PDF417二维条码在嵌入式设备中的应用
信息采集终端设计方案的结构框图如图3所示。设计方案的主要组成部分包括微处理器、扫描头接口模块（SE923HS）、液晶显示及触摸模块以及外部的32KBRAM，还有电源模块和微处理器监控模块等其它模块。
2.2SE923HS扫描头及其接口设计[2]
扫描头的主要功能是读出二维条码上的信息；在读出信息的同时，完成一定的解码和纠错功能。本课题采用SE923HS型号的扫描头。它是Symbol公司生产的微型条码读入设备，可以对UPC/EAN、CODE128、CODE39和PDF417等条码进行译码。它能嵌入到用户的设备中，完成数据采集的功能。SE923HS大小约为3cm3，通过12根引线和外界相连。表2给出了SE923HS的引脚说明。
根据表2给出的接口说明，设计了SE923HS与微控制器的硬件接口，如图4所示。
表2SE923H的引脚说明
引脚引脚号类型
功能解释
FLASH_DWN1I写SE923HS的Flash-ROMVBATT2IPowerSupply:为SE923HS提供工作电压GND3IGround:地线RXD4IReceivedData:串行输入口CTS6ICleartoSend：串口握手线AIM/WKUP11IWakeUp:用持续1μs的低电平唤醒低电模式的SE923HSTRIG12ITrigger：硬件触发线，使SE923HS进入扫描和译码TXD5OTransmittedData:串口输出口RTS7ORequesttoSend:串口输出口PWRDWN8OPowerDownReady:高电平，表示Decoder处于掉电模式BPR9OBeeper:低电流Beeper输出DLED10ODecodeLED:电流LED输出
3译码和编码的实现
3.1软件总体流程
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 《PDF417二维条码在嵌入式设备中的应用(第2页)》
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2.2SE923HS扫描头及其接口设计[2]
扫描头的主要功能是读出二维条码上的信息；在读出信息的同时，完成一定的解码和纠错功能。本课题采用SE923HS型号的扫描头。它是Symbol公司生产的微型条码读入设备，可以对UPC/EAN、CODE128、CODE39和PDF417等条码进行译码。它能嵌入到用户的设备中，完成数据采集的功能。SE923HS大小约为3cm3，通过12根引线和外界相连。表2给出了SE923HS的引脚说明。
根据表2给出的接口说明，设计了SE923HS与微控制器的硬件接口，如图4所示。
表2SE923H的引脚说明
引脚引脚号类型
功能解释
FLASH_DWN1I写SE923HS的Flash-ROMVBATT2IPowerSupply:为SE923HS提供工作电压GND3IGround:地线RXD4IReceivedData:串行输入口CTS6ICleartoSend：串口握手线AIM/WKUP11IWakeUp:用持续1μs的低电平唤醒低电模式的SE923HSTRIG12ITrigger：硬件触发线，使SE923HS进入扫描和译码TXD5OTransmittedData:串口输出口RTS7ORequesttoSend:串口输出口PWRDWN8OPowerDownReady:高电平，表示Decoder处于掉电模式BPR9OBeeper:低电流Beeper输出DLED10ODecodeLED:电流LED输出
3译码和编码的实现
3.1软件总体流程
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 《PDF417二维条码在嵌入式设备中的应用(第2页)》
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