二維碼技術(shù)原理和實(shí)際應(yīng)用

二維碼技術(shù)原理和實(shí)際應(yīng)用目錄TOC\o"1-5"\h\z引言 1概述 1\o"CurrentDocument"簡(jiǎn)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(wèn)世以來(lái)，發(fā)展十分迅速，僅僅20年時(shí)間，它已廣泛應(yīng)用于商業(yè)流通、倉(cāng)儲(chǔ)、醫(yī)療衛(wèi)生、圖書情報(bào)、郵政、鐵路、交通運(yùn)輸、生產(chǎn)自動(dòng)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(kuò)展出的一種具有可讀性的條碼。設(shè)備掃描二維條碼，通過(guò)識(shí)別條碼的長(zhǎng)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(jiǎn)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(hào)信息的；在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)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(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來(lái)表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過(guò)圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)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(gè)字符占有一定的寬度；具有一定的校驗(yàn)功能等。同時(shí)還具有對(duì)不同行的信息自動(dòng)識(shí)別功能、及處理圖形旋轉(zhuǎn)變化等特點(diǎn)。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(lái)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(guó)；并為目前日本最流行的二維空間條碼。接下來(lái)由二維碼的技術(shù)原理和實(shí)際應(yīng)用兩點(diǎn)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(diǎn)”表示二講制“1”，用“空”表示二講制“0”，由“點(diǎn)”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(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(duì)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(gè)二維碼。Code49條碼Code49是一種多層、連續(xù)型、可變長(zhǎng)度的條碼符號(hào)，它可以表示全部的128個(gè)ASCII字符。每個(gè)Code49條碼符號(hào)由2到8層組成，每層有18個(gè)條和17個(gè)空。層與層之間由一個(gè)層分隔條分開。每層包含一個(gè)層標(biāo)識(shí)符，最后一層包含表示符號(hào)層數(shù)的信息。Code16K碼Code16K條碼是一種多層、連續(xù)型可變長(zhǎng)度的條碼符號(hào)，可以表示全ASCII字符集的128個(gè)字符及擴(kuò)展ASCII字符。它采用UPC及Codel28字符。一個(gè)16層的Code16K符號(hào)，可以表示77個(gè)ASCII字符或154個(gè)數(shù)字字符。Code16K通過(guò)唯一的起始符/終止符標(biāo)識(shí)層號(hào)，通過(guò)字符自校驗(yàn)及兩個(gè)模107的校驗(yàn)字符進(jìn)行錯(cuò)誤校驗(yàn)。（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(gè)矩形空間通過(guò)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(diǎn)（方點(diǎn)、圓點(diǎn)或其他形狀）的出現(xiàn)表示二進(jìn)制“1”點(diǎn)的不出現(xiàn)表示二進(jìn)制的“0”點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(hào)自動(dòng)識(shí)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(guó)內(nèi)外二維碼制及符號(hào)。3^持號(hào)吋號(hào)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(gè)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(gè)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(gè)環(huán)節(jié)。第一，入庫(kù)管理：入庫(kù)時(shí)識(shí)讀商品上的二維碼標(biāo)簽，同時(shí)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(kù)，存儲(chǔ)時(shí)進(jìn)行檢查，看是否是重復(fù)錄入。第二，出庫(kù)管理：產(chǎn)品出庫(kù)時(shí)，要掃描商品上的二維碼，對(duì)出庫(kù)商品的信息進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)更改其庫(kù)存狀態(tài)。第三，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部管理：在庫(kù)存管理中，一方面二維碼可用于存貨盤點(diǎn)，另一方面二維碼可用于出庫(kù)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(dòng)終端中，到達(dá)配送客戶后，打開移動(dòng)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(yàn)證其條碼標(biāo)簽，確認(rèn)配送完一個(gè)客戶的貨物后，移動(dòng)終端會(huì)自動(dòng)校驗(yàn)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(guò)程中的應(yīng)用主要在三個(gè)環(huán)節(jié)。第一，原材料信息錄入與核實(shí)：原材料供應(yīng)商在向食品廠家提供原材料時(shí)，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(wú)、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(shí)：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(hào)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(gè)檢驗(yàn)工序，使用數(shù)據(jù)采集器錄入檢驗(yàn)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(kù)，在互聯(lián)網(wǎng)上向消費(fèi)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(hào)碼、血型、照片、指紋等重要信息進(jìn)行編碼，并且通過(guò)多種加密方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，可有效地解決證件的自動(dòng)錄入及防偽問(wèn)題。此外，證件的機(jī)器識(shí)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(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)、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(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。車輛的年審文件：在自動(dòng)檢測(cè)年審文件的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)通過(guò)確認(rèn)采用二維碼自動(dòng)記錄的方式，保證通過(guò)每個(gè)檢驗(yàn)程序的信息輸入自動(dòng)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(guò)年檢時(shí)的技術(shù)性能參數(shù)，年檢時(shí)間，年檢機(jī)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(shí)查驗(yàn)核實(shí)。車輛違章處罰：交警可通過(guò)二維碼掌上識(shí)讀設(shè)備對(duì)違章駕駛員的證件上的二維碼進(jìn)行識(shí)讀，系統(tǒng)自動(dòng)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(kù)中，再進(jìn)一步通過(guò)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)違章信息與中心數(shù)據(jù)庫(kù)信息的交換，實(shí)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(guó)性的車輛監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，我國(guó)二維碼產(chǎn)業(yè)還處于成長(zhǎng)期，總體來(lái)看，我國(guó)的條碼標(biāo)準(zhǔn)體系尚顯單薄，具有自主知識(shí)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(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提速。目前，幾方面有利因素是我國(guó)二維碼產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力：首先，二維碼自身的優(yōu)勢(shì)和價(jià)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(chǎng)，背景行業(yè)的發(fā)展將對(duì)二維碼產(chǎn)業(yè)