二維碼技術(shù)在高校信息化中的應(yīng)用探究

朱居正

（河南理工大學(xué) 萬方科技學(xué)院，河南 鄭州451400）

一、二維碼概述

1.二維碼的概念

二維碼誕生于20世紀(jì)80年代，以日本和韓國運用最為成熟。我國二維碼技術(shù)研究起步較晚，于1993年開始研究，直到2006年才推出二維碼業(yè)務(wù)，但由于受到移動網(wǎng)絡(luò)速度慢、智能手機不普及等諸多因素限制，二維碼一直沒有發(fā)展起來。直到近兩年，隨著智能手機的普及和移動互聯(lián)網(wǎng)的興起，特別是微信、支付寶錢包等應(yīng)用的推波助瀾，二維碼才“火”了起來。

二維碼是利用比特流的概念，將某種特定的幾何圖形按照一定的規(guī)律以黑白相間的方式分布在平面上，黑點出現(xiàn)表示“1”，不出現(xiàn)表示“0”，來記錄數(shù)據(jù)符號信息，從而被光電掃描設(shè)備自動識讀并處理的。[1]目前，國際上最主流的碼制是QR碼制（如圖1所示）。

2.二維碼的分類

根據(jù)二維碼的編碼原理、結(jié)構(gòu)形狀的不同，可分為行排式二維碼和矩陣式二維碼。[2]

（1）行排式二維碼，在編碼和識讀原理方面繼承了一維碼的特點，可按應(yīng)用需要堆積成兩行或多行，在識讀設(shè)備、條碼印刷等方面完全兼容一維碼，具有代表性的有Code 49、Code 16K、PDF417等（如圖2）。

圖1 QR二維碼

圖2行排式二維碼

（2）矩陣式二維碼以點的排列組合來確定所代表的意義。具有代表性的有Code one、QR Code、Data Matrix、Maxicode等（如圖3）。

圖3矩陣式二維碼

我國于1993年開始研究二維碼技術(shù)，以矩陣式二維碼為主要方向，取得了一定進(jìn)展。目前自主研發(fā)較為成功的有矽感GM碼、龍貝碼、紫光U碼、漢信碼等。目前漢信碼已被確立為國家標(biāo)準(zhǔn)，正在推進(jìn)投入商用（如圖4）。

圖4我國自主研發(fā)的二維碼

3.二維碼的特點[3]

（1）編碼信息量大：可存儲多達(dá)1850個大寫字母或2710個數(shù)字或1108個字節(jié)或500多個漢字，而一維碼只能容納13位數(shù)字，比一維碼信息容量高幾十倍。

（2）編碼范圍廣：可以編碼文本、圖片、聲音、簽名、指紋等能夠數(shù)字化的信息，可以編碼多種語言。

（3）容錯能力強：具有糾錯功能，當(dāng)二維碼因污損、褶皺、破損、老化等引起局部損壞時，仍然能夠正確識讀，理論上容許損毀面積高達(dá)50%。

（4）可靠性高：譯碼錯誤率不超過千萬分之一，遠(yuǎn)低于一維碼百分之二的誤碼率。

（5）防偽保密性好：可引入加密技術(shù)對二維碼進(jìn)行加密。

（6）成本低，易制作，持久耐用，防熱防磁性好。

（7）易識讀：形狀、尺寸大小比例可變，識讀距離大。

（8）二維條碼可以使用激光或CCD識讀設(shè)備，如今最常見、最普通的識讀設(shè)備是智能手機。

表1二維碼與一維碼的比較

二、二維碼在高校的應(yīng)用現(xiàn)狀和可行性

在國外高校，二維碼應(yīng)用比較廣泛。例如，英國巴斯大學(xué)圖書館，[4]在目錄檢索系統(tǒng)中每本書或期刊都有一個QR二維碼。通過掃碼，讀者可以在手機上保存該書的題名、作者、索書號以及書架號等準(zhǔn)確的存放位置，可以非常快捷地找到此書。

近些年，國內(nèi)高校也開始使用二維碼技術(shù)來加快校園信息化進(jìn)程。例如，廈門大學(xué)在2012年啟動了二維碼校園信息系統(tǒng)試點工作，[5]成為全國高校中第一個包含教師信息、人文與自然景觀等在內(nèi)的整套二維碼信息系統(tǒng)。師生可以用手機隨處掃描校園里印刷的二維碼，獲取各種信息。

如今，二維碼技術(shù)已發(fā)展得相當(dāng)成熟，使得二維碼技術(shù)在高校信息化建設(shè)中應(yīng)用變得可行。

第一，制作和發(fā)布“門檻”低。二維碼制作和發(fā)布已經(jīng)不再需要專業(yè)的設(shè)備和工具，互聯(lián)網(wǎng)上有很多免費的二維碼生成軟件，可編輯文本、網(wǎng)址、電話、短信、名片、電郵、WIFI熱點信息等，使用普通的打印機和普通的打印紙，打印出的二維碼即可滿足使用要求，制作和發(fā)布成本相當(dāng)?shù)停?/p>

第二，智能手機的普及。目前，大學(xué)生群體中智能手機普及率已達(dá)到98%以上，只要具有拍照功能，再下載一個二維碼掃碼APP，手機就變身成了一個二維碼識讀器。

第三，二維碼引領(lǐng)了一種新的生活方式，深受大學(xué)生群體追捧和喜愛，拿出手機掃一掃成為一種時尚。

三、二維碼在高校信息化中的應(yīng)用

1.安全管理信息化

校園安全一直是高校管理工作中的重中之重，大部分高校的大門、圖書館、行政樓和宿舍都要通過身份認(rèn)證才可以進(jìn)入。傳統(tǒng)的人工驗證身份的方式費時費力，人流量較大的時候很難一一驗證，容易有“漏網(wǎng)之魚”，這種方式不能很好地保證校園安全。

如果將門禁系統(tǒng)與二維碼結(jié)合起來，即可實現(xiàn)電子認(rèn)證，為在校學(xué)生、教職工和工勤人員每人分配一張包含個人信息的二維碼，用紙質(zhì)的或手機中保存的二維碼圖片對著入口處的識讀器上一刷，即可獲得認(rèn)證。對于臨時來訪人員，可通過發(fā)送臨時二維碼的方式來完成認(rèn)證。由于二維碼具有唯一性，可針對不同人員設(shè)定不同權(quán)限。例如，男生進(jìn)不了女生宿舍、訪客的臨時二維碼進(jìn)不了學(xué)生宿舍、除維修部門以外的工勤人員不能進(jìn)入行政樓等。這樣既減輕了校園管理人員的工作量，又能最大程度上保證校園安全。

2.學(xué)生考勤信息化

二維碼具有唯一性，可引入加密技術(shù)。[6]軟件加密可以利用口令、指紋、照片等方式進(jìn)行加密和驗證。大學(xué)中很多課程都采用合班上課的方式，由于上課人數(shù)多，出勤率低，冒名簽到（答到）的現(xiàn)象很嚴(yán)重。而利用二維碼進(jìn)行電子簽到就可以解決這類問題。

二維碼考勤系統(tǒng)所需設(shè)備包括：識讀器、生成軟件、數(shù)據(jù)中心等（如圖5）。在教室講臺處安裝識讀器，學(xué)生進(jìn)班掃描儲存有個人信息的二維碼或手機中保存的二維碼圖片，教師就可從電腦上非常直觀地看出學(xué)生的出勤情況。由于每個人的二維碼都不相同，因此這種方式不僅能夠極大地提高考勤效率，還能有效杜絕冒名答到的現(xiàn)象發(fā)生。

圖5二維碼考勤系統(tǒng)流程圖

3.課堂教學(xué)信息化

二維碼可編碼文本、圖像和網(wǎng)址等，即拍即現(xiàn)，是課堂拓展知識的紐帶，可以極大地提高教學(xué)資源應(yīng)用的效率。

在課堂上，學(xué)生用手機掃描印刷在書上的或多媒體課件中的二維碼，就能快速在手機上顯示“小知識”或打開相應(yīng)的網(wǎng)頁，直接在手機上瀏覽學(xué)習(xí)。

在實驗課上，學(xué)生掃描設(shè)備上的二維碼，就能快速獲取實驗步驟、設(shè)備的使用方法和注意事項等信息（如圖6）。[7]這種新的教學(xué)方式，不僅能夠突破平面媒體的限制，走向數(shù)字網(wǎng)絡(luò)世界，擴展知識，開闊學(xué)生視野，還能極大程度地激發(fā)學(xué)生“掃碼學(xué)習(xí)”的興趣和熱情，這種“遇到疑問掃一掃”的學(xué)習(xí)方式可以彌補課堂學(xué)習(xí)的時空不足，實時解決學(xué)習(xí)中遇到的問題，減少問題的積壓。

圖6課堂教學(xué)二維碼應(yīng)用

4.考務(wù)信息化

大學(xué)每年都有很多考試，每次考試都要制作、發(fā)放很多紙質(zhì)準(zhǔn)考證，不僅浪費很多紙張，不節(jié)能環(huán)保，而且紙質(zhì)準(zhǔn)考證很容易丟失，學(xué)生補辦比較麻煩，來不及補辦的將會錯過考試。

通過二維碼代替準(zhǔn)考證，不僅節(jié)約了資源，還能有效防止考生通過替換準(zhǔn)考證上的照片來替考的現(xiàn)象。高校可以把考生的個人信息儲存到二維碼中，發(fā)布到教務(wù)系統(tǒng)，考生可登錄系統(tǒng)自行下載自己的二維碼，保存到手機或者打印出來。如果考前丟失，不需任何補辦手續(xù)，再下載或打印即可。如果二維碼被他人盜取，需立即掛失，系統(tǒng)注銷原來的二維碼，重新生成新的二維碼。考生參加考試時，把紙質(zhì)二維碼或手機保存的二維碼在識讀器上一掃，聯(lián)網(wǎng)電腦上自動顯示考生信息，監(jiān)考老師即可驗證考生身份（如圖7）。

圖7二維碼準(zhǔn)考證生成與識別流程圖

5.圖書管理信息化

目前，大部分高校圖書館仍然使用一維碼來管理圖書，讀者通過檢索系統(tǒng)搜索圖書的書名、作者、索書號以及存放位置，抄下來去書庫尋找。由于圖書管理員在擺放圖書時沒有規(guī)律可循，圖書歸位時按大類隨意放到書架上，讀者在眾多書目中尋找一本書是一件費時費力的事。

在圖書管理系統(tǒng)引入二維碼，將圖書的書名、作者、索書號以及精確到幾號書屋幾號書架幾層的準(zhǔn)確存放位置存儲進(jìn)二維碼，讀者可以在檢索頁面掃碼快速找到需要的圖書。借書時，在自助終端掃碼讀者個人二維碼和圖書上的二維碼實現(xiàn)自助借書。還書時，掃描圖書上的二維碼即可實現(xiàn)自助還書。圖書管理員在整理退還的圖書時，可以用手機掃描圖書上的二維碼獲得該書的準(zhǔn)確存放位置，快速歸位。因此，二維碼技術(shù)和圖書管理結(jié)合，將極大地簡化圖書管理的工作，提高管理效率和管理效果。[8]

6.資產(chǎn)管理信息化

高校固定資產(chǎn)具有使用周期長、價值高、種類多、使用分散等特點，給資產(chǎn)管理工作帶來很多麻煩，經(jīng)常出現(xiàn)賬物不符、存放混亂、放置方式不對等問題。目前高校資產(chǎn)管理大多仍使用一維碼管理，由于一維碼只能存儲一串?dāng)?shù)字，不能存儲漢字，資產(chǎn)盤點時依賴于導(dǎo)入有完整數(shù)據(jù)庫的掃描槍，一旦條碼褶皺、污損或老化，往往無法讀取，需要人工抄下條碼，事后人工復(fù)核。而且出于成本原因，資產(chǎn)管理部門配備的掃描槍很少，一般是1-2個，大規(guī)模資產(chǎn)盤點時工作量大，效率低。

在資產(chǎn)管理系統(tǒng)中引入二維碼技術(shù)，為每個物品制作包含名稱、型號、使用部門、使用人、存放地點、入庫日期、存放要求等信息的二維碼。由于二維碼具有存儲信息量大、使用壽命長、糾錯能力強、防磁功能好等優(yōu)勢，不會因為標(biāo)簽褶皺、污損或老化而無法讀取。在大規(guī)模資產(chǎn)盤點時，智能手機即可作為掃碼設(shè)備用，逐一掃描實物上的二維碼，手機上就會顯示詳細(xì)信息，便于和實物信息核對，[9]這樣可以有效避免漏檢、錯檢、偷梁換柱、以次充好等現(xiàn)象的發(fā)生，有效地提高資產(chǎn)管理工作的準(zhǔn)確性和資產(chǎn)盤點的效率。

四、二維碼信息安全

如今，由于二維碼制作和發(fā)布沒有門檻，借助二維碼傳播惡意網(wǎng)址、發(fā)布手機病毒等不法活動也逐漸多了起來。此前，央視曾曝光過“二維碼”吸費騙局，二維碼安全問題不容忽視。

首先，涉及個人信息的二維碼，極其容易被不法分子復(fù)制用以非法目的。目前，二維碼的安全主要靠信息加密技術(shù)來實現(xiàn)，[10]涉及重要個人信息時常常采用雙重加密技術(shù)來確保信息安全（如圖8）。但加密并不是100%安全，不能完全杜絕個人信息的泄露。我們不排除不法分子利用信息技術(shù)破解個人信息，從而給二維碼用戶信息安全帶來威脅。

圖8二維碼雙重加密技術(shù)流程圖

其次，雖然二維碼本身不會攜帶病毒，但很多病毒卻可以利用二維碼掃碼下載。當(dāng)用戶掃碼后，手機會鏈接到釣魚網(wǎng)站或下載病毒、木馬程序、惡意代碼等。

因此，用戶要養(yǎng)成安全意識，不隨意掃來源不明的二維碼，對涉及個人信息的各種二維碼憑證（比如：印有實名信息二維碼的火車票、門票等）不要隨意丟棄，養(yǎng)成良好的保護(hù)個人信息的習(xí)慣，以免被不法分子利用。

五、結(jié)論與展望

本文介紹了二維碼技術(shù)的概念、分類和特點，二維碼在高校管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀和可行性分析，主要探究了二維碼在校園信息化建設(shè)中的應(yīng)用，可以想象未來的大學(xué)校園，人手一張的二維碼就如同身份證、一卡通一樣，所有的教職員工和學(xué)生掃碼出入學(xué)校、掃碼考勤、掃碼學(xué)習(xí)、掃碼借還書、掃碼進(jìn)入考場，甚至掃碼購物吃飯等等。雖然，目前二維碼的應(yīng)用和發(fā)展仍然存在一些問題，諸如碼制不統(tǒng)一、信息安全等，但我們有理由相信，隨著應(yīng)用需求的增長和對二維碼技術(shù)的不斷改進(jìn)，這些問題都能夠被克服，二維碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用將是必然的趨勢。

[1]韋元華,舟子.條碼技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:中國紡織出版社,2003.

[2]中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.條碼國家標(biāo)準(zhǔn)匯編[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2004.

[3][5]陳剛.手機二維碼在校園中的應(yīng)用[J].低碳世界,2014(13):320-321.

[4]邱茜,毛蕓,釗林真.二維碼在高校圖書館中的應(yīng)用研究[J].河南科技,2013(1):215-216.

[6]謝思源.二維碼技術(shù)及其防偽應(yīng)用淺析[J].印刷質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化,2013(12).

[7]鄒文閣.二維碼技術(shù)在實驗室管理中的應(yīng)用[J].黑龍江糧食,2014(5):52-53.

[8]習(xí)亞萍,李娟,韓萌等.二維碼在圖書館的應(yīng)用探析[J].晉圖學(xué)刊,2014(5):31-34.

[9]孫蔚,吳楊.二維碼技術(shù)在高校實訓(xùn)資產(chǎn)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子制作,2014(7).

[10]于英政.QR二維碼相關(guān)技術(shù)的研究[D].北京:北京交 通大 學(xué),2014.