形。5个编码位的前4个编码位定义为数据表示区，第5个编码位为奇校验位。4个编码位映射成4个逻辑位，对应的二进制表示就有16种，按照16进制识读为0x0~0xf。将0xb对应的编码图形定义为起始字符，将0xf对应的编码图形定义为结束字符，数字列和校验字符用0x0~0x9表示十进制中的0~9。校验字符是数字列的字符累加和。

引导0区和结尾0区是连续的逻辑‘0’组成的编码图形。规定逻辑‘0’的个数为引导0区奇数个结尾0区偶数个或者引导0区偶数个结尾0区奇数个。规定引导0区的第一个编码位是左右等宽条中间空这种形态，则结尾0区的最后一个编码位也必然为左右等宽条中间空这种形态。

本发明的条形码生成方法分步骤：

1）确定引导0区和结尾0区的逻辑‘0’个数；

2）确定数字列的数字信息，计算校验字符值；

3）起始字符和结束字符逻辑值固定，根据1）步和2）步，确定了一个完整条形码的所有字符逻辑值；

4）根据所有相邻的编码位遵循相邻编码位连接不能同条或空的规则，按照引导0区、起始字符、数字列、校验字符、结束字符和结尾0区的顺序，利用四种编码位逻辑形态图一一生成条空编码图形。

为了方便说明，定义左条右空为A、左空右条为B、左右条中间空位C、完全空为D，则0x0~0x9、0xb和0xf对应的十六进制、二进制、空开始字符图形、条开始字符图形如下：

0x0 10000b DCDCB CDCDA

0x1 00001b BDCDC ACDCD

0x2 00010b DACDC CBDCD

0x3 10011b BBDCB AACDA

0x4 00100b DCBDC CDACD

0x5 10101b BDACB ACBDA

0x6 10110b DAACB CBBDA

0x7 00111b BBBDC AAACD

0x8 01000b DCDAC CDCBD

0x9 11001b BDCBB ACDAA

0xb 01011b BBDAC AACBD

0xF 11111b BBBBB AAAAA

举例，如图2所示条形码生成步骤：

1）确定引导0区逻辑‘0’个数为5，则编码图形为CDCDC，确定结尾0区逻辑‘0’个数为6，则编码图形为DCDCDC；

2）确定数字列队数字信息为0123456789，计算校验字符值为5；

3）起始字符为0xb，结束字符为0xf；

4）因为引导0区CDCDC是条结尾，所有后面的字符都是空开始字符，所以按照顺序可以得到：CDCDC BBDAC(0xb) DCDCB(0) BDCDC(1) DACDC(2) BBDCB(3) DCBDC(4) BDACB(5) DAACB(6) BBBDC(7) DCDAC(8) BDCBB(9) BDACB(5) BBBBB(0xf) DCDCDC。

读取时，如果使用现有光学条形码读取设备，只需要将读取口对准条码即可；如果使用磁条读取设备，可以采用类似刷银行卡的方式或者由机械装置辅助完成，所述磁条读取设备可以为多通道磁场梯度传感器、磁光显微镜、磁场显示器、扫描磁阻显微镜中的一种。

本发明的重点是，四种形态的等宽编码位特征分明和相邻编码位遵循的相连不能同为条或空规则，这样形成的条形编码图形条空均匀分布，减少了临近条的磁性干扰，达到了光磁识读的效果。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：

1）定义一个最小单位长度为1 dot；

定义一定宽度和高度，黑色磁性油墨印刷的长方形区域叫做条；

定义和条相同高度，空白的长方形区域叫做空；

定义由条空组合而成的等宽等高长方形区域叫做编码位，有左条右空，左空右条，左右等宽条中间空，完全空四种形态；

定义左条右空和左空右条为逻辑‘1’；

定义左右等宽条中间空和完全空为逻辑‘0’；

定义若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域叫做引导0区；

定义若干个逻辑‘0’连续并排排列而成的一片条空区域叫做结尾0区；

定义由5个编码位无间隔并排排列而成的一片区域叫做一个编码字符；

2）以所述一个引导0区为首位，若干个编码字符为中间位，一个结尾0区为末位并排排列而成的一片区域叫做一个编码图形；

3）给所述编码图形赋予编码值：

所述编码字符的5个编码位，前4个编码位为数据表示区，第5个编码位为奇校验位，则一个编码字符的数值为4比特二进制值，十六进制表示为0x0、0x1、0x2、0x3、0x4、0x5、0x6、0x7、0x8、0x9、0xa、0xb、0xc、0xd、0xe、0xf，对应的二进制5比特值为10000b、00001b、00010b、10011b、00100b、10101b、10110b、00111b、01000b、11001b、11010b、01011b、11100b、01101b、01110b、11111b，二进制值低4位从低位到高位对应前4个编码位从左到右，二进制值最高位对应第5个编码位；

所述编码字符的16个十六进制值，取前十个对应十进制数字0~9，取第十二个值0xb对应的字符编码图形为起始字符，取第十六个值0xf对应的字符编码图形为结束字符，抛弃第十一个值0xa、第十三个值0xc、第十四个值0xd和第十五个值0xe对应的字符编码图形；

定义步骤2）中所述的若干个编码字符组成的中间位，首编码字符固定为起始字符，尾编码字符固定为结束字符，倒数第二个编码字符为校验字符；

则所述编码图形的编码值为：扣除步骤2）中所述的若干个编码字符组成的中间位包含的起始字符0xb、结束字符0xf和校验字符，剩余若干顺序排列的0~9编码字符图形对应的0~9数字列；

所述校验字符的值为数字列字符累加和个位对应的编码字符；

4）将步骤2）得到的编码图形与步骤3）得到的数字列组合起来，构成一个完整的条形码。

2.如权利要求1所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：1 dot的长度为三百分之一英寸。

3.如权利要求1或2所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：左条右空和右空左条的条宽度为3 dot，空宽度为2 dot；左右等宽条中间空的条宽度为2 dot，空宽度为1dot。

4.如权利要求1或2所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：完全空的宽度为5 dot。

5.如权利要求1或2所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：编码位的四种形态对应的编码图形等宽，即逻辑编码位是等宽。

6.如权利要求1或2所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：相邻两个编码位，左边编码位的尾和右边编码位头不能同为条或空；相邻两个编码字符，左边编码字符的尾和右边编码字符头不能同为条或空。

7.如权利要求1或2所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：所述引导0区和结尾0区的逻辑‘0’个数，当引导0区和结尾0区中一个是奇数、另一个是偶数时，采用3～6个逻辑‘0’。

8.如权利要求1或2所述的一种可光磁识读的条形码编码方法，其特征在于：一个完整条形码中包含的数字列对应的编码字符个数为1~N个，N≥1，取10～20个。