QR код – двухмерный штрих-код

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Кесовогорская средняя общеобразовательная школа

имени дважды Героя Советского Союза А.В. Алелюхина

Тема: «QR код – двухмерный штрих-код»

]

Пгт. Кесова Гора,2025

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ         3-4

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ, СТРОЕНИЕ И СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ QR-КОДА        5

1.1. История создания QR-кода         5

1.2. Из чего состоит QR-код        6

1.3. Области применения QR-кода        7

1.4. Программы для генерации QR-кодов         8-9

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА QR-КОДА         10

2.1.Создание собственного QR-кода        10

2.2.Заключение        11

Приложение 1        12-16

Приложение 2        17-21

Введение

В современном информационном обществе с каждым днем стремительно увеличивается уровень развития информационных и коммуникационных технологий. За последние годы их интенсивное использование и глобальное распространение, а также неограниченный доступ общества к интернету привели к многократному увеличению объема информации. В связи с этим возникает необходимость представления информации в компактном, простом в использовании, комфортном и визуально приятном для пользователя виде. Это поможет пользователю среди огромного объема сведений быстро и удобно найти необходимую информацию, затратив при этом минимум времени и усилий.

Так возникли QR-коды или «quick response», что переводится как быстрый отклик. Это матричные коды, которые представляют из себя двумерные штрих-коды, расшифровка которых проводится в двух измерениях, по горизонтали и по вертикали, что позволяет «закодировать» большой объем информации. QR-код является двумерным представителем обычного штрих кода, помещаемого практически на любую производимую продукцию. В отличии от старого штрих кода, который сканируют тонким лучом, QR-код определяется датчиком или камерой как двумерное изображение. Основное достоинство QR-кода это легкое распознавание сканирующим оборудованием, что дает возможность использовать их в различных сферах деятельности.

В настоящее время QR-код - это один из самых популярных инструментов мобильного поиска и продвижения информации коммерции. Первоначально QR-коды использовались только в промышленности, на сегодняшний день они активно применяются в потребительской среде (реклама, онлайн покупки), в финансовой сфере и экономике (банковские терминалы), в сфере авиа и железнодорожных перевозок (информация с билетов), в образовании (формирование расписания), в культурной сфере (музеи), а также в медицине.

QR-код позволяет любому заинтересованному человеку, мгновенно зайти на сайт, посвященный компании, продукту, историческому объекту и получить исчерпывающие данные.

В связи с этим можно утверждать, что умение создавать QR- код на сегодняшний день является актуальной темой. QR- код, разработанный в ходе исследования, позволит, например, простым пользователям не вводить длинные ссылки на требуемый сайт вручную, а просто отсканировав изображение, автоматически попасть на web-страницу, то есть сократить объем выполненных пользователем действий, облегчить его труд и минимизировать потраченное время.

Цель проекта: изучить информацию о QR-коде и создать собственный QR-код.

Задачи:

1. Изучить историю QR кода
2. Изучить приложения для создания QR-кода
3. Научится создавать QR коды разного вида

Объект исследования: QR-код.

Предмет исследования: программные средства генерации QR-кодов.

Методы исследования: анализ, синтез

ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ, СТРОЕНИЕ И СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ QR-КОДА

1. История создания QR-кода

Код  - это последовательность символов, цифр или понятий, которая используется для обозначения информации или инструкций для компьютерных программ, устройств или систем.

В 1950-х годах в Японии появились изображение для хранения и чтения информации, им был штрих-код, работающий по системе азбуки Морзе, то есть система “одномерного штрих кода”. У такой системы было много плюсов, но также такая система имела минусы. Одним из минусов было малое количество информации, которую можно закодировать. Со временем стало ясно, что штрих-кода не будет хватать для будущих задач.

В Японии 1990-х годов сотрудники компании Toyota Motor Corporation, а точнее её дочерней Denso Corporation жаловались на то, что многие детали были с разными бирками, на которых были и цифры и буквы и, даже японские иероглифы. Тогда директор компании запустил проект по созданию нового вида штрих-кода, который возглавил Хара Масахиро.

Хара Масахиро - японский инженер и учёный, известный как один из создателей технологии QR-кодов. Он родился в 1958 году в Японии. Хара начал работать в компании Denso Wave в 1983 году и стал руководителем проекта по созданию QR-кодов в 1994 году. Хара Масахиро продолжает работать в области технологий и инноваций и вносит значительный вклад в развитие сферы информационных технологий.

Главное его целью было создание более объемного, защищенного от повреждений изображения, считать код с которого можно с любой стороны. Идею сочетания черных и белых деталей пришла ему в голову благодаря японской игре под названием “го”. Главным отличием обычного штрих-кода является тот факт, что новый код двухмерный, в нем информация расположена в двух направлениях.

Хара Масахиро представил свое изобретение публике в 1994 году. Denso Corporation зарегистрировала QR-код как свой товарный знак, однако не стала облагать лицензионными отчислениями его использование сторонними компаниями. Каждый желающий может создавать и сканировать QR-коды для любых целей, в том числе для рекламы своей продукции. Уже в 2000-ом году QR-коды стали одобренным стандартом кодирования данных.

1.2. Из чего состоит QR-код

QR код состоит из черно-белых квадратных модулей, организованных на белом фоне в виде квадратной матрицы (См. Приложение 1 рис.1). Каждый модуль представляет собой пиксель, который может быть либо черным, либо белым. Размер QR кода может варьироваться и определяется количеством модулей по горизонтали и вертикали.

Чтобы определить, что перед сканером находится именно QR-код, ему нужно за что-то зацепиться. Для этого существуют поисковые узоры позиционирования - три больших одинаковых квадрата по краям каждого кода. Если посмотреть на каждый такой квадрат, то он содержит 3 квадрата: черный большой по краю, черный маленький посередине и белый между ними. Эти квадраты позволяют поделить маркер позиционирования на 5 блоков. Такое уникальное соотношение позволяет быстро определить наличие QR-кода на изображении и его ориентацию.

Очень часто QR-коды можно увидеть на смятых афишах, ЖД-билетах и даже на стенах домов. Как быть в этом случае? Для этого нужен выравнивающий узор. Можно сказать, он действует как ориентир, позволяющий легче структурировать информацию. Своего рода маяк для сканера. И чем больше информации хранит код, тем больше шаблонов выравнивания он требует и тем большего размера они должны быть.

Также неподалеку от маркеров позиционирования находятся полосы синхронизации: по чередованию черных/белых точек внутри этих линий сканер определяет размер данных (квадратиков), хранящихся в QR-коде.

Код версии определяет, к какой из более чем 40 версий принадлежит QR-код. Каждая версия имеет особенности в конфигурации и количестве точек (модулей) составляющих QR-код. Версия 1 содержит 21×21 модулей, версия 40 — 177×177.С увеличением версии меняется только количество информации, которое можно закодировать в QR-коде. Смартфоны обычно способны считывать версии с первой по четвертую, дальше точки становятся для них слишком мелкими.

Код маски и уровня коррекции. В этих ячейках продублирована некоторая системная информация, что увеличивает устойчивость кода к повреждениями, также тут содержится информация о том, сколько информации конкретно этот код может потерять, пока она не станет критической для считывания.

От окружающих объектов код отделяет белая зона. Белые рамки вокруг кода позволяют сканеру отличить код от всего, что его окружает..

Информация в QR коде может быть закодирована различными способами, включая числа, буквы, символы и бинарные данные, что делает его универсальным инструментом для передачи разнообразной информации.

1.3. Области применения QR-кодов

Сфер применения множество, вот лишь некоторые примеры:

Многие терминалы оплаты (например, SberPay QR) уже позволяют пользователю покупать товар по QR-коду(см. Приложение 1 рис.2).

А с помощью QR-кодов на квитанциях можно легко оплачивать коммунальные услуги.

Контроль товаров на производстве. Применение как у классических штрих-кодов, но можно разместить больше информации. Например, с 2021 года на молочной продукции размещен QR-код системы мониторинга «Честный знак».

Визитка. QR-код— удобный формат размещения любой контактной информации: адреса, номера телефона, электронной почты, ссылок на сайты и страницы в соцсетях и т.д.

Навигация. Самостоятельные экскурсии для туристов, информация о маршрутах(см. Приложение 1 рис. 3).

 QR-коды на фармацевтической упаковке, рецептах и этикетках, а так же на упаковках продуктов. Это делается для того, чтобы покупатель мог проверить информацию о продукте и его проверить оригинальность продукта.(см Приложение 1 рис.4)

Доступ к Wi-Fi. Возможность быстро поделиться паролем, не переписывая сложную комбинацию символов. .(см Приложение 1 рис.5)

QR-код может использоваться для кодирования информации о транспортных маршрутах и использоваться при оплате билетов.(см Приложение 1 рис.6)

Закодировать можно не только легитимную информацию, но и мошеннические инструменты. Например, QR-код может вести на фишинговый веб-сайт. Поэтому прежде чем нажимать на открывшуюся ссылку, нужно внимательно посмотреть на неё. Кроме того, QR-код может содержать вредоносный файл, который будет скачан на устройство при подтверждении установки, а затем похитит или закодирует данные пользователя. Важно соблюдать осторожность при использовании QR-кода.

1.4. Программы для создания QR-кода

Сервисы создания QR-кодов пользуются большой популярностью. Они позволяют создать варианты с различным функционалом. Многие такие приложения очень простые, поэтому с ними разберется даже новичок. Стоит рассмотреть их подробнее.

1. QR Code Generator

Хороший генератор QR-кодов с доступным и понятным интерфейсом. Пользователю предлагается выбрать, на что он хочет сделать переадресацию, затем определиться с некоторыми деталями. После нажатия кнопки «Сгенерировать» он получит нужный ему скан, который поможет пройти по ссылке.

Дизайн можно выбирать темный или светлый, в зависимости от собственных пожеланий. Есть и платная версия, у которой больше функций: например, предлагается выбрать изображение, которое будет выступать в роли логотипа.

Но для того, что бы перейти к созданию кода нужно пройти регистрацию на сайте. Регистрация выполняется не сложными действиями и вскоре пользователь приступит к созданию QR-кода. Но в ходе работы с данным генератором я выявил один существенный минус – это то, что созданные QR-коды активны в течении 7 дней.

Сложности в использовании данного генератора могут возникнуть у того, кто не очень хорошо разбирается в английском языке, но проблему можно решить через автоматический  перевод страницы браузером.

С помощью данного генератора я создал QR-код, в котором закодировал картинку(См. Приложение1 рис.7)

2. QRFY

Популярная программа для генерации QR-кодов. Она очень проста в использовании, с ней разберется даже новичок. Контент можно редактировать уже после создания. Доступны различные инструменты проектирования, позволяющие персонализировать кодовые изображения. Можно оформить свой QR-код в любом дизайне, чтобы он соответствовал виду деятельности.  Большое количество различных форм, рамок и других полезных вещей предоставляет данная программа. Так же в код можно вставить свой логотип.

Необходимо просто выбрать подходящий вариант содержания и затем провести индивидуальные настройки. Будет предложено множество видов дизайна. Затем пользователю дадут скачать созданный им код

Большой плюс этой программы в том, что можно в QR-код можно закодировать какое-либо видео, но опять как и в прошлой программе для этого нужно пройти регистрацию. Но снова был выявлено пару существенных минусов – созданные QR-коды активны в течении 7 дней и пробный период программы 7 дней. После окончания пробного периода необходимо заплатить, чтобы продолжить работу дальше

Все эти программы были осуществлены как сайты в браузере. Но также существуют мобильные версии генераторов QR-кодов.

С помощью данного генератора я создал QR-код, в котором закодировал текст(См.Приложение1 рис.8)

3. QRKy

Это идеальное приложение для сканирования или генерирования QR-кодов эффективно, в любое время и в любом месте. Легко генерировать все типы QR-кодов, включая ссылки на веб-сайты, пользовательские текста, пароль WiFi, а также коды для социальных сетей. Самое главное в этом приложение в том, что оно предназначено для телефонов. Приложение бесплатное, коммерческое и печатное использование разрешено. Особенности приложения: темный режим, защита конфиденциальности, минимальные разрешения, возможность сканировать несколько кодов одновременно.

С помощью данного генератора я создал QR-код, в котором закодировал пароль и логин от WiFi(См. Приложение1 рис.9)

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА QR-КОДА

2.1 Создание собственного QR-кода.

Создавая свой первый QR-код я остановился на программе QR Code Generator из-за того, что эта программа предоставляет большое количество вариантов создания QR-кодов. На сайте программы я решил сделать QR-код, который будет направлять пользователей на мою визитную карточку. Прямо на сайте я оформил дизайн карточки, а также заполнил контактную информацию о себе и после выбрал дизайн для QR-кода(см. Приложение 2 рис. 1)

Также я решил создать QR-код, в котором будет закодировано изображение. Так как я уже разобрался в том, как правильно создавать QR-код, мне не составило труда сделать такой QR-код(см. Приложение 2 рис. 2). Однако сделать такой QR-код, чтобы он сразу же выдавал закодированную картинку невозможно. Возможно так, что пользователь сканирует QR-код и ему предлагают перейти по ссылке на которой будет изображение. Данный QR-код активен в течении недели в связи с особенностью программы QR Code Generator.

Если необходимо закодировать какой-либо текст, то можно использовать различные типы кодировки QR-кода. Если содержимое текста никак не будет изменяться со временем, то оптимальным решением будет закодировать сам текст в QR-код. (См. Приложение 2 рис.3)

А если содержимое текста будет изменяться, то лучше всего сделать отдельный документ с текстом и закодировать ссылку на этот документ с текстом. (См. Приложение 2 рис. 4).

Таким образом текст можно быстро дополнить информацией, а QR-код не придется переделывать.

Заключение

В ходе данной работы я узнал всю историю развития QR-кода, сферы их применения, типы информации, которую они могут в себе кодировать. Изучил генераторы с помощью которых можно создавать QR-коды, а так же изучил мобильное приложение, позволяющее создавать и считывать QR-коды. Научился разрабатывать собственные QR-коды, выявил преимущества того или иного кодирования.

В будущем я планирую дальше работать с данной темой, использовать полученную информацию и полученные знания на практике и активно использовать QR-коды. Так как QR-коды очень быстро распространяются, то необходима постоянная модернизация безопасности, дизайна. Разработка QR-кодов с большей ёмкостью хранения информации  также необходима в современном мире.

Список литературы

1. Информатика. 11 класс. Базовый и углубленный уровни. Учебник. В 2-х частях. Часть 1 и 2. ФГОС: Поляков, Еремин
2. Безопасность QR-кода: обзор атак и проблем, связанных с надежной безопасностью. Никита Шахулов https://www.litres.ru/book/nikita-shahulov/bezopasnost-qr-koda-obzor-atak-i-problem-svyazannyh-s-nade-66646978/chitat-onlayn/
3. Статьи про QR-код от Сбер https://sberbusiness.live/publications/varianty-oplaty-cherez-sberpay-qr-i-osobennosti-uslugi  https://www.sberbank.ru/ru/person/kibrary/vocabulary/qr-kod
4. Статья “Как работает QR-код?” https://habr.com/ru/articles/528320/

Приложение 1

Рис.1.1 Строение QR-кода

Рис. 1.2 QR-код при оплате

Рис. 1.3 QR-код на экскурсиях

Рис. 1.4 QR-код на препаратах

Рис. 1.5 QR-код на доступ к Wi-Fi

Рис. 1.6 Оплата по QR-коду

Рис. 1.7 Созданный QR-код с помощью генератора QR Code Generator

Рис. 1.8 Созданный QR-код с помощью генератора QRFY

Рис. 1.9. Созданный QR-код с помощью генератора QRKy

Приложение 2

Рис. 2.1 QR-код на визитную карточку

Рис. 2.2 QR-код на изображение

Рис. 2.3. QR-код на текст

Рис. 2.4 QR-код на ссылку c текстом