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二维条码技术及其在我国的应用前景
2005-6-26
一、二维条码技术的产生背景
  一维条码自出现以来,得到了人们的普遍关注,发展速度十分迅速。它的使用,极大地提高了数据采集和信息处理的速度,提高了工作效率,并为管理的科学化和现代化做出了很大贡献。
  由于受信息容量的限制,一维条码仅仅是对“物品”的标识,而不是对“物品”的描述。故一维条码的使用,不得不依赖数据库的存在。在没有数据库和不便联网的地方,一维条码的使用受到了较大的限制,有时甚至变得毫无意义。另外,要用一维条码表示汉字的场合,显得十分不方便,且效率很低。现代高新技术的发展,迫切要求用条码在有限的几何空间内表示更多的信息,从而满足千变万化的信息表示的需要。二维条码正是为了解一维条码无法解决的问题而产生的。因为它具有高密度、高可靠性等特点,所以可以用它表示数据文件(包括汉字文件)、图像等。二维条码是大容量、高可靠性信息实现存储、携带并自动识读的最理想的方法。 
二、二维条码的特性
高密度
  目前,应用比较成熟的一维条码如EAN/UPC条码,因密度较低,故仅作为一种标识数据,不能对产品进行描述。我们要知道产品的有关信息,必须通过识读条码而进入数据库。这就要求我们必须事先建立以条码所表示的代码为索引字段的数据库。二维条码通过利用垂直方向的尺寸来提高条码的信息密度。通常情况下其密度是一维条码的几十到几百倍,这样我们就可以把产品信息全部存储在一个二维条码中,要查看产品信息,只要用识读设备扫描二维条码即可,因此不需要事先建立数据库,真正实现了用条码对“物品”的描述。 
具有纠错功能
  一维条码的应用建立在这样一个基础上,那就是识读时拒读(即读不出)要比误读(读错)好。因此一维条码通常同其表示的信息一同印刷出来。当条码受到损坏(如污染,脱墨等)时,可以通过键盘录入代替扫描条码。鉴于以上原则,一维条码没有考虑到条码本身的纠错功能,尽管引入了校验字符的概念,但仅限于防止读错。二维条码可以表示数以千计字节的数据,通常情况下,所表示的信息不可能与条码符号一同印刷出来。如果没有纠错功能,当二维条码的某部分损坏时,该条码便变得毫无意义,因此二维条码引入错误纠正机制。这种纠错机制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(见图1)。二维条码的纠错算法与人造卫星和VCD等所用的纠错算法相同。这种纠错机制使得二维条码成为一种安全可靠的信息存储和识别的方法,这是一维条码无法相比的。 

可以表示多种语言文字
  多数一维条码所能表示的字符集不过是10个数字,26个英文字母及一些特殊字符。条码字符集最大的Code l28条码,所能表示的字符个数也不过是128个ASCII符。因此要用一维条码表示其它语言文字(如汉字、日文等)是不可能的。多数二维条码都具有字节表示模式,即提供了一种表示字节流的机制。我们知道,不论何种语言文字,它们在计算机中存储时都以机内码的形式表现,而内部码都是字节码。这样我们就可以设法将各种语言文字信息转换成字节流,然后再将字节流用二维条码表示,从而为多种语言文字的条码表示提供了一条前所未有的途径。 
可表示图像数据
  既然二维条码可以表示字节数据,而图像多以字节形式存储,因此使图像(如照片、指纹等)的条码表示成为可能。 
可引入加密机制
  加密机制的引入是二维条码的又一优点。比如我们用二维条码表示照片时,我们可以先用一定的加密算法将图像信息加密,然后再用二维条码表示。在识别二维条码时,再加以一定的解密算法,就可以恢复所表示的照片。这样便可以防止各种证件、卡片等的伪造。
三、二维条码的把用范围
  二维条码可用于如下几个方面: 
单证:公文单证、订购单、报关单、商业单证; 
证照:护照、身份证、挂号证、驾驶执照、会员证、识别证; 
仓储盘点:物流中心、仓储中心等的物品盘点; 
物品追踪:会议资料、生产零件、客户服务、邮购运送、维修记录、危险物品、后勤补给、生态研究; 
资料保密:商业机密、政治情报、军事机密、私人信函。 
四、二维条码与磁卡、IC卡、光卡之比较
  二维条码同其它几种自动识别技术的比较可见表1。 
表1:二维条码同磁卡、IC卡、光卡的比较
比较点 二维条码 磁卡 IC卡 光卡 
抗磁力 强 弱 中等 强 
抗静电 强 中等 中等 强 
抗损性 强
可折叠
可穿孔
可切割 弱
不可折叠
不可穿孔
不可切割 弱
不可折叠
不可穿孔
不可切割 弱
不可折叠
不可穿孔
不可切割 
影印性 可 不可 不可 不可 
传真性 可 不可 不可 不可 
容量 1,100Byte 76Byte 3Kbyte 2Mbyte 
成本 1元 10元 300元 500元 
五、二维条码在我国的应用前景
  由于二维条码这种新兴的自动识别技术有着其它自动识别技术无法比拟的优势,它一出现便受到我国条码管理部门和有关政府部门的重视。中国物品编码中心自1993年便开始了对二维条码技术的和研究。现已出版了我国第一本有关二维条码技术的专著《二维条码技术》,为了对二维条码技术开展全面研究并开辟应用试点,中国物品编码中心的课题《二维条码技术研究与应用试点》己列入国家科委“九五”重点攻关项目。该课题将从基础研究、标准制定、设备开发和试点建立方面开展工作,旨在推动二维条码在我国的应用进程。另外,许多科研单位、开发公司、大专院校都已开始着手进行二维条码技术的应用开发。目前,许多部门已有的使用二维条码用于人员管理和物品管理的愿望,如公安部门想将二维条码应用于身份证和流动人员管理上,进出境管理部门欲正在探讨将二维条码应用在护照上,海关也想尝试将其用在报关单上。有的甚至已经开始应用,例如,上汽车销售中心已将二维条码PDF417应用车辆信息的跟踪管理。根据目前状况,预计二维条码在我国的应用五年内将有较大发展。 
二维条码将首先在我国的人员管理中得到广泛应用
  随着我国的社会和科技进步,人们对人员进行现代化管理的需要与日益俱增,这就是需要在证件上对管理对象进行精确描述。二维条码这种成本优势较大的自动技术较易被各个管理部门所接受。在我国的人口管理综合数据库较难建立的情况下,一个随身携带的身份卡上的二维条码便可将人的身份信息全部包含,并且还可包括人的照片信息,因此这种技术的推广比发达国家更俱优势。 
二维条码亦将在物物流管理中得到较大发展
  用二维条码描述物品是二维条码应用的又一方面。在货物的存贮、运输中对其进行描述必不可少。现在的情况大多是用自然语言描述,这大大影响了信息采集速度和精度。将二维条码应用于物流,即将二维条码制作在货物的包装上,这是其它自动技术(如IC卡)无法做到的。二维条码在物流中的应用必将对加快物流管理现代化的进程。
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