目前,手机智能终端的发展,为二维码的发展提供了更为广阔的空间,餐厅、机场、电视、线上视频、网上购物以及社交平台等利用二维码实现了精准营销,为其已有的、潜在的客户群体服务。

        然而,随着我国二维码应用的快速发展,带来了一些亟需解决的问题:在安全方面,一些嵌有虚假信息、欺骗信息或钓鱼网址的二维码被消费者扫到后,会给消费者带来话费丢失、隐私外泄等安全性威胁,直接损害了广大消费者的利益;在标准方面,目前,已经制定的二维码标准主要是有关二维码生成和识读的基础性标准,相关应用还缺乏统一的标准规范。特别是二维码网络购物、二维码移动商务、二维码手机名片等标准尚未出台,造成二维码编码不统一,信息不规范,应用混乱。与此同时,目前我国二维码应用主要以国外开源二维码技术为基础,缺乏自主知识产权码制技术的支撑,不能满足国内用户对定制化,安全性高的二维码技术的需求。

         早在2007年8月23日,国家标准化管理委员会就发布了GB/T 21049 《汉信码》国家标准,汉信码技术正式成为我国自动识别和数据采集技术的一员。汉信码的出现是二维码技术发展史上的里程碑,2011年8月,国际自动识别制造商协会标准《Han Xin Code》的发布,标志着汉信码技术正式成为国际主流二维码之一。

        近日,由中国物品编码中心研发的iOS版和Android版手机汉信码识读软件也已经成功上线,供广大用户免费下载使用。据中国物品编码中心技术研究部主任李素彩介绍,基于iOS系统的苹果手机用户,可以登录苹果商店(APP Store),搜索应用“汉信二维码”,在搜索排名第一的就是该软件;或者用苹果设备访问网址https://itunes.apple.com/us/app/han-xin-er-wei-ma/id665768613?mt=8点击下载即可下载安装。

        基于Android系统的手机用户,可以通过访问安智市场(http://www.anzhi.com/soft_969237.html)或者安卓市场(http://apk.hiapk.com/html/2013/07/1662908.html?module=256&info=SWzhTwF4)以上两个链接可以直接下载安装;或者在安智、安卓市场搜索“汉信码”,排名第一的就是该软件,用手机访问时,点击下载即可下载安装,用电脑等设备访问时,可以下载到电脑上,用豌豆荚、91助手等手机软件工具帮助安装,也可以用腾讯手机管家一键安装。

        中国物品编码中心技术研究部副主任王毅接受记者采访时说,目前汉信码手机识读软件具有以下基本功能:快速的汉信码识读,包括多种信息格式的汉信码(文本、网址、名片等)识读;扫描名片二维码将名片添加到本地通讯录;扫描网址二维码提供上网服务;将扫描结果通过邮箱分享给好友;扫描结果的历史记录保存功能。

        王毅告诉记者,手机识读软件有了,手机用户要用这一软件去扫描汉信码,就还需要有个软件生成汉信码,让商家、厂家等广大用户把各自的信息生成一个汉信码。于是,在手机识读软件上线的同时,中国物品编码中心自主研发的“汉信码生成工具”V1.0软件也在中国物品编码中心官网(www.ancc.org.cn)成功上线,用户可以在官网首页点击右侧图标“汉信码生成工具下载”,即可下载PC端汉信码生成工具包。用户解压缩“汉信码生成工具.zip”后,可看到四个文件,在Windows操作系统中,双击“汉信码生成工具.exe”,即可打开本软件,完成汉信码的生成、保存、复制、打印等系列功能。其中的“用户手册.pdf”文件详细介绍了汉信码生成工具的各项功能和使用方法。

        据了解,该软件的基本功能包括:能够生成符合GB/T 21049-2007《汉信码》国家标准和国际标准《Han Xin Code》的汉信码符号;支持多种名片二维码格式、网址格式及任意文本信息格式的高效编码;用户可设置汉信码的纠错等级和符号大小参数;可以生成并保存位图格式及矢量图格式的汉信码图片文件;支持汉信码符号图像的拷贝及打印机打印输出等功能。

        汉信码——中国的二维码,一个值得信赖的安全的二维码。遗憾的是目前还鲜为人知,鲜有人用,大家经常看到和扫到的二维码,绝大多数是日本研发的QR码,而作为中国完全自主知识产权的汉信码,免费生成工具与识读软件的发布上线,为汉信码的广泛应用奠定了基础。王毅如是说。

汉信码:中国完全自主知识产权的二维码

        自20世纪90年代以来,条码技术解决了计算机应用中数据采集的瓶颈,实现了信息的快速、准确获取和传输,在我国商品流通、国际贸易、信息化建设和经济发展中发挥了重要作用。

        随着现代信息管理需求的不断增加,迫切需要在条码有限的几何空间内表示更多的信息,以满足千变万化的信息表示的需要。二维码的出现,弥补了一维条码的不足,并逐渐显示出其技术的优势。

        不同码制的二维码
   

        “二维码或称二维条码是能够在两个方向上承载信息的条码符号,作为一种衍生条码技术,二维码具有信息容量大、信息密度高、能够标识中文、图像等多种信息、保密防伪性强等优点。”

        条码是采用深浅模块图像单元承载信息的图形符号,诞生于上世纪50年代中期。最早发展成熟的条码技术是一维条码技术,一维条码中的“一维”是指条码信息只在一个方向上(垂直于条空的方向)存在,而与条空平行的竖向则不承载信息。一维条码技术是为了解决商品零售结算环节,产品编码信息快速获取问题而研发的,目前,应用最广泛的条码仍是超市等环节上采用的商品条码(如图1所示)。

 
图1  零售商品条码


         随着条码技术的飞速发展,人们希望能够用条码标识更大量更多种类的信息,满足在物流、电子、单证、军事等领域自动化采集的需求。上世纪80年代中期,为了解决一维码信息容量不足等问题而研发的二维条码应运而生。二维码或称二维条码是能够在两个方向上承载信息的条码符号,作为一种衍生条码技术,从技术上可分为行排式和矩阵式两类。

 
图2   不同码制的二维码图


二维码的技术特点

        信息容量大

        二维条码由于信息承担单元更小,因此在相同面积能够标识一维码几十倍的信息,例如,汉信码最多能够表示7829个数字、4350个英文字符和2714个汉字。    

        持多种信息类型

        二维码除了能够标识数字之外,还能够标识中英文字符、特殊字符、图片、声音等任何数字化信息,方便用于承载产品特征信息。

         支持加密防伪

        二维码由于信息量大,信息编码过程复杂,因此可以支持多种对称、非对称加密技术,以及信息数字签名等信息安全技术,与其他防伪技术结合可以用于产品防伪。

        可以全向识读(矩阵式)

        矩阵式二维码由于不受扫描线的限制,无论符号如何摆放,通过摄像式扫描设备都能够正确识读。

        成本低廉

        二维码印制成本主要是标签纸和碳带等耗材耗费,成本极低;专业二维码识读设备目前价格已经下降到普通一维码设备的价格范围,近年来由于智能手机的兴起,用户只需下载一个软件就可以完成二维码的识读,手机识读技术的应用成本也近乎免费。

我国的二维码:汉信码
 “汉信码是第一个具有我国自主知识产权的二维码。”

         我国对二维码技术的研究开始于上世纪90年代初,从“九五”的二维码共性技术等基础研究起步,到“十五”自主创新的新型二维码的研究,经多年的努力,走出了一条从技术引进吸收到自主创新的发展之路。

        汉信码是中国物品编码中心(以下简称“编码中心”)承担的国家重大科技专项《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》课题的研究成果,该课题已于2005年12月26日顺利通过国家标准委组织的项目验收,验收专家组一致认为“该课题攻克了二维码码图设计、汉字编码方案、纠错编译码算法、符号识读与畸变矫正等关键技术,研制的汉信码具有抗畸变、抗污损能力强,信息容量高等特点,达到了国际先进水平。其中在汉字表示方面,支持GB 18030大字符集,汉字表示信息效率高,达到了国际领先水平。”专家们建议相关部门尽快将该课题的研究成果产业化,并积极组织试点及推广,同时,建议将汉信码国家标准申报成为国际标准。

        编码中心在完成国家重大标准专项课题《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》的基础上,于2006年向国家知识产权局申请了《纠错编码方法》《数据信息的编码方法》《二维条码编码的汉字信息压缩方法》《生成二维条码的方法》《二维条码符号转换为编码信息的方法》《二维条码图形畸变校正的方法》六项技术专利成果,并顺利通过专利初审,截至目前,汉信码的六项发明专利全部获得国家授权。


汉信码的优越性能    

汉信码码制与现有二维码码制相比较,具有如下特点:

        知识产权免费

        作为完全自主创新的一种二维码码制,汉信码的《纠错编码方法》《数据信息的编码方法》《二维条码编码的汉字信息压缩方法》《生成二维条码的方法》《二维条码符号转换为编码信息的方法》《二维条码图形畸变校正的方法》六项技术专利成果归编码中心所有,编码中心早在汉信码研发完成时即明确了汉信码专利免费授权使用的基本原则,使用汉信码码制技术没有任何的专利风险与专利陷阱,同时不需要向编码中心以及其他任何单位缴纳专利使用费。

        汉字编码能力超强

        汉信码是目前唯一一个全面支持我国汉字信息编码强制性国家标准GB 18030-2000《信息技术 信息交换用汉字编码字符集基本集的扩充》的二维码码制,能够表示该标准中规定的全部常用汉字、二字节汉字、四字节汉字,同时支持该标准在未来的扩展。

        在汉字信息编码效率方面,对于常用的双字节汉字采用12位二进制数进行表示,在现有的二维条码中表示汉字效率最高。

        极强抗污损、抗畸变识读能力

        由于考虑了物流等实际使用环境会给二维条码符号造成污损,同时由于识读角度不垂直、镜头曲面畸变、所贴物品表面凹凸不平等原因,也会造成二维条码符号的畸变。为解决这些问题,汉信码在码图和纠错算法、识读算法方面进行了专门的优化设计,确保汉信码具有极强的抗污损、抗畸变识读能力。现在汉信码能够在倾角为60度情况下准确识读,能够容忍较大面积的符号污损。因此,汉信码特别适合于在物流等复杂恶劣条件下使用。

        识读速度快

        为提高二维条码的识读效率,满足物流、票据等实时应用系统的迫切需求,汉信码在信息编码、纠错编译码、码图设计方面采用了多种技术手段提高了汉信码的识读速度。目前,汉信码的识读速度比国际上的主流二维条码Data Matrix要高,汉信码更便于广泛地在生产线、物流、票据等实时性要求高的领域中应用。

        信息密度高

        为提高汉信码的信息表示效率,汉信码在码图设计、字符集划分、信息编码等方面充分考虑了这一需求,从而提高了汉信码的信息特别是汉字信息的表示效率,当对大量汉字进行编码时,相同信息内容的汉信码符号面积只是QR码符号面积的90%,是Data Matrix 码符号的63.7%,因此,汉信码是表示汉字信息的首选码制。

        信息容量大

        汉信码最多可以表示7829个数字、4350个ASCII字符、2174个汉字、3262个8位字节信息,支持照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等数字化信息的编码。

        码制扩展性强

        作为一种自主研发的二维码码制,因为我国自主掌握汉信码的核心技术和专利,面对不同的大规模应用和行业应用,可以方便地进行汉信码技术的扩展和升级,例如,为了满足移动商务领域的应用需求,研发的系列微型汉信码和彩色汉信码,以及为了提高安全性,而开发与多种加密算法和协议进行集成的加密汉信码等。

汉信码的应用现状       

        汉信码研发完成后,编码中心通过与物流、铁路、教育等行业企业的合作,建立了六个汉信码的应用试点。其中,北京西南物流中心项目和天津天保冈谷国际物流有限公司项目达到了十个以上扫描点、一万次以上的扫描规模,对汉信码广泛应用形成了良好的示范效应,并支撑了汉信码国家标准的制定和发布。

        具有我国自主知识产权的汉信码国家标准一经推出,就受到各方关注,不仅打破了国外企业对二维码打印、识读等设备的价格垄断,还推动了国内自动识别领域的产业链升级。

        在我国国税总局汉信码增值税发票和特种行业应用发票上,采用汉信码作为防伪信息的数据载体,以针打的方式实现了多联发票上的防伪信息的印制,通过税务局、企业部署的发票验证设备,可实现税源分布、纳税人位置的实时定位、监控和跟踪。税源数据的实时采集、集中存储和管理、实时查询和比对、综合分析和挖掘等功能,可以实时验证发票的真伪,从而有效监控税源,减少税源流失,减少社保资金流失,杜绝了试点地区的虚开、重开增值税发票的问题,因此,汉信码的应用加强了税源信息采集,帮助政府及时了解公民税收负担承受情况,为财政分配向民生倾斜提供数据依据;增加税收缴纳和征管的透明性,降低税务机关征管成本和纳税人的负担,完善当前税收征收管理工作流程及税源信息采集监测手段;提高执政能力的重要体现,促进社会和谐、可持续发展,有效地体现国家的大政方针、财政收入向民生倾斜的分配政策,取得了良好的社会经济效益。目前本项目正在上海、广东、新疆等多个省市开展大规模试点。此外,国税总局金税工程3期正在论证所有发票(涉及到全国所有纳税人)上采用汉信码的问题,汉信码有望成为我国发票领域的标准码制(如图3)。

 
图 3   汉信码发票

        广东省水产品质量可追溯体系中采用汉信码作为追溯信息载体,有效实现了水产专用标签与水产品的整个产业链相结合,达到水产品质量安全的有效控制,使人们吃到放心的水产品。采用汉信码作为水产品产业链中的信息传递媒介,不需要事先建立数据库的支持,信息传递过程中即可通过扫描自动读取相应信息。北京农业信息技术研究中心凭借深厚的技术背景,顺利完成了汉信码在广东省的设计和实施工作,经在广东50多家水产企业应用,效果良好,达到了企业经营管理与安全生产的有机统一,实现了养殖日常管理与追溯管理的无缝集成。该项目的实施为汉信码应用推广尤其是在水产品质量追溯应用领域积累了宝贵经验。

        汉信码必将在我国农产品质量安全领域发挥越来越重要的作用。

        医疗卫生领域的新生儿疾病筛查的应用,采用汉信码标签作为信息载体,通过“虚拟”的网络化连接实现了区妇幼保健院所与采血单位的信息连接,从而保证两地信息的一致性,不再出现重复性录入信息,避免出现手工录入和重复录入易发生的人为错误,实现了新生儿疾病筛查过程化管理,有效地提高了其工作效率。利用汉信码的信息承载能力,过去花5分钟才能录入完成一张卡片的信息,现在只需要1秒钟就可以完成,并且信息的准确度达到100%。通过汉信码的快速识读,使该系统可以快速获取新生儿疾病筛查信息。汉信码的大容量存储空间保证了信息的完整性。汉信码的应用还使系统实现了信息加密,非专用设备无法读取该码中的信息,这样保证了患者的隐私安全,也保证了管理工作过程中数据的安全性。该项应用已经在北京市、黑龙江省、广东省、新疆等多个省市全面应用,为我国医疗卫生领域的信息化建设发挥了重要作用。

        目前,我国的一维条码应用已经非常广泛,但是二维码在我国的应用仍处于起步阶段,应用范围还非常有限,汉信码的市场潜力非常巨大。汉信码目前已经在医疗、食品追溯、发票等领域中实现规模化应用,并由于其信息容量大、密度高、防伪性能好、成本低、专利开放等特性,吸引了众多设备开发商、系统集成商与应用方的广泛关注,未来汉信码有望在我国食品产品追溯、物流、制造业信息化、单证、票据管理等领域机动车零部件领域取得行业应用,成为我国的二维码主导码制。

 

汉信码助推移动商务应用再掀热潮

        汉信码是《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》课题的研究成果,作为一种矩阵式二维条码,它具有汉字编码能力强、抗污损、抗畸变、信息容量大等特点,是一种十分适合在我国广泛应用的二维条码。

        为解决我国没有自主知识产权的二维条码码制,不掌握二维条码的核心技术的问题,在多年从事二维码技术和标准化研究的基础上,中国物品编码中心(以下简称“编码中心”)承担了国家重大科技专项《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》课题的研究工作。该课题在2005年12月26日顺利通过国家标准为组织的项目验收,验收专家组一致认为:“该课题攻克了二维条码码图设计、汉字编码方案、纠错编译码算法、符号识读与畸变矫正等关键技术,研制的汉信码具有抗畸变、抗污损能力强,信息容量高等特点,达到了国际先进水平。其中在汉字表示方面,支持GB 18030-2000标准大字符集,汉字表示信息效率高,达到了国际领先水平。”

        汉信码是《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》课题的研究成果,作为一种矩阵式二维条码,它具有汉字编码能力强、抗污损、抗畸变、信息容量大等特点,是一种十分适合在我国广泛应用的二维条码。

        汉信码技术研发成功后,编码中心郑重承诺汉信码的专利权免费使用,任何人都可以根据汉信码标准自主开发汉信码生成识读软件与设备,而不需向编码中心或任何其它机构或个人缴纳专利使用费,使汉信码成为我国第一个自主知识产权公开二维码。

二维码移动商务应用潮起潮落

        我国二维码移动商务的应用探索于本世纪初开始起步,随着日、韩等国手机二维条码的成功应用,我国企业意锐新创、银河传媒、清华紫光等企业在2005年开始将日本、韩国的商业模式引入国内,相关工作吸引了包括中国移动等移动运营商在内的业界关注与参与,以及风险资金的投入,制定发布了最早的二维条码移动商务应用系列企业标准,并在2006年~2007年掀起了第一轮二维码移动商务应用热潮。

        在多种因素的影响下 ,从2008年开始,这轮热潮渐趋沉寂。除了世界性金融危机以及用户接受度不高、移动推进力度有限等问题之外,当时手机平台的不统一、智能化程度不高、手机摄像头配置不高、厂商技术水平不高等因素,也是造成手机主读业务发展不好的主要技术因素。此外,由于当时的手机主读应用没有一个成熟的盈利模式,使得手机主读业务发展后续乏力。手机被读业务由于应用方式简便,对手机要求不高、主要依托已成熟的二维码识读设备方面等优势,在手机优惠券、手机票据等方面发展势头良好,同时,由于手机被读业务的盈利点主要在识读设备方面,有较成熟的盈利模式,因此,翼码科技等企业和相关应用发展较为稳定。

        2008年以iPhone为代表的智能手机的出现,一般被视为是移动商务、移动服务领域的发展元年。此后,随着iPhone、Android等智能手机软硬件平台的发展成熟,困扰条码手机应用多年的软硬件平台不统一、缺乏二维码识读软件的问题已经得到解决,经过多年的培育与发展,形成了一批了解二维码的技术与应用企业,出现了我查查、灵动快拍等专门从事条码、二维码移动商务应用的公司,特别是在2012年,二维码作为手机上网入口的概念被广泛接受,腾讯公司、百度公司等互联网巨头开始在二维码上投入巨额资源研发和推广,二维码广告与标志随处可见,大众对于二维码,特别是手机二维码认知逐渐成熟,二维码移动商务应用正在走出市场培育期,即将迎来发展的拐点。

汉信码在移动商务与信息追溯方面的应用


        在移动商务已经成为二维码重要发展方向的前提下,编码中心在移动商务领域以汉信码作为突破口,开展了一系列的研发工作与标准化工作,从而为我国二维码手机应用提供充分的技术与标准化支撑。   
 
        为满足用户对汉信码生成与识读方面的需求,编码中心与多家企业合作,研发了能够识读标准汉信码的手机识读软件,并在苹果公司iOS平台APP市场以及android平台的安智、安卓等各大市场正式上线,免费供用户使用。同时,供用户生成汉信码的生成软件也在编码中心官方网站(www.ancc.org.cn)上线。编码中心的中国自动识别技术协会成员-北京仁聚智汇科技发展有限公司和北京意锐新创科技有限公司开发的手机软件也提供汉信码生成识读功能,从而使汉信码移动应用具有了深厚的技术基础。

        采用手机作为数据采集装置的二维码应用发展方兴未艾,但目前我国大多数提供手机二维码数据采集功能或服务的软件与企业主要依赖于国外的码制(如QR码)、国外的开源软件进行应用开发,企业缺乏自主创新能力与提供深度增值服务的技术积累。为此,编码中心认为,汉信码作为我国自主研发的二维码码制,除了具有在信息容量、信息密度等方面的优势之外,还能够根据应用的不同需求,在安全性等方面进行相应的扩展,授权用户或消费者能够扫描特定的汉信码,从而获得产品的附加信息,此外,通过汉信码也可以接入编码中心提供的国家产品追溯平台,从平台上获取产品的深度信息,实现产品的防伪与安全追溯。

        汉信码国家标准GB/T 21049-2007《汉信码》以及汉信码国际AIM标准发布以来,汉信码技术的研发应用以及标准化的进展如星火燎原,在我国如火如荼的开展起来,相关的新设备研发、新的应用模式与应用系统层出不穷,国际标准化也取得了非常大的突破,目前,专门从事汉信码应用研发或支持汉信码技术的企业数十个,相关技术产品不断推陈出新,汉信码已经成为我国自动识别技术产业界的共同事业,同时也是我国自主知识产权AIDC技术最有号召力的一面大旗。

        展望未来,汉信码不断推陈出新,借助汉信码码制核心技术创新、设备研发及产业化创新、应用模式创新以及国际AIM乃至ISO标准的制定,最终成为我国自动识别产业在21世纪以及物联网框架下长期发展的自主创新技术平台、产业平台、应用平台与标准平台,为我国自动识别技术的长远发展奠定基础。


王毅,中国物品编码中心技术研究部副主任汉信码技术发明人之一,汉信码国家标准主要起草人,AIM 标准中国专家组成员,负责或参与多项二维码技术研究项目与标准研究工作,发表多项二维码技术论文,荣获2011 年“全国质检工作先进个人”等荣誉称号。