图书馆RFID（射频识别）数据模型压缩/解压缩算法实现小工具

点击下载《C# 实现图书馆射频识别数据模型压缩算法（源代码+pdf参考资料）》

1. 前言

最近闲来无聊，看了一下《图书馆射频识别数据模型第1部分：数据元素的设置及应用规则》以及《图书馆射频识别数据模型第2部分：基于ISO/IEC 15962的数据元素编码方案》，决定根据上面的编码方法实现一下该算法，于是写了一个小工具，本文将围绕这个小工具介绍一下其用法。

2. 详细说明

本程序分别实现了数据的压缩和解压缩两种算法，程序界面如下：

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2.1 开发环境

开发工具：Microsoft Visual Studio Community 2022 (64 位) - Current 版本 17.7.6

目标框架：.Net Framework 4.6.2

开发语言：C#

运行环境：Window 10 x86/x64

2.2 数据压缩

馆代码（馆标识）：使用馆际互借时用于标识图书馆的唯一编码，格式为：2位国家代码-字母和数字，如：CH-sztsg001。
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馆藏地代码：图书馆中用于标识图书所在物理位置的编码，一般由字母和数字组成，如图书馆一楼：tsg001。
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应用类别：资料类型以及在图书馆内的用途，参照《图书馆射频识别数据模型第1部分：数据元素的设置及应用规则》中的附录C，这里设置为0x12。
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条码号：一般由数字和字母组成，如：TM000000012121。
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输入以上信息后，点击压缩，程序会根据条码的数据类型选择相应的压缩算法进行数据压缩，并输出压缩后的结果。压缩算法可参照《图书馆射频识别数据模型第2部分：基于ISO/IEC 15962的数据元素编码方案》中关于数据编码的部分内容。

2.3 数据解压缩

将压缩后的数据输入至文本框中，点击加压缩即可，程序会自动解析数据，并将结果呈现至馆代码、馆藏地点、应用类别、条码号中。

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3. 代码

3.1 压缩算法

 /// <summary>/// 数据压缩/// </summary>/// <param name="dataType">数据类型（如：条码号 DataTyep.Barcode）</param>/// <param name="data">数据内容</param>/// <param name="userDefineCompressFormat">是否使用自定义压缩模式</param>/// <param name="defaultFormat">自定义压缩模式</param>/// <returns></returns>private static byte[] DataCompress(string data, bool userDefineCompressFormat = false, CompressModel defaultFormat = CompressModel.Number){try{if (data == null || data == ""){return null;}CompressModel format = defaultFormat;if (userDefineCompressFormat){format = defaultFormat;//压缩类型}else{format = GetDataCompressFormat(data);//压缩类型}byte[] btData = null;switch (format){case CompressModel.ISIL:btData = GetConverData0(data);break;case CompressModel.IntNumber:btData = GetConverData1(data);break;case CompressModel.Number:btData = GetConverData2(data);break;case CompressModel.CP_5Bit:btData = GetConverData3(data);break;case CompressModel.CP_6Bit:btData = GetConverData4(data);break;case CompressModel.CP_7Bit:btData = GetConverData5(data);break;case CompressModel.CP_8bit:btData = GetConverData6(data);break;default:btData = Encoding.UTF8.GetBytes(data);break;}if (btData == null){return null;}return btData;}catch (Exception ex){}return null;}/// <summary>/// 获取压缩后的数据/// </summary>/// <param name="orgDataDic"></param>/// <returns></returns>public static byte[] GetCompressData(Dictionary<DataType, string> orgDataDic){try{//每个数据集均由前导字节、编码数据长度、被压缩数据3部分组成Dictionary<DataType, RfidData> cmpDataDic = new Dictionary<DataType, RfidData>();int nDataTotalLen = 0;foreach (var key in orgDataDic.Keys){RfidData data = new RfidData();//馆代码采用固定的ISIL方式编码if (key == DataType.LibraryCode){data.compressFormat = CompressModel.ISIL;}//直接使用8位编码else if (key == DataType.UseType || key == DataType.LocationCode || key == DataType.ONIXMediaFormat){data.compressFormat = CompressModel.CP_8bit;}else{data.compressFormat = GetDataCompressFormat(orgDataDic[key]);}data.strData = orgDataDic[key];if (string.IsNullOrEmpty(data.strData)){continue;}//如果数据大于最大的整数，则采用数字压缩if (data.compressFormat == CompressModel.IntNumber && data.strData.Length >= 18){data.compressFormat = CompressModel.Number;}byte[] btData = DataCompress(orgDataDic[key], true, data.compressFormat);byte nAppLen = 0;byte btFirstByte = 0;bool bFlag = CheckFirstByteData(data.compressFormat, key, btData, out btFirstByte, out nAppLen);//如果为条码号则需要进行填充判断if (key == DataType.BarCode && bFlag){data.byteData = new byte[btData.Length + 3 + nAppLen];//前导符(1byte) + 偏移量(1byte) + 压缩数据长度(1byte) + 填充数据长度(nAppLen)data.byteData[0] = btFirstByte;data.byteData[1] = nAppLen;data.byteData[2] = (byte)btData.Length;Array.Copy(btData, 0, data.byteData, 3, btData.Length);}else{data.byteData = new byte[btData.Length + 2];//前导符(1byte) + 压缩数据长度(1byte)data.byteData[0] = GetFirstByteData(data.compressFormat, key);data.byteData[1] = (byte)btData.Length;Array.Copy(btData, 0, data.byteData, 2, btData.Length);}nDataTotalLen += data.byteData.Length;//数据总长度cmpDataDic.Add(key, data);}return GetFullCompressData(ref cmpDataDic, nDataTotalLen);}catch (Exception ex){                }return null;}

注：以上仅为部分代码。

3.2 解压缩算法

/// <summary>
/// 解压一个数据块
/// </summary>
/// <param name="btDecData">待解压的数据</param>
/// <param name="nDecType">数据压缩方式</param>
/// <param name="nDataType">数据类型</param>
/// <param name="nDataLen">数据长度</param>
/// <returns></returns>
private static RfidData DataDeCompress(byte[] btDecData, int nDecType, int nDataType)
{try{RfidData data = new RfidData();string strDecData = string.Empty;switch (nDecType){case (int)CompressModel.ISIL:if ((DataType)nDataType == DataType.LibraryCode){strDecData = GetExplodeDate0(btDecData);}else{strDecData = GetExplodeDate6(btDecData);}break;case (int)CompressModel.IntNumber:strDecData = GetExplodeDate1(btDecData);break;case (int)CompressModel.Number:strDecData = GetExplodeDate2(btDecData);break;case (int)CompressModel.CP_5Bit://五位码strDecData = GetExplodeDate3(btDecData);break;case (int)CompressModel.CP_6Bit:strDecData = GetExplodeDate4(btDecData);break;case (int)CompressModel.CP_7Bit:strDecData = GetExplodeDate5(btDecData);break;case (int)CompressModel.CP_8bit:strDecData = GetExplodeDate6(btDecData);break;}DataType dataType = (DataType)nDataType;data.byteData = btDecData;data.compressFormat = (CompressModel)nDecType;data.strData = strDecData;return data;}catch (Exception ex){}return null;
}/// <summary>
/// 解压缩
/// </summary>
/// <param name="strData">16进制（大写）被压缩后的数据</param>
/// <returns></returns>
public static Dictionary<DataType, RfidData> DataDeCompress(string strData)
{try{if (string.IsNullOrEmpty(strData)){return null;}Dictionary<DataType, RfidData> dataDic = new Dictionary<DataType, RfidData>();int nIdx = 0;byte[] btData = StringToByte(strData);do{//取第一个字节和第二个字节byte btFirstData = btData[nIdx];byte btDataLen = 0;nIdx += 1;int nAppLen = 0;//填充数据长度int nDecType = 0;//压缩类型int nDataType = 0;//数据类型byte[] btDecData;//压缩后的数据//判断数据是否有填充和偏移bool bAppFlag = CheckDataAppend(btFirstData, out nDecType, out nDataType);if (nDataType == 0)//有问题的数据块直接算是有效数据终止{break;}if (bAppFlag){nAppLen = btData[nIdx];nIdx += 1;//跳过填充字节btDataLen = btData[nIdx];//标示数据长度nIdx += 1;//跳过数据长度字节//压缩后的数据btDecData = new byte[btDataLen];Array.Copy(btData, nIdx, btDecData, 0, btDataLen);nIdx = nIdx + btDataLen + nAppLen;}else{btDataLen = btData[nIdx];//标示数据长度nIdx += 1;//跳过数据长度字节if (nIdx + btDataLen >= btData.Length){break;}//压缩后的数据btDecData = new byte[btDataLen];Array.Copy(btData, nIdx, btDecData, 0, btDataLen);nIdx += btDataLen;}DataType dataType = (DataType)nDataType;RfidData data = DataDeCompress(btDecData, nDecType, nDataType);if (nDataType > 0 && nDataType < (int)DataType.NotUseFlag){if (!dataDic.ContainsKey(dataType)){dataDic.Add(dataType, data);}}}while (nIdx < btData.Length);return dataDic;}catch (Exception ex){}return null;
}

注：以上仅为部分代码。