二维条码技术及应用
 
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二维条码技术及应用

  二维条码技术的起源

  我们常见的商品包装上的条码是一种一维条码。这种条码自70年代初期问世以来,很快得到了普及并广泛应用到工业、商业、国防、交通运输、金融保险、医疗保健、邮电及办公自动化等领域。
一维条码信息容量很小。一个一维条码最多只能容纳四十几个数字、字符或特殊符号。这就决定了其用处只能是用来标识物品,而描述物品的信息也只能依赖于预先建立的计算机数据库/网络,否则这种条码几乎变得毫无意义,因而其应用范围受到了很大的限制。基于此原因,信息科学工作者20世纪90年代陆续发明了许多种具有信息容量大、可靠性高、保密防伪性强等优点的二维条码。

   
  二维条码技术的特点

1. 二维条码与一维条码比较:
  二维条码是一种高密度、高信息含量的数据文件,是实现证件、卡片及表单等大容量、高可靠性信息自动存储、携带并可用机器自动识读的理想手段。与一维条码相比较,二维条码具有如下特点:

1) 信息密度高容量大
一个QR二维条码最多可以容纳约4296个文本字符,或7089个数字,或2953个字节,或1817个汉字。而一个一维条码最多只能表示40多个数字、字符或特殊符号。
2) 编码范围广
二维条码可将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字(当然包括汉字)等一切可数字化的信息进行编码。这对于一维条码是根本不可能的。
3) 保密、防伪性能好
二维条码具有多重防伪特性。它可采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪。这对于一维条码也是根本不可能的。
4) 译码可靠性高
一维条码的译码错误率约为百万分之二,PDF417 二维条码则不超过千万分之一。
5) 纠错能力强
二维条码采用了目前最先进的数学纠错理论。如PDF417二维条码破损面积不超过50%,条码因沾污、破损等所丢失的信息仍能补译出来;QR码的最大纠错能力也达到了30%。一维条码根本无此能力,甚至为了解决误读和拒读问题,通常要将其所表示的信息一同印刷出来。
6) PDF417 二维条码符号的形状可变
同样的信息量,PDF417 二维条码可根据载体面积及美工设计等自我调整成不同的形状。

2. 二维条码与磁卡、IC 卡及光卡的比较:

 

比 较 项 目

二 维 条 码
磁 卡
IC 卡
光 卡
417码
QR码
抗磁力
较强
抗静电
较强
较强
抗污损

可折叠 / 穿孔 / 切割

不可折叠 / 穿孔 / 切割

可折叠 / 穿孔 / 切割

可折叠 / 穿孔 / 切割
影印 / 传真性
不可
不可
不可
保密防伪性
较强
较强
对网络数据库依赖
较强
较强
可改写性
不可改写
易改写
易改写
易改写
使用寿命
较长
容量
2710 数字
1850 字符
1108 字节
7089 数字
4296 字符
2953 字节
1817 汉字
76字节
8K字节
2M字节
最大纠错能力
约50%
30%
识读速度★
0.3秒
0.03秒
识读方向
±10°
全方位360°
环境温度
不限
成本(比例值)
1
10
300
500
★ 按表示100个字符的符号计

  不难看出,二维条码几乎包容了磁卡、IC卡及光卡的所有优点。唯一的"缺点"是不可改写。对于不需经常改写的应用场合,这恰恰增强了证卡的保密防伪性能。

   
  三、二维条码在国际上的应用举例

  二维条码做为一种新的信息存储和传递技术,从诞生之始就受到了世界各国信息业界的广泛关注。经过几年的努力,现已广泛地应用在国防、公共安全、交通运输、医疗保健、工业、商业、金融保险、海关及政府管理等领域。

  美国的驾驶证、军人证、军人医疗证等几年前就已采用了二维条码技术。将证件上的个人信息及照片编在二维条码中,不但可以实现身份证件的自动识读,而且可以有效地防止伪造证件。

  英国、法国、加拿大、菲律宾、埃及、巴林、匈牙利、西班牙等许多国家也已在身份证或驾驶证上采用二维条码。据不完全统计,在身份证、驾驶证或其它单证上已经或准备采用二维条码的国家或地区已达70多个。

  我国对香港恢复行使主权后,香港特区居的民护照上就采用了二维条码技术。

  西班牙税局在企业和个人的税务申报表上使用二维条码技术后,整个税务征管工作的报表处理效率提高了83%。

  在我国陆续应用二维条码技术的例子有:银行金融汇票、上海大众桑塔纳汽车销售系统、2000年春"两会"(全国人大和政协)代表证、上海市2001年春夏季高招考生成绩通知单等。

  除证件、报表外,在工业生产、国防、金融保险、医药卫生、商业、交通运输等领域,二维条码同样得到了广泛的应用。

四、二维条码在我国的应用

  由于二维条码具有成本低,信息可随载体移动,不依赖于数据库和计算机网络、保密防伪性能强等优点,结合我国计算机应用较为普及,网络覆盖面较小,对证件的防伪措施要求较高等具体情况,可以看出二维条码在我国有着极其广阔、诱人的应用前景并极具推广价值。因此,我国政府于1999年5月在北京组织召开了"二维条码技术推广应用工作座谈会",决定将在各个领域大力推广二维条码技术(《人民日报》1999年5月14日),这标志着我国的二维条码技术应用从此步入规范有序的快速发展阶段。

1.证件管理
  由于二维条码可以对照片或指纹进行编码,有效地解决了证件的可机读及防伪等问题,因此可广泛地应用在护照、身份证、驾驶证、暂住证、行车证、军人证、健康医疗证、保险卡、学生证等任何需要唯一识别个人身份的证件上。

2.执照年检
  行车证、驾驶证的年审,各种工商营业执照、税务登记证、卫生检疫证、企事业代码证、统计登记证等各种政府部门登记证件的年检,可以通过采用二维条码,解决年检登记的计算机录入问题,节约了政府工作人员的时间,为企事业单位提供了良好的服务,还有利于改善政府的服务和公众形象。

3. 报表管理
  海关报关单、税务报表、银行票据、保险登记表、医疗保健卡等任何需重复录入或禁止伪造、删改的表格,都可以将表中填写的信息编在二维条码中,实现表格的自动录入并能防止篡改表中内容。

4.新闻出版
  利用二维条码可以对汉字或图片进行编码的特性,可以很容易地将图书在版编目数据、版权信息、内容提要、防伪信息,甚至封面图案、作者照片及指纹等一切可以数字化地信息编入二维条码中,有效地解决了图书信息的可机读及真伪辨别问题。在图书管理、销售、收藏等单位的计算机上录入出版物编目数据等信息时,只需几秒钟就可准确地完成,不仅节约了图书登记、图书管理人员的宝贵时间,还避免了人工录入较易发生的差错,确保其图书信息的可靠性,因此可广泛地应用于各类出版物。

5. 货物的集装运输和包裹邮递
  随着条码技术的不断发展,条码在包裹、货物运输上扮演了越来越重要的角色,特别是近几年来,许多国家的运输公司纷纷采用一维条码和二维条码相结合的标签,来实现货物运输中的条码跟踪和信息传递。
  二维条码信息容量大,可以储存包裹、货物的详细信息,且容易打印,还可以根据需要进行加密,从而有效地防止了数据的非法篡改。此外,由于二维条码具有很强的自动纠错能力,因此在实际的包裹运输中,即使条码标签受到一定的污损,   二维条码依然可以正确地识读。二维条码这些突出的特点,使之迅速被很多国家广泛地应用于邮政、铁路、机场、水运码头等货物运输上,以此实现了货物运输的全过程跟踪,消除了数据的重复录入,加快了货物运输的数据处理速度,降低了对计算机网络的依赖程度,从而实现了物流管理和信息流管理的完美结合。

6. 机电产品的流水生产线
  如汽车总装线、电子产品总装线,采用二维条码实现数据的自动识别和交换。

  为了使二维条码技术的推广应用顺利进行,国家有关部委即将提出《关于大力推广应用二维条码技术的指导意见》,明确表示要大力支持应用领域的试点和关键技术的开发和国产化。

  另据新华社1999年10月15日消息:二维条码多功能识读器日前已在我国问世。这又会减少用户对识读设备的投资,降低用户应用成本。又据赛迪网2001年5月8日消息:福州市预计在2001年底启动二维条码暂住证管理系统。

  总之,二维条码技术及其硬件设备的制造技术均已成熟,二维条码在我国有着极其广阔、极其诱人的应用前景,国家政府大力推广二维条码技术必将为我国信息产业的发展提供一个良好机会,也将为国民经济的各个领域带来巨大的社会经济效益。

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