Что такое двумерный штрихкод? Принцип работы, типы и варианты применения

Сканируемые коды можно встретить повсюду: от упаковок товаров и столиков в ресторанах до транспортных наклеек, билетов на мероприятия и экранов оплаты. Многие из них представляют собой двухмерные штрих-коды — квадратные коды, которые содержат больше данных, чем традиционные штрих-коды, и связывают физические предметы с цифровыми возможностями.

Но что делает их интересными, так это их разнообразие. Код QR Code на вашей кофейной чашке и матрица «Data Matrix», нанесенная на кардиостимулятор, используют в основе своей одну и ту же технологию, просто оптимизированную для разных целей. Один связывает вас с программой лояльности. Другой отслеживает медицинское устройство, которое должно функционировать в течение десятилетия внутри человеческого тела.

Так что же такое 2D-штрихкоды? Как они работают и почему компании из самых разных отраслей всё чаще их используют?

В этом руководстве даны ответы на эти вопросы. В нём объясняются основные типы двумерных штрихкодов, принцип их работы, области применения, а также что следует учитывать при внедрении их в реальные рабочие процессы.

Что такое двумерный штрихкод?

Двухмерный штрихкод хранит данные как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, в отличие от одномерных штрихкодов, в которых используются только вертикальные линии. Такая структура позволяет двухмерным штрихкодам содержать значительно больше информации и поддерживает встроенную коррекцию ошибок, благодаря чему их можно сканировать даже при частичном повреждении.

Наиболее известным примером является QR-код ( QR Code ) — квадратная сетка из черных и белых модулей, которую большинство камер смартфонов могут сканировать без дополнительных приложений. Другие распространенные форматы включают Data Matrix, PDF417 и Aztec Codes, каждый из которых разработан для различных сред и сценариев использования.

Благодаря возможности кодировать URL-адреса, контактные данные, платежные реквизиты и структурированные данные непосредственно в символе, двухмерные штрихкоды стали стандартом во всех отраслях, где требуется быстрое и надежное сканирование.

Почему компании переходят на 2D-штрихкоды

Компании все чаще используют двухмерные штрихкоды, поскольку они превращают простую этикетку в нечто более полезное. Вместо того чтобы просто идентифицировать товар, код может нести в себе информацию и инициировать действие при сканировании.

Один небольшой код может заменить несколько этикеток, сократить объем ручного ввода данных и снизить вероятность ошибок. Именно поэтому QR-коды все чаще используются в различных отраслях — от розничной торговли и логистики до здравоохранения и производства.

1. Дополнительная информация без добавления дополнительных названий

Традиционный одномерный штрихкод обычно содержит короткий идентификатор, указывающий на базу данных. Двумерный штрихкод может включать более подробную информацию непосредственно в своём коде. Сотрудники могут отсканировать его один раз и сразу увидеть такие данные, как номера партий, сроки годности, серийные номера и инструкции по обращению.

Во время отзывов продукции или проверок это позволяет сэкономить время, поскольку сотрудникам не нужно проверять несколько систем. С точки зрения клиентов, один код может работать в разных регионах, перенаправляя пользователей на страницу с нужным языком или контентом.

2. Легко сканируется с помощью обычных устройств

Смартфоны сделали двухмерные штрих-коды удобными для повседневного использования. Клиенты могут сканировать их с помощью камеры, а сотрудники — использовать как обычные телефоны, так и специальные сканеры. Специальное оборудование не требуется, что упрощает внедрение решения, особенно для малых предприятий.

Владелец кафе, курьер или техник — любой из них может отсканировать один и тот же код, не меняя своих инструментов.

3. Работает даже при повреждении

Многие двумерные штрихкоды включают функцию исправления ошибок, поэтому их можно сканировать даже в том случае, если часть кода поцарапана или стерта. Например, штрихкоды QR Codes могут восстанавливаться даже при повреждении до 30 %, в зависимости от способа их генерации и печати.

Это особенно ценно в суровых условиях, таких как заводы, холодильные склады и наружная логистика, где грязь, влага и неаккуратное обращение являются повседневной реальностью.

4. При необходимости может работать в автономном режиме

Некоторые двухмерные штрихкоды хранят информацию непосредственно внутри кода, поэтому для их сканирования не всегда требуется доступ к Интернету. Это удобно на складах, погрузочных площадках или в отдаленных местах, где подключение к сети нестабильно.

Другие коды просто ведут к онлайн-контенту. Компании могут выбрать наиболее подходящий подход в зависимости от своих потребностей.

5. Более быстрое сканирование без тщательного выравнивания

Большинство двухмерных штрихкодов не требуют тщательного выравнивания. Работники могут быстро сканировать их без настройки сканера, что ускоряет такие задачи, как комплектование заказов, упаковка или проверка билетов. Никто не хочет тщательно наводить луч сканера на штрихкод на оживлённом складе — все хотят лишь быстрого сканирования и звукового сигнала. Это также упрощает сканирование с экранов телефонов, поэтому такие штрихкоды широко используются для пропусков, билетов и проверки документов.

6. Обновление ссылок без перепечатки

Некоторые двухмерные штрихкоды позволяют изменять место назначения кода без его перепечатки. Если ваш сайт перестанет работать, служба поддержки может обновить код QR Code, чтобы перенаправить клиентов на страницу с информацией о состоянии сайта вместо неработающей ссылки. При снятии продукта с производства вы можете перенаправить ссылку на руководство QR Code на обновленную версию, не перепечатывая ничего.

Вы также можете отслеживать, когда и где происходит сканирование, что помогает командам понять, что работает, и принимать более эффективные решения.

Теперь, когда вы понимаете, почему компании внедряют двухмерные штрихкоды, будет полезно рассмотреть, как они работают «за кулисами».

Как работают двумерные штрихкоды?

Двухмерный штрихкод кодирует данные в виде сетки из темных и светлых модулей, обычно квадратной формы, расположенных по определенному шаблону. Сканеры и камеры смартфонов считывают контраст между этими квадратами и декодируют информацию в соответствии с форматом штрихкода.

Процесс состоит из нескольких ключевых этапов:

1. Кодирование данных: информация преобразуется в двоичные данные (1 и 0) и располагается в виде небольших квадратиков в сетке. Точный способ кодирования зависит от типа содержимого, например, от того, являются ли это числа, текст или двоичные данные.
2. Ориентирующие маркеры: многие форматы содержат ориентирующие элементы или выравнивающие узоры, которые помогают сканерам определять ориентацию, размер и границы. Например, в формате QR Codes используются три больших квадратных маркера по углам, что позволяет сканировать их под разными углами.
3. Коррекция ошибок: в большинстве двухмерных штрихкодов используется алгоритм коррекции ошибок Рида-Соломона, который добавляет дополнительные данные, помогающие восстановить отсутствующие или поврежденные участки. Это позволяет сканировать код даже в том случае, если часть кода закрыта.
4. Процесс считывания: камера или сканер захватывает изображение, распознает ориентировочные маркеры, декодирует узор и восстанавливает исходную информацию, такую как текст, URL-адреса или идентификаторы.

Какие бывают типы двумерных штрихкодов?

QR Codes являются наиболее известным типом двумерных штрихкодов, но это лишь один из нескольких форматов. Каждый тип предназначен для различных сценариев использования, условий сканирования и потребностей в данных.

В приведенных ниже таблицах сравниваются распространенные форматы двумерных штрихкодов с учетом их технических характеристик и практического применения.

Технические аспекты

Практические соображения

Теперь давайте рассмотрим каждый формат более подробно.

1. QR Code

QR CodesQR-коды, или коды быстрого реагирования, являются наиболее широко распространенным типом двумерных штрихкодов. Они состоят из трех крупных ориентировочных маркеров по углам и сетки из черных и белых квадратов, что обеспечивает быстрое сканирование под углом 360°.

QR Codes, разработанные компанией Denso Wave в 1994 году для отслеживания автомобильных запчастей, сегодня широко используются в потребительских и бизнес-приложениях. Они связывают физические точки взаимодействия с цифровыми возможностями — от маркетинговых кампаний и меню ресторанов до мобильных платежей, билетов на мероприятия, посадочных талонов и процессов двухфакторной аутентификации.

QR Codes могут хранить до примерно 4 296 буквенно-цифровых символов в зависимости от конфигурации и включают выбираемые уровни коррекции ошибок в диапазоне от примерно 7 % до 30 %. Они могут содержать полные URL-адреса, контактные данные или платежную информацию, при этом быстро сканируются, что делает их идеальным решением для многих приложений, ориентированных на потребителей.

2. Код Data Matrix

Data Matrix — это двумерный штрихкод, состоящий из черных и белых квадратов, расположенных в виде сетки. Он содержит L-образный узор вдоль двух краев, который помогает сканерам определять ориентацию и точно считывать код.

Они выглядят немного иначе, чем обычные QR-коды QR Code.

Разработанная в конце 1980-х годов технология Data Matrix широко используется в производстве, здравоохранении и отраслях, подлежащих регулированию, где постоянная маркировка и отслеживаемость имеют решающее значение. Типичные области применения включают электронные компоненты, хирургические инструменты, фармацевтическую упаковку и прямую маркировку деталей на металлических или пластиковых поверхностях.

Коды Data Matrix поддерживают высокую плотность данных и мощную коррекцию ошибок (ECC200), что обеспечивает надёжное сканирование даже в случае, если коды имеют небольшой размер или частично повреждены.

3. PDF417

PDF417 — это многорядный линейный штрихкод, состоящий из нескольких рядов небольших сегментов, образующих прямоугольный символ, предназначенный для хранения структурированных данных.

Введенный компанией Symbol Technologies в 1991 году, формат PDF417 расшифровывается как «портативный файл данных», причем «417» обозначает схему штрихов и пробелов, используемую при кодировании. В отличие от кодов QR Codes или «Data Matrix», PDF417 может считываться старыми линейными сканерами штрих-кодов, которые сканируют каждую строку последовательно, в то время как современные 2D-сканеры считывают весь символ за один раз. Встроенные приложения камеры смартфона не всегда поддерживают прямое сканирование.

Код PDF417 может хранить большие объемы структурированных данных, поэтому он широко используется в государственных удостоверениях личности, водительских правах, посадочных талонах и логистических документах. В зависимости от конфигурации он может содержать около 1 850 буквенно-цифровых или более 2 700 цифровых символов.

4. Ацтекский код

Aztec Code — это двумерный штрихкод, который можно узнать по центральному узору в виде мишени, окруженному концентрическими квадратными слоями закодированных данных. В отличие от многих других форматов, Aztec Code не требует традиционной «тихой зоны», что позволяет эффективно печатать его на небольших площадях.

Этот формат, названный так из-за сходства с ацтекской пирамидой, используется в сфере транспорта и мобильной продажи билетов, где надежное сканирование с экранов имеет решающее значение. Сферы применения включают железнодорожные и авиационные посадочные талоны, проездные билеты, программы лояльности и отслеживание грузов.

Коды Ацтеков поддерживают настраиваемую коррекцию ошибок и могут кодировать до примерно 3 832 цифровых или 3 067 буквенно-цифровых символов, в зависимости от конфигурации.

Эти преимущества становятся более очевидными, если посмотреть, как различные отрасли фактически используют двумерные штрих-коды в повседневной работе.

Подробнее: Ацтекский код vs QR Code

Где сегодня используются 2D-штрихкоды

Двухмерные штрих-коды используются, когда необходимо разместить больший объем информации на небольшом пространстве и быстро отсканировать её с помощью телефона или сканера.

QR Codes являются наиболее наглядным примером и особенно распространены в сфере платежей и взаимодействия с клиентами. В сфере платежей их рост был особенно значительным. По оценкам Juniper Research, объем глобальных розничных платежей с использованием технологии QR Code к 2030 году вырастет на 79 % и достигнет 741 млрд.

В сфере туризма двумерные штрихкоды в основном заменили устаревшие форматы билетов. IATA ввела «Стандарт штрихкодированных посадочных талонов», который включает в число поддерживаемых форматов штрихкоды QR Code, «PDF417», «Data Matrix» и «Aztec Code».

Вот как их сегодня используют в различных отраслях.

Розничная торговля и платежи полагаются на QR Codes

Розничные продавцы используют QR Codes, потому что он работает с камерой любого смартфона, а это значит, что покупателям не нужны специальные приложения или оборудование.

Вы часто увидите их на:

• Таблички Оплатите одним касанием в небольших магазинах и у уличных торговцев
• Столики в ресторанах со ссылками на меню или системы заказа
• Упаковка продукта, содержащая ссылки на дополнительную информацию или рекламные акции
• Программы лояльности и цифровые купоны, сканируемые при оформлении заказа

Путешествия и развлечения — предпочтительно Aztec и PDF417

Авиакомпаниям, транспортным системам и площадкам для проведения мероприятий нужны коды, которые сканируются быстро и надежно даже с экранов телефонов или в условиях интенсивного движения.

Типичные примеры включают:

• Посадочные талоны авиакомпаний и багажные бирки
• Билеты на концерты и стадионы
• Проездные билеты, отсканированные из мобильных кошельков

Особое место здесь занимают коды Aztec. Их высокая устойчивость к повреждениям означает, что треснувший экран телефона или помятая распечатка редко становятся причиной проблем при прохождении контроля. Стандарт IATA для посадочных талонов способствовал повсеместному внедрению штрихкодов для посадки к началу 2010-х годов.

В сфере здравоохранения и производства требуются коды Data Matrix

Отрасли, в которых требуется строгое отслеживание и прослеживаемость, часто выбирают Data Matrix, поскольку он остается читаемым даже при печати очень мелким шрифтом или при износе.

Часто используются для:

• Фармацевтическая упаковка для сериализации и отзывов продукции
• Отслеживание хирургических инструментов на всех этапах очистки и стерилизации
• Электронные компоненты, нанесенные непосредственно на печатные платы
• Отслеживание автомобильных запчастей на протяжении всего их жизненного цикла

Логистика и цепочка поставок используют несколько форматов

Логистические команды обычно комбинируют форматы в зависимости от задачи. На одной этикетке могут быть указаны разные коды для разных систем или пользователей.

Примеры:

• Этикетки для отправки, разработанные для складских сканеров (PDF417)
• Отслеживаемые ссылки для клиентов с использованием QR Codes
• Отслеживание запасов с помощью Data Matrix
• Счета за коммунальные услуги с QR Codes для быстрой оплаты

Как создать свой собственный 2D-штрихкод (QR Code)

Если вы хотите сразу же начать использовать двухмерные штрихкоды, создание генератора QR-кодов ( QR Code ) — это самый быстрый способ. Такие инструменты, как The QR Code Generator (TQRCG), позволяют легко создавать и управлять генераторами QR-кодов ( QR Codes ) за считанные минуты.

Шаг 1: Определите, какую функцию должен выполнять код

Начните с определения цели. Типичные варианты использования включают размещение ссылки на веб-сайт, обмен документами, сбор платежей или предоставление контактных данных.

Вы также сможете выбрать между:

• Статический URL-адрес QR Codes, где адрес назначения фиксирован.
• Динамические QR-коды QR Codes, которые позволяют впоследствии обновлять адрес назначения без повторной печати кода.

Шаг 2: Выберите QR Code

Войдите на сайт The QR Code Generator (TQRCG). Затем выберите тип QR-кода ( QR Code ) из доступных вариантов, таких как URL, PDF, социальные сети и т. д., и введите необходимую информацию.

Шаг 3: Создайте свой QR Code

Добавьте свой логотип для узнаваемости бренда. Выберите шаблон и настройте цвета в соответствии с вашим брендом или оставьте дизайн простым. TQRCG проверяет ваш дизайн по мере настройки, чтобы ваши изменения случайно не сделали код несканируемым.

Шаг 4: Скачать и протестировать

Выберите подходящий формат QR Code в соответствии с вашими требованиями, присвойте имя файлу QR Code и скачайте его. Перед печатью больших партий всегда проверяйте предварительный просмотр на разных расстояниях как на iOS, так и на Android. Это займет 30 секунд и может сэкономить вам затраты на перепечатку.

Шаг 5: Запуск и мониторинг

Если вы используете динамический QR-код QR Code, вы сможете позже обновить целевую страницу и отслеживать активность сканирования, чтобы понять, как пользователи взаимодействуют с ним. Войдите в свою аналитическую панель TQRCG, чтобы получить доступ к таким данным, как показатели сканирования, географические данные и статистика по типам устройств.

Наконец, давайте ответим на последний важный вопрос.

Достаточно ли безопасны двумерные штрихкоды?

Сами по себе двумерные штрихкоды не представляют опасности. Опасность заключается в том, куда они вас направляют.

QR Code -код может открывать веб-сайт или перенаправлять на страницу входа в систему, и пользователи обычно видят конечный адрес только после сканирования. Именно этот промежуток между сканированием и конечным адресом и используют злоумышленники.

Злоумышленники заменяют легитимные коды вредоносными или перенаправляют пользователей на поддельные сайты — эта тактика часто называется «квишингом». ФБР также предупреждает о мошеннических схемах, при которых преступники наклеивают поддельные наклейки с кодом QR Code поверх легитимных на парковочных счетчиках, в ресторанах и на общественных вывесках, превращая доверительное взаимодействие в ловушку.

Несмотря на эти риски, глобальные стандарты и отраслевые рамки помогают обеспечить надежность и безопасность двухмерных штрихкодов при их правильном внедрении.

Требования Международной организации по стандартизации (ISO)

Международная организация по стандартизации (ISO) определяет технические спецификации, обеспечивающие стабильную работу двухмерных штрихкодов на различных устройствах и в разных системах.

Основные стандарты включают:

• Стандарт ISO/IEC 18004 для QR Codes
• Стандарт ISO/IEC 16022 для матрицы данных (Data Matrix), включая коррекцию ошибок ECC200
• Стандарт ISO/IEC 15438 для PDF417
• Стандарт ISO/IEC 24778 для кода Aztec.

Эти стандарты определяют, как данные кодируются, структурируются и считываются сканерами, что помогает предотвратить проблемы с совместимостью и обеспечивает надежную работу в различных отраслях.

ISO также устанавливает требования к проверке качества штрих-кодов в соответствии со стандартом ISO/IEC 15415, который оценивает символы по шкале от A (4,0) до F (0,0) на основе таких факторов, как контраст, модуляция и повреждения фиксированного узора. Поддержание более высоких оценок снижает количество ошибок сканирования и способствует стабильной работе цепочек поставок.

Стандарты GS1 и инициатива Sunrise 2027

В то время как ISO определяет технические принципы работы штрих-кодов, GS1 устанавливает стандарты данных, используемые в мировой торговле.

Стандарты GS1 позволяют последовательно идентифицировать и отслеживать товары в розничных сетях, у производителей и в логистических системах по всему миру. Одной из важнейших текущих инициатив является GS1 Sunrise 2027, цель которой — переход от сканирования традиционных одномерных штрих-кодов к сканированию двумерных штрих-кодов в точках продаж.

В рамках этой инициативы:

• Розничные продавцы готовят системы для сканирования как одномерных штрих-кодов, так и более новых двухмерных форматов.
• Производители добавляют коды GS1 QR Codes (с использованием Digital Link) или GS1 DataMatrix наряду с существующими штрихкодами UPC.
• При сканировании становится доступна дополнительная информация о продукте, включая партийные номера, сроки годности, серийные номера и ссылки на цифровые данные о продукте.

Этот переход способствует более быстрому отслеживанию, улучшению прослеживаемости, борьбе с подделками и более строгому соблюдению нормативных требований в таких отраслях, как здравоохранение, пищевая промышленность и розничная торговля.

«Sunrise 2027» — это переход, инициированный отраслью, а не единое глобальное регулирование. В ходе внедрения многие продукты будут иметь как одномерные, так и двумерные штрих-коды до тех пор, пока системы сканирования не будут полностью обновлены.

Получите свой первый рабочий 2D-штрихкод с помощью TQRCG

Двухмерные штрихкоды быстро становятся стандартом во всех отраслях.

Для многих компаний QR Codes — это самый простой способ начать работу. Их легко создавать, они широко поддерживаются смартфонами и flexдостаточно универсальны, чтобы использовать их на упаковке, вывесках и в рамках взаимодействия с клиентами.

Если вы готовы применить это на практике, сервис The QR Code Generator (TQRCG) упрощает создание и управление QR Codes без лишних сложностей. Вы можете быстро генерировать коды, настраивать их внешний вид и позже обновлять адреса назначения с помощью динамических ссылок QR Codes.

Зарегистрируйтесь, чтобы опробовать TQRCG уже сегодня, и отправьте свой первый набор QR-кодов ( QR Codes ) за считанные минуты!