基于二維碼在不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中信息采集的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

徐萬成 楊 波

(云南省計(jì)量測試技術(shù)研究院，昆明 650228)

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基于二維碼在不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)中信息采集的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

徐萬成 楊 波

(云南省計(jì)量測試技術(shù)研究院，昆明 650228)

采用二維條碼作為數(shù)據(jù)傳輸載體，基于單工通信原理實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)內(nèi)、外網(wǎng)和不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間安全通信的方法及系統(tǒng)的傳輸手段，在不改變雙方系統(tǒng)的前提下，解決不同信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)單向傳輸，方法方便快捷、安全可靠。

二維條碼；數(shù)據(jù)采集；單工數(shù)據(jù)傳輸

0 引言

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，信息管理系統(tǒng)在政府、企事業(yè)等機(jī)構(gòu)和部門發(fā)揮著越來越重要的作用，不同單位、同一機(jī)構(gòu)內(nèi)部常常有較多的信息管理系統(tǒng)，他們之間又常常有大量關(guān)鍵性數(shù)據(jù)和信息需要在不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中進(jìn)行交換。而各類信息管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、使用過程中又常常從安全角度考慮盡量避免不同系統(tǒng)中數(shù)據(jù)進(jìn)行直接交換，導(dǎo)致大量的手工輸入。如何在保持現(xiàn)有不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的物理隔離，且又不改變雙方管理系統(tǒng)的前提下，快捷的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與錄入，已成為信息化管理人員急需解決的首要問題。

本文提出并設(shè)計(jì)出在保持局域網(wǎng)現(xiàn)有的物理隔離，不改變雙方管理系統(tǒng)的前提下，系統(tǒng)在初始化后，可將如計(jì)量業(yè)務(wù)系統(tǒng)(下文簡稱A系統(tǒng))在網(wǎng)終端顯示的Word或PDF文件圖表中的指定字段，抓取到財(cái)務(wù)收費(fèi)系統(tǒng)(下文簡稱B系統(tǒng))的終端顯示圖表的指定字段位置，快捷的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與錄入。

1 相關(guān)技術(shù)

采用條碼技術(shù)可快速實(shí)現(xiàn)在各類業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)軟件中采集關(guān)鍵字段信息。但隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展，迫切需要用條碼在有限的幾何空間內(nèi)表示更多的信息，以滿足千變?nèi)f化的信息表示的需要，為了解決一維條碼的不足，滿足應(yīng)用的需求，二維條碼出現(xiàn)了。二維條碼能夠在橫向和縱向兩個(gè)方位同時(shí)表達(dá)信息，因此能在很小的面積內(nèi)表達(dá)大量的信息，利用特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息。二維條碼可以分為堆疊式/行排式二維碼和矩陣式二維碼。堆疊式/行排式二維碼形態(tài)上是由多行短截的一維條碼堆疊而成；矩陣式二維條碼以矩陣的形式組成，在矩陣相應(yīng)元素位置上用“點(diǎn)”表示二進(jìn)制“1”， 用“空”表示二進(jìn)制“0”，由“點(diǎn)”和“空”的排列組成代碼。

二維條碼從原理上可分為矩陣式二維條碼和行列式二維條碼。

1.1 矩陣式原理

矩陣式二維碼(又稱棋盤式式二維碼)是在一個(gè)矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進(jìn)行編碼。矩陣式二維條碼是建立在計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)、組合編碼的原理等基礎(chǔ)上的一種新型圖形符號(hào)自動(dòng)識(shí)讀處理碼制。具有代表性的矩陣式二維條碼有：QR Code(如圖1)、Code One、Maxi Code、 Data Matrix、漢信碼等。

圖1 QR碼

1.2 行排式原理

行排式二維條碼(又稱：堆積式二維碼或?qū)优攀蕉S碼)，其編碼原理是建立在一維條碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設(shè)計(jì)、校驗(yàn)原理、識(shí)讀方式等方面繼承了一維碼的一些特點(diǎn)，識(shí)讀設(shè)備與條碼印刷與一維碼技術(shù)兼容。但由于行數(shù)的增加，需要對行進(jìn)行判定，其譯碼算法與軟件也不完全相同于一維碼。有代表性的行排式二維條碼有CODE49、CODE 16K、PDF417(如圖2)等。

圖2 PDF417碼

1.3 二維條碼特點(diǎn)

高密度編碼，信息容量大；編碼范圍廣：二維條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數(shù)字化的信息進(jìn)行編碼；容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能；譯碼可靠性高，誤碼率不超過千萬分之一；可引入加密措施；成本低，易制作，持久耐用；條碼符號(hào)形狀、尺寸大小比例可變；二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識(shí)讀；可影印及傳真。

2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

本文以A系統(tǒng)和B系統(tǒng)為例，采用二維條碼作為數(shù)據(jù)傳輸載體，基于單工通信原理實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)內(nèi)、外網(wǎng)之間安全通信的方法及系統(tǒng)的傳輸手段，在不改變兩套系統(tǒng)的前提下，解決不同信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)單向傳輸。

2.1 在A系統(tǒng)中需考慮和解決的主要問題

1)計(jì)量業(yè)務(wù)用工作字段編碼規(guī)則；

2)基于ARM的嵌入式二維條碼編解碼器設(shè)計(jì)；

3)嵌入式Linux下，二維條碼掃碼器及條碼打印機(jī)驅(qū)動(dòng)；

4)高速嵌入式單向傳輸系統(tǒng)；

5)明確B系統(tǒng)所需輸入數(shù)據(jù)字段，在A系統(tǒng)中提取并對接，實(shí)現(xiàn)二維條碼數(shù)據(jù)輸出軟件。

2.2 在A系統(tǒng)中需實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方法

采用二維條碼如漢信碼或QR碼作為信息傳輸介質(zhì)，將A系統(tǒng)中如企業(yè)信息、檢定費(fèi)用等信息字段提取到B系統(tǒng)中，并映射為唯一的服務(wù)編碼，使不同的信息系統(tǒng)之間，對信息內(nèi)容有共同的定義。開發(fā)對接二維條碼數(shù)據(jù)交換軟件，具有如下功能：

1)向A系統(tǒng)分配與計(jì)量業(yè)務(wù)字段相對應(yīng)的服務(wù)分類和編碼；

2)抓取A系統(tǒng)傳遞的有關(guān)字段，推送到二維碼編碼器；

3)將編解碼器傳遞的二維碼編碼，解碼為計(jì)量業(yè)務(wù)字段，傳送給B系統(tǒng)的指定位置。

信息字段的抓取和二維條碼編解碼器以及字段的推送是實(shí)現(xiàn)不同信息系統(tǒng)物理隔離數(shù)據(jù)交換的核心。該裝置還包括基于ARM的嵌入式系統(tǒng)、高速嵌入式單向傳輸系統(tǒng)、高速單芯片加密機(jī)等。

2.3 工作過程

將指定信息從A系統(tǒng)傳送到B系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)過單向傳輸，系統(tǒng)將指定信息推送到芯片加密，將加密后信息轉(zhuǎn)為二維條碼，可將二維條碼顯示在裝置自帶的液晶屏上，或者驅(qū)動(dòng)二維條碼打印機(jī)生成紙質(zhì)標(biāo)識(shí)；通過接入在B系統(tǒng)的二維條碼掃碼器，讀出二維條碼數(shù)據(jù)后，經(jīng)解密輸入到B系統(tǒng)中。系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)如表1所示。

表1 系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)過程

信息從B系統(tǒng)傳送到A系統(tǒng)時(shí)，是上述過程的反向傳遞。

3 結(jié)束語

本文討論了采用二維條碼技術(shù)在不改變雙方系統(tǒng)的前提下，完成局域網(wǎng)之間數(shù)據(jù)的中指定字段的單向定位傳輸，可明顯提高各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)錄入工作效率，具有很好的隔離保密性能，從根本上消除數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入的可能。其創(chuàng)新點(diǎn)主要有：

1)不同系統(tǒng)間不需要軟件對接即可完成信息交換；

2)信息無需重復(fù)錄入，杜絕人為差錯(cuò)，節(jié)約大量的時(shí)間，提高了工作效率；

3)在硬件的基礎(chǔ)上保證各部門系統(tǒng)的獨(dú)立和信息交換的安全；

4)按保密規(guī)定，本系統(tǒng)僅用于各部門自定義非敏感信息的交換。

本文所討論及技術(shù)實(shí)現(xiàn)可明顯提高數(shù)據(jù)錄入工作效率，其方法可以移植到多個(gè)領(lǐng)域和不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的批量轉(zhuǎn)換，有著廣泛的應(yīng)用前景。

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.07.22