Поисково -исследовательская работа «Загадка QR-КОДА»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №10»

ХVIII открытая краеведческая конференция обучающихся образовательных организаций Слюдянского района

«Земли моей лицо живое - 2017»

Направление: Общественно-значимые проекты

Поисково -исследовательская работа

«Загадка qr-кода»

Выполнила: Непомнящих Алина, учащаяся 8 «Б» класса

Руководитель: Кузнецова Л. Л. Учитель информатики, I категория

с.т. 8950-1125985

[e-mail]

Байкальск 2017

Оглавление

Введение 2

Сферы применения QR кода 4

Коды-невидимки 6

Алгоритм извлечения данных из QR кода 7

Сервисы для создания QR-кодов 8

Сервисы для распознавания QR-кодов 9

Анкетирование школьников 9

Заключение 10

Используемые источники 10

Приложение 1 10

Приложение 2 11

Приложение 3 12

Введение

С определенного момента на товарах, в общественных местах (магазинах, вокзалах) появились странные квадратики с каким-то непонятным кодом, попадаются на сайтах, в рекламе, на билбордах и даже на визитках. Меня заинтересовал этот вопрос: Что это за код такой и как его распознать? И какая польза от его использования.

Актуальность: QR-код часть современной жизни - необходимо уметь им пользоваться.

Гипотеза: полезное использование функций смартфонов и планшетов, как qr-код в повседневной жизни.

Цель: Найти информацию о QR-коде и сферах его применения.

Задачи:

1. Изучить процесс генерации QR-кода.

2. Рассмотреть сервисы и программы - генераторы QR-кода и приложения для его распознавания.

3. Исследовать области применения QR-кода в Байкальске.

Методы исследования: анализ ресурсов сети Интернет по теме исследования, анкетирование, подробный анализ полученных результатов.

Объект исследования: QR-код.

Предмет исследования: технология QR-кодирования.

Практическая значимость проекта: возможность использования QR-технологий упрощает обработку информации (получение, хранение и передача данных).

История QR кода

QR-код был разработан японской фирмой Denso Wave, принадлежащей к группе компаний Toyota, и представлен в 1994 году. Еще в далеких 80-х годах японская автопромышленность стала предъявлять повышенные требования к машиночитаемым кодам. Они должны были хранить больший объем данных на гораздо меньшей площади, а сканированию не должны были препятствовать ни частичное загрязнение, ни повреждение кода. В отношении размера не существует никаких ограничений. Главное условие – это возможность считывания кода сканирующим устройством. Штрих-код применялся сначала для идентификации автозапчастей на заводах корпорации, но быстро обрел популярность за пределами производственных линий. Аббревиатура QR означает Quick Response, т.е. «быстрый отклик», «быстрораспознаваемый» – и это действительно так. Особенность данного типа кодов в том, что они легко расшифровываются не только посредством специального сканера, но и с помощью любого смартфона, оснащенного фотокамерой и достаточно простым ПО, что открывает завидные перспективы его применения в повседневной жизни, использование кодов не облагается никакими лицензионными отчислениями, а сами они описаны и опубликованы в качестве стандартов ISO (Международная организация по стандартизации).

В отличие от штрих-кода, позволяющего кодировать небольшой объём информации до 20–30 символов (обычно цифр), объём информации, зашифрованной в двумерную QR-матрицу значительно больше. В маленькую графическую картинку вмещаются:

• Цифры - 7089 символов;

• цифры и буквы (включая кириллицу) - 4296 символов;

• двоичный код - 2953 байт;

• иероглифы - 1817 символов.

Благодаря применению системы коррекции ошибок на базе кодов Рида-Соломона данные подлежат восстановлению при повреждении до 30% изображения, картинка легко распознаётся сканирующим оборудованием (в том числе и фотокамерой мобильного телефона), что дает возможность использования QR-технологий в торговле, производстве и логистике.

Наиболее распространены в мире следующие форматы данных, представленных в QR-коде:

• Интернет-адрес. QR-коды могут содержать ссылки на интернет ресурсы.

• Контактные данные. Довольно часто встречаются визитки, содержащие код.

• Адрес электронной почты. QR-код может содержать адрес электронной почты и имя адресата.

• SMS. Нередко для участия в мероприятии, акции, игре требуется отправить SMS. Можно отсканировать код и получить готовое к отправке сообщение.

• Географические данные. В QR-коде могут быть зашифрованы геоданные, «Карты Google».

• Текст. Этот формат пригоден для различных целей от сообщения до информационной справки.

• Телефонные номера. При сканировании QR-кода с внедренным телефонным номером можно сразу же сделать звонок.

Сферы применения QR кода

Туризм - транспортные коммуникации, памятники истории, культурные ценности, гостиничный бизнес и множество сопроводительных услуг.

Транспортная инфраструктура. QR-коды обеспечивают пассажиров актуальной информацией, которая может меняться по мере необходимости, т.к. в коде может располагаться ссылка на страницу интернет-сайта с последней информацией о маршруте. Коды наносят на удобные для считывания места, на вокзалах, в аэропортах, автобусных станциях, транспортных компаниях и т.д.

QR-коды обходятся дешевле информационных табло и предоставляют в разы большее количество информации. QR-код нанесенный на билет, может содержать информацию о транспортной компании, маршруте следования и цене.Помимо QR-кодов, используемых для информирования пассажиров, появляются решения, позволяющие избавиться от бумажных билетов вообще. Для этого достаточно виртуально купить билет, к примеру, со счета мобильного телефона – отправив SMS. А персонализированный QR-код на экране вашего смартфона дать считать контроллеру, экономия материалов для изготовления билетов.

Памятники истории, произведениях искусства и достопримечательности. В городах включенных в туристические маршруты коды размещаются на памятниках истории и достопримечательностях, информационные таблички в музеях, устанавливают около различных достопримечательностей и исторических зданий.

QR-коды в кафе и ресторанах. При помощи отсканированного QR-кода ресторана или кафе на мобильной странице сервиса Google, можно узнать отзывы и обзоры и посмотреть необходимую информацию, QR-меню. На входе кафе можно отсканировать QR-код меню и не ждать, пока официант его принесет.

QR-коды в прессе. Присутствие на страницах журналов и газет QR-кодов решает целый спектр задач:

1. Дает владельцам смартфонов и планшетов возможность получить гораздо больше информации, чем напечатано в издании. Удачным ходом будет дополнение статьи в газете или журнале мультимедийным содержанием, к примеру, видеосюжетом или фоторепортажем.

2. При цитировании интернет ресурсов, если указать ссылку не электронным адресом, а посредством QR-кода, читателю будет намного удобней осуществить переход.

3. Можно увеличить число посетителей сайта электронного издания, если опубликовать ссылку на статью в виде QR-кода.

QR-коды в рекламе. Магазины используют QR код для привлечения клиентов. Например, флайеры с QR от магазина раздаются прохожим и, прочитавшим информацию в QR коде при предоставлении в магазине выдается скидка. Для экономии времени, можно заказать вещь, которую он собирался купить, а к его приходу с работы ему уже доставят ее.

Мобильные платежи с помощью QR – кодов. Внедрение этой технологии не требует больших затрат. Кроме того, QR-коды поддерживает большинство современных смартфонов. Процедура оплаты товаров и услуг через коды QR проста: владелец мобильного устройства скачивает специальную программу, к которой привязывает данные своей банковской карты. Чтобы оплатить товар в торговой точке, имеющей терминал для считывания кодов, необходимо всего лишь сформировать QR-код в программе и предъявить его на кассе.

Очень важно, для торговых точек прием оплаты с помощью QR-кодов достаточно выгоден: не требуется приобретение дорогостоящего оборудования (терминалы предоставляются бесплатно). Кроме того, комиссии за проведение таких платежей не взимаются.

Коды-невидимки

Сотрудники университета Южной Дакоты придумали невидимые QR коды. Отличие от видимых - для нанесения используются наночернила синего и зеленого цветов, видимые лишь в инфракрасном спектре.

Коды-невидимки, будут использоваться в первую очередь, как средство борьбы с фальшивомонетчиками.

Алгоритм извлечения данных из QR кода

Существует несколько стандартов в семействе QR кодов (базовые принципы в спецификациях). Данные, которые необходимо закодировать, разбиваются на блоки в зависимости от режима кодирования. К разбитым по блокам данным прибавляется заголовок, указывающий режим и количество блоков. «Перемешанные» данные записываются в особой последовательности на шаблонную картинку, куда добавляется техническая информация для декодирующих устройств. Порядок - алгоритм извлечения данных из QR кода:

Распознавание черных и белых областей - Декодирование формата информации - Определение версии кода - Применение маски - Извлечение данных -Декодирование информации.

Шаги алгоритма

На картинке QR кода несколько отчётливых областей для детектирования Эти данные не представляют интереса с точки зрения записанной информации, но их нужно вычеркнуть или просто запомнить их расположение, чтобы они не мешали. Всё остальное поле кода несёт уже полезную информацию. Её можно разбить на две части: системная информация и данные. Также существует информация о версии кода. От версии кода зависит максимальный объём данных, которые могут быть записаны в код. По ним можно сориентироваться и понять какая версия QR перед вами. Коды высоких версий нецелесообразно считывать вручную. (Приложение 1. Рисунок 1.)

Размещение системной информации. Системная информация дублируется, что позволяет значительно понизить вероятность возникновения ошибок при детектировании кода и считывании. Системная информация – это 15 бит данных, среди которых первые 5 — это полезная информация, а остальные 10 – это код, который позволяет исправлять ошибки в системных данных. (Приложение 1. Рисунок 2.)

Шаг 1. Чтение 5 бит системной информации. Интерес представляют только первые 5 бит. Из которых 2 бита показывают уровень коррекции ошибок, а остальные 3 бита показывают какая маска из доступных 8 применяется к данным.

Шаг 2. Маска для системной информации. Кроме уже озвученных схем зашиты системной информации, в добавок, используется статическая маска, которая применяется к любой системной информации. Она имеет вид: 101010000010010. Так как имеет интерес только первые 5 бит, то маску можно сократить и легко запомнить: 10101 (десять-сто один). После применения операции «исключающего или» (xor) получаем информацию. Существуют возможные уровни коррекции ошибок и масок. (Приложение 1. Рисунок 4.)

Шаг 3. Чтение заголовка данных. Чтобы понять с какими данными предстоит иметь дело, необходимо изначально прочитать 4-х битный заголовок, который содержит в себе информацию о режиме. Список возможных режимов. (Приложение 1. Рисунок 5.)

Шаг 4. Применение маски к заголовку. После извлечения 4-х бит, описывающих режим, необходимо к ним применить маску. (Приложение 1. Рисунок 6.)

Шаг 5. Чтение данных. После получения данных о режиме можно приступать к чтению информации. Наиболее интересно считывать числовые и буквенно-числовые данные, так как они легко интерпретируются. Первый блок после указателя режима – это количество символов. Для числового режима количество закодировано в 10 следующих битах, а для 8-битного режима в 8 битах. (Приложение 1. Рисунок 7.)

Сервисы для создания QR-кодов

Создать QR-код не сложно. С учетом того, что эти коды не были лицензированы, каждый желающий может не только использовать, но и создавать их совершенно бесплатно. Для создания и продвижения QR кодов имеется множество сервисов и программ. Коды сохраняются в виде графического изображения форматах (JPEG, PNG или TIFF), можно распечатать, вставить в документ, отправить по электронной почте, опубликовать в сети интернет.

Онлайн сервисы для создания QR кодов: Русскоязычные сервисы: QR coder http://qrcoder.ru/, QR Mania http://qrmania.ru/, Генератор QR-кодов http://ru.qr-code-generator.com/. Сервис QR code Generator http://zxing.appspot.com/generator

Сервисы для распознавания QR-кодов

Для распознавания QR кодов разработано множество программ и различных сервисов. Распознавать коды можно следующим образом:

1. С помощью камеры мобильного телефона и программы, установленной на него;

2. С помощью WEB камеры и программного обеспечения обычного компьютера/ноутбука

3. С помощью онлайн сервиса или программы, в которую можно загрузить графическое изображение, содержащее код или указать ссылку на страничку с кодом.

Во всех существующих программах, которые считывают и декодируют QR коды, реализован алгоритм обнаружения QR кода на изображении, полученном с камеры. Затем реализована стандартная процедура декодирования информации из QR кода (ее описание приведено в схеме 1).

Считывание кодов из файлов возможно с помощью сервиса http://decodeit.ru/qr/ . Перечень ссылок на платформы, модели сотовых телефонов и программы для считывания QR кодов доступен по ссылке: http://www.qrcoder.ru/soft.html

Анкетирование школьников

50 учащихся

8 классов

Да

12

Нет

38

Использование QR кода 31.01.2017

Да

37

Нет

13

После получение о полезной и доступной информации об использовании QR - кода количество учащихся пользующих полезными возможностями гаджетов смартфоном и планшетов увеличилось.

Заключение

QR код  - квадратная картинка, в которой закодирована информация. «QR - Quick Response - Быстрый Отклик» — это двухмерный штрихкод (бар-код), предоставляющий информацию для быстрого ее распознавания с помощью камеры на мобильном телефоне. При помощи QR-кода можно закодировать любую информацию, например: текст, номер телефона, ссылку на сайт или визитную карточку. QR-код выполняет сразу две функции: позволяет автоматически считывать различные данные; помещает большое количество информации в небольшую картинку (4296 символов - это более двух машинописных страниц текста).

В огромном количестве окружающей нас информации - применение QR-кода своевременное и полезное изобретение!

Используемые источники

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/

2. http://antonkozlov.ru/kompyuternye-programmy/chto-takoe-qr-kod-zachem-on-nuzhen-i-kak-ego-ispolzovat.html

3. http://qrcoder.ru/

4. http://decodeit.ru/qr

Приложение 1

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Рисунок 5.

Рисунок 6.

На рисунке видно, что в QR коде, как и отмечалось, записана цифра 5. Это видно по указателю количества символов и последующим после него 4 битам.

Приложение 2

Анкета для учащихся (да - нет)

Результаты анкетирования

Использование QR кода 10.01.2017

Использование QR кода 31.01.2017

Краткое описание документа:

С определенного момента на товарах, в общественных местах (магазинах, вокзалах) появились странные квадратики с каким-то непонятным кодом, попадаются на сайтах, в рекламе, на билбордах и даже на визитках. Меня заинтересовал этот вопрос: Что это за код такой и как его распознать? И какая польза от его использования.

Актуальность: QR-код часть современной жизни - необходимо уметь им пользоваться.

Гипотеза: полезное использование функций смартфонов и планшетов, как qr-код в повседневной жизни.

Цель: Найти информацию о QR-коде и сферах его применения.

Задачи:

• Изучить процесс генерации QR-кода.
• Рассмотреть сервисы и программы - генераторы QR-кода и приложения для его распознавания.
• Исследовать области применения QR-кода в Байкальске.

Методы исследования: анализ ресурсов сети Интернет по теме исследования, анкетирование, подробный анализ полученных результатов.

Объект исследования: QR-код.

Предмет исследования: технология QR-кодирования.

Практическая значимость проекта: возможность использования QR-технологий упрощает обработку информации (получение, хранение и передача данных).