二维条码编码打印软件的设计及实现
摘 要随着信息技术的高速发展，自动识别技术的应用越来越广泛。从日常生活起居到工业生产过程，从二代居民身份证到商品的包装袋上，自动识别技术的应用随处可见。在这种环境下，自动识别技术的发展迎来了一个良好的时期，尤其是诸如二维码这样的新兴自动识别技术更是处在一个空前良好的发展环境。自动识别技术包括条码（一维和二维）、卡技术（磁、光和芯片）、射频识别（RFID）、生物特征识别技术等，其中最具代表性的是一维条码技术、二维条码技术以及RFID技术。在自动识别领域中，由于二维码同时具有物联网和低碳经济的概念，受到众多领域的日益关注。二维条码是一种基于光学图像识读的编码技术。作为一种新的信息存储与传递技术，二维码具有存储量大、性价比高、数据采集与识读方便等优点，该技术涉及光、机、电以及印刷、信息安全、标识等技术领域。本项目研究并开发二维条码的生成软件，将需要编码的原始信息按照二维条码的相关规范要求进行编码，生成二维条码的图形信息。本篇论文主要记述了二维码的编码原理以及编码打印软件的设计和实现过程。
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 设计背景 1
1.1.1 二维码简介 1
1.1.2 二维码的特点 2
1.1.3 二维码的应用 2
1.2 设计要求 4
1.3 本文结构 4
第2章 编码原理及相关工具 6
2.1 编码原理 6
2.1.1 二维码的基本结构 6
2.1.2 二维码的编码模式 9
2.1.3 编码示例 12
2.1.4 生成完整的数字串 13
2.1.5 绘制二维码图案 17
2.2 编程环境 20
2.3 本章小结 21
第3章 程序设计及实现 22
3.1 设计方案 22
3.1.1 图形用户界面设计 22
3.1.2 程序架构设计 23
3.2 功能实现 24
3.2.1 引入命名空间和动态链接库 24
3.2.2 初始化 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
/> 3.2.3 编码 25
3.2.4 保存和打印 26
3.2.5 解码 26
3.3 程序调试 27
3.4 本章小结 31
第4章 软件部署及测试 32
4.1 软件部署 32
4.1.1 程序封装 32
4.1.2 部署环境 33
4.2 程序测试 33
4.2.1 编码测试 33
4.2.2 打印测试 34
4.2.3 保存测试 35
4.2.4 解码测试 36
4.2.5 最终测试结果 37
4.3 本章小结 37
第5章 总结 38
参考文献 40
附录 英文文献翻译 41
第1章 绪论
1.1 设计背景
在2015年3月5日上午的十二届全国人大三次会议上，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。“互联网+”行动计划将重点促进以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新[1]。在这样一个“大众创业，万众创新”的环境下，二维码这种数据的载体开始变得重要起来。近来二维码与O2O模式的结合比较火，马化腾说“二维码将成线上线下关键入口”[2]。
虽然二维码的发展空间很大前景很好，但是与日本、韩国等国相比，我国在二维码上的发展还远远不够。目前二维码离我们最近的应用就是扫码关注，在日常生活中并没有任何实质性的应用。比如我们可以将一些个人信息以二维码的形式打印在名片上，这样一张名片能提供的信息就会多很多。在这种情况下，操作简便的二维码生成软件就显得尤为重要。
1.1.1 二维码简介
按照国际标准化组织给出的定义，快速响应矩阵码（Quick Response Code，以下简称“二维码”）是一种矩阵符号，这种符号是由标称大小的正方形模块构成的阵列在整个正方形中排列而成的。其中包括唯一的探测图案，探测图案位于符号的三个角落以协助确定位置、大小和倾斜度。二维码符号为数据和四个等级的纠错码提供了充足的编码区域。模块的大小可以由用户指定，这样生成的符号就可以应用于非常广泛的技术领域。二维码有两个模型，模型1是原始的二维码规格，模型2是由模型1升级而来的模型，具有额外特性并且可以自动识别。既然模型2因为更新而更被推荐，国际标准化组织着重且详尽地描述了模型2。
不同于传统的一维条形码，二维码仅是在构成上就与一维条形码有很大差别。一维条形码只在一个方向上表达信息，其另外一个方向是为了便于扫描设备的校准，虽然可以在一定程度上提高录入速度，但由于其容量较小，必须要连接数据库才能正常工作。而二维码是一种多行组成的条形码，可以在横向纵向两个方向上表达信息，自身的数据容量很大，且可存储的数据类型不再局限于字母和数字。此外，二维码具有一定的稳定性，由于其自身带有纠错能力，即使部分符号遭到损坏或涂改也可以正确译码，而一维条形码显然并不具备这种能力[3]。
1.1.2 二维码的特点
在自动识别技术的诸多应用中，条码由于自身的优良特性，发挥着至关重要的作用。而二维码作为条码中的一个新兴种类更是具有许多其他信息载体所不具备的优点，具体如下：
1．编码密度高，信息容量大：一个二维码符号最少可以存储72 bit的数据信息（版本1H），即9个字节，相比于比传统的一维条形码信息容量高出约几十倍；
2．编码范围广：二维码不只是能编码文本，凡是类似图片、声音等能够转化成数字信号的信息都可以编码并表示出来，而且二维码可以编码多种语言文字；
3．容错性好：如果二维码符号因外界因素导致局部损坏而该部分无法被扫描时，二维码的信息依然可以被正确识读，被损坏的区域最大可以达到约30%；
4．译码可靠性高：由于二维码自身带有纠错码，无论是编码还是解码，二维码的误码率相比于普通条码的百万分之二要低很多，误码率不超过千万分之一；
5．保密性、防伪性好：二维码可以在生成时引入加密措施；
6．方便快捷：二维码的制作成本很低而且识读简单，理论上能采集光信息且可被编程的设备就可以识读；
7．适应性好：二维码符号的大小可以任意等纵横比调节。
1.1.3 二维码的应用
自动识别技术是物联网应用不可分割的一部分。3G/4G移动网络环境下智能手机和平板电脑的普及促进了移动互联业务模式的发展，在这种模式下，人们的经营活动范围更加宽泛，也因此更需要适时的进行信息的交互和分享，因此二维码的应用不再受到时空和硬件设备的局限。在日本、韩国等国家，二维码的应用范围非常广泛，普及率高达96%以上[4]。早在2006年的时候，二维码的商业应用就已经在国内开始兴起了，但受制于当时智能手机并没有达到基本普及，第一轮的二维码产业也就并没有真正意义上形成。六年后的2012年成为了中国的二维码元年，据统计，当年全国每月扫码量超过1.6亿次，移动运营商和IT巨头已经抢得先机[5]。目前，二维码的应用体现在以下几个领域。
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第1章 绪论 1
1.1 设计背景 1
1.1.1 二维码简介 1
1.1.2 二维码的特点 2
1.1.3 二维码的应用 2
1.2 设计要求 4
1.3 本文结构 4
第2章 编码原理及相关工具 6
2.1 编码原理 6
2.1.1 二维码的基本结构 6
2.1.2 二维码的编码模式 9
2.1.3 编码示例 12
2.1.4 生成完整的数字串 13
2.1.5 绘制二维码图案 17
2.2 编程环境 20
2.3 本章小结 21
第3章 程序设计及实现 22
3.1 设计方案 22
3.1.1 图形用户界面设计 22
3.1.2 程序架构设计 23
3.2 功能实现 24
3.2.1 引入命名空间和动态链接库 24
3.2.2 初始化 24
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
/> 3.2.3 编码 25
3.2.4 保存和打印 26
3.2.5 解码 26
3.3 程序调试 27
3.4 本章小结 31
第4章 软件部署及测试 32
4.1 软件部署 32
4.1.1 程序封装 32
4.1.2 部署环境 33
4.2 程序测试 33
4.2.1 编码测试 33
4.2.2 打印测试 34
4.2.3 保存测试 35
4.2.4 解码测试 36
4.2.5 最终测试结果 37
4.3 本章小结 37
第5章 总结 38
参考文献 40
附录 英文文献翻译 41
第1章 绪论
1.1 设计背景
在2015年3月5日上午的十二届全国人大三次会议上，李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。“互联网+”行动计划将重点促进以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新[1]。在这样一个“大众创业，万众创新”的环境下，二维码这种数据的载体开始变得重要起来。近来二维码与O2O模式的结合比较火，马化腾说“二维码将成线上线下关键入口”[2]。
虽然二维码的发展空间很大前景很好，但是与日本、韩国等国相比，我国在二维码上的发展还远远不够。目前二维码离我们最近的应用就是扫码关注，在日常生活中并没有任何实质性的应用。比如我们可以将一些个人信息以二维码的形式打印在名片上，这样一张名片能提供的信息就会多很多。在这种情况下，操作简便的二维码生成软件就显得尤为重要。
1.1.1 二维码简介
按照国际标准化组织给出的定义，快速响应矩阵码（Quick Response Code，以下简称“二维码”）是一种矩阵符号，这种符号是由标称大小的正方形模块构成的阵列在整个正方形中排列而成的。其中包括唯一的探测图案，探测图案位于符号的三个角落以协助确定位置、大小和倾斜度。二维码符号为数据和四个等级的纠错码提供了充足的编码区域。模块的大小可以由用户指定，这样生成的符号就可以应用于非常广泛的技术领域。二维码有两个模型，模型1是原始的二维码规格，模型2是由模型1升级而来的模型，具有额外特性并且可以自动识别。既然模型2因为更新而更被推荐，国际标准化组织着重且详尽地描述了模型2。
不同于传统的一维条形码，二维码仅是在构成上就与一维条形码有很大差别。一维条形码只在一个方向上表达信息，其另外一个方向是为了便于扫描设备的校准，虽然可以在一定程度上提高录入速度，但由于其容量较小，必须要连接数据库才能正常工作。而二维码是一种多行组成的条形码，可以在横向纵向两个方向上表达信息，自身的数据容量很大，且可存储的数据类型不再局限于字母和数字。此外，二维码具有一定的稳定性，由于其自身带有纠错能力，即使部分符号遭到损坏或涂改也可以正确译码，而一维条形码显然并不具备这种能力[3]。
1.1.2 二维码的特点
在自动识别技术的诸多应用中，条码由于自身的优良特性，发挥着至关重要的作用。而二维码作为条码中的一个新兴种类更是具有许多其他信息载体所不具备的优点，具体如下：
1．编码密度高，信息容量大：一个二维码符号最少可以存储72 bit的数据信息（版本1H），即9个字节，相比于比传统的一维条形码信息容量高出约几十倍；
2．编码范围广：二维码不只是能编码文本，凡是类似图片、声音等能够转化成数字信号的信息都可以编码并表示出来，而且二维码可以编码多种语言文字；
3．容错性好：如果二维码符号因外界因素导致局部损坏而该部分无法被扫描时，二维码的信息依然可以被正确识读，被损坏的区域最大可以达到约30%；
4．译码可靠性高：由于二维码自身带有纠错码，无论是编码还是解码，二维码的误码率相比于普通条码的百万分之二要低很多，误码率不超过千万分之一；
5．保密性、防伪性好：二维码可以在生成时引入加密措施；
6．方便快捷：二维码的制作成本很低而且识读简单，理论上能采集光信息且可被编程的设备就可以识读；
7．适应性好：二维码符号的大小可以任意等纵横比调节。
1.1.3 二维码的应用
自动识别技术是物联网应用不可分割的一部分。3G/4G移动网络环境下智能手机和平板电脑的普及促进了移动互联业务模式的发展，在这种模式下，人们的经营活动范围更加宽泛，也因此更需要适时的进行信息的交互和分享，因此二维码的应用不再受到时空和硬件设备的局限。在日本、韩国等国家，二维码的应用范围非常广泛，普及率高达96%以上[4]。早在2006年的时候，二维码的商业应用就已经在国内开始兴起了，但受制于当时智能手机并没有达到基本普及，第一轮的二维码产业也就并没有真正意义上形成。六年后的2012年成为了中国的二维码元年，据统计，当年全国每月扫码量超过1.6亿次，移动运营商和IT巨头已经抢得先机[5]。目前，二维码的应用体现在以下几个领域。
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