二維條碼技術與在信息管理系統中的應用

楊李娜

（新華通訊社，北京 100083）

二維條碼技術與在信息管理系統中的應用

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進行了介紹，然后依次對二維條碼的產生、生成和識讀、典型碼制進行了闡述，最后對信息管理系統中二維碼的應用與發展進行了剖析。

二維碼；信息管理；應用；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，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）的關注。二維條碼技術不僅應用于軍事、外交、公安等部門，而且逐漸應用于稅務、海關、商業、交通運輸、郵政、工業生產等行業，對各類報表、數據及生產線進行自動化管理。近年來，二維碼的應用開始進入開放的流通領域，國際物品編碼協會提出了標準化二維條碼應用規范，二維條碼技術的應用正從以往單一的、局部的、封閉的系統應用，向著形成開放的、全球化、標準化大型應用系統方向發展。

2 二維碼的產生和特點

2.1 二維條碼的產生

條碼技術廣泛應用于20世紀70年代，它是在信息技術基礎上發展起來的一門集編碼、印刷、數據采集與處理于一體的綜合性技術。條碼技術的核心內容是利用光電掃描或者圖像采集設備，識讀條碼符號，實現自動識別，并準確快速地將信息錄入計算機進行數據分析、處理及管理。一維條碼技術是以計算機、光電技術和通信技術的發展為基礎的綜合性技術，實現了信息數據自動識別、輸入的重要技術。

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”進行標識，而不是先對“物品”描述，其應用不得不依賴數據庫的存在。二維條碼技術是在一維條碼技術的基礎上，為解決其不足，在20世紀80年代末產生的。

2.2 二維條碼的技術特點及優勢

二維條碼是一種較為經濟、實用的自動識別技術，具有信息量大、多媒體信息表示、糾錯功能強、輸入速度快、可靠性高、靈活實用、自由度大、保密防偽性強、設備結構簡單、成本低等優點。

⊙ 采集信息量大，利用傳統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千個字符的信息，可以包含圖形或漢字。一般一個一維條碼可容納20個字符，二維條碼可容納上千字符，某些條碼通過字節壓縮可表示上千字節的用戶自定義信息。

⊙ 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換成字節流，進而將字節流用二維條碼表示。

⊙ 具有糾錯功能，引入糾錯機制，使得二維碼在因穿孔、污損等引起局部損壞時，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，鍵盤輸入數據出錯率為三百分之一，利用光學字符識別技術出錯率為萬分之一，而采用條碼技術誤碼率低于百萬分之一。

⊙ 靈活實用，條碼標識既可以作為一種識別手段單獨使用，也可以和有關識別設備組成一個系統實現自動化識別，還可以和其他控制設備聯接起來實現自動化管理。

⊙ 此外，條碼還可引入加密機制，同時譯碼可靠性高、標簽易于制作，對設備和材料沒有特殊要求，識別設備操作容易，不需要特殊培訓，且設備也相對便宜。

3 二維碼技術綜述（生成和識讀）

（1）生成。二維碼生成技術包括信息編碼、糾錯編碼、符號表示、符號印制等4個主要技術過程。其中，信息編碼分為兩個階段，包括原始數據的信息化處理過程、碼字過程（數據信息映射到二維條碼）；糾錯編碼，按照不同的糾錯等級和算法，生成糾錯碼字，提高條碼的可讀性；符號表示即將碼字流用相應的二維條碼符號進行表示的過程。

（2）識讀。二維條碼的識讀技術分為硬件和軟件兩部分，硬件技術主要通過光電轉換技術解決將條碼符號所代表的數據轉換為計算機可讀的數據，并實現與計算機之間的數據通信；軟件技術主要解決數據處理、分析、譯碼等問題。

（3）質量檢測。根據行排式和矩陣式二維條碼的不同，檢測技術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行，與具體碼制的設計緊密相關。

（4）設計。二維條碼應用系統包括識讀設備、條碼、計算機、通信系統組成。設計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計、符號生成與印制以及識讀設備的選擇。

4 二維碼的典型碼制

二維條碼的碼制是對具有明確標準的二維條碼符號的統稱。根據二維碼的編碼原理、結構形狀的差異，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上，在編碼設計、識讀方式和檢驗原理等方面繼承了一維條碼的特點，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，在矩陣相應元素位置上，用深色模塊（方點、原點或其他形狀的模塊）表示二進制“1”，淺色模塊表示二進制“0”，矩陣碼所表示的意義即由模塊的排列組合來完成。矩陣碼是形成于計算機組合編碼原理、圖像處理技術等基礎上，是一種新型圖形符號自動識讀處理的碼制。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年研發完成的我國擁有完全自主產權的新型二維條碼，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、抗污損能力強等特點。

5 二維條碼技術的應用

二維條碼技術一個最典型的應用就是二維碼統一信息系統。二維碼應用系統是采用了二維條碼最數據采集、表示技術的信息系統，常應用在地理位置分離的數據生成、采集和識別。比較典型的應用即二維條碼統一信息系統。例如，計算機運維系統中包含數千臺IT設備、多個軟件系統、上百個機柜、百十名運維人員、人員信息以及聯系方式等組成要素，劃分運維責任區之后，傳統的運維模式無法查詢到各種要素之間的對應關系及聯系，缺乏統一的管理能力，缺乏緊急故障的應急處理能力。現代化運維手段融合二維條碼的應用，使得設備、系統、人員等信息，能通過手機、掌上電腦等終端進行掃描，快速查詢、定位到責任人信息，達到快速撥號，完成巡檢及應急處理故障的能力。節省了時間、人力及經濟成本。其系統構成一般如圖1所示。

圖1 二維碼統一信息系統構成圖

主要包括條碼生成、制作、識讀和處理四個平臺，文字、圖像等其他信息經過編碼軟件平臺，輸出位圖文件，發送至監視器、打印機和粘貼板，生成條碼標簽，通過識讀子系統進行識讀，最后傳送至信息處理子系統進行數據分析和處理。

6 結束語

隨著社會信息化程度的不斷提高和二維條碼等數據采集及自動識別技術的飛速發展，二維條碼技術與其他技術相互融合、滲透趨勢明顯。近幾年來，二維條碼與RFID射頻識別技術的集成形成了新的熱點。條碼容易操作且成本低，射頻識讀快速、安全性好，兩種自動識別技術的融合達到了優勢互補，具有非常廣泛的應用場景。此外，以手機為識讀設備，通過移動通信網絡平臺傳輸信息，二維碼手機應用系統發展得如火如荼，運營商等企業紛紛進行手機二維碼業務的技術研究、應用、宣傳推廣以及系統運營，新的應用模式和商業模式層出不窮。二維條碼與其他技術的相互融合、相互滲透是的其向更深更廣闊的領域迅速發展。■

[1] 中國物品編碼中心．二維條碼技術與應用．北京：中國計量出版社，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