二維碼技術(shù)原理和實際應(yīng)用

二維碼技術(shù)原理和實際應(yīng)用目錄TOC\o"1-5"\h\z引言 1概述 1\o"CurrentDocument"簡介 2\o"CurrentDocument"二維碼的編碼技術(shù)原理 2\o"CurrentDocument"（一） 堆疊式/行排式二維碼 2\o"CurrentDocument"（二） 矩陣式二維碼 3\o"CurrentDocument"二維碼的應(yīng)用及發(fā)展前景 4\o"CurrentDocument"物流行業(yè)應(yīng)用 4\o"CurrentDocument"生產(chǎn)制造業(yè) 4\o"CurrentDocument"3?安防類應(yīng)用 4引言\o"CurrentDocument"4.交通管理應(yīng)用 5引言條碼技術(shù)自20世紀(jì)70年代初問世以來，發(fā)展十分迅速，僅僅20年時間，它已廣泛應(yīng)用于商業(yè)流通、倉儲、醫(yī)療衛(wèi)生、圖書情報、郵政、鐵路、交通運輸、生產(chǎn)自動化管理等領(lǐng)域。條碼技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度，改善了人們的工作和生活環(huán)境，提高了工作效率，并為管理的科學(xué)化和現(xiàn)代化做出了重要貢獻(xiàn)。二維碼（dimensionalbarcode），又稱二維條碼，是在一維條碼的基礎(chǔ)上擴展出的一種具有可讀性的條碼。設(shè)備掃描二維條碼，通過識別條碼的長度和寬度中所記載的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，可獲取其中所包含的信息。相比一維條碼，二維碼記載更復(fù)雜的數(shù)據(jù)，比如圖片、網(wǎng)絡(luò)鏈接等。簡介二維條碼/二維碼（dimensionalbarcode）是用某種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)符號信息的；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計算機內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)二維碼：QR碼的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀以實現(xiàn)信息自動處理：它具有條碼技術(shù)的一些共性：每種碼制有其特定的字符集；每個字符占有一定的寬度；具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點。在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：DataMatrix,MaxiCode,Aztec,QRCode,Vericode,PDF417,Ultracode,Code49,Code16等，QR碼是1994年由日本Denso-Wave公司發(fā)明。QR來自英文「QuickResponse」的縮寫，即快速反應(yīng)的意思，源自發(fā)明者希望QR碼可讓其內(nèi)容快速被解碼。QR碼最常見于日本、韓國；并為目前日本最流行的二維空間條碼。接下來由二維碼的技術(shù)原理和實際應(yīng)用兩點講行展開。二維碼的編碼技術(shù)原理二維碼可以分為堆疊式/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碼堆疊而成；矩陣式二維碼以矩陣的形式組成在矩陣相應(yīng)元素位置上用“點”表示二講制“1”，用“空”表示二講制“0”，由“點”和“空”的排列組成代碼。一）堆疊式/行排式二維碼行排式二維碼（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碼基礎(chǔ)之上，按需要堆積成二行或多行。它在編碼設(shè)計、校驗原理、識讀方式等方面繼承了一維碼的一些特點，識讀設(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，需要對行講行判定、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碼有CODE49、CODE16K、PDF417等。其中的CODE49，是1987年由DavidAllair博士研制，Intermec公司推出的第一個二維碼。Code49條碼Code49是一種多層、連續(xù)型、可變長度的條碼符號，它可以表示全部的128個ASCII字符。每個Code49條碼符號由2到8層組成，每層有18個條和17個空。層與層之間由一個層分隔條分開。每層包含一個層標(biāo)識符，最后一層包含表示符號層數(shù)的信息。Code16K碼Code16K條碼是一種多層、連續(xù)型可變長度的條碼符號，可以表示全ASCII字符集的128個字符及擴展ASCII字符。它采用UPC及Codel28字符。一個16層的Code16K符號，可以表示77個ASCII字符或154個數(shù)字字符。Code16K通過唯一的起始符/終止符標(biāo)識層號，通過字符自校驗及兩個模107的校驗字符進(jìn)行錯誤校驗。（二）矩陣式二維碼短陣式二維碼（又稱棋盤式二維碼）它是在一個矩形空間通過黑、白像素在矩陣中的不同分布進(jìn)行編碼。在矩陣相應(yīng)元素位置上，用點（方點、圓點或其他形狀）的出現(xiàn)表示二進(jìn)制“1”點的不出現(xiàn)表示二進(jìn)制的“0”點的排列組合確定了矩陣式二維碼所代表的意義。矩陣式二維碼是建立在計算機圖像處理技術(shù)、組合編碼原理等基礎(chǔ)上的一種新型圖形符號自動識讀處理碼制。具有代表性的矩陣式二維碼有：CodeOne、MaxiCode、QRCode、DataMatrix等。在目前幾十種二維要碼中，常用的碼制有：PDF417二維碼，Datamatrix二維碼，Maxicode二維碼，QRCode，Code49，Code16K，Codeone等，除了這些常見的二維碼之外，還有Vericode條碼、CP條碼、CodablockF條碼、田字碼、Ultracode條碼，Aztec條碼。下圖列舉了國內(nèi)外二維碼制及符號。3^持號吋號QRCodeILPCode■FDF417闔1■GMCode田吃口町Eu口fciQ—E3x；Hrv'Qit口/■田ms富t*冃&353藝日乞DataMofrixCM1MCode話能;紐護(hù)Code?-4 -t??■?*??4*4**?? 4 *on白"cciI：ljJC3Cod&^6PO4^StatePasfrnerCode4#耳他農(nóng)肚碼舞二維碼的應(yīng)用及發(fā)展前景二維碼可以被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，如，物流業(yè)、生產(chǎn)制造業(yè)、交通、安防、票證等行業(yè)，由于各行業(yè)特性不同，二維碼被應(yīng)用于不同行業(yè)的不同工作流程中目前，二維碼在應(yīng)用比較廣泛的幾個行業(yè)的具體應(yīng)用如下：物流行業(yè)應(yīng)用二維碼在物流行業(yè)的應(yīng)用主要包括四個環(huán)節(jié)。第一，入庫管理：入庫時識讀商品上的二維碼標(biāo)簽，同時錄入商品的存放信息，將商品的特性信息及存放信息一同存入數(shù)據(jù)庫，存儲時進(jìn)行檢查，看是否是重復(fù)錄入。第二，出庫管理：產(chǎn)品出庫時，要掃描商品上的二維碼，對出庫商品的信息進(jìn)行確認(rèn)，同時更改其庫存狀態(tài)。第三，倉庫內(nèi)部管理：在庫存管理中，一方面二維碼可用于存貨盤點，另一方面二維碼可用于出庫備貨。第四，貨物配送：配送前將配送商品資料和客戶訂單資料下載到移動終端中，到達(dá)配送客戶后，打開移動終端，調(diào)出客戶相應(yīng)的訂單，然后根據(jù)訂單情況挑選貨物并驗證其條碼標(biāo)簽，確認(rèn)配送完一個客戶的貨物后，移動終端會自動校驗配送情況，并做出相應(yīng)的提示。生產(chǎn)制造業(yè)以食品的生產(chǎn)為例，二維碼在食品的生產(chǎn)與流通過程中的應(yīng)用主要在三個環(huán)節(jié)。第一，原材料信息錄入與核實：原材料供應(yīng)商在向食品廠家提供原材料時，將原材料的原始生產(chǎn)數(shù)據(jù)制造日起、食用期限、原產(chǎn)地、生產(chǎn)者、遺傳基因組合的有無、使用的藥劑等信息錄入到二維碼中并打印帶有二維碼的標(biāo)簽，粘貼在包裝箱上后交與食品廠家。第二，生產(chǎn)配方信息錄入與核實：在根據(jù)配方進(jìn)行分包的原材料上粘貼帶有二維碼的標(biāo)簽，其中含有原材料名稱、重量、投入順序、原材料號碼等信息。第三，成品信息錄入與查詢：在原材料投入后的各個檢驗工序，使用數(shù)據(jù)采集器錄入檢驗數(shù)據(jù)；將數(shù)據(jù)采集器中記錄的數(shù)據(jù)上傳到電腦中，生成生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，使用該數(shù)據(jù)庫，在互聯(lián)網(wǎng)上向消費者公布產(chǎn)品的原材料信息。安防類應(yīng)用由于二維碼具有可讀而不可改寫的特性，也被廣泛應(yīng)用于證卡的管理。將持證人的姓名、單位、證件號碼、血型、照片、指紋等重要信息進(jìn)行編碼，并且通過多種加密方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，可有效地解決證件的自動錄入及防偽問題。此外，證件的機器識讀能力和防偽能力是新一代證件的標(biāo)志。交通管理應(yīng)用二維碼在交通管理中的應(yīng)用主要應(yīng)用環(huán)節(jié)有：行車證駕駛證管理、車輛的年審文件、車輛的隨車信息、車輛違章處罰、車輛監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。行車證駕駛證管理：采用印制有二維碼行車證，將有關(guān)車輛上的基本信息，包括車駕號、發(fā)動機號、車型、顏色等車輛的基本信息轉(zhuǎn)化保存在二維碼中，信息的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化便于管理部門的實時監(jiān)控與管理。車輛的年審文件：在自動檢測年審文件的過程中實現(xiàn)通過確認(rèn)采用二維碼自動記錄的方式，保證通過每個檢驗程序的信息輸入自動化。車輛的隨車信息：在隨車的年檢等標(biāo)志上將車輛的有關(guān)信息，包括通過年檢時的技術(shù)性能參數(shù)，年檢時間，年檢機構(gòu)、年檢審核人員等信息印制在標(biāo)志的二維碼上，以便隨時查驗核實。車輛違章處罰：交警可通過二維碼掌上識讀設(shè)備對違章駕駛員的證件上的二維碼進(jìn)行識讀，系統(tǒng)自動將其碼中的相關(guān)資料和違章情況記錄到掌上設(shè)備的數(shù)據(jù)庫中，再進(jìn)一步通過聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)違章信息與中心數(shù)據(jù)庫信息的交換，實現(xiàn)全網(wǎng)的監(jiān)控與管理。車輛監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)：以二維碼為基本信息載體，建立局部的或全國性的車輛監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，我國二維碼產(chǎn)業(yè)還處于成長期，總體來看，我國的條碼標(biāo)準(zhǔn)體系尚顯單薄，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的二維碼核心技術(shù)不多，二維碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和推廣也存在一些困難。但是，各方面條件的逐漸成熟，正推動整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提速。目前，幾方面有利因素是我國二維碼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動力：首先，二維碼自身的優(yōu)勢和價值使將其在全球范圍內(nèi)得到更廣泛更深入的應(yīng)用。其次，作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)，二維碼將成為優(yōu)先受益市場，背景行業(yè)的發(fā)展將對二維碼產(chǎn)業(yè)