中國物品編碼中心

王毅

    二維碼技術(shù)于上世紀80年代中期在美國問世，上世紀90年代中期發(fā)展成熟，包括DataMatrix、PDF417、QR碼在內(nèi)的一批二維碼碼制相繼制定了ISO國際標(biāo)準，并在物流、單證管理、軍事、電子行業(yè)、汽車、航空航天等行業(yè)形成了大規(guī)模應(yīng)用，形成了一系列行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準。

   進入新世紀以來，移動商務(wù)的熱潮席卷全球，二維碼作為一種信息容量大、應(yīng)用方便的數(shù)據(jù)載體受到人們的廣泛關(guān)注。二維碼作為手機等移動設(shè)備的上網(wǎng)門戶和服務(wù)憑證等應(yīng)用已經(jīng)漸趨成熟，形成了手機主讀和手機被讀兩種工作模式。

   在日本、韓國，二維碼的移動應(yīng)用早已進入主流大眾生活，幾乎所有的商品、出版物、廣告等物品上，都有二維碼標(biāo)識供手機識讀。近兩年來，以二維碼為載體的移動商務(wù)開始在歐洲、美國發(fā)生爆發(fā)式的增長，用二維碼作為產(chǎn)品、商品的第二標(biāo)識的應(yīng)用越來越廣泛，消費者、最終用戶通過掃描產(chǎn)品上的二維碼，可以直接獲得產(chǎn)品的附加信息，或通過上網(wǎng)，訪問相關(guān)產(chǎn)品、企業(yè)網(wǎng)頁獲取相關(guān)信息。

   我國對二維碼移動商務(wù)應(yīng)用的探索于本世紀初開始起步，意銳新創(chuàng)、銀河傳媒、清華紫光等企業(yè)在2005年開始將日本、韓國的商業(yè)模式引入國內(nèi)，此后，隨著iPhone、Android等智能手機軟硬件平臺的發(fā)展成熟，出現(xiàn)了我查查、靈動快拍等二維碼移動商務(wù)應(yīng)用公司，特別是在2012年，二維碼作為手機上網(wǎng)入口的概念被廣泛接受，騰訊公司、百度公司等互聯(lián)網(wǎng)巨頭開始在二維碼上投入巨額資源研發(fā)和推廣，二維碼廣告與標(biāo)志隨處可見，手機二維碼認知逐漸成熟，二維碼移動商務(wù)應(yīng)用正在走出市場培育期。

   當(dāng)然，我國手機二維碼快速發(fā)展的同時也逐步暴露出一些問題，比如，二維碼營銷詐騙頻現(xiàn)，亟需加強監(jiān)管；二維碼業(yè)務(wù)發(fā)展粗放，需要標(biāo)準化支撐；二維碼碎片化應(yīng)用嚴重，缺乏公共服務(wù)平臺支撐等問題突出。這些問題的出現(xiàn)，是二維碼技術(shù)與應(yīng)用快速發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題，同時也是我國二維碼發(fā)展缺乏自主二維碼碼制技術(shù)、編碼標(biāo)識等系列二維碼標(biāo)準以及可信二維碼服務(wù)等自主可信二維碼技術(shù)標(biāo)準服務(wù)體系支撐的體現(xiàn)。

    自主可信的二維碼

    編碼信息：“我國自主知識產(chǎn)權(quán)二維碼-漢信碼”

圖1  漢信碼符號

    編碼信息：“我國自主知識產(chǎn)權(quán)二維碼-漢信碼”

   細心的人們會發(fā)現(xiàn)，近兩年，增值稅發(fā)票和北京地區(qū)的新生兒采血卡上印了漂亮的二維碼，這是二維碼家族中的后起之秀——漢信碼。

   漢信碼是目前我國唯一一個擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的二維碼，具有漢字表示能力強、可加密、效率高、抗畸變、抗污損、識讀快速等特點。2007年8月23日，國家標(biāo)準化管理委員會發(fā)布了GB/T21049 《漢信碼》國家標(biāo)準（該標(biāo)準已于2008年2月正式實施），標(biāo)志著漢信碼技術(shù)正式成為我國自動識別和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的一員。

   漢信碼是中國物品編碼中心（以下簡稱“編碼中心”）承擔(dān)的國家重大科技專項《二維碼新碼制開發(fā)與關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準研究》課題的研究成果，該課題已于2005年12月26日順利通過國家標(biāo)準委組織的項目驗收，驗收專家組一致認為“該課題攻克了二維碼碼圖設(shè)計、漢字編碼方案、糾錯編譯碼算法、符號識讀與畸變矯正等關(guān)鍵技術(shù)，研制的漢信碼具有抗畸變、抗污損能力強，信息容量高等特點，達到了國際先進水平。其中在漢字表示方面，支持GB18030大字符集，漢字表示信息效率高，達到了國際領(lǐng)先水平。”

    漢信碼的特點

    漢信碼與現(xiàn)有其他二維碼相比較，具有如下特點：

    1.知識產(chǎn)權(quán)免費

   作為一種完全自主創(chuàng)新的二維碼碼制，漢信碼的《糾錯編碼方法》《數(shù)據(jù)信息的編碼方法》《二維條碼編碼的漢字信息壓縮方法》《生成二維條碼的方法》《二維條碼符號轉(zhuǎn)換為編碼信息的方法》《二維條碼圖形畸變校正的方法》六項技術(shù)專利成果歸編碼中心所有，編碼中心早在漢信碼研發(fā)完成時即明確了漢信碼專利免費授權(quán)使用的基本原則，使用漢信碼碼制技術(shù)沒有任何的專利風(fēng)險與專利陷阱，同時不需要向編碼中心以及其他任何單位繳納專利使用費。

    2.漢字編碼能力超強

    漢信碼是目前唯一一個全面支持我國漢字信息編碼強制性國家標(biāo)準GB18030-2000《信息技術(shù)信息交換用漢字編碼字符集基本集的擴充》的二維碼碼制，能夠表示該標(biāo)準中規(guī)定的全部常用漢字、二字節(jié)漢字、四字節(jié)漢字，同時支持該標(biāo)準在未來的擴展。在漢字信息編碼效率方面，對于常用的雙字節(jié)漢字采用12位二進制數(shù)進行表示，在現(xiàn)有的二維碼中表示漢字效率最高。

    3.極強抗污損、抗畸變識讀能力

   由于考慮了物流等實際使用環(huán)境會給二維碼符號造成污損，同時由于識讀角度不垂直、鏡頭曲面畸變、所貼物品表面凹凸不平等原因，也會造成二維碼符號的畸變。為解決這些問題，漢信碼在碼圖和糾錯算法、識讀算法方面進行了專門的優(yōu)化設(shè)計，從而使?jié)h信碼具有極強的抗污損、抗畸變識讀能力?，F(xiàn)在漢信碼能夠在傾角為60度情況下準確識讀，能夠容忍較大面積的符號污損。因此漢信碼特別適合在物流等惡劣條件下使用。

    4.識讀速度快

   為提高識讀效率，滿足物流、票據(jù)等實時應(yīng)用系統(tǒng)的迫切需求，漢信碼在信息編碼、糾錯編譯碼、碼圖設(shè)計方面采用了多種技術(shù)手段提高了漢信碼的識讀速度，目前漢信碼的識讀速度比國際上的主流二維碼——DataMatrix要高，因此漢信碼能夠廣泛地在生產(chǎn)線、物流、票據(jù)等實時性要求高的領(lǐng)域中應(yīng)用。

    5.信息密度高

   為提高漢信碼的信息表示效率，漢信碼在碼圖設(shè)計、字符集劃分、信息編碼等方面充分考慮了這一需求，從而提高了漢信碼的信息特別是漢字信息的表示效率，當(dāng)對大量漢字進行編碼時，相同信息內(nèi)容的漢信碼符號面積只是QR碼符號面積的90％，是DataMatrix 碼符號的63.7%，因此，漢信碼是表示漢字信息的首選碼制。

    6.信息容量大

   漢信碼最多可以表示7829個數(shù)字、4350個ASCII字符、2174個漢字、3262個8位字節(jié)信息，支持照片、指紋、掌紋、簽字、聲音、文字等數(shù)字化信息的編碼。

    7.碼制擴展性強

   作為一種自主研發(fā)的二維碼碼制，我國掌控了漢信碼核心技術(shù)與專利，可以非常方便針對相關(guān)的大規(guī)模應(yīng)用和行業(yè)應(yīng)用進行漢信碼技術(shù)的擴展和升級，例如，為了滿足移動商務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用需求，編碼中心研發(fā)了系列微型漢信碼和彩色漢信碼，以及為了提高安全性而開發(fā)了與多種加密算法和協(xié)議進行集成的加密漢信碼等等。

    漢信碼相關(guān)技術(shù)研發(fā)百花齊放

   漢信碼技術(shù)研發(fā)成功后，編碼中心鄭重承諾漢信碼的專利權(quán)免費使用，任何人都可以根據(jù)漢信碼標(biāo)準自主開發(fā)漢信碼生成識讀軟件與設(shè)備，而不需向編碼中心或任何其它機構(gòu)及個人繳納專利使用費，使?jié)h信碼成為我國第一個自主知識產(chǎn)權(quán)的公開二維碼。漢信碼的優(yōu)越性能以及免費的專利許可制度吸引了眾多國內(nèi)企業(yè)和國外企業(yè)在漢信碼技術(shù)上進行二次開發(fā)，誕生了一系列生成、識讀設(shè)備與生成軟件以及控件商用化產(chǎn)品，我國漢信碼技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出百花齊放、百家爭鳴的良好局面。

    1.生成設(shè)備

   通過自主研發(fā)與合作開發(fā)的方式，目前已經(jīng)有多款專用條碼打印機支持漢信碼生成，如國產(chǎn)新北洋、SATO等著名標(biāo)簽打印機制造商的某些型號打印機，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)漢信碼的打印輸出。

圖2  支持漢信碼的打印機

    2.識讀設(shè)備

   目前漢信碼獲得新大陸、霍尼韋爾、維深、意銳新創(chuàng)等多家國內(nèi)外識讀設(shè)備制造商的支持，漢信碼的識讀功能已經(jīng)內(nèi)嵌入十多款識讀器與數(shù)據(jù)采集器中，特別是新大陸、霍尼韋爾、維深針對漢信碼與應(yīng)用的特點對設(shè)備提供了技術(shù)升級服務(wù)，確保了漢信碼識讀性能的不斷提升。

圖3  支持漢信碼的識讀器與數(shù)據(jù)采集器

    3.生成軟件與控件

   目前國產(chǎn)的Labelshop以及國外的Codesoft專業(yè)標(biāo)簽制作軟件已經(jīng)能夠提供漢信碼生成功能，由國內(nèi)部分企業(yè)開發(fā)的漢信碼生成控件也實現(xiàn)商用。

圖4  條碼生成與標(biāo)鑒設(shè)計軟件

    漢信碼應(yīng)用蓬勃發(fā)展

   為了有效地推進了漢信碼的應(yīng)用，編碼中心聯(lián)合業(yè)內(nèi)企業(yè)在物流供應(yīng)鏈、物資管理、教育等領(lǐng)域建立了多個漢信碼應(yīng)用試點。近年來，隨著漢信碼應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，新的規(guī)模化漢信碼應(yīng)用系統(tǒng)與新的應(yīng)用模式不斷涌現(xiàn)。

    1.漢信碼易制毒化學(xué)品全流程監(jiān)管系統(tǒng)

   該系統(tǒng)是采用漢信碼對易制毒化學(xué)品供應(yīng)鏈中易制毒化學(xué)品的加工、包裝、倉儲、運輸、銷售、使用等環(huán)節(jié)進行全過程跟蹤監(jiān)管的系統(tǒng)。易制毒化學(xué)品全流程監(jiān)管系統(tǒng)包括了軟件管理工作、生產(chǎn)企業(yè)賦碼工作、倉庫企業(yè)解碼賦碼、經(jīng)營企業(yè)解碼賦碼、最終用戶解碼及上報工作。

圖5   漢信碼在易制毒化學(xué)品全流程監(jiān)管中的應(yīng)用

    ?生產(chǎn)環(huán)節(jié)，對生產(chǎn)加工的易制毒化學(xué)品進行漢信碼標(biāo)識賦碼；

    ?倉儲環(huán)節(jié)，倉儲企業(yè)針對環(huán)境變化情況對其進行解碼后再賦碼；

    ?經(jīng)營環(huán)節(jié)，經(jīng)營企業(yè)將漢信碼信息通過系統(tǒng)反饋到國家監(jiān)管部門并輸出重新投入使用；

    ?最終用戶環(huán)節(jié)，最終用戶進行漢信碼識讀并將信息傳輸?shù)絿冶O(jiān)管部門。

   本系統(tǒng)的建設(shè)實現(xiàn)了對易制毒化學(xué)品進行全程跟蹤、追溯管理的要求，杜絕了易制毒化學(xué)品的安全隱患，對于從源頭上遏制毒品的日益蔓延起到了決定性作用。

    2.漢信碼在北京西南物流中心的應(yīng)用

   通過在北京西南物流中心的漢信碼應(yīng)用，推動了圖書行業(yè)的漢信碼應(yīng)用。與北京西南物流中心有過合作的出版社、圖書批銷中心、書店、圖書館等對漢信碼都非常感興趣，認為漢信碼的應(yīng)用能夠極大地推動圖書行業(yè)的信息化進程，應(yīng)用前景廣闊。北京西南物流中心通過應(yīng)用漢信碼技術(shù)，規(guī)范了工作流程，提升了工作效率，并且實現(xiàn)了北京西南物流中心與上下游企業(yè)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換，使北京西南物流中心及其相關(guān)企業(yè)提升了工作效率，降低了成本，避免了數(shù)據(jù)錄入的差錯，經(jīng)濟效益和社會效益都非常明顯。

圖6  漢信碼在圖書行業(yè)的應(yīng)用

    3.漢信碼在移動商務(wù)、信息安全和產(chǎn)品追溯方面的應(yīng)用

   在移動商務(wù)成為二維碼重要發(fā)展方向的前提下，編碼中心以漢信碼作為突破口，在移動商務(wù)領(lǐng)域開展了一系列的研發(fā)工作與標(biāo)準化工作，從而為我國二維碼手機應(yīng)用提供了充分的技術(shù)與標(biāo)準化支撐。

   為滿足用戶對漢信碼生成與識讀方面的需求，編碼中心在中國自動識別技術(shù)協(xié)會企業(yè)的支持下，研發(fā)了能夠識讀漢信碼的手機識讀軟件，并且已經(jīng)在蘋果公司iOS平臺APP市場以及android平臺的安智、安卓等各大市場正式上線，免費供用戶使用；同時，生成軟件也已在編碼中心網(wǎng)站上線，可供用戶生成漢信碼。此外，中國自動識別技術(shù)協(xié)會會員——北京仁聚智匯科技發(fā)展有限公司和北京意銳新創(chuàng)科技有限公司開發(fā)的手機軟件也提供漢信碼生成識讀功能，從而使?jié)h信碼移動應(yīng)用具備了深厚的技術(shù)基礎(chǔ)。

   目前采用手機作為數(shù)據(jù)采集裝置的二維碼應(yīng)用發(fā)展方興未艾，但我國大多數(shù)提供手機二維碼數(shù)據(jù)采集功能或服務(wù)的軟件與企業(yè)主要依賴于國外的碼制（如QR碼）、國外的開源軟件進行應(yīng)用開發(fā)，企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新能力和提供深度增值服務(wù)的技術(shù)積累；同時，二維碼的應(yīng)用魚龍混雜，在信息安全、管理和服務(wù)方面也存在著很多問題。為此，編碼中心認為，漢信碼作為我國自主研發(fā)的二維碼，除了具有在信息容量、信息密度等方面的優(yōu)勢之外，還能夠根據(jù)應(yīng)用的不同需求，在安全性等方面進行相應(yīng)的擴展，通過提供專用識讀軟件等方式，授權(quán)用戶或消費者掃描加密后的漢信碼，從而規(guī)避網(wǎng)絡(luò)欺詐，安全地獲得產(chǎn)品的附加信息。而且，漢信碼也可以接入編碼中心提供的產(chǎn)品追溯平臺，從平臺上獲取產(chǎn)品的深度信息，實現(xiàn)產(chǎn)品的防偽與安全追溯功能。

    除此之外，漢信碼還可以在以下領(lǐng)域得到應(yīng)用：

    ?政府及主管部門

   政府辦公、電子政務(wù)、國防軍隊、醫(yī)療衛(wèi)生、公安出入境、公安消防、貴重物品防偽、海關(guān)管理、食品安全、產(chǎn)品追蹤、金融保險、質(zhì)檢監(jiān)察、交通運輸、人口管理、出版發(fā)行、票證/卡等。

    ?移動商務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)行業(yè)

   移動通訊、票務(wù)業(yè)、廣告業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)等，如手機條碼、移動通訊、電子票務(wù)/電子票證、電子商務(wù)等。

    ?供應(yīng)鏈管理

    裝備制造、物流業(yè)、零售業(yè)、流通業(yè)、供應(yīng)鏈等。

圖7 漢信碼的移動應(yīng)用

    展望未來，長遠發(fā)展

   漢信碼技術(shù)正式實施以來，相關(guān)的研發(fā)應(yīng)用以及標(biāo)準化的進展如星火燎原，在我國如火如荼地開展起來，國際標(biāo)準化也取得了非常大的突破，目前，專門從事漢信碼應(yīng)用研發(fā)或支持漢信碼技術(shù)的企業(yè)數(shù)十個，漢信碼應(yīng)用系統(tǒng)不勝枚舉，相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品不斷推陳出新，漢信碼已經(jīng)成為我國自動識別技術(shù)產(chǎn)業(yè)界的共同事業(yè)。展望未來，在編碼中心、中國自動識別技術(shù)協(xié)會的領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)業(yè)界的支持下漢信碼管理日臻完善；借助核心技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新、應(yīng)用模式創(chuàng)新以及國際AIM乃至ISO標(biāo)準的制定，漢信碼最終將成為我國自動識別產(chǎn)業(yè)在21世紀以及物聯(lián)網(wǎng)框架下長期發(fā)展的自主創(chuàng)新技術(shù)平臺、產(chǎn)業(yè)平臺、應(yīng)用平臺與標(biāo)準平臺，為我國自動識別技術(shù)的長遠發(fā)展奠定基礎(chǔ)。?

    作者簡介：王毅，中國物品編碼中心技術(shù)研究部副主任。漢信碼技術(shù)發(fā)明人之一，漢信碼國家標(biāo)準主要起草人，AIM標(biāo)準中國專家組成員，負責(zé)或參與多項二維碼技術(shù)研究項目與標(biāo)準研究工作，發(fā)表多項二維碼技術(shù)論文，榮獲2011年“全國質(zhì)檢工作先進個人”等榮譽稱號。