杨李娜

（新华通讯社，北京 100083）

二维条码技术与在信息管理系统中的应用

杨李娜

（新华通讯社，北京 100083）

本文首先对二维条码的概念和特点进行了介绍，然后依次对二维条码的产生、生成和识读、典型码制进行了阐述，最后对信息管理系统中二维码的应用与发展进行了剖析。

二维码；信息管理；应用；码制

1 引言

二维条码是一种高容量的信息存储、传递和识别的技术，自其诞生之日起就受到世界上很多国家（包括美国、德国、加拿大、日本、墨西哥、埃及等）的关注。二维条码技术不仅应用于军事、外交、公安等部门，而且逐渐应用于税务、海关、商业、交通运输、邮政、工业生产等行业，对各类报表、数据及生产线进行自动化管理。近年来，二维码的应用开始进入开放的流通领域，国际物品编码协会提出了标准化二维条码应用规范，二维条码技术的应用正从以往单一的、局部的、封闭的系统应用，向着形成开放的、全球化、标准化大型应用系统方向发展。

2 二维码的产生和特点

2.1 二维条码的产生

条码技术广泛应用于20世纪70年代，它是在信息技术基础上发展起来的一门集编码、印刷、数据采集与处理于一体的综合性技术。条码技术的核心内容是利用光电扫描或者图像采集设备，识读条码符号，实现自动识别，并准确快速地将信息录入计算机进行数据分析、处理及管理。一维条码技术是以计算机、光电技术和通信技术的发展为基础的综合性技术，实现了信息数据自动识别、输入的重要技术。

一维条码的符号只在单一方向上承载信息，容量有限，仅能对“物品”进行标识，而不是先对“物品”描述，其应用不得不依赖数据库的存在。二维条码技术是在一维条码技术的基础上，为解决其不足，在20世纪80年代末产生的。

2.2 二维条码的技术特点及优势

二维条码是一种较为经济、实用的自动识别技术，具有信息量大、多媒体信息表示、纠错功能强、输入速度快、可靠性高、灵活实用、自由度大、保密防伪性强、设备结构简单、成本低等优点。

⊙ 采集信息量大，利用传统的一维条码一次可采集几十位字符的信息，二维条码更可以携带数千个字符的信息，可以包含图形或汉字。一般一个一维条码可容纳20个字符，二维条码可容纳上千字符，某些条码通过字节压缩可表示上千字节的用户自定义信息。

⊙ 表示各种多媒体信息以及多种文字信息，将语言文字或图像信息转换成字节流，进而将字节流用二维条码表示。

⊙ 具有纠错功能，引入纠错机制，使得二维码在因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以得到正确的识读。

⊙ 输入速度快，与键盘输入相比，条码输入的速度是键盘输入的5倍。

⊙ 可靠性高，键盘输入数据出错率为三百分之一，利用光学字符识别技术出错率为万分之一，而采用条码技术误码率低于百万分之一。

⊙ 灵活实用，条码标识既可以作为一种识别手段单独使用，也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。

⊙ 此外，条码还可引入加密机制，同时译码可靠性高、标签易于制作，对设备和材料没有特殊要求，识别设备操作容易，不需要特殊培训，且设备也相对便宜。

3 二维码技术综述（生成和识读）

（1）生成。二维码生成技术包括信息编码、纠错编码、符号表示、符号印制等4个主要技术过程。其中，信息编码分为两个阶段，包括原始数据的信息化处理过程、码字过程（数据信息映射到二维条码）；纠错编码，按照不同的纠错等级和算法，生成纠错码字，提高条码的可读性；符号表示即将码字流用相应的二维条码符号进行表示的过程。

（2）识读。二维条码的识读技术分为硬件和软件两部分，硬件技术主要通过光电转换技术解决将条码符号所代表的数据转换为计算机可读的数据，并实现与计算机之间的数据通信；软件技术主要解决数据处理、分析、译码等问题。

（3）质量检测。根据行排式和矩阵式二维条码的不同，检测技术分为行排式和矩阵式两种，行排式检测基于反射率曲线，矩阵式基于某种码制的参考译码算法进行，与具体码制的设计紧密相关。

（4）设计。二维条码应用系统包括识读设备、条码、计算机、通信系统组成。设计过程主要考虑确定条码表示信息、选择二维码制和符号版面设计、符号生成与印制以及识读设备的选择。

4 二维码的典型码制

二维条码的码制是对具有明确标准的二维条码符号的统称。根据二维码的编码原理、结构形状的差异，可将二维条码分为两大类型，即行排式（也称堆积式）、层排式和矩阵式（也称棋盘式）。

行排式二维条码的编码原理建立在一维条码基础上，在编码设计、识读方式和检验原理等方面继承了一维条码的特点，代表性的二维条码有Code 49，Code 16k，PDF417等。

矩阵式二维条码以矩阵形式组成，在矩阵相应元素位置上，用深色模块（方点、原点或其他形状的模块）表示二进制“1”，浅色模块表示二进制“0”，矩阵码所表示的意义即由模块的排列组合来完成。矩阵码是形成于计算机组合编码原理、图像处理技术等基础上，是一种新型图形符号自动识读处理的码制。典型的矩阵码有Data Matrix，Code One，Mari Code，QR Code，汉信码等。汉信码是有中国物品中心牵头，于2005年研发完成的我国拥有完全自主产权的新型二维条码，是目前汉字编码最高的二维条码，具有信息容量大、密度高、抗畸变、抗污损能力强等特点。

5 二维条码技术的应用

二维条码技术一个最典型的应用就是二维码统一信息系统。二维码应用系统是采用了二维条码最数据采集、表示技术的信息系统，常应用在地理位置分离的数据生成、采集和识别。比较典型的应用即二维条码统一信息系统。例如，计算机运维系统中包含数千台IT设备、多个软件系统、上百个机柜、百十名运维人员、人员信息以及联系方式等组成要素，划分运维责任区之后，传统的运维模式无法查询到各种要素之间的对应关系及联系，缺乏统一的管理能力，缺乏紧急故障的应急处理能力。现代化运维手段融合二维条码的应用，使得设备、系统、人员等信息，能通过手机、掌上电脑等终端进行扫描，快速查询、定位到责任人信息，达到快速拨号，完成巡检及应急处理故障的能力。节省了时间、人力及经济成本。其系统构成一般如图1所示。

图1 二维码统一信息系统构成图

主要包括条码生成、制作、识读和处理四个平台，文字、图像等其他信息经过编码软件平台，输出位图文件，发送至监视器、打印机和粘贴板，生成条码标签，通过识读子系统进行识读，最后传送至信息处理子系统进行数据分析和处理。

6 结束语

随着社会信息化程度的不断提高和二维条码等数据采集及自动识别技术的飞速发展，二维条码技术与其他技术相互融合、渗透趋势明显。近几年来，二维条码与RFID射频识别技术的集成形成了新的热点。条码容易操作且成本低，射频识读快速、安全性好，两种自动识别技术的融合达到了优势互补，具有非常广泛的应用场景。此外，以手机为识读设备，通过移动通信网络平台传输信息，二维码手机应用系统发展得如火如荼，运营商等企业纷纷进行手机二维码业务的技术研究、应用、宣传推广以及系统运营，新的应用模式和商业模式层出不穷。二维条码与其他技术的相互融合、相互渗透是的其向更深更广阔的领域迅速发展。■

[1] 中国物品编码中心．二维条码技术与应用．北京：中国计量出版社，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