Научно-исследовательская работа «QR-Коды. Их создание и применение»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 5 города Пугачева Саратовской области»

Адрес: 413720, Саратовская область, г. Пугачев, ул. Садовая, 72

Телефон/факс: 8 (84574)2-25-01, e-mail: pugachevsosh5@mail.ru

 

МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ НАУЧНО - ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ « ШАГ В НАУКУ!»

 

ТЕМА ПРОЕКТА

QR-КОДЫ. ИХ СОЗДАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

 

 

Работу выполнил

Волков Александр Алексеевич

Класс 8

Руководитель проекта

Чечёнкова Елена Анатольевна

Учитель информатики

 

 

 

г. Пугачев

28.02.2018

 

Оглавление

 

Введение

 

Наверняка вы заметили, что с определенного момента вам на глаза стали попадаться странные квадратики с каким-то непонятным кодом. Они попадаются на сайтах, в рекламе, на визитках. Что это за код такой и как его распознать - давайте разберемся. Эти квадратики - так называемый QR-код (от англ. quick response- быстрый отклик): двумерный штрих-код, разработанный японской фирмой Denso-Wave. В этом штрих-коде кодируется разнообразная информация, состоящая из символов (включая кириллицу, цифры и спецсимволы). Информация, вообще говоря, любая: адрес сайта, телефон, электронная визитка, координаты местоположения и так далее. Один QR-код может содержать 7089 цифр или 4296 букв.

Мы считаем, что данная тема актуальна для исследования, т.к. в жизни мы очень часто встречаемся и пользуемся данными кодами. И с каждым днем расширяются области их применения

Объект исследования: QR-коды

Предмет исследования: генерация QR-кодов и их считывание

Цели исследования: изучить способы создания QR-кодов, разработать приложение для считывания кодов;

Задачи:

Познакомиться с историей создания QR-кодов;

Рассмотреть области применения QR-кодов;

Изучить принцип создания QR-кодов;

Познакомиться со сканерами QR-кодов.

Глава 1. Описание QR-кодов и их применение 1.1 История создания QR-кодов

С каждым новым этапом становления человеческого общества, информация становится более востребованным и наиболее важным ресурсом. Информация нуждается в защите, для этого информация, чаще всего, подвергается кодировке со стороны отправителя и дешифрации со стороны получателя. QR-код как раз таки является промежуточным закодированным состоянием информации, которую может расшифровать любой человек, обладающий сканирующим устройством. Про QR- коды можно сказать, что они помогают более удобно, современно и быстро получать нужную для человека информацию.

Понятие «QR-код» зародилось в Японии в 1944 году. Тогда компания «Denso-Wave», которая входила в состав крупной организации Toyota, нуждалась в необходимости разработки этих кодов. Компании требовалось хранить большой объем информации на небольшой площади поверхности, при этом сканированию не должны препятствовать поверхностные повреждения и частичные загрязнения кода. Изначально QR-кода использовали исключительно в промышленных целях. После, область их применения была значительно расширена, заняв определенное место в нашей жизни.

Итак, дадим точное определение QR-коду. QR-код (англ. Quick Response Code — код быстрого реагирования; сокр. QR code) — товарный знак для типа матричных штрихкодов (или двумерных штрихкодов). Штрихкод — считываемая машиной оптическая метка, содержащая информацию об объекте, к которому она привязана.

QR-код является двумерным представлением обычного штрихкода, помещаемого практически на любую производимую продукцию».QR» символизирует мгновенный доступ к информации, хранимой в коде. На первый взгляд может показаться, что QR-код не способен вместить в себя большое количество информации, но на самом деле вместимость такого кода достаточно велика и зависит от того, в каком виде информацию в него хотят закодировать.

В отличие от старого штрих кода, который сканируют тонким лучом, QR-код определяется датчиком или камерой как двумерное изображение. Три квадрата в углах изображения и меньшие синхронизирующие квадратики по всему коду позволяют нормализовать размер изображения и его ориентацию, а также угол, под которым датчик расположен к поверхности изображения. Точки переводятся в двоичные числа с проверкой по контрольной сумме.

Закодировать информацию в QR-код можно несколькими способами, а выбор конкретного способа зависит от того, какие символы используются. Если используются только цифры от 0 до 9, то можно применить цифровое кодирование, если кроме цифр необходимо зашифровать буквы латинского алфавита, пробел и символы ±*/$%*.:, используется алфавитно-цифровое кодирование. Ещё существует кодирование кандзи, которое применяется для шифрования китайских и японских иероглифов, и побайтовое кодирование. Перед каждым способом кодирования создаётся пустая последовательность бит, которая затем заполняется.

На QR-коде есть обязательные поля, они не несут закодированной информации, а содержат информацию для декодирования. Это:

Поисковые узоры

Выравнивающие узоры

Полосы синхронизации

Код маски и уровня коррекции

Код версии (с 7-й версии)

а также обязательный отступ вокруг кода. Отступ — это рамка из белых модулей, её ширина — 4 модуля. ( Рис. 1)

Рис. 1 Описание полей QR-кода

 

Основное достоинство QR-кода — это лёгкое распознавание сканирующим оборудованием, что даёт возможность использовать их в различных сферах деятельности человека.

 

1.2 Применение QR-кодов

QR-коды очень широко вошли в нашу жизнь, применяются в огромном количестве сфер деятельности людей, и несут информацию различного рода. Так, например, в ресторанном бизнесе QR-коды могут содержать в себе меню, либо информацию о блюде. В туризме - QR-код можно размещать на зданиях,  памятниках, сооружениях,  в музеях. Они, во многом, могут потеснить путеводителей, ведь теперь отпадает необходимость их приобретать, т.к. всю информацию об том или ином экспонате можно узнать, расшифровав расположенный на ней QR-код.
Можно размещать на баннерах, плакатах, сити-лайтах и т.д. QR-коды могут дополнять рекламную информацию или просто-напросто заменять ее полностью.

Не так давно в нашу жизнь вошли новые купюры номиналом 200 и 2000 рублей. На лицевой стороне каждой банкноты есть QR-код, считав который, можно прочитать на сайте Банка России о художественном оформлении банкнот и их защиту. (Рис. 2) Правда, это не первый раз, когда на российские банкноты помещают QR-коды. Впервые QR-код разместили на памятной банкноте в 100 рублей. Но они были выпущены ограниченным тиражом в 20 млн. экземпляров.

 

 

Рис. 2 QR-коды на купюрах

 

В образовании QR-коды также набирают популярность. Их можно использовать в учебной, игровой, проектной, внеурочной деятельности, организовывать пространства, создавать библиотеки, а так же применять в воспитательной работе.

В учебной деятельности можно создать различного рода справочные материалы, подсказки, ответы, тесты. В игровой деятельности очень популярны в наше время различного рода квесты, в которых QR-коды могут выступать как и заданиями для прохождения квеста, так и указателями направления движения. Также в QR-коды можно занести информацию о различных объектах, что способствует созданию виртуальных библиотек и лабораторий, а также можно получить дополнительную информацию о музейном экспонате, считав код.

 

Глава 2. Создание и считывание QR-кодов 2.1 Создание QR-кодов с помощью онлайн генератора

http://qrcoder.ru/)Процесс создания QR-кодов не составляет никакого труда. Нужно лишь определиться с тем, какую информацию нужно закодировать (ссылка на сайт, изображение, текст, визитная карточка, sms-сообщение, тест, игра и др.), выбрать размер кода и запустить генератор. На практике мы решили сгенерировать QR-код, который будет содержать в себе ссылку на сайт МОУ «СОШ № 5 г. Пугачева». Мы использовали генератор QR Coder.ru (

 

Рис. 3 Сайт школы № 5

 

2.2. Сканеры QR-кодов

Мы уже рассмотрели сферы деятельности, где используются QR-коды и сделали вывод, что они используются почт везде. Соответственно, чтобы их считать и узнать, какая же информация закодирована в том или ином коде, нужны приложения, которые будут считывать и декодировать информацию. Их существует огромное количество и для операционной системы android (Barcode Scanner, QuickMark Lite QR Code Reader), и для IOS (Bakodo, Scan), и для Windows.

 

Изучив литературу и рассмотрев множество приложений, мы пришли к выводу, что стоит попробовать разработать андроид-приложение для сканирования кодов самим. Для начала мы выбрали один из самых простых способов создания приложения, с помощью онлайн-разработчика приложений MIT App Invertor.

Разработку приложения мы начали с внешнего вида. Мы решили, что интерфейс приложения должен быть простым и понятным в использовании для всех. Поэтому мы использовали всего три компонента для взаимодействия с пользователем. Scanbutton – кнопка, при нажатии на которую запускается процесс сканирования кода, Label1-поле, которое выводит результат сканирования, ну и сам Barcodescaner, который как раз таки отвечает за сканирование кода и обработку. На фон нашего приложения мы решили поместить фотографию с изображением нашей школы (Рис 4.)

Рис.4 Окно приложения и компоненты

После окончания оформления окна приложения, мы приступили к подключению методов к каждому компоненту. Т.е. наша задача была дать команду каждому компоненту, чтобы те знали, за они должны отвечать. (Рис. 5)

Рис. 5 Программирование компонентов

После чего нам оставалось лишь установить иконку нашего приложения, сгенерировать QR-код и сохранить приложение в формате для ОС андроид. Созданный QR-код позволяет скачивать разработанное нами приложение, а файл в формате .apk можно через USB отправить на устройство и также установить на смартфон. (Рис. 6)

 

 

 

Рис. 6 QR-код для скачивания приложения

 

Заключение

 

Мы считаем, что тема, которую мы начали подробно разбирать, очень актуальна в нашем информационном обществе. Ведь с каждым днем появляется что-то новое, что-то усовершенствуется, и мир никогда не стоит на месте.

QR-коды глубоко вошли в нашу повседневную жизнь. Сейчас мы разобрали как и откуда вошли в нашу жизнь коды, где они применяются, какого типа информацию они могут содержать и с помощью чего их можно считывать. Разработали свое простое приложение для смартфонов. В будущем мы планируем дальше работать с данной темой и не останавливаться на достигнутом, а более глубоко и подробно изучать тему и разрабатывать приложения на более высоком уровне.

Цель достигнута, поставленные задачи решены.

 

Использованная литература

 

Ковалёв А. И. Защита информации с помощью электронных ключей // Информационные технологии и прикладная математика. 2015. № 5. С. 57–65.

Ковалёв А. И. QR-коды, их свойства и применение // Молодой ученый. — 2016. — №10. — С. 56-59.

Электронная книга о QR-кодах. \\ Полное руководство по маркетингу с применением QR-кодов. — [Электронный ресурс]. — http://ru.qr-code-generator.com/qr-code-marketing/qr-codes-basics/. — [дата обращения: 14.02.2018].

Wikipedia — свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. -https://ru.wikipedia.org/wiki/QR-код— [дата обращения: 13.02.2018].

Технология QR-кодов // Технические характеристики QR-кодов. — [Электронный ресурс]. — http://qr-code.creambee.ru/blog/post/qr-specification/. — [дата обращения: 12.02.2018].

Технология QR-кодов // НестандартныеQR-коды — создание и считывание. — [Электронный ресурс]. — qr-code.creambee.ru/blog/post/cleate-nonstandard-qr-code/. — [дата обращения: 13.02.2018].