二维条形码技术
(一)条形码及其识别系统
条形码因条形组成规则不同而形成多种码制,可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期等多种信息,因此在许多领域都得到广泛的应用。
1.条形码的定义与种类
条形码(barcode)是一种可供电子仪器自动识别的标准符号,是由一组黑白相间、粗细不同的线(条)、空符号按一定编码规则排列组成的标记,用以表示一定的信息。
条形码的种类有几百种之多,根据不同的分类规则,条形码可分为不同的类型。按照码制分类,条形码可分为UPC码、EAN码、交叉25码、39码、93码、库德巴码、ISBT 128码(血液信息编码)等;按照维数进行分类,条形码可分为一维条形码、二维条形码和多维条形码等[5]。
2.条形码识别系统的组成及其工作原理
条形码符号是图形化的编码符号,对条形码符号的识读需要借助一定的专用设备,将条形码符号中含有的编码信息转换成计算机可识别的数字信息。条形码识读系统一般由扫描系统、信号整形、译码三部分组成。扫描系统由光学系统及探测器组成,信号整形部分由信号放大、滤波、波形整形组成,译码部分由译码器组成。
条形码识别系统的工作原理:要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息,需要经历扫描和译码两个过程。物体的颜色是由其反射光的类型决定的,白色物体能反射各种波长的可见光,黑色物体则吸收各种波长的可见光,所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后,反射光照射到条形码扫描器内部的光电转换器上,光电转换器根据强弱不同的反射光信号,转换成相应的电信号。根据原理的差异,扫描器可以分为光笔、电荷耦合器件、激光扫描器三种。电信号输出到条形码扫描器的放大电路,将信号增强后,再送到整形电路将模拟信号转换成数字信号。白条、黑条的宽度不同,相应的电信号持续时间的长短也不同。译码器通过测量脉冲数字电信号0、1的数目来判别黑条和白条的数目,通过测量0、1信号持续的时间来判别黑条和白条的宽度。此时所得到的数据仍然是杂乱无章的,要知道条形码所包含的信息,还需根据对应的编码规则(如ISBT 128码),将条形符号换成相应的数字、字符信息。最后,由计算机系统进行数据处理与管理。
(二)二维条形码及其应用
1.二维条形码的定义
在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条形码,称为二维条形码(2-dimensional bar code),简称二维码。二维码采用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形上记录数据符号信息,在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的0、1比特流的概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息,通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读,以实现信息自动处理。二维码是一种高密度、高信息含量的数据文件,是实现证件、卡片及表单等大容量、高可靠性信息自动存储、便携并可用机器自动识读的理想手段。它与一维条形码技术具有一些共性:每种码制有其特定的字符集,每个字符占有一定的宽度,具有一定的校验功能等。同时,二维码还具有不同于一维条形码的特点,如信息含量比一维条形码高,编码范围广,保密、防伪性能好,译码可靠性高,纠错能力强,容易制作且成本低等。
2.二维条形码的分类
根据二维码的实现原理及其结构形状的差异,二维码可分为堆积式(层叠式)二维码和矩阵式(棋盘式)二维码两大类。
堆积式二维码的编码原理建立在一维条形码基础之上,按需要堆积成两行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条形码的特点,识读设备与条形码印刷与一维条形码技术兼容。但由于行数的增加,行的鉴定、译码算法与软件和一维条形码不完全相同。有代表性的堆积式二维码有PDF417、CODE 16K等。
矩阵式二维码是在矩阵相应元素位置上,用点的出现表示二进制1,点的不出现表示二进制0,点的排列组合确定矩阵码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理技术,具有代表性的矩阵码如QR Code、DATA Matrix等。
3.二维条形码技术的应用领域
条形码技术广泛应用于交通运输业、商业贸易、生产制造业、医疗卫生、仓储业、银行、邮电系统、公共安全、海关、国防、政府管理、图书馆、办公室自动化等各个领域。随着二维条形码技术的兴起,条形码技术迎来了更加广阔的发展空间。
条形码在医院中主要用于:①物资管理。条形码技术是控制合理库存数量,避免物资短缺或积压浪费的有效工具。据美国心脏协会(AHA)调查,医院物资管理部门使用条形码技术频率最高。②临床化验室及血库。条形码自动识别系统简化了化验工作程序并可有效避免差错事故,同时在血库工作中可以有效地监控与防止配血事故和交叉感染发生。③患者收费系统。条形码技术降低了患者漏费率,提高了患者收费系统的工作效率。④病案管理。⑤其他应用。条形码技术还应用于医院后勤管理、会计事务、图书管理、教学管理、人事管理、医院质量保证、护理工作、各临床及医技科室管理,以及洗衣房、患者膳食供应等工作。
条形码技术在医院的应用范围正逐年扩大,今后将以更快速度发展。