建林二维码系统解决方案
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建林二维码系统解决方案
* 来源 : * 作者 : admin * 发表时间 : 2013-10-30 * 浏览 : 43

前言

随着信息科学技术的发展,自动识别技术得到了广泛的应用,大大提高了各行业的生产工作效率。条码识别是以计算机图像处理、模式识别、光电技术和通信技术为基础的综合性技术,是信息数据自动输入、识别的重要方法,已经成为当今主要的自动识别技术之一。条码可分为一维条码和二维条码两大类。一维条码受到容量的限制,仅能标识商品,而不能描述商品。二维条码解决了一维条码面临的容量问题,具有信息量大、可靠性高、保密防伪等优点,并可以用来表示多种语言文字、图象数据等信息。与其他自动识别技术如磁卡技术、射频技术、光学字符识别技术相比,二维条码也具有抗干扰,识别速度快,成本低廉等优势。随着我国市场经济的不断完善和信息技术的迅速发展,国内对二维条码这一新技术的需求与日俱增。
国外对二维条码技术的研究始于20世纪80年代末。在二维条码符号表示技术研究方面,已研制出多种码制,常见的有PDF417、QR Code、Data Matrix等。我国对二维条码技术的研究开始于1993年,并已经充分意识到二维条码技术的重要性。中国物品编码中心对几种常用的二维条码PDF417,QR Code,Data Matrix,Maxicode,Code 49,Code 16K,Code One的技术规范进行了翻译和跟踪研究。“九五”期间,PDF417二维条码标准的研制己被列为国家重点科技攻关项目。1999年初,朱铭基总理亲自过问了二维条码的推广情况,李岚清副总理批文国家经贸委具体落实二维条码在各行业中的应用。另外,国家经贸委主持了多次二维条码工作会议。各行业、各部委办都对二维码技术表示出极大的热情,民航、铁路、中铁快运等部门的兴趣尤为强烈。中国物品编码中心在原国家质量技术监督局和国家有关部门的大力支持下,制定了两个二维条码的国家标准:《四一七条码》,《快速响应矩阵码》。
在二维条码设备研发方面,国内有越来越多的公司投入开发研究,由最初做国外产品代理到自主开发条码的编码译码软硬件系统。做得较好的公司有上海先达条码技术有限公司,南开戈德信息技术公司,中科大讯飞信息科技有限公司等。
在应用方面,二维条码技术已在我国的汽车行业自动化生产线、火车票务、医疗急救服务卡、涉外专利案件收费、珠宝玉石饰品管理及银行汇票上得到了应用;1999年3月在北京举行的全国人大第九届三次全体会议和全国政协第九届三次会议期间,在随行人员证件、记者证、旁听证上成功地应用了二维条码技术,引起了与会代表和新闻界的极大关注;我国香港特别行政区已将二维条码应用在特别行政区的护照上。


 

第一章 二维码的编码标准及其应用

二维码/二维条码可以分为堆叠式/行排式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式/行排式二维码形态上是有多行短截堆叠而成;矩阵式二维码以矩阵的形式组成,在矩阵相应元素上用“点”表示二进制“1”,用“空”表示二进制“0”,由“点”和“空”的排列组成代码。
本系统介绍的QR Code(Quick Response Code)称为快速响应矩阵码,是一种矩阵式二维码。QR Code突破了一维条码的限制,具有高密度、大容量、抗损等特点,拓宽了条码的应用领域,其特点如下:
 
一维条码
二维条码
密度
容量
存储类别
数字
数字、字符、文字、图片
纠错
仅探测错误,不纠错
具备不同安全等级的纠错
安全
不具备加密功能
可加密
主要用途
标识物品
描述物品
图1 一维条码与二维条码的对比
 
 
(1)            高密度
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。可以把产品信息存储在一个二维条码中,要查看产品信息,只要扫描二维条码即可,不需要事先建立数据库,实现了条码对物品的描述功能。
(2)            具有纠错功能
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污染、破坏引起局部损坏时,照样可以正确得到识读。二维条码的纠错算法与人造卫星和VCD等所用的Reed-Solomon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。
(3)            可以表示多种语言文字和图像数据
多数二维条码都具有字节表示模式。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,而机内码都是字节码,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。另外,图像多以字节形式存储,因此二维条码也可以存储图像(如照片、指纹等)信息。
(4)            可引入加密机制
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。
QR Code除具有其它二维条码的共同特点--信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图像等多种格式信息之外,还具有以下特点:
(1)            超高速识读
该特点是QR Code码区别于PDF417、Data Matrix等二维条码的主要特性。CCD二维条码识读设备,每秒可识读30个含有100个字符的QR Code条码符号;对于含有相同数据信息的PDF417码,每秒仅能识读3个条码符号;对于Data Matrix矩阵码,每秒仅能识读2~3个条码符号。QR Code码的超高速识读特性使它能够广泛应用于工业自动化生产线管理等领域。
(2)            全方位识读
QR Code的另一主要特点是可以全方位(360°)识读。这点对于行排式二维条码,如PDF417很难做到,其识读方位角仅为±10°。
(3)            高效表示汉字
QR Code用特定的数据压缩模式表示中国汉字和日本汉字,它仅用13bit表示一个汉字,而PDF417、Data Matrix等二维条码没有特定的汉字表示模式,表示一个汉字需用16bit(二个字节)。
 
图2 QR码结构图
 
每个QR码符号是由正方形模块组成的一个正方形阵列,它由编码区域和功能图形组成。功能图形是用于符号定位与特征识别的特定图形,不用于数据编码,它包括位置探测图形(寻像图形)、分隔符、定位图形和校正图形。符号的四周留有宽度至少为四个模块的空白区。图2-13为QR码某个版本的结构图。
(1)           寻像图形
它包括三个相同的位置探测图形,分别位于符号的左上角、右上角和左下角,如图2-13所示。每个位置探测图形由三个同心的正方形组成,分别为7×7个深色模块、5×5个浅色模块、3×3个深色模块。由于有掩模的作用,符号中其他地方遇到类似图形的可能性极小,所以寻像图形可以用来识别QR码符号,并可确定条码的位置和方向。
(2)           定位图形
水平和垂直定位图形分别为一个模块宽的,由深色与浅色模块交替组成的一行和一列图形,它们的位置分别位于第6行与第6列。作用为确定符号的密度和版本,为模块坐标位置作参考。
(3)           校正图形
每个校正图形可看作是三个同心的正方形,由5×5深色模块,3×3浅色模块和一个中心深色模块构成。校正图形的数量视版本而定。
QR Code码的基本特性,见图
 
编码流程如下
 

 
(1)得到用户输入数据,进行数据分析
分析输入的数据流,确定要进行编码的字符类型。确定用户选择的纠错等级(如果没有则选择默认等级),根据纠错等级和数据容量,选择与数据相适应的最小编码版本。
(2)数据编码
按照所选择模式的编码标准,将数据字符转换为位流。在数据位流前加上模式指示符,在数据位流之后加上终止符,将产生的位流分为每8位一个码字,必要时加入填充字符以填满按照版本所要求的数据字数。
(3)纠错编码
按标准要求将码字序列分块,以便生成相应的纠错码字。分段后的数据通过RS
纠错电路,生成相应的纠错码字,并加入到相应的数据码字序列的后面。
(4)构造最终信息
按标准的数据排列方式构建最终排列信息,必要时加入剩余位。
(5)在矩阵中标志功能模块
不同的版本因要嵌入不同数量的校正图形,因此对应不同的矩阵排列。矩阵中要加入功能图形,因此首先要标志功能图形的位置,并在对应位置加入功能图形中的寻像图形、分隔符、定位图形、校正图形。
(6)在矩阵中布置数据模块
按排列标准,将数据码字模块放入矩阵中的对应位置。
(7)加入掩模
用8种掩模图形依次对符号的编码区域的位图进行掩模处理,评价所得到的8种结果,选择最优的一种。
(8)加入格式和版本信息
生成版本信息(版本7以上)和格式信息,构成符号。加入矩阵对应位置。
(9)生成条码图形
根据上面步骤得到的1、0矩阵,生成对应的黑白方块条码图形。
加密算法介绍:
3DES(即Triple DES)是DES向AES过渡的加密算法(1999年,NIST将3-DES指定为过渡的加密标准),是DES的一个更安全的变形。它以DES为基本模块,通过组合分组方法设计出分组加密算法,其具体实现如下:设Ek()和Dk()代表DES算法的加密和解密过程,K代表DES算法使用的密钥,P代表明文,C代表密表,这样,
 
3DES加密过程为:C=Ek3(Dk2(Ek1(P)))
 
3DES解密过程为:P=Dk1((EK2(Dk3(C)))
 


 

第二章 二维码生成系统设计

矩阵式的QR码具有存储信息容量大、可靠性高、超高速全方位识读的特点,可表示汉字、图像等多种类型信息,并由于其用特定的数据压缩模式表示中国汉字和日本汉字,在亚洲地区如日本、中国、韩国,应用得最为广泛。
为了使QR Code码的应用在中国标准化,中国物品编码中心制定了快速响应矩阵码国家标准GB/T 18284-2000,neq ISO/IEC 18004:2000。该标准是对ISO/IEC 18004标准进行了取舍和补充完善。如,用中国汉字数据表示模式代替了ISO/IEC 18004中日本汉字表示模式的内容。本公司根据GB/T 18284-2000标准,开发了QR码编码、解码以及QR码条码图形识别功能的软件系统。
本系统包括两个子系统:二维码生成系统和二维码验证系统。

2.1二维码生成系统

建林二维码生成软件使用统一的标准qr码,严格按照生成的流程,保证准确的数据生成和纠错,并采用精度高的3des加密算法进行数据加密,本软件会将密钥固化在程序里,能够防止他人假造证件。生成软件可以在需要打印时运行。
二维码信息结构:用户信息+加密信息密文
使用方法:
用户输入二维码数据,并将起始的x,y坐标输入,打印机名称可输入(如果不输为默认打印机),点击打印二维码。

 
 
界面介绍:
a.      控制按钮组
打印二维码:根据编辑框的输入产生条码图像,条码图像保存在系统文件夹中。
b.数据编辑框及显示框
在该编辑框输入待编码的数据。

2.2二维码验证系统

消费端提供验证软件以进行客户的信息识别与验证,防止他人假造。由二维码扫描枪读取二维码后,会得到一串信息,经二维码验证系统处理,根据二维码信息中的识别信息判断该条码是否属于该系统的所生成。
 
 
使用方法如下:

二维码验证系统显示扫描枪中二维码信息
 
本软件会根据用户信息和加密的密文信息,用密钥进行3des解密,进行验证,验证结果系统中会给出信息提示,保证客户信息的正确性。
 
二维码生成软件证书
 
 
二维码信息名址证书
 

第三章 服务理念

完美的服务理念、完善的服务体系、可靠的服务能力。浙江建林致力于为客户提供标准化、专业化的服务,保证客户的投资最大化。
 
公司专门设有售后服务与维修部门,解决用户对产品的各种需求与疑问。提供最专业、最优质和最周到的服务。
 
服务理念:优质售后 周到服务
服务目标:做用户最满意的售后
即时响应:第一时间响应,满意客户需求。
现场指导:提供咨询、培训、实施、维护一系列服务。
专业培训:给客户进行专业的培训。
终身保养:为客户提供终身可靠的服务保障。
服务评估:建立服务评估分析体系,用户对每一次现场服务的满意程度进行评价。
 
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