摘 要

现如今，电子计算机技术、智能手机技术以及网络技术的发展带动了各行各业的迅速发展，信息量不断增大，使得一维条码技术已经不能满足人们的需求。在图像识别的扫描技术日渐提高的当下，存储容量高，成本与一维码基本持平的二维码技术开始盛行，同时随着智能手机的不短发展普及，移动网络变得越来越强大，智能手机和二维码的结合发展已经是必然的趋势，由此本论文设计实现了基于Android系统平台的QR二维码认证系统。

本论文第一部分对论文的选题背景和过内外现状进行了简单的介绍，并且阐述了拟定工作方案和文章的整体结构，第二部分对二维码的概念以及其特点做了详细的介绍，通过分析二维码的不同类型的优劣，拟定出本系统的二维码使用规范，即QR二维码技术。第三部分对QR码的编码原理以及解码原理进行了深入研究，并带入了扫描过程，分析每一步的原理，并给出了整体的流程图。第四部分阐述在Android系统上实现本设计，对Android系统的整体架构进行了分析研究，筛选出优秀的ZXing库作为本次设计的依赖库，并在Android系统上的可行性进行充分的分析，给出了详细的设计方案。第五部分是对整个系统功能的实现，实现了在Android系统上的二维码身份信息生成和二维码扫描认证功能。最后一部分是对本篇论文所做工作的总结和对二维码认证系统的未来发展情况的展望。

关键词：QR二维码，认证系统，Android系统，二维码编码，二维码解码

Abstract

Today, the development of computer technology, smart phone technology and network technology led to the rapid development of all walks of life. Increasing the amount of information, so that the one-dimensional bar code technology can not meet people's needs, in contrast, a higher storage capacity, costs and one-dimensional code unchanged, image recognition technology to scan rising generated two-dimensional code technology has become popular , and with the development of not less popularity of smart phones, mobile networks become more and more powerful, with the development of smart phones and two-dimensional code is an inevitable trend, which this paper was designed and implemented based on the Android platform QR II dimensional code authentication system.

The first part of the research background and current situation both inside and outside a brief introduction, and set forth the overall structure of the program and the elaboration of the article, the second part of the concept of two-dimensional code and its characteristics made a detailed introduction, by analyzing the pros and cons of different types of two-dimensional codes, two-dimensional code to work out of the system using the specifications, namely the two-dimensional QR code technology. The third part of the encoding and decoding principle principle QR code conducted intensive studies, and into the scanning process, each step of the analysis principles, and given the overall flow chart. The fourth part of the design to achieve the Android system, the overall architecture of the Android system were analyzed, selected outstanding ZXing library as a dependent of this library design, and feasibility of the Android system be fully analyzed, the detailed design. The fifth part of the whole system functions are implemented to achieve the two-dimensional code information generation identity authentication and two-dimensional code scanning feature on Android system. The last part is a summary of the work done on this paper and prospects for the future development of the two-dimensional code authentication system

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Keywords：QR code, Android System, Two-dimensional code, Two-dimensional decode, Two-dimensional encode

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究内容 2

第2章 二维码介绍及应用简介 3

2.1 二维码介绍及其特点 3

2.2 二维码应用现状 4

第3章 QR码的结构和编码原理 7

3.1 QR码的基本介绍 7

3.1.1 QR码介绍 7

3.1.2 QR码特点 7

3.1.3 QR码编码字符集 8

3.2 QR码编码原理 8

3.2.1 分析数据 9

3.2.2 编码数据 9

3.2.3 纠错编码 10

3.2.4 最终数据信息构建 10

3.2.5 构建矩阵 11

3.2.6 掩模 11

3.2.7 版本与格式信息 11

3.3 QR码的基本解码原理与扫描过程 12

第4章 Android系统平台及二维码实现技术 14

4.1 Android系统简介 14

4.2 ZXing库介绍 14

第5章 系统设计与实现 18

5.1 系统总体分析 18

5.2 系统总体功能设计 18

5.3 生成模块 19

5.3.1 生成模块功能设计 19

5.3.2 生成模块功能实现 20

5.4 扫描模块 23

5.4.1 扫描模块功能设计 23

5.4.2 扫描模块功能实现 24

第6章 总结与展望 27

参考文献 29

致谢 31

附录1 QR码版本1-7数据容量、纠错码容量对照表 32

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

伴随着信息技术以及科学技术的迅猛发展，从七十年代开始，一维码被广泛应用在商品的标识上，以便存储商品的规格、类别等少量的信息。一维码虽具有扫描速度快、成本很低的优势，可是一维码仅仅能编码数字和字母信息，并且伴有很多的缺点。为解决一维码密度低、容量小、无法纠错的缺点，二维码作为一种新型的交流、识别和信息存储技术，日益兴起，许多行业都渐渐对二维码重视起来，因此对二维码的研究具有重要的意义。密度高、信息容量大、纠错能力强是二维码最大的特点，也是他兴起的最大原因。

在移动手机领域中，智能手机系统的出现让手机不单单只能打电话发短信，还让条码技术有了更为广泛的应用空间。众多移动智能手机系统中，Android系统是目前普及率最高，应用最为广泛的系统，已被应用在各个品牌的智能手机中。因此本文研究基于Android系统平台，二维码的编码与解码，以便于二维码在智能手机上的广泛应用，也就是用移动手机来扫描二维码，实现二维码信息的传递。通过使用移动手机对二维码的扫描，轻松的获取二维码所存储的信息，并且可以方便的跳转到目标网站，或是某些信息的显示，甚至是现金的支付等功能。

1.2 国内外研究现状

一维条码技术能广泛应用在各个领域当中，正是因为它的读取速度非常快、成本也低、使用特别灵活等特点。可是由于信息技术的快速发展，一维条码已经不能满足需求，因此，二维码技术应运而生。在海外，二维码信息显示技术的研究领域中，现已经研发出很多种码制，见的比较多的有PDF417，QR Code，Code 49，Code 16K，Code One等。相比普通的一维条码，二维码的密度即融信度都有了比较大的提高。在开发二维码设备的研制和生产领域中，美国、日本、加拿大等国，不但已经将二维码技术应用在了公安、外交和军事等部门中，即对各类证件的扫描管理，而且还将二维码技术应用于税务等部门，即对各类报表和票据的扫描管理。综上所述，二维码技术的应用在国外领域是非常的广泛和成熟的。

二维条码已经出现了一段时间，但直到过去几年他们并没有达到广泛的应用。例如包括出现在所有美国联合包裹服务公司的包裹上使用的称为"Bull's Eye"的条码，和那些出现在几个州的驾驶执照上的PDF417二维条码，邮资的计算，和身份证明认证文件等。我国开始对二维码技术进行研究大概是在1993年。当时，中国物品编码中心代表我国加入国际物品编码协会（GS1）两年，开始对一些常见的二维码如PDF417，QR Code，Data Matrix的码制技术进行了翻译和研究。此后，二维码技术日益扩展，在我国的许多行业和领域广泛应用。