二维码在IC卡标签处理中的应用研究

在某些特定的环境，需要制作大量IC卡，然后手工贴上相应的IC卡对应的标签，针对这种现象，可以将预置好的标签信息以二维码编码的形式打印在IC卡表面，然后用二维码读写设备读出IC卡表面的标签信息，并从产品数据库中找到标签信息对应的数据信息，然后用IC卡读写设备将数据信息写入IC卡中，最后校对已写入IC卡信息和IC卡表面标签对应产品数据库中的信息。

一、基于二维码识别技术的应用现状

近年来二维码技术在中国、日本、韩国等国家的应用越来越普及，甚至日常所用的手机也具备了拍摄、编制二维码的功能。上海曲阳医院病案室张振军基于二维码，建立了二维码管理，利用二维码控件编程，把病人信息生成二维码标贴，满足不同管理需要。北京师范大学图书馆的邱茜等基于二维码将图书物理载体和电子资源之间建立了通道，使图书馆能够实现跨时空、跨媒体服务。常州日报社的周基于二维码实现了图书信息的自动录入、借阅者的身份识别，实现了从现有的一维条码到ISBN二维码的图书借阅管理。上述表明二维码识别技术已经达到成熟状态，可以为生产、生活提供极大的便利。

在特定环境下如部队设备生产中，需要生产大量IC卡，并依据IC卡的使用者和具体功能贴上相应的标签信息，目前采用的打印纸质标签，并手工贴入的方式效率低下且容错率低。在这种应用环境下，我们采用二维码识别技术，使用IC卡打印机将标签信息编码为二维码，打印在IC卡表面，然后利用二维码扫描器扫描出标签信息，依据标签信息读出数据库中相应的IC卡信息，将信息写入IC卡中后，最后在读卡器上读出IC卡信息并与数据库中的数据校对。

二、工作流程

软件系统由管理软件、数据采集软件、数据输出软件、数据校对软件组成，管理软件负责下达IC卡生产任务，数据采集软件负责采集需写入IC卡中的数据信息，数据输出软件根据读出的IC卡表面标签信息写入相应的数据，数据校对软件确保完成的IC卡中的数据与产品数据库的信息一致。

（一）数据采集

数据采集软件接收管理软件下达的任务，根据任务中的产品代号、产品编码进行数据采集，采集数据进行正确性和完整性校验后连同校验码存储于产品数据库。

（二）数据输出

管理软件下达生产任务后，根据任务内容，将需要生产的产品代号、产品编码等数据信息编码为二维码图像，将IC卡白卡放入打印机后，通过数据线连接产品数据库加入标签明文后生成的二维码标签图像，将标签图像一一打印至对应的IC卡表面。

数据输出软件接收管理软件下达的已完成数据采集的任务，根据任务中的产品代号、产品编码、输出份数等进行数据输出，数据从产品数据库中读出后首先进行数据正确性和完整性校验。通过验证后进行数据输出，未通过验证返回数据采集点重新进行数据采集。

使用二维码扫描器，读出IC卡表面的二维码信息，通过解码可以获得所要写入IC卡的产品代号、产品编码等，从IC卡数据库中找到相应的数据后，通过IC卡写卡器将数据信息写入IC卡中。

数据校对软件接收已完成数据输出的任务，根据任务中的产品代号、产品编码等进行数据校对。数据校对实现产品数据库中的数据与已写入的IC卡数据一致性比较。校对不一致返回上一步数据输出补缺输出，校对过程中产生错误则重新校对，若仍然出错，则返回数据输出补缺输出。

三、关键技术研究

（一）二维码标签

本文中的二维码技术采用QR二维码，QR为英文“Quick Response”缩写，QR二维码呈正方形，黑白两色，4个角落的其中3个，印有“回”字正方图案，可以帮助解码软件定位，确保任何角度可扫描，QR二维码中资料都可以被正确读取。QR二维码属于开放式标准，规格公开，故QR二维码编码解码过程本文不做赘述。QR二维码可实现高密度编码，信息容量大，编码范围广，容错能力强。

QR二维码标签定义为100个汉字信息（可扩充），主要由任务的统一编号、产品编号、功能信息等组成，标签上信息分为两个部分：一是二维码区域，用于扫描识别，便于找到产品数据中对应的IC卡信息；二是标签明文信息，便于使用者识别出IC卡的具体编号和功能。如图1所示：

（二）数据库恢复

在产品数据库在使用过程中出现的人为误操作、人为恶意破坏、存储介质损坏等因素都会造成系统的原始数据丢失，而数据一旦丢失会对任务的生产造成极大的危害，在本系统中，采用了数据库版本恢复技术。

使用备份操作期间创建的映像来复原数据库的先前版本。这样可以通过使用一个以前建立的数据库备份恢复出一个完整的数据库，能够极大的挽回因人为因素、硬件故障因素等造成的损失。

（三）IC卡并行读写识别

硬件系统中可以将IC卡读写设备与二维码识别模块集成，在识别二维码的同时可以对IC卡进行读写，即在IC卡读写设备上方固定二维码扫描器。在此基础上，可以设计多路IC卡并行读写识别模块，在同一时间可以对多个IC卡进行操作，实现IC卡二维码标签的自动识别。因IC卡读写模块与二维码识别模块的控制是相对独立的，故基于FPGA芯片分别设计IC读写模块和二维码识别模块的控制单元。

四、性能测评

系统采用HDP600 CR100打印机来打印IC卡表面的标签，其打印速度为79s/张，45张，小时。明华IC读写设备来进行IC卡信息的写入和读出，其通讯口为标准RS232串口/25芯并口。

通过管理软件建立生产任务，在同等实验环境下，比较手工制作IC卡和采用二维码识别系统制作IC卡的生产效率和稳定性。分别制作5张、10张、20张、50张IC卡，比较二者的所需时间如表1所示。

表1生产效率比较表

由上述实验结果表明，采用基于二维码识别技术的标签处理IC卡制作系统，在面临制作大量IC卡的环境下，节省了约三倍的时间，极大提高了IC卡制作的效率。

五、总结

本文从实际应用出发，针对特定环境下制作大量IC卡后，依旧采用手工贴标签的落后低效率模式，提出了一种基于二维码识别技术的标签处理技术，极大的提高了IC卡的制作效率和质量，并采用了数据库恢复技术和IC卡并行读写识别集成模块提高系统的安全性、稳定性及并行性。系统自动化程度高、高效、稳定、操作简单，具有良好的应用前景。