XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ЧТО ТАКОЕ QR-КОД И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Великий двигатель перемен - технологии.
(Э. Тоффлер)
Всё чаще и чаще нам на глаза стали попадаться странные квадратики с каким-то непонятным кодом. Их можно встретить на абсолютно разных объектах: на сайтах, в рекламе, на чеках, на билетах, на продуктах и т.д. Сейчас, кажется, что уже все знают, что этот квадратик называется «QR-код», но мало кто знает, как он появился, где применяется и какие особенности имеет. Этот квадратик с необычным узором не просто является популярным носителем информации, но и имеет все шансы стать очень перспективным средством донесения информации до человека будущего.
Поэтому я считаю, что данная тема очень актуальна для исследования, так как мы начинаем, активно в нашей жизни встречаться с подобным изображением и пользоваться данным способом кодировки. С каждым днем в современном обществе становится всё больше области для их применения.
Проблема: чаще всего, когда человек видит QR-код, он просто проходит мимо и никак не реагирует на него, а кто-то их просто боится, не подозревая, что он может быть простым и быстрым способом получения информации.
Гипотеза: я предполагаю, что любой человек с базовыми знаниями может создать QR-код.
Цель исследовательской работы: научиться, самой создавать QR-коды, найти им применение.
Задачи:
-
Изучить информации по данной теме и познакомиться с историей создания;
-
Познакомиться с технологией создания и считывания QR-кода;
-
Создать самой свои QR-коды;
-
Провести опрос;
-
Сделать вывод о подтверждении или опровержении выдвинутой гипотезы.
Метод проведения исследования: сбор, анализ, обобщение и систематизация материала: научных, научно-популярных статей о QR- коде (книги, журналы, интернет-сайты), применение полученной информации на практике, опрос, обработка данных.
Объект исследования: QR-коды.
Предмет исследования: генерация QR-кодов и их считывание.
Глава 1. История и основные понятия QR-кода
1. 1. История появления
В далёких 1960-х годах, когда Япония вступила в период быстрого экономического роста, во многих районах страны стали появляться супермаркеты, торгующие широким спектром товаров. Кассирам приходилось вручную вбивать их стоимость на кассовых аппаратах. Из-за чего у многих работников развивался синдром запястного канала. Была разработана ПОС-система, в которой цена товара автоматически отображалась на кассовом аппарате, когда штрих-код сканировал оптический датчик. С распространением штрих-кодов стали видны и их ограничения. Одним из них был тот факт, что такой код может содержать не более 20 символов из цифр или букв.
В начале 1990-х годов японская DensoWaveInc., дочерняя структура Toyota. Она занималась разработкой считывателей штрих-кодов, решила создать новые коды, которые могли бы содержать больше информации. Для ускорения чтения кода, создатели добавили угловые метки, которые сначала видит считыватель. Затем они изучили соотношение белых и черных областей на изображениях и символах в листовках, журналах, на картонных коробках и прочей продукции. Разработчики выбрали самое непопулярное соотношение, которое не использовалось в печатной продукции и в штрих-кодах и при этом могло считываться под любым углом.
В 1994 году был представлен первый QR-код, который мог закодировать до 7000 знаков, и считывался в 10 раз быстрее, чем штрих-код. Использовать такие коды стала первой автомобильная промышленность. Сотрудники автоконцерна наклеивали QR на запчасти автомобилей при транспортировке, что во многом упростило все управленческие задачи от контроля производства до доставки и выдачи квитанций о транзакциях. Для того чтобы получить информацию о партии и принадлежности деталей, нужно было отсканировать код специальным сканером.
DensoWave открыла свою разработку для свободного использования. В 2000 году Международная организация по стандартизации внесла QR-код в список одобренных стандартов кодирования информации.
1.2. Что же такое QR-код
QR (от английского QuickResponse, «быстрый отклик») — это двумерный тип штрих-кода, который легко считывается цифровым устройством и хранит информацию в виде серии пикселей в квадратной сетке, которая внешне выглядит как черно-белый узор. QR-код, в отличие от штрих-кода, читается в двух направлениях — по вертикали и по горизонтали. Это позволяет хранить в нем больше данных. При сканировании QR информацию пользователь получает мгновенно.
Этот код состоит из белой рамки, трех одинаковых черных квадратов по углам (каждый в двойной рамке), из еще одного черного квадрат (поменьше, но тоже в рамке), из полоски черно-белых модулей (см. Приложение 1). Это техническая часть кода, позволяет камере точно определить его расположение и оценить размер модулей. Также он содержит информацию, необходимую для его правильного распознавания: о маске, уровне коррекции и версии. Все оставшиеся поля можно использовать для передачи информации. Код вмещает в себя три килобайта двоичного кода. В него можно поместить ссылку на сайт, номер телефона, географические координаты или текстовую информацию объёмом до 7 089 цифр или 4 296 букв — это около четырёх страниц текста, а также 2953 байт - двоичный код, 1817 - иероглифы.
Еще этот код может восстанавливать содержащуюся в нем информацию. Даже если символ частично загрязнен или поврежден, с помощью системы коррекции ошибок на базе кодов Рида-Соломона восстановлению подлежит до 30% кодовых слов. Кодовое слово - это единица, образующая участок данных. ВQR-коде одно кодовое слово равняется 8 битам.
Если будет меньше информации — ничего страшного, в коде просто будут пустые модули. Например, так выглядит закодированная фраза из 178 знаков (см. Приложение 2).
В нулевых годах QR-код стал экспериментальным способом оплаты. Изначально операция занимала слишком много времени — сканер считывал информацию целых 20 секунд. В 2003 году китайская компания Inspiry изобрела быстрый механизм считывания QR-кодов. Позже она же выпустила первый портативный сканер, а технология стала по-настоящему популярной.
Он стал появляться на плакатах, рекламных буклетах, справочниках, товарных упаковках, журналах и газетах.
Основной рост этой технологии пришёлся, когда массово стали появляться планшеты, коммуникаторы и смартфоны. Производители гаджетов научили камеры распознавать QR-коды, и технология стала распространяться по всему миру.
В наши дни их используют во множестве отраслей как для хранения данных (ссылки на сайты, номера телефонов, или тексты), так и для предоставления доступа к Wi-Fi- сети, отправки и получения платежной информации и прочих целей.
1.3. Распространение QR-кодов в России
В России QR-коды переживают вторую волну популярности. Сначала они пришлись по душе только маркетологам и тем, кто увлекается технологиями. Их начали применять в рекламных кампаниях или в партизанском маркетинге, чтобы оставлять скрытые сообщения.
Первая волна популярности быстро спала. Их посчитали устаревшими до того, как пришло понимание, что в этих кодах можно хранить большие объёмы информации. Например, реквизиты счетов на оплату коммунальных услуг, штрафов и многое другое.
Технология быстро нашла применение в российских музеях — QR-код позволил вместить полную информацию об экспонатах. Посетителям не нужно искать историю картин или скульптур в интернете или покупать бумажный гид по музею.
Потребительские предпочтения сформировали запрос на использование технологии повсеместно. Многие российские банки и поставщики осознали, что клиентам удобно использовать коды при совершении операций, и начали внедрять функцию оплаты по кодам в своих мобильных приложениях.
QR-коды снова стали актуальными, а их распространение – уже требованием рынка и неотъемлемой частью практически каждой покупки. На данный момент законом предусмотрено, что этот код есть на каждом чеке, в магазинах, на авиа- и железнодорожных билетах. Чтобы защитить документ от подделки, им дополняют обычный штрих-код в билетах на пригородные поезда.
Оплата по QR-коду упрощает процесс платежа и даёт гарантию его правильного исполнения, экономит время и исключает ошибки при ручном вводе данных.
В 2020 году многие люди впервые столкнулись с QR-кодами. Сначала их ввели для контроля режима самоизоляции и передвижений, а затем начали использовать для пропуска вакцинированных в различные заведения. По данным агентства Bitly, за полтора года пандемии число считываний QR-кодов во всем мире выросло на 750%.
1.4. Плюсы и минусы QR-кода
QR-код создавался как улучшенная альтернатива штрих-коду.
Преимущества QR-кода:
-
Данный код относится к открытым технологиям, поэтому они доступны всем и каждому. Не нужны специальные технологии достаточно наличие смартфона или цифровой камеры, поэтому он и получил быстрое распространение, особенно в среде маркетинга;
-
По сравнению с обычным штрих-кодом, QR-код вмещает в себя намного больше информации и более устойчив к повреждениям графического рисунка. Например, если закрасить часть графического рисунка или совсем удалить, код останется читаемым;
-
Информацию в QR-коде можно зашифровать, что послужит дополнительной защитой;
-
Легко напечатать, ведь достаточно черно-белой печати, хотя его можно сделать и цветным;
Недостатки QR-кода:
-
При использовании QR-кода необходимо быть уверенным, что адресат сможет его прочесть. Для чтения такого кода нужны телефоны или планшеты, которые умеют распознавать изображение QR-кода и расшифровывать его;
-
Вмещает в себя относительно мало информации, так, например, закодировать целую книгу в один стандартный QR-код невозможно;
-
QR-код является общедоступной технологией, следовательно, нельзя хранить важную информацию в виде QR-кода, так как код не предоставляет соответствующий уровень защиты личной информации.
Глава 2. Практическое применение QR-кодов
2.1. Как создать QR-код
Как же самой создать QR-код и с помощью чего? Ответы на эти вопросы я нашла в сети Интернет. Оказывается, существуют специальные бесплатные русскоязычные онлайн сервисы: qrcoder.ru, qr-online.ru, QRcod.ru, qr.yandex, online-qr.ru и др.
Первый генератор кодов, которым я решила воспользоваться, был qrcoder.ru (см. Приложение 3). В нем можно закодировать любой текст, ссылку на сайт, визитную карточку, sms-сообщение, а также выбрать размер кода. Еще здесь есть кнопка «Программы для распознавания», она будет полезна тем, у кого еще нет приложения, которые декодируют код.
Для себя я сначала выбрала QR-код, который будет содержать в себе ссылку-информацию (см. Приложение 4). Сделать это оказалось очень легко, достаточно было нажать на кнопку «ссылку на сайт» и в пустую строку добавить адрес сайта, затем нажать кнопку «создать код». После чего в рамке с надписью: «ЗДЕСЬ БУДЕТ ВАШ QR-КОД» отобразился код. Далее сохранила код как обычную картинку.
Для сравнения я решила испытать еще генераторы. На сайте qr.yandex.ru можно зашифровать только ссылку на сайт (см. Приложение 5), но в расширенных настройках можно добавить иконку, а также сделать код не только черно-белым, но и выбрать другой цвет.
QRcod.ru- это бесплатный, полностью настраиваемый онлайн генератор QR кодов. В нем содержится много дополнительных функций: представлен большой выбор видов кодирования информации (ссылки, ссылки на социальные сети, текс, e-mail, местоположение, телефон, смс, мессенджеры, wi-fi и т.д.), есть возможность самому выбрать стиль кода, поменять дизайн, изменить внутренний или внешний маркер (см. Приложение 6). Было интересно работать с этим генератором и сразу видеть, как меняется твой код в зависимости от выбранной рамки или маркера. С помощью этого сервиса попробовала создать код для быстрой оплаты (см. Приложение 7). Еще здесь больше всего вариантов сохранения QR в различных форматах (png, svg, pdf), а также его можно сразу распечатать, либо поделиться ссылкой на него (см. Приложение 8).
Поработав с программами, для себя сделала вывод, что QR-коды создавать не сложно. Так как они не были лицензированы, поэтому каждый желающий может не только использовать, но и создавать их совершенно бесплатно сам. Для создания и продвижения QR кодов имеется множество сервисов и программ. Коды сохраняются в виде графического изображения форматах (JPEG, PNG или TIFF), можно распечатать, вставить в документ, отправить по электронной почте, опубликовать в сети интернет.
2.2. Сканеры QR-кодов
Для чтения кода необходимо наличие на своем телефоне, планшете или компьютере программы распознавания кодов: QRDroid, QRCodeReader, BIDI, NeoReader, QRReader и т.д.
QRDroid— удобная и простая в использовании программа, которая считывает данные с QR-кодов, при помощи телефонов на андроиде. Удобный и быстрый сканер штрих-кодов. Благодаря этому приложению, можно без лишних усилий сканировать штрих-коды, QR-коды и таблицы данных на своём смартфоне.
QRCodeReader– это одна из программ, которая может расшифровать или закодировать код. Этой программой можно воспользоваться как в смартфоне, так и на компьютере (см. Приложение 9).
QuickMark для Windows — это простое, но многофункциональное программное обеспечение, которое позволяет декодировать популярные форматы штрих-кодов 2D и 1D с помощью перетаскивания файла с изображением, создания снимка экрана или захватом содержимого с веб-камеры. QuickMark возможно не только сканирование QR-кодов, но и создание собственных зашифрованных кодов с помощью встроенных инструментов. Так же доступно несколько полезных настраиваемых пользователем функций, например, режим вывода для веб-камеры или автоматический ввод с клавиатуры.
Поработав с сервисами декодирования QR, у меня получилась следующая инструкция для сканирования кодов:
-
Чтобы расшифровать код достаточно открыть программу, предназначенную для сканирования QR-кодов, или просто активировать камеру (во многих телефонах эта функция уже встроена).
-
Навести камеру на QR-код. Это можно сделать под любым углом, не боясь того, что устройство неправильно прочитает данные.
-
Получить на экране расшифрованные данные (на это потребуется буквально пару секунд) и ознакомиться с полученной информацией.
2.3. Применение QR-кодов в школьном музее
Освоив генераторы кодов, я задумалась, где бы их можно было применить, что бы они приносили пользу. Так как я посещаю кружок «Исток», в котором занимаемся нашим школьным краеведческим музеем, то решила применить полученные знания здесь. С разрешения заведующей музея были созданы и размещены QR-коды. Так, например, на стенде, посвященному герою Великой Отечественной Войны Баринову Ивану Михайловичу, был размещен QR-код ссылкой на Новосибирскую книгу памяти. Еще один код был добавлен рядом с мемориальной доской Песчанко Александра Алексеевича, который погиб в Чечне. На стенде «Венок славы» есть еще много людей, которые своими знаниями и трудом добились значимых результатов. На некоторых из них, были добавлены коды. В них я зашифровала информацию на биографию или на произведения, которые они написали, либо фильмы, в которых они снимались.
В школьном музее есть отдельно комната, которая называется «Русская изба». Здесь находится много орудий труда старины, предметов быта, русская печка, одежда и многое другое. Рядом с экспонатами были размещены коды, по которым можно было узнать историю появления того или иного предмета, либо как его делали, где-то толкование слова (см. Приложение 10).
Для того чтобы быть в курсе, что понравилось в музее, а что нет, а также для предложений и отзывов был создан опрос, с помощью Google формы. Код на него размещен на выходе из музея. Теперь все желающие после посещения школьного музея могут оставить свой отзыв и поделиться своими впечатлениями, воспользовавшись современными технологиями.
2.4. Опрос
Для того чтобы подтвердить актуальность выбранной темы, я провела опрос. В нем приняли участие ребята с 5-11 классы МКОУ Ярковской СОШ, а также работники школы, так как было интересно мнение людей старше 18 лет.
Опрос содержал следующие вопросы:
1. - Знаете ли вы, что обозначает этот квадратик?
2. Как он называется?
3. Встречали ли вы такой символ раньше? Если да, то где?
4. Знаете ли вы, как распознавать информацию QR-кода?
5. Пользуетесь ли вы QR-кодом?
6. Как вы думаете, эти коды сейчас популярны? Если да, то почему?
В нем приняло участие 45 человек. По результатам опроса выяснилось, что большинство учащихся и работников ужезнакомы с QR и знают, что в этом маленьком черно-белом квадратике скрыта информация. Чаще всего код встречали на чеках, на продуктах, либо на билетах. Многие респонденты заметили, что эти коды сейчас очень популярны, встречаются почти на всех товарах в магазинах и не только. А также что QR-код можно назвать новым словом в сфере бесконтактного взаимодействия. Так как использовать его могут все, как бизнесмены, так и школьники, которые с их помощью могут поделиться со своими друзьям или знакомым своим местоположение или другими личными данными.
На вопросы №4 и 5 многие ответили «Нет».
Итак, отсюда я делаю следующие выводы, что не все умеют считывать зашифрованную информацию в коде. Поэтому мне было предложено провести небольшое обучающее занятие по выбранной мною теме. На нем я рассказала немного из истории появления QR, познакомила ребят с определением, после чего провела небольшой мастер-класс по созданию и использованию QR-кода. Было интересно не только детям, но и взрослым.
Заключение
Итак, мои предположения подтвердились. Изучая, выбранную тему я пришла к выводу, что она действительно актуальна в нашем информационном обществе. Прогресс не стоит на месте и развитие QR-кодов так же продолжается. Они глубоко вошли в нашу повседневную жизнь. Сейчас я рассмотрела, как и откуда вошли в нашу жизнь коды. Научилась сама их создавать и нашла им применение в школьном музее.
Помимо этого, я сделала следующие выводы:
QR-код – это новый способ кодирования информации, с помощью, которого можно быстро и легко находить нужную информацию.
Программы для декодирования QR-кода между собой мало чем отличаются друг от друга и обладают всеми наиболее важными функциями
QR-код на данный момент является известным, но пока мало используемым видом кодирования информации, во многом это из-за незнания их возможностей.
Как кодирование, так и декодирование QR-кода являются простыми операциями.
Цель моей работы достигнута, поставленные задачи решены.
Список литературы
-
Ковалёв А. И. QR-коды, их свойства и применение // Молодой ученый. — 2016. — №10 (114). — С. 56-59. –журнал ISSN 2072-0297
-
https://androidinsider.ru/polezno-znat/chem-na-samom-dele-yavlyaetsya-qr-kod-i-stoit-li-im-polzovatsya.html
-
https://habr.com/ru/company/skillfactory/blog/528320/
-
https://www.kaspersky.ru/resource-center/definitions/what-is-a-qr-code-how-to-scan
-
https://www.profvest.com/2022/03/qr-kod-chto-eto-takoe-kak-polzovatsya-gde-primenyaetsya.html
-
https://trends.rbc.ru/trends/industry/6189517c9a79475deb5dbf9a
-
https://vc.ru/marketing/98263-evolyuciya-qr-koda
Приложение
Приложение 1
Базовые элементы в QR-коде
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Пример QR-кода из 178 символов
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Внешний вид генератора кода на сайте qrcoder.ru
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Создание QR-кода со ссылкой на сайт на http://qrcoder.ru/
Приложение 5
Внешний вид генератора от яндекс
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Внешний вид онлайн сервиса https://qrcod.ru
ПРИЛОЖЕНИЕ 7
Необходимые данные для создания QR-кода быстрой оплаты на сайте https://qrcod.ru
Приложение 8
Варианты сохранения кода в разных форматах
Приложение 9
Распознавание QR-кода на компьютере
ПРИЛОЖЕНИЕ 10
Небольшая часть созданных QR-кодов