Barcode、QrCode原理及用Python生成条形码、二维码

帅得不敢出门

已于 2025-01-24 16:47:34 修改

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分类专栏： python 文章标签： python windows 开发语言条形码二维码

于 2025-01-24 16:05:20 首次发布

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文章目录

简介
CODE128条码
EAN13条码
生成其他类型条码
QR Code二维码

在 Python 中，你可以使用python-barcode库来生成条码，使用qrcode库生成二维码，然后使用Pillow库将生成的code123、ean13条码或qrcode二维码显示出来。

简介

Code 128 码是一种一维条码，由美国的 Intermec 公司于 1981 年开发。它能够对数字、字母和符号进行编码，可表示 ASCII 码中从 32 到 126 的 128 个字符，这也是它被称为 Code 128 码的原因。
EAN13 码即国际物品编码协会（EAN）制定的一种商品用条码，也称为通用商品条码，由 13 位数字组成，是目前全球使用最广泛的商品标识条码之一。
二维码
二维码，又称二维条码，是在一维条码的基础上发展而来的一种图形化编码技术，它能够在横向和纵向两个维度上同时存储信息，具有更高的数据容量和更强的纠错能力。

CODE128条码

介绍

特点

高密度：Code 128 码可以在较小的空间内容纳大量的数据，相较于其他一些一维条码，它能以更紧凑的方式编码信息，从而节省标签空间。
高容量：能够编码较多的字符，最多可编码 48 个 ASCII 字符，适合对较长数据进行编码。
可变性：有三种不同的字符集（A、B、C）可供选择，并且可以在条码符号中根据需要切换字符集，以实现对不同类型数据的高效编码。
校验功能：Code 128 码包含一个校验位，用于检测条码在扫描过程中可能出现的错误，提高了数据传输的准确性和可靠性。
编码规则

字符集

字符集 A：包含大写字母、数字 0 - 9、控制字符（如换行符、制表符等）以及一些特殊符号，适用于编码包含控制字符和大写字母的数据。
字符集 B：包含大小写字母、数字 0 - 9 以及一些特殊符号，适用于编码包含大小写字母和数字的数据。
字符集 C：仅包含数字 00 - 99，可将两个数字编码为一个条码字符，对于纯数字数据的编码效率更高。

起始符和终止符

每个 Code 128 码都以一个起始符开始，根据所使用的字符集不同，起始符有三种类型（起始符 A、起始符 B、起始符 C）。条码的末尾是一个终止符，用于表示条码的结束。

校验位

校验位是根据条码数据和起始符计算得出的一个字符，用于验证条码的准确性。计算方法是将每个字符的权重乘以其对应的字符值，然后将所有结果相加，再对 103 取模得到校验位的值。

python实现

安装依赖库
首先确保你已经安装了 python-barcode 和 Pillow 库，如果未安装，可以使用以下命令进行安装：

pip install python-barcode pillow

生成 CODE128 条码
CODE128 是一种高密度的条码，可编码数字、字母和符号。以下是生成 CODE128 条码的示例代码：
有多种写法
一种

 txt = '12345H'
 bar_class = get_barcode_class('code128')
 ean = bar_class(txt, writer=ImageWriter())
 fullname = ean.save("./条形码")

 pix = QPixmap(fullname)
 #self.barCodelabel.setPixmap(pix)

另一种

from barcode import Code128
from barcode.writer import ImageWriter

def generate_code128_barcode(data):
    # 创建 Code128 条码对象
    code = Code128(data, writer=ImageWriter())
    # 保存条码图片
    filename = code.save('code128_barcode')
    print(f"条码已保存为 {filename}")

if __name__ == "__main__":
    # 要编码的数据
    barcode_data = "12345H"
    generate_code128_barcode(barcode_data)

代码解释：
导入 Code128 类用于生成 CODE128 条码，ImageWriter 用于将条码保存为图片。
Code128(data, writer=ImageWriter()) 创建一个 CODE128 条码对象，data 是要编码的内容。
code.save(‘code128_barcode’) 将生成的条码保存为图片文件，文件名为 code128_barcode.png。
在这里插入图片描述

EAN13条码

介绍

编码结构

EAN13 码的 13 位数字有特定的含义，具体结构如下：

前缀码（前 3 位）：由国际物品编码协会分配给各个国家或地区的编码组织，用于标识商品的原产国家或地区。例如，690 - 699 代表中国大陆地区。
厂商识别代码（接下来的 4 - 7 位）：由所在国家或地区的编码组织分配给各个企业，用于标识生产该商品的企业。
商品项目代码（随后的 5 位）：由企业自行分配，用于标识企业生产的不同商品项目。
校验码（最后 1 位）：根据前面 12 位数字，按照特定的算法计算得出，用于检验条码扫描的准确性。

编码规则

数字与条码符号的对应：EAN13 码中的每个数字都对应着特定的条码模块组合，这些模块由宽条、窄条、宽空和窄空组成。条码阅读器通过识别这些宽窄不同的条和空来解码出对应的数字。
校验码的计算：
从左到右，将第 1、3、5、7、9、11 位数字相加，得到奇数位数字之和。
将第 2、4、6、8、10、12 位数字相加，得到偶数位数字之和。
偶数位数字之和乘以 3，再加上奇数位数字之和。
用大于或等于上述结果且为 10 的最小整数倍的数减去该结果，得到的差就是校验码。

python实现

以下是详细的步骤和示例代码：
7. 安装所需库
首先，你需要安装python-barcode和Pillow库。可以使用pip命令进行安装：

pip install python-barcode pillow

示例代码

from barcode import EAN13
from barcode.writer import ImageWriter
from PIL import Image

def generate_and_display_barcode(code):
    # 生成EAN-13条码
    ean = EAN13(code, writer=ImageWriter())

    # 保存条码图片
    filename = ean.save('barcode')

    # 使用Pillow打开并显示条码图片
    img = Image.open(filename)
    img.show()

if __name__ == "__main__":
    # EAN-13条码需要12位数字，最后一位是校验位会自动生成
    barcode_code = '690123456789'
    generate_and_display_barcode(barcode_code)

代码解释
导入必要的库：
barcode.EAN13：用于生成 EAN-13 格式的条码。
barcode.writer.ImageWriter：用于将条码保存为图片。
PIL.Image：用于打开和显示生成的条码图片。
定义生成和显示条码的函数：
generate_and_display_barcode函数接受一个 12 位的数字字符串作为参数，用于生成 EAN-13 条码。
EAN13类用于生成条码，writer=ImageWriter()指定将条码保存为图片。
ean.save(‘barcode’)将生成的条码保存为图片文件，文件名为barcode.png。
Image.open(filename)打开生成的图片文件，img.show()显示图片。
主程序：
定义一个 12 位的数字字符串barcode_code，调用generate_and_display_barcode函数生成并显示条码。
注意事项
EAN-13 条码需要 12 位数字，最后一位是校验位会自动生成。
除了 EAN-13 格式，python-barcode库还支持其他多种条码格式，如 CODE128、QR Code 等。你可以根据需要选择合适的条码格式。

生成其他类型条码

python-barcode 还支持其他类型的条码，如 EAN8、UPCA 等，生成方法类似。以下是生成 EAN8 条码的示例代码：

from barcode import EAN8
from barcode.writer import ImageWriter

def generate_ean8_barcode(data):
    # 创建 EAN8 条码对象
    code = EAN8(data, writer=ImageWriter())
    # 保存条码图片
    filename = code.save('ean8_barcode')
    print(f"条码已保存为 {filename}")

if __name__ == "__main__":
    # EAN8 条码需要 7 位数字，最后一位是校验位会自动生成
    barcode_data = "1234567"
    generate_ean8_barcode(barcode_data)

QR Code二维码

介绍

结构特点

高密度编码：与一维条码相比，二维码可以在更小的面积内存储大量的数据。例如，常见的 QR 码（一种二维码）可以存储多达 7089 个数字或 4296 个字母和数字的组合。
纠错能力强：二维码具备一定的纠错功能，即使二维码部分损坏或污损，仍然可以通过纠错机制恢复出完整的数据。纠错级别通常分为 L（7% 纠错）、M（15% 纠错）、Q（25% 纠错）、H（30% 纠错）四个等级。
多种编码格式：常见的二维码格式有 QR 码、Data Matrix 码、PDF417 码等，不同的格式在编码规则、应用场景等方面可能会有所差异。

编码原理

数据编码：将要编码的数据（如文本、网址、联系方式等）按照一定的编码规则转换为二进制数据。
模块排列：根据二维码的格式和版本，将二进制数据转换为黑白相间的模块，并按照特定的规则排列在二维码的矩阵中。
添加辅助信息：为了保证二维码的正确识读，还需要在矩阵中添加一些辅助信息，如定位图案、校正图案、格式信息等。

python实现

首先需要安装 qrcode与pillow库：

pip install qrcode pillow

以下是生成 QR Code 的示例代码：

import qrcode
from qrcode.image.styledpil import StyledPilImage

def generate_qr_code(data):
    # 创建 QRCode 对象
    qr = qrcode.QRCode(
        version=1,
        error_correction=qrcode.constants.ERROR_CORRECT_L,
        box_size=10,
        border=4,
    )
    # 添加数据到 QRCode 对象
    qr.add_data(data)
    qr.make(fit=True)
    # 生成二维码图片
    img = qr.make_image(image_factory=StyledPilImage)
    # 保存二维码图片
    img.save('qr_code.png')
    print("二维码已保存为 qr_code.png")

if __name__ == "__main__":
    # 要编码的数据
    qr_data = "Hello,World"
    generate_qr_code(qr_data)

代码解释：
导入 qrcode 库和 StyledPilImage 用于生成带样式的二维码图片。
创建 QRCode 对象，设置二维码的版本、纠错级别、方块大小和边框等参数。
qr.add_data(data) 将要编码的数据添加到 QRCode 对象中，qr.make(fit=True) 生成二维码。
qr.make_image(image_factory=StyledPilImage) 生成二维码图片，img.save(‘qr_code.png’) 将图片保存到本地。

作者：帅得不敢出门