Đề tài Nghiên cứu QR Code và Ứng dụng

Đề tài Nghiên cứu QR Code và Ứng dụng Mã QR (tạm dịch là mã đáp ứng nhanh) là một loại ma trận mã vạch( hay mã vạch hai chiều) ban đầu...

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG  BÁO CÁO BÀI TẬP NHÓM CHUYÊN ĐỀ Đề tài: Nghiên cứu QR Code và Ứng dụng Giảng viên : Nguyễn Quỳnh Chi Lớp : D09HTTT1 Sinh viên thực hiện: • Nguyễn Trần Đức • Nguyễn Trung Kiên • Trần Doãn Hảo • Đào Tiến Đạt • Vi Thanh Tùng Hà Nội,4/2013 Phần I: Tổng Quan 1. QR Code: Mã vạch thế hệ mới Mã QR (tạm dịch là mã đáp ứng nhanh) là một loại ma trận mã vạch( hay mã vạch hai chiều) ban đầu được thiết kế cho nền công nghiệp ô tô Nhật Bản. Các mã QR được sử dụng phổ biến nhất ở Nhật Bản và hiện là loại mã hai chiều thông dụng nhất ở Nhật Bản. Gần đây, hệ thống mã QR đã trở nên phổ biến bên ngoài ngành công nghiệp ô tô do khả năng đọc nhanh và dung lượng lưu trữ lớn hơn so với tiêu chuẩn mã vạch UPC. Hình ảnh mã QR Code Một mã QR được đọc bởi một đầu đọc mã vạch, chẳng hạn như một máy ảnh, một điện thoại di động, một điện thoại thông minh, hoặc một webcam, và sử dụng thuật toán sửa lỗi Reed-Solomon. Mã QR được phát minh tại Nhật Bản bởi công ty Denso Wave( công ty con của Toyota) vào năm 1994 để theo dõi xe trong sản xuất. Các mã QR nhỏ nhất là 21x21 pixel, và lớn nhất là 177x177. Các kích thước được gọi là phiên bản. Kích thước 21x21 pixel là phiên bản 1, 25x25 là phiên bản 2, và cứ tiếp tục như thế. Kích thước 177x177 là phiên bản 40. 2. Sử dụng Ban đầu được thiết kế cho mục đích sử dụng công nghiệp, mã QR đã trở nên phổ biến trong quảng cáo của người tiêu dùng. Điện thoại thông minh của người dùng có thể cài đặt một ứng dụng với một máy quét QR-code có thể đọc được một mã hiển thị và chuyển đổi nó vào một URL chỉ đến trang web của một công ty, cửa hàng, hoặc sản phẩm liên quan đến mã cung cấp thông tin cụ thể bằng trình duyệt web của điện thoại. "In the shopping industry, knowing what causes the consumers to be motivated when approaching products by the use of QR codes, advertisers and marketers can use the behavior of scanning to get consumers to buy, causing it to have the best impact on ad and marketing design" - Tolliver-Walker, Heidi (2011). Kết quả là, mã QR đã trở thành một trọng tâm của quảng cáo chiến lược, vì nó cung cấp truy cập nhanh và dễ dàng đến trang web của thương hiệu. Ngoài việc tiện lợi cho người tiêu dùng, tầm quan trọng của điều này khả năng là nó làm tăng tỷ lệ chuyển đổi (có nghĩa là, làm tăng cơ hội có thể liên lạc với các quảng cáo sẽ chuyển đổi để bán), bằng cách đưa người xem đến trang web của nhà quảng cáo ngay lập tức. Mã QR lưu trữ địa chỉ và Uniform Resource Locators (URL) có thể xuất hiện trên các tạp chí, trên các chữ ký, trên xe buýt, trên thẻ kinh doanh, hoặc trên hầu hết các đối tượng cần sử dụng thông tin. Người sử dụng với một máy ảnh điện thoại được trang bị một ứng dụng đọc chính xác có thể quét hình ảnh của mã QR để hiển thị văn bản, thông tin liên lạc, kết nối với một mạng không dây , hoặc mở một trang web trong trình duyệt của điện thoại. Mã QR cũng có thể nối tiếp đến một vị trí nơi mà mã đã được quét. Hoặc các ứng dụng quét mã QR truy xuất thông tin địa lý bằng cách sử dụng GPS và tế bào tam giác tháp (aGPS) hoặc URL được mã hóa trong mã QR chính nó được liên kết với một vị trí. Phần II: Đặc Điểm của QR Code 1. So sánh QR code và BarCode QR Code chứa đựng thông tin một địa chỉ web, thời gian diễn ra một sự kiện, thông tin liên hệ địa chỉ email, tin nhắn SMS, nội dung ký tự văn bản hay thậm chí là thông tin định vị vị trí địa lý. Tùy thuộc thiết bị đọc mã QR mà bạn dùng khi quét, nó sẽ dẫn bạn tới một trang web, gọi đến một số điện thoại, xem một tin nhắn QR code cũng tương tự mã vạch truyền thống tuy nhiên điểm khác nhau giữa QR code và mã vạch truyền thống là lượng dữ liệu chúng nắm giữ hay chia sẻ. Các mã vạch truyền thống có các đường vạch thẳng dài một chiều và chỉ có thể lưu giữ 20 số chữ số, trong khi QR code hai chiều có thể lưu giữ thông tin hàng ngàn ký tự chữ số. QR code nắm giữ nhiều thông tin hơn và tính chất dễ dùng sẽ giúp ích rất nhiều cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ. 2. Ưu điểm • Mã vạch QR là một loại mã vạch hai chiều có nhiều tính năng ưu việt do Công ty Denso của Nhật Bản phát minh. Mã vạch QR có khả năng mã hóa nhiều thông tin, giải mã nhanh, khả năng sửa lỗi cao(có thể đọc được mã bị mờ hoặc mất đi một phần) và có thể mã hóa được ký tự Kanji và chữ tiếng Việt. Thông qua việc tích hợp vào các thiết bị điện thoại di động, mã QR đang được các công ty Nhật Bản phát triển thành các giải pháp thông minh cho thương mại qua di động… • Một mã QR có thể chứa đựng thông tin một địa chỉ web (URL), thời gian diễn ra một sự kiện, thông tin liên hệ (như vCard), địa chỉ email, tin nhắn SMS, nội dung ký tự văn bản hay thậm chí là thông tin định vị vị trí địa lý. Tùy thuộc thiết bị đọc mã QR mà bạn dùng khi quét, nó sẽ dẫn bạn tới một trang web, gọi đến một số điện thoại, xem một tin nhắn… 3. Nhược điểm Những ứng dụng trong tương lai dành cho mã vạch QR code là rất lớn, nhưng mã vạch này cũng có những hạn chế nhất định như sau: • QR code đòi hỏi phải có phần mềm đọc mã trên điện thoại, và nếu mã này xuất hiện ngoài trời như trên billboard, bến xe… có thể những chướng ngại vật khác sẽ hạn chế khả năng nhận dạng của máy. Bạn phải có smart phone tích hợp camera mới đọc được mã. • QR code cũng không có tính lan truyền (viral) như hình thức nhắn tin SMS… • Hơn nữa, tuy QR code cực kỳ phổ biến tại Nhật Bản, song nhìn chung loại mã này vẫn còn khá mới mẻ. Thông thường doanh nghiệp phải giải thích và hướng dẫn khách hàng cách sử dụng. 4. Khả năng lưu trữ của QR code Số lượng dữ liệu có thể được lưu trữ trong các biểu tượng QR code phụ thuộc vào kiểu dữ liệu (hình thức hoặc tập ký tự đầu vào), phiên bản (1,…,40, mô tả kích thước của QR Code), và mức độ sửa lỗi. Khả năng lưu trữ tối đa cho 40-L symbols (ở phiên bản 40, mức sửa lỗi là L): Khả năng lưu trữ ký tự tối đa (40-L) Chế độ đầu vào Ký tự tối đa Bit/char Ký tự khả dụng, bộ mã hoá mặc định Số đơn thuần 7,089 3⅓ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Chữ và số 4,296 5½ 0–9, A–Z (chỉ chữ hoa), cách, $, %, *, +, -, ., /, : Số nhị phân 2953 8 ISO 8859-1 Kanji/Kana 1817 13 Shift JIS X 0208 Một vài ví dụ về QR Code: Phiên bản 1(21x21) : “Ver1” Phiên bản 2(25x25) : “Version2” Phiên bản 3(29x29) : “Version 3 QR code” Phiên bản 4 (33x33) : “Version 4 QR code, up to 50 char” 5. Khả năng sửa lỗi Mức L: 7% số từ mã (codeword) có thể được phục hồi. Mức M: 15% số từ mã có thể được phục hồi. Mức Q: 25% số từ mã có thể được phục hồi. Mức H: 30% số từ mã có thể được phục hồi. Phần III: Thuật toán QR Code 1. Phân tích dữ liệu Một mã QR mã hoá một chuỗi văn bản. Các mã QR chuẩn có bốn kiểu mã hoá văn bản: số, chữ và số, nhị phân, và Kanji. Mỗi kiểu mã hoá văn bản như một chuỗi nhị phân (gồm 1 và 0), nhưng mỗi kiểu sử dụng một phương thức khác nhau để chuyển đổi văn bản sang chuỗi nhị phân. Mỗi phương thức được tối ưu hoá để tạo ra chuỗi nhị phân ngắn nhất có thể cho một loại dữ liệu. Phần này giải thích làm thế nào để xác định kiểu để sử dụng. Các kiểu mã QR Bốn kiểu mã hoá bao gồm các loại sau:  Kiểu số: gồm các chữ số thập phân từ 0 đến 9  Kiểu chuỗi: các chữ số thập phân từ 0 đến 9, các chữ cái in hoa, và các ký tự đặc biệt $,%, *, +, -,., /, và khoảng trống  Kiểu nhị phân: kiểu này dành cho bộ ký tự ISO-8859-1  Kiểu Kanji: cho các ký tự sử dụng 2 byte từ tập ký tự Shift JIS Cách chọn kiểu dữ liệu hiệu quả nhất Để chọn kiểu dữ liệu hiệu quả cho mã QR, kiểm tra các ký tự đầu vào theo các điều kiện sau đây: - Nếu chuỗi đầu vào chỉ gồm các chữ số thập phân, sử dụng kiểu số - Nếu kiểu số không áp dụng được, và tất cả các ký tự trong chuỗi đầu vào có thể tìm thấy cột bên trái của bảng chữ và số thì ta chọn kiểu chuỗi. - Nếu có một ký tự không có trong cột bên trái của bảng chữ và số nhưng có thể mã hoá được theo tiêu chuẩn ISO-8859-1 thì ta sử dụng kiểu nhị phân - Nếu tất cả các ký tự đều thuộc bộ ký tự Shift JIS thì ta sử dụng kiểu Kanji. 2. Mã hoá dữ liệu Bước 1: chọn mức sửa lỗi Trước khi mã hoá dữ liệu, ta sẽ chọn một mức sửa lỗi. Như đã đề cập trong phần tổng quan, mã QR sử dụng bộ sửa lỗi Reed-Solomon. Tiến trình này tạo ra mã sửa lỗi (bytes ) dựa trên dữ liệu đã được mã hoá. Một bộ đọc mã QR có thể sử dụng các byte sửa lỗi để xác định nếu nó không thể đọc dữ liệu một cách chính xác, và mã sửa lỗi có thể sử dụng để sửa lỗi. Có 4 mức sửa lỗi: L, M, Q, H Cấp độ sửa lỗi Khả năng sửa lỗi L Phục hồi 7% dữ liệu M Phục hồi 15% dữ liệu Q Phục hồi 25% dữ liệu H Phục hồi 30% dữ liệu Bước 2: xác định phiên bản nhỏ nhất cho dữ liệu Các kích cỡ khác nhau của mã QR được gọi là phiên bản. chúng có bốn mươi phiên bản. Phiên bản nhỏ nhất là 1 (21x21 pixels), phiên bản 2 (25x25 pixels), lớn nhất là phiên bản 40 (177x177 pixels). Mỗi phiên bản lớn hơn phiên bản trước đó 4 pixels. Mỗi phiên bản có khả năng tối đa nhất định, tuỳ thuộc vào kiểu sử dụng. Ngoài ra, mức độ sửa lỗi hạn chế khả năng tiếp tục. Bảng khả năng các ký tự liệt kê các khả năng của các phiên bản QR cho một kiểu mã hoá nhất định và mức sửa lỗi. Xác định phiên bản nhỏ nhất: Tại điểm này, đếm số ký tự cần mã hoá, và xác định phiên bản nhỏ nhất có thể chứa các ký tự để mã hoá và đưa ra mức độ sửa lỗi. Ví dụ, cụm từ HELLO WORLD có 11 ký tự. Nếu mã hoá với mức sửa lỗi Q, theo bảng khả năng các ký tự, phiên bản 1 sử dụng mức sửa lỗi Q chỉ có thể chứa 10 ký tự trong kiểu chữ và số. Do đó, phiên bản nhỏ nhất có thể sử dụng là 2. Bước 3: thêm bộ hiển thị kiểu Mỗi kiểu mã hoá có bốn bit bộ hiển thị kiểu xác định nó. Dữ liệu được mã hoá phải bắt đầu với bộ hiển thị kiểu thích hợp xác định kiểu được sử dụng cho các bit đến sau nó. Bảng sau liệt kê các bộ hiển thị kiểu cho mỗi kiểu Ví dụ, nếu mã hoá HELLO WORLD ở kiểu chữ và số, bộ hiển thị kiểu là 0010 Mode Name Mode Indicator Numeric Mode 0001 Alphanumeric Mode 0010 Byte Mode 0100 Kanji Mode 1000 ECI Mode 0111 Bước 4: thêm bộ đếm ký tự Trong bước này, chúng ta xác định có bao nhiêu ký tự trong thông điệp, và chuyển độ dài đó thành một số nhị phân. Với chuỗi HELLO WORLD, có 11 ký tự kể cả khoảng trắng. Ta chuyển 11 sang nhị phân, được 1011. Xem danh sách ở dưới. Khi mã hóa độ dài của dữ liệu, chúng ta mã hóa nó sử dụng một số lượng bit đặc tả. Như đã nói ở đầu, chúng ta sử dụng QR code phiên bản 1, vậy nên chúng ta cần sử dụng 9 bit để mã hóa độ dài dữ liệu. Ta thêm số 0 vào đầu chuỗi cho đên khi đủ 9 bit: 000001011. Phiên bản 1 tới 9 - Kiểu số: 10 bits - Kiểu chuỗi: 9 bits - Kiểu nhị phân: 8 bits - Kiểu Nhật ngữ: 8 bits Phiên bản 10 tới 26 - Kiểu số: 12 bits - Kiểu chuỗi: 11 bits - Kiểu nhị phân: 16 - Kiểu Nhật ngữ: 10 bits Phiên bản 27 tới 40 - Kiểu số: 14 bits - Kiểu chuỗi: 13 bits - Kiểu nhị phân: 16 bits - Kiểu Nhật ngữ: 12 bits Tới đây chuỗi nhị phân chúng ta là: 0010 000001011. Bước 5: mã hoá theo kiểu đã chọn Tiến trình mã hoá theo các kiểu: - Mã hoá kiểu số - Mã hoá kiểu chữ và số - Mã hoã kiểu nhị phân Để mã hóa chuỗi ký tự, ta chia chuỗi thành các cặp ký tự: HE,LL,O ,WO,RL,D. Với mỗi cặp ký tự, ta lấy giá trị mã ASCII của ký tự đầu nhân với 45, sau đó cộng với giá trị mã ASCII của ký tự sau. Sau đó chuyển kết quả thu được thành một chuỗi nhị phân 11 bit. Đối với các ký tự không có cặp, tao lấy giá trị mã ASCII của nó rồi chuyển thành chuỗi nhị phân 6 bit. Đối với các chế độ khác: kiểu số, kiểu nhị phân, kiểu Nhật ngữ, tao sử dụng phương thức khác để mã hóa dữ liệu. Bộ hiển thị kiểu Bộ hiển thị đếm ký tự Dữ liệu mã hoá 0010 000001011 01100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101 Bước 6: hoàn thành các bit Với chuỗi bit thu được ở trên, ta phải chắc chắn rằng nó có đủ độ dài. Điều này phụ thuộc vào việc có bao nhiêu bit chúng ra cần để tạo phiên bản và sửa lỗi. Với QR code phiên bản 1, sửa lỗi mức độ Q. Nếu chuỗi bit nhỏ ít hơn 104, ta phải thêm 4 số 0 vào cuối chuỗi. Nếu thêm 4 số 0 được một chuỗi nhiều hơn 104, ta chỉ cần thêm số 0 cho tới khi nào đủ 104 bit. Chuỗi của chúng ta có 59 bit, ta thêm 4 số 0 vào cuối chuỗi. (Còn nếu chuỗi có 102 bit thì ta thêm 2 số 0). Chuỗi của ta bây giờ là: 0010 000001011 01100001011 01111000110 10001011100 10110111000 10011010100 001101 0000 Bước 7: Thêm các từ vào cuối nếu chuỗi quá ngắn Nếu chuỗi bit của chúng ta vẫn chưa đủ dài, có hai chuỗi con đặc biệt: 11101100 và 00010001. Ta thêm thay phiên hai chuỗi con này vào chuối chuỗi của chúng ta. [...]... thoại thông minh (smart phone) xuất hiện thì QR Code dần được sử dụng rộng rãi hơn ở nhiều lĩnh vực Một số ứng dụng của mã QR ở Nhật Bản và châu Á gồm: ứng dụng của mã QR trong điện thoại di động; thiết bị chữa trị và chuẩn đoán bệnh trong y học; mã vạch QR và công nghệ nhận dạng bằng tần số sóng radio (RFID) ứng dụng trong chuỗi cung ứng 1 Sử dụng QR Code để quảng cáo Pizza Digitale Scholz & Friends,... tạo mã chúng em sử dụng tools của jquery plugin, còn phần đọc mã thì bây giờ hầu như smart phone nào cũng mặc định có chức năng này nên bọn em không đi vào nghiên cứu sâu Phần IV: Ứng dụng của QR code QR Code ban đầu được phục vụ cho công việc sản xuất ô tô với khả năng mang nhiều dữ liệu mã hóa hơn, độ dung lỗi cao hơn và thời gian quét nhanh hơn Sau đó, khi các ứng dụng sử dụng QR Code trên điện thoại... chiếc Rubik được sử dụng và hai màu tương phản là trắng và xanh nước biển Trong tương lai, mã vạch QRcode có thể được sử dụng trong các lĩnh vực như: • Sử dụng tại các bến xe bus : người sử dụng khi quét mã QR Code của bến xe bus sẽ biết thông tin về các chuyến xe sắp tới • Sử dụng tại bảo tàng : người sử dụng chỉ cần quét mã QR Code đặt cạnh vật trưng bày là biết được thông tin chi tiết và cập nhật về... đọc QR có thể gặp khó khăn khi đọc chính xác các điểm ảnh Mỗi mô hình mặt nạ tạo ra một mã QR code khác nhau Sau khi chúng ta tạo ra các mã khác nhau QR trong nội bộ, chúng tôi cung cấp cho mỗi một số điểm xử phạt theo các quy tắc quy định trong tiêu chuẩn mã QR Sau đó, chúng ta cho ra mã QR có số điểm tốt nhất Tạo mã QR code: Với QR code phiên bản 1, ta cần một ma trận 21×21 Tất cả các mã QR code đều... đồ vật đó • Sử dụng để mua hàng ở bất kỳ đâu : người sử dụng khi đi tàu điện ngầm, xe bus … nếu thấy thích mặt hàng đang quảng cáo trên đó có thể đặt mua ngay lập tức thông qua QR Code và Mobile Internet • Sử dụng tại siêu thị : người mua có thể quét mã QR Code để biết được hàm lượng dinh dưỡng của đồ ăn cần mua • Sử dụng tại các hội thảo : người tham gia hội thảo có thể sử dụng QR Code thay cho Business... về chủ nhân… • Sử dụng để thu tiền xe ô tô: thay vì việc phải dừng lại ở trạm thu phí, xe ô tô có thể di chuyển qua trạm với tốc độ vừa phải mà vẫn nộp được phí nếu được gắn QR Code trên xe Nguồn tham khảo: http://en.wikipedia.org/wiki /QR_ code http://www.thonky.com /qr- code- tutorial/ http://www.boredpanda.org/26-creative-ways-to-use -qr- codes/ http://jeromeetienne.github.io/jquery-qrcode/ ... và thiết kế Mã QR 3D từ gỗ Nhà thiết kế người Đức Elena Belmann đã tạo ra một khối gỗ và chuyển mã QR hai chiều thành 3 chiều Mã QR được tạo ra từ các vật dụng hàng ngày Sau khi tung ra trang web mới, David Skyes quyết định ông cần có một cách mới để nói với mọi người về điều đó Ông ta tạo ra một mã QR rộng 8 ft sử dụng các vật dụng đời thường trong phòng thu của mình Mã QR Rubik Mã QR này được tạo... được định nghĩa trong tiêu chuẩn mã QR Có 8 mẫu mặt nạ Xem danh sách các kiểu mặt nạ QR Sử dụng mô hình mặt nạ cho phép chúng tôi để tạo ra tám mã QR khác nhau và sau đó chọn một trong đó sẽ được dễ dàng nhất cho một đầu đọc QR để quét Một đặc biệt mã QR có thể có các mẫu nhất định hoặc những đặc điểm mà làm cho nó khó khăn cho thiết bị đọc QR chính xác quét mã QR Ví dụ, nếu điểm ảnh của cùng một... hướng một lần nữa, và tiếp tục trong mô hình này giống như đường đi của con rắn Chắc chắn bỏ qua mẫu timing Khi bạn thêm pixels, hãy chắc chắn để bỏ qua các mô hình thời gian Và các mẫu timing ở chiều dọc: Hoàn tất mã QR code Tiếp tục theo cách này cho đến khi tất cả của các điểm ảnh dữ liệu đã được đặt Sau đó, các mã QR là hoàn tất Tuy nhiên, các đặc điểm kỹ thuật mã QR yêu cầu bạn sử dụng các mô hình... cho Business Card của mình • Sử dụng với các tờ báo/tạp chí giấy : người đọc có thể quét mã QR Code được in trong tờ báo/tạp chí giấy để truy cập phiên bản online/mobile của tờ báo/tạp chí này • Sử dụng tại quán bar/club : để xác định xem ca sỹ, ban nhạc, bài nhạc đang chơi là ai/bài nhạc gì? • Sử dụng với các món ăn : để biết được công thức và cách chế biến món ăn • Sử dụng với đồ vật cá nhân (xe, áo . BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG  BÁO CÁO BÀI TẬP NHÓM CHUYÊN ĐỀ Đề tài: Nghiên cứu QR Code và Ứng dụng Giảng viên : Nguyễn Quỳnh Chi Lớp : D09HTTT1 Sinh viên. URL được mã hóa trong mã QR chính nó được liên kết với một vị trí. Phần II: Đặc Điểm của QR Code 1. So sánh QR code và BarCode QR Code chứa đựng thông tin