移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展以及移動通信網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的融合接入，使得移動互聯(lián)網(wǎng)成為了未來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一大熱門研究與應(yīng)用領(lǐng)域。同時，隨著移動終端設(shè)備的推陳出新，使得終端用戶對移動應(yīng)用的體驗(yàn)要求越來越高。二維碼作為一種能夠傳播大量信息的載體，在營銷推廣、新聞傳媒以及身份驗(yàn)證等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。二維碼的方便快捷與移動互聯(lián)網(wǎng)的方便快捷，二者的結(jié)合使得二維碼與移動互聯(lián)網(wǎng)都得到了更快的發(fā)展。
1.二維碼歷史與研究現(xiàn)狀
二維碼是在傳統(tǒng)一維碼的基礎(chǔ)上添加一個方向并按照規(guī)定的碼制進(jìn)行編碼形成的一種條形碼。由于一維碼只能在一個方向表達(dá)信息，造成其所能承載的信息量太少；并且需要通過條碼掃描儀掃描進(jìn)行讀??；另外一維碼對條碼所附載的介質(zhì)也有較高要求。所以在今天信息爆炸的年代，一維碼所傳達(dá)的信息量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人類的需求。1991 年美國Symbol 公司推出PDF417 條碼，即“便攜式數(shù)據(jù)文件”.二維碼第一次出現(xiàn)在人類的視野中，二維碼以矩陣形式來表達(dá)，可以在縱橫兩個方向存儲信息，可存儲的信息量是一維碼的幾十倍，并能整合圖像、聲音、文字等多媒體信息，可靠性高、保密防偽性強(qiáng)，而且易于制作、成本低。
目前國際領(lǐng)域內(nèi)研究與應(yīng)用較為廣泛的二維碼編碼技術(shù)分為兩個方向，一個是在一維碼基礎(chǔ)上按需要堆積成二行或多行進(jìn)行擴(kuò)展的分排式二維碼（2D Stacked Bar Code）編碼技術(shù)， 有代表性的行排式二維條碼有PDF417、CODE49、CODE 16K 等；另一個是在矩陣相應(yīng)元素位置上用“點(diǎn)”表示二進(jìn)制“1”, 用“空”表示二進(jìn)制“0”,由“點(diǎn)”和“空”的排列組成的矩陣式二維碼（2D Matrix Bar Code），具有代表性的矩陣式二維條碼有：QR Code、Data Matrix、Maxi Code、Code src="http://www.netofthings.cn/upload/2014-05/14051913525391.jpg" alt="" width="386" height="382" />
圖1.1 國內(nèi)外主要二維碼標(biāo)準(zhǔn)
2.二維碼關(guān)鍵技術(shù)
2.1 二維碼編碼技術(shù)
二維碼通過某種特定的幾何圖形按照一定規(guī)律在二維平面上進(jìn)行排列形成的。這樣就解決了一維碼容量住和編碼加密機(jī)制過于簡單的問題。二維碼在編碼機(jī)制上利用了計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯的“0”和“1”比特流與若干幾何圖形相對應(yīng)形成了承載著信息的幾何圖形。使用圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備對二維碼進(jìn)行采集與識別即可獲得包含在二維碼中的信息。
按照Shannon信息熵的理論，信息量是描述信源不確定性的一種度量方式，用H（X）表示信源的信息量，如下式2.1所示：
圖2.1 H（X）表示信源的信息量
所以信源所包含的信息量大小與概率空間中元素個數(shù)以及概率密度有關(guān)，由于二維碼在元素個數(shù)（n） 和概率密度（p）方面對于信息量均比一維碼有所提高，所以二維碼所能存儲的信息量大大超過一維碼。
2.2 二維碼的讀取識別技術(shù)
二維碼的讀取識別系統(tǒng)需要高效準(zhǔn)確的讀取識別出二維碼中所包含的數(shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的讀取識別技術(shù)是通過掃描儀與計(jì)算機(jī)相連，用戶使用掃描儀對二維碼進(jìn)行掃描并輸入計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算機(jī)上的解碼譯碼系統(tǒng)進(jìn)行解碼并將二維碼中所包含的信息呈現(xiàn)給用戶。
移動互聯(lián)網(wǎng)終端的讀取識別技術(shù)是通過手機(jī)、平板電腦等移動設(shè)備通過攝像系統(tǒng)將二維碼圖像采集到移動互聯(lián)網(wǎng)終端中，并通過終端中安裝的解碼譯碼系統(tǒng)識別二維碼中所包含的信息并呈現(xiàn)給移動互聯(lián)網(wǎng)終端用戶。兩種方式雖然采集方式不同，但是解碼譯碼方式是相同的，二維碼的讀取識別系統(tǒng)原理如下圖2.2所示：
圖2.2 二維碼讀取識別檢測系統(tǒng)原理
圖像傳感器將掃描儀或者攝像系統(tǒng)所采集的二維碼圖像信息在初步處理之后進(jìn)入圖像處理芯片，對二維碼圖像進(jìn)行灰度化、降噪、邊緣檢測、輪廓提取、矯正畸變等操作。同時對二維碼圖像中的各個碼進(jìn)行切割，對切割后的碼進(jìn)行識別以及糾錯（如果存在錯誤）等解碼操作。解碼操作之后就進(jìn)行譯碼得到二維碼中的信息。識別完成之后通過接口電路向計(jì)算機(jī)發(fā)出中斷申請，進(jìn)入中斷服務(wù)程序。最終將二維碼中存放的信息顯示到終端提供給用戶。