楊李娜

（新華通訊社，北京 100083）

二維條碼技術(shù)與在信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

楊李娜

（新華通訊社，北京 100083）

本文首先對二維條碼的概念和特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，然后依次對二維條碼的產(chǎn)生、生成和識讀、典型碼制進(jìn)行了闡述，最后對信息管理系統(tǒng)中二維碼的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)行了剖析。

二維碼；信息管理；應(yīng)用；碼制

1 引言

二維條碼是一種高容量的信息存儲、傳遞和識別的技術(shù)，自其誕生之日起就受到世界上很多國家（包括美國、德國、加拿大、日本、墨西哥、埃及等）的關(guān)注。二維條碼技術(shù)不僅應(yīng)用于軍事、外交、公安等部門，而且逐漸應(yīng)用于稅務(wù)、海關(guān)、商業(yè)、交通運(yùn)輸、郵政、工業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)，對各類報(bào)表、數(shù)據(jù)及生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)化管理。近年來，二維碼的應(yīng)用開始進(jìn)入開放的流通領(lǐng)域，國際物品編碼協(xié)會(huì)提出了標(biāo)準(zhǔn)化二維條碼應(yīng)用規(guī)范，二維條碼技術(shù)的應(yīng)用正從以往單一的、局部的、封閉的系統(tǒng)應(yīng)用，向著形成開放的、全球化、標(biāo)準(zhǔn)化大型應(yīng)用系統(tǒng)方向發(fā)展。

2 二維碼的產(chǎn)生和特點(diǎn)

2.1 二維條碼的產(chǎn)生

條碼技術(shù)廣泛應(yīng)用于20世紀(jì)70年代，它是在信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門集編碼、印刷、數(shù)據(jù)采集與處理于一體的綜合性技術(shù)。條碼技術(shù)的核心內(nèi)容是利用光電掃描或者圖像采集設(shè)備，識讀條碼符號，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識別，并準(zhǔn)確快速地將信息錄入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理及管理。一維條碼技術(shù)是以計(jì)算機(jī)、光電技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)自動(dòng)識別、輸入的重要技術(shù)。

一維條碼的符號只在單一方向上承載信息，容量有限，僅能對“物品”進(jìn)行標(biāo)識，而不是先對“物品”描述，其應(yīng)用不得不依賴數(shù)據(jù)庫的存在。二維條碼技術(shù)是在一維條碼技術(shù)的基礎(chǔ)上，為解決其不足，在20世紀(jì)80年代末產(chǎn)生的。

2.2 二維條碼的技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢

二維條碼是一種較為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的自動(dòng)識別技術(shù)，具有信息量大、多媒體信息表示、糾錯(cuò)功能強(qiáng)、輸入速度快、可靠性高、靈活實(shí)用、自由度大、保密防偽性強(qiáng)、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

⊙ 采集信息量大，利用傳統(tǒng)的一維條碼一次可采集幾十位字符的信息，二維條碼更可以攜帶數(shù)千個(gè)字符的信息，可以包含圖形或漢字。一般一個(gè)一維條碼可容納20個(gè)字符，二維條碼可容納上千字符，某些條碼通過字節(jié)壓縮可表示上千字節(jié)的用戶自定義信息。

⊙ 表示各種多媒體信息以及多種文字信息，將語言文字或圖像信息轉(zhuǎn)換成字節(jié)流，進(jìn)而將字節(jié)流用二維條碼表示。

⊙ 具有糾錯(cuò)功能，引入糾錯(cuò)機(jī)制，使得二維碼在因穿孔、污損等引起局部損壞時(shí)，照樣可以得到正確的識讀。

⊙ 輸入速度快，與鍵盤輸入相比，條碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍。

⊙ 可靠性高，鍵盤輸入數(shù)據(jù)出錯(cuò)率為三百分之一，利用光學(xué)字符識別技術(shù)出錯(cuò)率為萬分之一，而采用條碼技術(shù)誤碼率低于百萬分之一。

⊙ 靈活實(shí)用，條碼標(biāo)識既可以作為一種識別手段單獨(dú)使用，也可以和有關(guān)識別設(shè)備組成一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化識別，還可以和其他控制設(shè)備聯(lián)接起來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理。

⊙ 此外，條碼還可引入加密機(jī)制，同時(shí)譯碼可靠性高、標(biāo)簽易于制作，對設(shè)備和材料沒有特殊要求，識別設(shè)備操作容易，不需要特殊培訓(xùn)，且設(shè)備也相對便宜。

3 二維碼技術(shù)綜述（生成和識讀）

（1）生成。二維碼生成技術(shù)包括信息編碼、糾錯(cuò)編碼、符號表示、符號印制等4個(gè)主要技術(shù)過程。其中，信息編碼分為兩個(gè)階段，包括原始數(shù)據(jù)的信息化處理過程、碼字過程（數(shù)據(jù)信息映射到二維條碼）；糾錯(cuò)編碼，按照不同的糾錯(cuò)等級和算法，生成糾錯(cuò)碼字，提高條碼的可讀性；符號表示即將碼字流用相應(yīng)的二維條碼符號進(jìn)行表示的過程。

（2）識讀。二維條碼的識讀技術(shù)分為硬件和軟件兩部分，硬件技術(shù)主要通過光電轉(zhuǎn)換技術(shù)解決將條碼符號所代表的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀的數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信；軟件技術(shù)主要解決數(shù)據(jù)處理、分析、譯碼等問題。

（3）質(zhì)量檢測。根據(jù)行排式和矩陣式二維條碼的不同，檢測技術(shù)分為行排式和矩陣式兩種，行排式檢測基于反射率曲線，矩陣式基于某種碼制的參考譯碼算法進(jìn)行，與具體碼制的設(shè)計(jì)緊密相關(guān)。

（4）設(shè)計(jì)。二維條碼應(yīng)用系統(tǒng)包括識讀設(shè)備、條碼、計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)組成。設(shè)計(jì)過程主要考慮確定條碼表示信息、選擇二維碼制和符號版面設(shè)計(jì)、符號生成與印制以及識讀設(shè)備的選擇。

4 二維碼的典型碼制

二維條碼的碼制是對具有明確標(biāo)準(zhǔn)的二維條碼符號的統(tǒng)稱。根據(jù)二維碼的編碼原理、結(jié)構(gòu)形狀的差異，可將二維條碼分為兩大類型，即行排式（也稱堆積式）、層排式和矩陣式（也稱棋盤式）。

行排式二維條碼的編碼原理建立在一維條碼基礎(chǔ)上，在編碼設(shè)計(jì)、識讀方式和檢驗(yàn)原理等方面繼承了一維條碼的特點(diǎn)，代表性的二維條碼有Code 49，Code 16k，PDF417等。

矩陣式二維條碼以矩陣形式組成，在矩陣相應(yīng)元素位置上，用深色模塊（方點(diǎn)、原點(diǎn)或其他形狀的模塊）表示二進(jìn)制“1”，淺色模塊表示二進(jìn)制“0”，矩陣碼所表示的意義即由模塊的排列組合來完成。矩陣碼是形成于計(jì)算機(jī)組合編碼原理、圖像處理技術(shù)等基礎(chǔ)上，是一種新型圖形符號自動(dòng)識讀處理的碼制。典型的矩陣碼有Data Matrix，Code One，Mari Code，QR Code，漢信碼等。漢信碼是有中國物品中心牽頭，于2005年研發(fā)完成的我國擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的新型二維條碼，是目前漢字編碼最高的二維條碼，具有信息容量大、密度高、抗畸變、抗污損能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

5 二維條碼技術(shù)的應(yīng)用

二維條碼技術(shù)一個(gè)最典型的應(yīng)用就是二維碼統(tǒng)一信息系統(tǒng)。二維碼應(yīng)用系統(tǒng)是采用了二維條碼最數(shù)據(jù)采集、表示技術(shù)的信息系統(tǒng)，常應(yīng)用在地理位置分離的數(shù)據(jù)生成、采集和識別。比較典型的應(yīng)用即二維條碼統(tǒng)一信息系統(tǒng)。例如，計(jì)算機(jī)運(yùn)維系統(tǒng)中包含數(shù)千臺IT設(shè)備、多個(gè)軟件系統(tǒng)、上百個(gè)機(jī)柜、百十名運(yùn)維人員、人員信息以及聯(lián)系方式等組成要素，劃分運(yùn)維責(zé)任區(qū)之后，傳統(tǒng)的運(yùn)維模式無法查詢到各種要素之間的對應(yīng)關(guān)系及聯(lián)系，缺乏統(tǒng)一的管理能力，缺乏緊急故障的應(yīng)急處理能力。現(xiàn)代化運(yùn)維手段融合二維條碼的應(yīng)用，使得設(shè)備、系統(tǒng)、人員等信息，能通過手機(jī)、掌上電腦等終端進(jìn)行掃描，快速查詢、定位到責(zé)任人信息，達(dá)到快速撥號，完成巡檢及應(yīng)急處理故障的能力。節(jié)省了時(shí)間、人力及經(jīng)濟(jì)成本。其系統(tǒng)構(gòu)成一般如圖1所示。

圖1 二維碼統(tǒng)一信息系統(tǒng)構(gòu)成圖

主要包括條碼生成、制作、識讀和處理四個(gè)平臺，文字、圖像等其他信息經(jīng)過編碼軟件平臺，輸出位圖文件，發(fā)送至監(jiān)視器、打印機(jī)和粘貼板，生成條碼標(biāo)簽，通過識讀子系統(tǒng)進(jìn)行識讀，最后傳送至信息處理子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

6 結(jié)束語

隨著社會(huì)信息化程度的不斷提高和二維條碼等數(shù)據(jù)采集及自動(dòng)識別技術(shù)的飛速發(fā)展，二維條碼技術(shù)與其他技術(shù)相互融合、滲透趨勢明顯。近幾年來，二維條碼與RFID射頻識別技術(shù)的集成形成了新的熱點(diǎn)。條碼容易操作且成本低，射頻識讀快速、安全性好，兩種自動(dòng)識別技術(shù)的融合達(dá)到了優(yōu)勢互補(bǔ)，具有非常廣泛的應(yīng)用場景。此外，以手機(jī)為識讀設(shè)備，通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)平臺傳輸信息，二維碼手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展得如火如荼，運(yùn)營商等企業(yè)紛紛進(jìn)行手機(jī)二維碼業(yè)務(wù)的技術(shù)研究、應(yīng)用、宣傳推廣以及系統(tǒng)運(yùn)營，新的應(yīng)用模式和商業(yè)模式層出不窮。二維條碼與其他技術(shù)的相互融合、相互滲透是的其向更深更廣闊的領(lǐng)域迅速發(fā)展。■

[1] 中國物品編碼中心．二維條碼技術(shù)與應(yīng)用．北京：中國計(jì)量出版社，2013

The Application of Two-Dimension Code in the System of Information Management

Yang Lina
(Xinhua News Agency, Beijing, 100803)

Firstly, the concept of two-dimension code and characters are introduced，And then the production, reading and coding system of two-dimension code, finally, the Development and application of two-dimension code on information management are analyzed.

Two-dimension code; Information management; Application; Code system

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2015.11.011

TN92

B

1672-7274（2015）11-0048-03