基于二维码在不同业务系统中信息采集的设计与实现

徐万成 杨 波

(云南省计量测试技术研究院，昆明 650228)



基于二维码在不同业务系统中信息采集的设计与实现

徐万成 杨 波

(云南省计量测试技术研究院，昆明 650228)

采用二维条码作为数据传输载体，基于单工通信原理实现计算机内、外网和不同业务系统之间安全通信的方法及系统的传输手段，在不改变双方系统的前提下，解决不同信息系统之间的数据单向传输，方法方便快捷、安全可靠。

二维条码；数据采集；单工数据传输

0 引言

随着信息化技术的不断发展，信息管理系统在政府、企事业等机构和部门发挥着越来越重要的作用，不同单位、同一机构内部常常有较多的信息管理系统，他们之间又常常有大量关键性数据和信息需要在不同的业务系统中进行交换。而各类信息管理系统在设计、使用过程中又常常从安全角度考虑尽量避免不同系统中数据进行直接交换，导致大量的手工输入。如何在保持现有不同业务系统的物理隔离，且又不改变双方管理系统的前提下，快捷的实现数据的采集与录入，已成为信息化管理人员急需解决的首要问题。

本文提出并设计出在保持局域网现有的物理隔离，不改变双方管理系统的前提下，系统在初始化后，可将如计量业务系统(下文简称A系统)在网终端显示的Word或PDF文件图表中的指定字段，抓取到财务收费系统(下文简称B系统)的终端显示图表的指定字段位置，快捷的实现数据的采集与录入。

1 相关技术

采用条码技术可快速实现在各类业务管理系统软件中采集关键字段信息。但随着现代高新技术的发展，迫切需要用条码在有限的几何空间内表示更多的信息，以满足千变万化的信息表示的需要，为了解决一维条码的不足，满足应用的需求，二维条码出现了。二维条码能够在横向和纵向两个方位同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息，利用特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。二维条码可以分为堆叠式/行排式二维码和矩阵式二维码。堆叠式/行排式二维码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“1”， 用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码。

二维条码从原理上可分为矩阵式二维条码和行列式二维条码。

1.1 矩阵式原理

矩阵式二维码(又称棋盘式式二维码)是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码的原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维条码有：QR Code(如图1)、Code One、Maxi Code、 Data Matrix、汉信码等。

图1 QR码

1.2 行排式原理

行排式二维条码(又称：堆积式二维码或层排式二维码)，其编码原理是建立在一维条码基础之上，按需要堆积成二行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维码的一些特点，识读设备与条码印刷与一维码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件也不完全相同于一维码。有代表性的行排式二维条码有CODE49、CODE 16K、PDF417(如图2)等。

图2 PDF417码

1.3 二维条码特点

高密度编码，信息容量大；编码范围广：二维条码可以把图片、声音、文字、签字、指纹等可以数字化的信息进行编码；容错能力强，具有纠错功能；译码可靠性高，误码率不超过千万分之一；可引入加密措施；成本低，易制作，持久耐用；条码符号形状、尺寸大小比例可变；二维条码可以使用激光或CCD阅读器识读；可影印及传真。

2 技术实现

本文以A系统和B系统为例，采用二维条码作为数据传输载体，基于单工通信原理实现计算机内、外网之间安全通信的方法及系统的传输手段，在不改变两套系统的前提下，解决不同信息系统之间的数据单向传输。

2.1 在A系统中需考虑和解决的主要问题

1)计量业务用工作字段编码规则；

2)基于ARM的嵌入式二维条码编解码器设计；

3)嵌入式Linux下，二维条码扫码器及条码打印机驱动；

4)高速嵌入式单向传输系统；

5)明确B系统所需输入数据字段，在A系统中提取并对接，实现二维条码数据输出软件。

2.2 在A系统中需实现的关键技术及实现方法

采用二维条码如汉信码或QR码作为信息传输介质，将A系统中如企业信息、检定费用等信息字段提取到B系统中，并映射为唯一的服务编码，使不同的信息系统之间，对信息内容有共同的定义。开发对接二维条码数据交换软件，具有如下功能：

1)向A系统分配与计量业务字段相对应的服务分类和编码；

2)抓取A系统传递的有关字段，推送到二维码编码器；

3)将编解码器传递的二维码编码，解码为计量业务字段，传送给B系统的指定位置。

信息字段的抓取和二维条码编解码器以及字段的推送是实现不同信息系统物理隔离数据交换的核心。该装置还包括基于ARM的嵌入式系统、高速嵌入式单向传输系统、高速单芯片加密机等。

2.3 工作过程

将指定信息从A系统传送到B系统时，经过单向传输，系统将指定信息推送到芯片加密，将加密后信息转为二维条码，可将二维条码显示在装置自带的液晶屏上，或者驱动二维条码打印机生成纸质标识；通过接入在B系统的二维条码扫码器，读出二维条码数据后，经解密输入到B系统中。系统功能实现如表1所示。

表1 系统功能及实现过程

信息从B系统传送到A系统时，是上述过程的反向传递。

3 结束语

本文讨论了采用二维条码技术在不改变双方系统的前提下，完成局域网之间数据的中指定字段的单向定位传输，可明显提高各业务系统之间数据录入工作效率，具有很好的隔离保密性能，从根本上消除数据的重复录入的可能。其创新点主要有：

1)不同系统间不需要软件对接即可完成信息交换；

2)信息无需重复录入，杜绝人为差错，节约大量的时间，提高了工作效率；

3)在硬件的基础上保证各部门系统的独立和信息交换的安全；

4)按保密规定，本系统仅用于各部门自定义非敏感信息的交换。

本文所讨论及技术实现可明显提高数据录入工作效率，其方法可以移植到多个领域和不同网络系统中数据的批量转换，有着广泛的应用前景。

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10.3969/j.issn.1000-0771.2015.07.22