论文_二维码原理及应用分析

论文题目：二维码技术原理与应用

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二维码技术原理与应用

摘要：二维码作为当前的一项高普及度的热门技术，它是用特定的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。在现代商业活动中，可实现的应用十分广泛，如：产品防伪/溯源、广告推送、网站链接、数据下载、商品交易、定位/导航、电子凭证、车辆管理等等。本论文将围绕二维码的概念、原理、应用以及发展四个方面进行较为全面的分析与论述。使读者对二维码其发展和概念、技术特性、在现代的应用领域、潜在的应用隐患以及未来的发展方向有深一层次的认识与了解。

关键词：二维码;二维码应用;矩阵

The technical principle and application of

2-dimensional bar code

Abstract:The widely popular technology of 2-dimensional bar code for now，which icons looks like a rectangle organized regularly by sort of independent parts,is a key full of informations.In the modern commercial activities, the application is widely used , such as: product security / traceability, advertising push, Web links, data download, commodity trading, positioning / navigation, electronic certificate, vehicle management etc.. This paper will focus on the concept, 2-dimensional code principle, application and development of four aspects were analyzed and discussed comprehensively. So that readers of the

two-dimensional code development and concept, technical characteristics, application in the application field, the potential danger of modern and the future direction of development know deeper.

Key words: 2-dimensional code principle;application;rectangle

1 前言

21世纪，随着信息革命推动各行的发展，移动互联产业的进步显得尤为突出。在4.2亿手机网民规模下移动终端的应用软件可谓草长莺飞，同时也使众多的应用技术得到大范围的普及，赚饱用户的眼球。其中不得不提的当属二维码技术的应用。二维码对于我们毫不陌生，不仅已在微博、微信、淘宝等这样众多一线应用中广泛使用，大街小巷也随处可见，甚至在电线杆上成为新一代的牛皮鲜。本文将围绕二维码的概念原理以及现在以及将来的应用发展方向进行讨论，使之有深一层次的了解。

2 二维码概念及原理

2.1什么是二维码

二维码（2-dimensional bar code），又称二维条码，最早起源于日本，它是用特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）上分布的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。在现代商业活动中，可实现的应用十分广泛，如：产品防伪/溯源、广告推送、网站链接、数据下载、商品交易、定位/导航、电子凭证、车辆管理等等。

从“年龄”来看，二维码算不上年轻。1970年，美国公司Iterface Mechanisms就开发出了这项技术，并在制造业中投入使用。亚洲国家则让它在日常生活中大放异彩，海报、票证、名片……这种黑白相间的小东西无处不在。事实上，二维码的码制颇多，目前我们能看到的二维码大多是QR码，它缘起于1994年，原本是Denso Wave公司为追踪汽车零件而设计，后来逐渐流行开来。它用黑白矩阵图案表示二进制数据，与一维条形码相比，它具有信息容量大（可容纳1850个大写字母或2710个数字或1108个字节或500多个汉字）、编码范围广（图像、声音、文字、指纹等都可以进行编码）、容错纠错能力强（毁损面积达50%仍可恢复信息）、保密防伪性好、制作成本低等优点。

2.2二维码原理

2.2.1基本原理

二维条码/二维码（英文名：QR Code，因等级限制，无法更改名片) 是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。同时还具

有对不同行的信息自动识别功能、及处理图形旋转变化等特点。二维码是一种比一维码更高级的条码格式。一维码只能在一个方向（一般是水平方向）上表达信息，而二维码在水平和垂直方向都可以存储信息。一维码只能由数字和字母组成，而二维码能存储汉字、数字和图片等信息，因此二维码的应用领域要广得多。

二维条码/二维码可以分为行排式二维条码和矩阵式二维条码。行排式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”，用“空”表示二进制“0”，“点”和“空”的排列组成代码。下面将做进一步展开。

2.2.2矩阵式原理

矩阵式二维码（又称棋盘式二维码）是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。右图是国内常用的矩阵式二维码实例，手机正常扫描后会跳出高可靠性的信息：

在矩阵元素位置上，出现方点、圆点或其他形状点表示二进制“1”，不出现点表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维码有：Code One、Maxi Code、QR Code、 Data Matrix等。

2.2.3行排式原理

行排式二维码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定、其译码算法与软件也不完全相同于一维码。有代表性的行排式二维码有CODE49、CODE 16K、PDF417等。其中的CODE49，是1987年由 David Allair 博士研制，Intermec 公司推出的第一个二维码。

2.3二维码特性

⑴高密度编码，信息容量大：可容纳多达1850个大写字母或2710个数字或1108个字节，或500多个汉字，比普通条码信息容量约高几十倍。

⑵编码范围广：该条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码，用条码表示出来；可以表示多种语言文字；可表示图像数据。

⑶容错能力强，具有纠错功能：这使得二维条码因穿孔、污损等引起局部损坏时，照样可以正确得到识读，损毁面积达50%仍可恢复信息。

⑷译码可靠性高：它比普通条码译码错误率百万分之二要低得多，误码率不超过千万分之一。

⑸可引入加密措施：保密性、防伪性好。