УДК 004

К ВОПРОСУ ОБ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ, ВИДАХ И ПРИНЦИПАХ РАБОТЫ QR-КОДОВ

Бухтурина Светлана Олеговна
Пензенский государственный технологический университет

Аннотация
Статья посвящена описанию истории и принципу работы технологий QR-кодов. Данная тематика является актуальной и интересной, потому что QR-технологии постоянно развиваются и обновляются, а области применения расширяются.

Ключевые слова: структурные элементы QR-кода, технологии считывания QR-кодов., штриховой код


TO A QUESTION ABOUT THE HISTORY OF DEVELOPMENT, TYPES AND WORKING PRINCIPLES OF QR-CODES

Bukhturina Svetlana Olegovna
Penza State Technological University

Abstract
The article describes the history and the principle of the technology of QR-codes . This subject is topical and interesting because QR- technology is constantly evolving and updated, and expanded the scope.

Keywords: bar code, QR- codes, reading technology QR-codes, the structural elements of the QR- code


Библиографическая ссылка на статью:
Бухтурина С.О. К вопросу об истории развития, видах и принципах работы QR-кодов // Современная техника и технологии. 2015. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/10/7949 (дата обращения: 28.05.2017).

История развития QR-кодов [1, 2, 3] началась с обычных штриховых кодов. Штриховой код представляет собой совокупность прямоугольных штрихов и пробелов различной ширины. Кодирование штриховых кодов – это изменение ширины и месторасположения штрихов, являющихся числами и иногда знаками. Назначением штрихового кода является связь с базой данных, хранящей в себе информацию о предмете. Например, в магазинах таким образом можно проверить наличие товара на складе или его цену. Область, охватываемая штриховыми кодами намного меньше чем QR-кодами [4].

Раньше QR-коды использовались для учета деталей. В современном мире QR-коды [5, 6, 7, 8] можно увидеть где угодно: листовки, журналы, баннеры и т.д, а области его применения постоянно расширяются [9, 10]. Для того чтобы определить значение QR-кодов достаточно просто иметь смартфон с фотокамерой и выходом в интернет. При сканировании QR-кода вы сразу же получите доступ к его содержанию, это очень удобно и данная операция не займет много времени.

QR-код был разработан в 1994 году японской компанией «Denso-Wave». В составе QR-кода может быть закодировано: 7089 цифр, сочетание цифр и букв в количестве 4296 символов, 2953 символа в двоичном коде, 1817 иероглифов. Сначала большое количество QR-кодов можно было встретить только в Японии, но постепенно они стали популярны и в России. С помощью QR-кодов [11, 12] можно даже организовать конкурсы и различные игры, а многие компании начали выпускать смартфоны с наличием стандартного приложения по считыванию кодов. В смартфонах с помощью QR-кодов так же можно моментально заносить текстовую информацию, добавлять контакты, переходить по ссылкам, отправлять SMS и др. Еще они используются в туризме, в музеях, в бейджах стариков (чтобы помочь заблудившимся людям помочь вернуться домой). В Белгороде в 2013 году памятники архитектуры так же были оснащены QR-кодами. Самый маленький QR-код обладает размером 21х21 пикселей, а самый большой 177х177 пикселей.

Всего в мире существует 4 метода кодирования QR-кодов [13, 14]:

- Цифровая (10 бит на 3 цифры);

- Алфавитно-цифровая (поддержка 10 цифр и буквы A-Z + спецсимволы);

- Байтовая (данные в кодировке по умолчанию ISO 8859-1);

- Кандзи (13 бит на 1 символ).

Помимо этих методов существуют еще так называемые “псевдокодировки”, разбивающие одно сообщение на несколько отдельных кодов. Если находятся ошибки, то их исправляют с помощью кода Рида-Соломона с размером слова, составляющим 8 бит.

Чтобы считывать QR-код (рисунок 1) [15, 16, 17] необходимо установить на смартфон специальную программу. Сейчас таких программ уже множество, главным отличием между ними является скорость считывания.

 

Рисунок 1 – QR-код

Сам QR-код имеет две основные части – три позиционирующих элемента (1) и сами кодированные данные (2) (рисунок 2). Но если разбираться в QR-коде более подробно, то областей, составляющих его, становится намного больше (рисунок 2). Сами коды могут быть как черно-белыми, так и цветными, главное сохранять контраст между структурными элементами изображения необходимые для их успешного считывания  [18, 19].

Рисунок 2 – Структурные элементы QR-кода

Структурными элементами QR-кода являются:

  1. Шаблон позиционирования. Данные шаблоны как раз и являются квадратиками, находящимися по углам всего изображения, кроме левого снизу. С помощью них сканирующее устройство определяет положение кода для ускорения процесса распознавания. Поэтому шаблоны четко отделены от остальных частей кода;
  2. Информация о версии. Здесь зашифрована информация о версии кода, связанная с размером и объемом закодированных данных;
  3. Временные шаблоны (шаблоны синхронизации). Выглядят они как полоса чередующихся черных и белых квадратов. Служат для определения версии кода и плотности модуля;
  4. Информация о формате. Помогает определить формат закодированных данных (веб-ссылка, текст, смс или др.);
  5. Шаблоны корректировки. Их количество меняется в зависимости от версии QR-кода, помогают определить возможные искажения QR-кода.
  6. Информация и коды системы исправления ошибок. Самой главной частью QR-кода является матрица. Именно в ней хранится вся зашифрованная информация. Число модулей меняется от количества информации. В самом маленьком QR-коде, первой версии, может быть 441 модуль. Система коррекции ошибок бывает 4 уровней, благодаря ей QR-код можно прочесть даже с частичными повреждениями.

QR-коды бывают нескольких типов (рисунок 3) [20, 21, 22]:

  1. Web (рисунок 3, изображение 1) – содержит в себе ссылку на веб-сайт;
  2. SMS (рисунок 3, изображение 2) – содержит в себе смс-сообщение и телефонный номер получателя;
  3. vCard(рисунок 3, изображение 3) – содержит в себе информацию о контакте, занесенного в телефонную книгу мобильного устройства;
  4. vCalendar (рисунок 3, изображение 4) – содержит в себе данные, добавленные в ежедневник смартфона;
  5. Maps (рисунок 3, изображение 5) – содержит в себе точную позицию на карте мира;
  6. Text (рисунок 3, изображение 6) – содержит в себе текст, вынесенный на экран телефона.

 

Рисунок 3 – Виды QR-кодов

Сейчас с помощью различных онлайн и оффлайн программ можно не только считать QR-код, но и создать его, просто вводя интересующую вас информацию в шаблоны программы [23].  Наносится данный код с помощью нескольких технологий: лазером, гравировкой или струйной печатью и не просто в виде набора точек, а рисунком или логотипом.


Библиографический список
  1. Семенов А. Введение в коды Рида-Соломона: принципы, архитектура и реализация. Retrieved January 28, 2013.
  2. Морелос-Сарагоса Р. Исскусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. Москва: Техносфера.
  3.  Rogers D. Mathematical elements for computer graphics. Second Edition. (Перевод Москва: издательство “Мир” 2001).
  4. Бугаев Л. Мобильный маркетинг. Как зарядить свой бизнес в мобильном мире. – М.: Альпина Паблишер, 2012, 214 с.
  5. Ткачева М.В. Оценка допустимых преобразований QR-code Известия Тульского государственного университета. Технические науки. №3/2013.
  6. Калабеков Б.А «Цифровые устройства и микропроцессорные системы»: учебник для техникумов связи, М.: Горячая линия,2000 г., 336 с.
  7. Угринович Н.Д. «Информатика и ИКТ»: учебник Профильного курса для 10 класса,  – М.:Бином,2010 г., 387 с.
  8. Автоматизация проектирования компонентов расширенной реальности Четвергова М.В. диссертация … кандидата технических наук : 05.13.12 / Волгоградский государственный технический университет. Волгоград, 2013.
  9. Четвергова М.В. Применение виртуальной интерактивной стоматологической лаборатории для обучения врачей-стоматологов Четвергова М.В., Кустикова И.Н., Моисеева И.Я., Родина О.П., Водопьянова О.А. Инженерный вестник Дона. 2014. Т. 31. № 4-1. С. 59.
  10. Богатырев В.Е. Проблемно-ориентированная система мониторинга с использованием технологии виртуальной реальности Богатырев В.Е., Четвергова М.В. Современные проблемы науки и образования. 2012. № 2. С. 73.
  11. Храмцов Е. «Невидимые QR-коды против пиратства и фальшивомонетчиков», журнал ComputerBild No24/2012.
  12. «Что такое QR-код и как с ним работать», авт. редакция Computer Bild, Журнал ComputerBild No12/2011.
  13. Баронов В.В. Автоматизация управления предприятием / Баронов В.В. и др. – М.: ИНФРА-М, 2000.
  14.  Бажин И.И. Информационные системы менеджмента. – М.: Изд-во Гос. ун-та высш. шк. экон., 2000.
  15. Ефимов Е.Н., Патрушина С.М., Панферова Л.Ф., Хашиева Л. И. Информационные системы в экономике. – М.: ИКЦ «МарТ»; Ростов-на-Дону: издательский центр «МарТ», 2004.
  16. Исследование систем управления: Учебное пособие для вузов / под ред. Н.И. Архиповой. – М.: ПРИОР, 2002.
  17. Когаловский М.Р. Перспективные технологии информационных систем. – М.: ДМК Пресс, 2003.
  18. Мауэргауз Ю.Е.Информационные системы промышленного менеджмента. – М.: Филинъ, 1999.
  19. Петров В.Н. Информационные системы: Учебник. – СПб.: Питер, 2002.
  20. Родкина Т.А. Информационная логистика. – М.: Экзамен, 2001.
  21. Самсонов Б.Б., Плохов Е.М., Филоненков А.И., Кречет Т.В. Теория информации и кодирование. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.
  22. Скрипкин К.Г. Экономическая эффективность информационных систем. – М.: ДМК Пресс, 2003.
  23. Генератор QR-кодов //URL: http://qrcoder.ru (дата обращения: 18.09.2015).


Все статьи автора «mary4et»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: