目前門禁識別的主要方式是IC卡識別,特別是具備RFID功能的卡識別。盡管RFID技術有相當多的優勢,但當提到RFID的時候,人們首先會想到它高昂的成本。在中國,消費者對RFID芯片成本的心理價位在0.5元以下, RFID卡對于一次性使用的門票、收費停車場票證來說價格還是太高了。條碼技術是一種價格低廉的識別技術,但一維的條形碼信息量太小,滿足不了較復雜的識別應用。二維條形碼及二維條碼視頻識別技術的出現,給我們提供了新的技術路線。
二維條形碼的由來
條碼技術最早產生在20世紀二十年代,誕生于Westinghouse的實驗室里。一位叫John Kermode的發明家想到對郵政單據實現自動分檢,他的想法是在信封上做條碼標記,條碼中的信息是收信人的地址,就象今天的郵政編碼。為此Kermode發明了最早的條碼標識。然后,他又發明了由基本的元件組成的條碼識讀設備:一個掃描器(能夠發射光并接收反射光);一個測定反射信號條和空的方法,即邊緣定位線圈;和使用測定結果的方法,即譯碼器。
此后不久,Kermode的合作者Douglas Young,在Kermode碼的基礎上作了些改進。 Kermode碼所包含的信息量相當的低,并且很難編出十個以上的不同代碼。1949年Norm Woodland和Bernard Silver發明了全方位條碼符號并投入實際應用。1970年Iterface Mechanisms公司開發出“二維碼”之后,才有了價格適于銷售的二維矩陣條碼的打印和識讀設備。此后不久,隨著LED(發光二極管)、微處理器和激光二極管的不斷發展,迎來了新的標識符號和其應用的大爆炸,人們稱之為“條碼工業”。
條碼在80年代進入中國,在國內的應用根深蒂固,有著廣大的使用人群,經歷了漫長的技術提升時代,條碼技術已漸漸日益完善。條碼技術主要應用于:物流信息管理、供應鏈管理和部分行業信息的快速處理。
二維條碼技術是在一維條碼無法滿足實際應用需求的前提下產生的,國外對二維條碼技術的研究始于20世紀80年代末。在二維條碼符號表示技術研究方面已研制出多種碼制,常見的有PDF417,QR Code,Code 49,Code 16K,Code One等。
二維條形碼(2-dimensional bar code)是用某種特定的幾何圖形按一定規律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息的;在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念,使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息,通過圖象輸入設備或光電掃描設備自動識讀以實現信息自動處理:它具有條碼技術的一些共性:每種碼制有其特定的字符集;每個字符占有一定的寬度;具有一定的校驗功能等。同時還具有對不同行的信息自動識別功能、及處理圖形旋轉變化等特點。二維條形碼能夠在橫向和縱向兩個方位同時表達信息,因此能在很小的面積內表達大量的信息。二維條碼可以分為堆疊式/行排式二維條碼和矩陣式二維條碼。

6種二維條形碼實例
這些二維條碼的密度都比傳統的一維條碼有了較大的提高,如PDF417的信息密度是一維條碼Code 39的20多倍。在二維條碼標準化研究方面,國際自動識別制造商協會(AIM)、美國標準化協會(ANSI)已完成了PDF417,QR Code,Code 49,Code 16K,Code One等碼制的符號標準。新成立的國際標準化組織——國際電工委員會第1聯合委員會的第31分委員會,即條碼自動識別技術委員會(ISO/IEC/JTC1/SC31),已制定了QR Code的國際標準(ISO/IEC 18004:2000《自動識別與數據采集技術——條碼符號技術規范——QR碼》,起草了PDF417,Code 16K,Data Matrix,Maxi Code等二維條碼的ISO/IEC標準草案。
我國對二維條碼技術的研究開始于1993年。中國物品編碼中心對幾種常用的二維條碼PDF417,QR Code,Data Matrix,Maxi Code,Code 49,Code 16K,Code One的技術規范進行了翻譯和跟蹤研究。隨著我國市場經濟的不斷完善和信息技術的迅速發展,國內對二維條碼這一新技術的需求與日俱增。中國物品編碼中心在原國家質量技術監督局和國家有關部門的大力支持下,對二維要碼技術的研究不斷深入。在消化國外相關技術資料的基礎上,制定了兩個二維條碼的國家標準:GB/T 17172-1997《四一七條碼》,GB/T 18284-2000《快速響應矩陣碼》。
二維條碼具備以下特點:
1.高密度編碼,信息容量大:可容納多達1850個大寫字母或2710個數字或1108個字節,或500多個漢字,比普通條碼信息容量約高幾十倍。
2. 編碼范圍廣:該條碼可以把圖片、聲音、文字、簽字、指紋等可以數字化的信息進行編碼,用條碼表示出來;可以表示多種語言文字;可表示圖像數據。
3. 容錯能力強,具有糾錯功能:這使得二維條碼因穿孔、污損等引起局部損壞時,照樣可以正確得到識讀,損毀面積達50%仍可恢復信息。
4. 譯碼可靠性高:它比普通條碼譯碼錯誤率百萬分之二要低得多,誤碼率不超過千萬分之一。
5. 可引入加密措施:保密性、防偽性好。
6. 成本低,易制作,持久耐用。
7. 條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。
8. 二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識讀。
二維條形碼識讀設備
二維條形碼的閱讀設備依閱讀原理的不同可分為:
(1) 線性CCD和線性圖像式閱讀器(Linear Imager)
可閱讀一維條形碼和線性堆疊式二維碼(如PDF417),在閱讀二維碼時需要沿條形碼的垂直方向掃過整個條形碼,我們稱為“掃動式閱讀”。這類產品比較便宜。
(2)帶光柵的激光閱讀器
可閱讀一維條形碼和線性堆疊式二維碼。閱讀二維碼時將光線對準條形碼,由光柵元件完成垂直掃描,不需要手工掃動。
(3) 圖像式閱讀器(Image Reader)
采用面陣CCD攝像方式將條形碼圖像攝取后進行分析和解碼,可閱讀一維條形碼和所有類型的二維條形碼。
這種圖像式閱讀方式推動了手機二維條碼技術的應用。簡單的說就是在手機內事先儲存有判讀二維條碼軟件,通過手機拍照功能對二維條碼進行掃描,快速獲取到條碼中存儲的信息,還可以進行上網、發送短信、撥號、資料交換、自動文字輸入等。
另外,二維條形碼的識讀設備依工作方式的不同還可以分為:手持式、固定式和平版掃描式。
二維條形碼的應用領域 二維碼技術最早在美國誕生。但在移動領域應用最多的是日韓等國。目前在日韓不但許多產品已經開始使用二維碼,電子門票、電子名片等也大量使用二維碼技術。二維碼應用于防偽后,知名產品紛紛效仿,商品不但有了身份惟一、信息豐富的標簽,而且大大促進了智能手機終端的普及。 近幾年日本和韓國開始使用二維碼的電子票,占據了電子門票85%的份額,由于使用非常方便,有力地推動了移動電子商務的應用。西班牙、意大利等歐洲國家也開始在銷售足球賽門票時廣泛使用電子票。在此之前,球賽前經常有假票出現,不容易識別,購買球票時總是要排很長的隊,門票信息也難實時統計,現在這些問題都解決了。走在東京街頭,地鐵車站墻上的海報、餐廳的菜單、便利商店架上的食品包裝上,都可以看到上面印著一個黑色的神秘圖案;翻開日文雜志或是報紙,拇指指甲大小般的神秘圖案,也隨著廣告不斷映入眼簾。其實這就是日、韓等手機先進國家正流行的二維條形碼應用,看到有興趣的商品或資訊,只要用手機對準條形碼,就能直接連接至相關網站進行資訊瀏覽、檔案下載,甚至是直接購買商品。 一)二維條碼門禁應用 聯想到日本和韓國大量使用二維碼的電子票,對于一次性使用的門票、收費停車場票證等門禁系統應用來說,二維條形碼不失為一種質優價廉的應用方案,我們還可以在一些基于RFID功能的卡識別門禁系統中增加二維條形碼識別功能,以降低運行成本。 二)食品與藥品安全應用 在三鹿奶粉事件和一些假藥事件出現之后,食品與藥品安全成為廣大群眾關注的焦點問題,而手機二維條碼技術在這方面提供了一個很好的解決方案。需要控制的食品和藥品外包裝必須印有二維條碼,里面的信息包括商品名稱、生產廠家和有效日期等要素,手機事先可以免費下載判讀二維條碼軟件,通過手機拍照功能對二維條碼進行掃描,快速獲取到條碼中存儲的信息,這對于加強食品與藥品安全的群眾性監督和提高老百姓的知情權都有很好的作用。 三)身份識別卡的應用 美國國防部已經在軍人身份卡上印制 PDF417 碼。 持卡人的姓名,軍銜,照片和其他個人信息被編成一個PDF417碼印在卡上。卡被用來做重要場所的進出管理及醫院就診管理。該項應用的優點在于數據采集的實時性,低實施成本,卡片損壞(比如槍擊)也能閱讀,以及防偽性。 我國香港特別行政區的居民身份證也采用了PDF417碼。其它的應用,如營業執照、駕駛執照、護照、我國城市的流動人口暫住證、醫療保險卡等也都是很好的應用方向。 四)運輸行業的應用 一個典型的運輸業務過程通常經歷:供應商-->貨運代理,貨運代理-->貨運公司,貨運公司-->客戶等幾個過程,在每個過程中都牽涉到發貨單據的處理。發貨單據含有大量的信息,包括:發貨人信息、收貨人信息、貨物清單、運輸方式等等。單據處理的前提是數據的錄入,人工鍵盤錄入的方式存在著效率低、差錯率高的問題,已不能適應現代運輸業的要求。 二維條形碼在這方面提供了一個很好的解決方案,將單據的內容編成一個二維條形碼,打印在發貨單據上,在運輸業務的各個環節使用二維條形碼閱讀器掃描條形碼,信息便錄入到計算機管理系統中,既快速又準確。 在美國,雖然 EDI 應用革新了業務流程的核心部分,但不巧的是它卻忽略了流程中的關鍵角色--貨運公司。許多 EDI 報文對于貨運商來說總是遲到 ,以至于因不能及時確認準確的裝運單信息而影響了貨物運輸和客戶單據的生成。 美國貨運協會 (ATA) 因此提出了紙上 EDI 系統。 發送方將EDI信息編成一張PDF417條形碼標簽提交給貨運商,通過掃描條形碼,信息立即傳入貨運商的計算機系統。這一切都發生在恰當的時間和恰當的地點,使得整個運輸過程的效率大大提高。 五)文件和表格應用 日本Seimei 保險公司的每個經紀人在會見客戶時都帶著筆記本電腦。每張保單和協議都在電腦中制作并打印出來。當他們回到辦公室后需要將保單數據手工輸入到公司的主機中。 為了提高數據錄入的準確性和速度,他們在制作保單的同時將保單內容編成一個PDF417條形碼,打印在單據上,這樣他們就可以使用二維條形碼閱讀器掃描條形碼將數據錄入主機。 六)資產跟蹤
其它類似的應用還有:海關報關單、稅務申報單、政府部門的各類申請表等等。
美國鋼管公司在各地擁有不同種類的管道需要維護。為了跟蹤每根管子,他們將管子的編號,位置編號,制造廠商,長度,等級,尺寸,厚度以及其他信息編成一個PDF417條形碼,制成標簽后貼在管子上。當管子移走或安裝時,操作員掃描條形碼標簽,數據庫信息得到及時更新。工廠可以采用二維條形碼跟蹤生產設備;醫院和診所也可以采用二維條形碼標簽跟蹤設備、計算機及手術器械。





