Як працює баркод (QR-коди, DataMatrix, Microsoft Tag)

 

Штрих-коди на товари в магазині став нагальною необхідністю. Мережеві магазини давно відмовилися від товарів, його не мають – це автоматизований облік і швидкість обслуговування клієнтів. Тенденції розвитку штрихкодів полягають у збільшенні обсягів шифрованих інформації з одночасним зменшенням площі, займаної саммим коду. Найпоширеніший полосковый штрихкод використовує одновимірну систему кодування, то двомірний вже розшифровується як по горизонталі, так і по вертикалі. Перед звичним лінійним штрихкодом, у двовимірного є серйозні переваги: більший обсяг збереженої інформації і можливість її відновлення до 30% пошкодженої площі.

Найпоширеніші стандарти двовимірних кодів це DataMatrix, винайдений в 1989 році, і QR-код («QuickResponse», тобто «Швидкий відгук»),розроблений в 1994 році Японською компанією Denso Wave Inc. Ключова відмінність QR над Data Matrix — вміння працювати з кана символами японської мови. Ну і для купи розглянемо ще дітище Майкрософта – Microsoft Tag.

Двомірний код може бути завдано безліччю способів – струменевого друку, гравіюванням, лазером, електролітичними способами і т. д. В залежності від методу нанесення, код може залишатися на елементі протягом усього його циклу використання. Основна краса ідеї полягає у можливості використання смартфона з встановленою програмою для розпізнавання інформації, зашифрованої в коді.

Існуючі на даний момент програми для зчитування баркодів дозволяють передавати посилання, контакти, SMS/email,GPS-координати, і власне, просто текст. Оскільки популярність баркодів зростає, а це свідчить постійно зростаюча активність обговорень цієї теми в інтернеті, очевидно, що це підштовхне творців софта для смартфонів до реалізації нових ідей по використанню баркодів, що ще більше підвищить до них інтерес.

QR-код

QR код – скорочення від”Quick Response”, “Швидкий відгук”, цією назвою японські творці хотіли показати, що QR-код дозволяє швидко доносити своє утримання до користувача. QR коди дуже поширені в Японії, там вони є найпопулярнішим видом 2D кодів. Японські виробники і рекламщики активно розміщують їх на візитках, журналах, газетах, листівках, плакатах, дошках оголошень, продуктах харчування, сайтах і т. д. В Європі та Америці також підхопили цю моду.

Хоча QR коди спочатку використовувалися для обліку деталей у машинобудуванні, зараз вони використовуються більш широко, як для комерційних систем обліку, так і для швидкої доставки інформації користувачам мобільних телефонів. QR коди можуть зберігати контактну інформацію, текст, телефонні номери, адреси e-mail і гіпертекстові посилання. Користувачі з телефоном, оснащеним камерою можуть моментально зісканувати QR-код,при цьому небудь відкриється закодована в QR гіперпосилання, або закодований контакт додасться в адресну книгу. Зручність використання QR-коду очевидно – замість запам’ятовування довгою посилання або адреси e-mail достатньо навести камеру телефону на QR-код, і посилання буде додано до обраного.

Ємність QR-коду

Здавалося б, QR-код підходить лише для кодування коротких рядків, наприклад, URL або e-mail. Однак ємність QR-код не так вже мала. Якщо використовувати тільки цифри, то в нього можна запхати 7,089 символів, якщо використовувати цифри та латинські літери, то влізе 4,296 символів. Російського тексту в такій картинці поміститься трохи більше 2 Кб, а це не так вже й мало, особливо враховуючи зручність і швидкість доставки інформації кінцевому користувачу.

Корекція помилок в QR коди

QR коди використовують алгоритм Ріда-Соломона(Reed-Solomon) для корекції помилок. Це дозволяє без проблем зчитувати коди, які якимось чином пошкоджені – затерті, перекреслені, і т. п. QR коди мають 4 рівня корекції помилок, які відрізняються кількістю інформації для відновлення і відповідно кількістю корисної інформації,яку можна відновити при пошкодженні коду. Рівні корекції та відповідні відсотки інформації, які можливо відновити,наступні: L-7%, M-15%, Q-25%, H-30%. Корекція забезпечується деякою надмірністю і дублюванням інформації.

DataMatrix код

Штрихкод DataMatrix на 30-60% менше площі, ніж QR, що містить ідентичні дані. DataMatrix – типовий представник сімейства 2D-баркодів, що дозволяє закодувати до 3Кб інформації. DataMatrix, як і всі інші подібні баркоды, містить інформацію для відновлення, яка дозволяє відновити закодовану інформацію при частковому ушкодженні коду.

Кожен код DataMatrix містить дві суцільні пересічні лінії у вигляді букви L, для орієнтації пристрою, що зчитує (зазвичай зліва і знизу діаграми), дві інші кордони коду складаються з переміжних чорних і білих точок і служать для вказівки розмірів коду зчитувального пристрою.

Особливості DataMatrix коду:

• Стандартизація (прийнятий міжнародний стандарт ISO/IES16022, готується російський стандарт)
• Велика інформаційна ємність (більше 2000 букв або 3000 цифр)
• Висока швидкість розпізнавання та декодування
• Низькі вимоги до якості поверхні, на которуюнаносится мітка
• Розпізнавання не залежить від фону зображення
• У символу допускається дві форми – квадрат і прямокутник,це полегшує вписування мітки в наявне на виробі простір

Коди DataMatrix використовують корекцію помилок стандарту ECC200, який, у свою чергу, використовує алгоритм Ріда-Соломона(Reed-Solomon) для кодування/декодування даних. Це дозволяє відновити у разі пошкодження коду до 30% корисної інформації. DataMatrix коди стають звичним явищем на конвертах та посилках. Такий код може бути швидко прочитаний сканером, що дозволяє відстежувати кореспонденцію досить ефективно

У промисловості DataMatrix застосовують для маркірування різних елементів.

Microsoft Tag

Microsoft Tag являє собою двовимірний кольоровий штрихкод (High Capacity Color Barcode). Ключова відмінність тут у слові КОЛЬОРОВИЙ. Вважається, що цей тип коду набагато краще розпізнається. Навіть розфокусований код (часто камери мобільних телефонів без автофокуса) можна прочитати.

При цьому сам Microsoft Tag зберігає мінімальну кількість інформації – власний номер довжиною 13 байт + 1 контрольний біт. Програма розпізнавання вже відправляє цей номер на сервер, який і видає збережену в цьому коді інформацію. Тому і Tag – код від Майкрософта це фактично посилання на запис в базі даних. Інформацію містять лише невеликі кружечки в центрах трикутників і кінці синхронизационных ліній. Тому можливі Microsoft Tag і з малюнками. Оскільки при кожному зчитуванні відбувається звернення до сервера системи, то можна простежити скільки користувачів “прочитали” код. Це ж є і недоліком – для користування кодом потрібне обов’язкове підключення до інтернет. Для відтворення коду необхідно кольорове друкуючий пристрій.