Nghiên cứu Khoa học

Mã QR code

 1. Mã QR code là gì ?

QR Code là viết tắt của cụm từ Quick Response Code - Mã phản hồi nhanh hay còn có một tên gọi khác là Matrix-Barcode - Mã vạch ma trận, là dạng mã vạch hai chiều (2D) mà các máy đọc vạch mã hay điện thoại smartphone có ứng dụng chuyên biệt để quét mã vạch đều có thể đọc được.

Deson Wave (công ty con của Toyota) đã tạo ra mã QR lần đầu tiên vào năm 1994 với hình dạng là ô vuông mẫu bên trong bao gồm những điểm đen và những ô vuông trên nền trắng. QR code tiết kiệm thời gian hơn so với các mẫu vạch truyền thống nhờ sự giải mã với tốc độ cao. Đây vẫn là loại mã được sử dụng phổ biến tại Nhật Bản.

                         

                                  Hình 1: Mã vạch QR Code .

 

 2.  Đặc điểm của mã Qr code

Khi nhìn vào mã QR, người ta sẽ thấy nó rất bình thường và đôi khi là nhàm chán bởi quá nhiều ký tự mà không thể nào hiểu nổi. Tuy nhiên nó lại chứa rất nhiều thông tin quan trọng và được bảo mật rất tốt, do vậy nó được sử dụng rất nhiều trong việc kinh doanh sản xuất nhiều loại mặt hàng khác nhau.

Một mã QR có thể chứa đựng thông tin một địa chỉ web (URL); các thông tin liên hệ của cá nhân hoặc doanh nghiệp như sản phẩm, địa chỉ email, số điện thoại, địa chỉ nhà ở; tin nhắn SMS, định vị vị trí địa lý… Cũng tùy thuộc vào thiết bị đọc mã QR mà bạn dùng khi quét, nó sẽ dẫn bạn tới một trang web, gọi đến một số điện thoại, xem một tin nhắn…

Có thể nhập tối đa 7.089 chữ số hoặc 4.296 ký tự, bao gồm dấu câu và ký tự đặc biệt trong một mã. Ngoài các số và ký tự, từ và cụm từ cũng có thể được mã hóa. Khi có thêm dữ liệu được thêm vào mã QR, kích thước mã sẽ tăng lên và cấu trúc mã cũng trở nên phức tạp hơn.

Đối với từng loại dữ liệu thì được mã hóa cụ thể số lượng các kí tự như sau:

−        Số đơn thuần tối đa là 7.089 ký tự

−        Số và chữ cái tối đa là 4.296 ký tự

−        Số nhị phân (8 bit) tối đa là 2.953 byte

−        Kanji/Kana tối đa là 1.817 ký tự

 3. Cấu trúc và cách hoạt động của mã Qr code

Khi vừa nhìn vào, nhiều người sẽ nghĩ QR code là một hình vẽ được sắp xếp phức tạp không thể đọc hiểu được, tuy nhiên, QR code được cấu trúc dựa trên những nguyên tắc cơ bản được định sẵn.

                             Hình 2: Cấu trúc của mã vạch QR code.

• Hoa văn định vị (Finder pattern): Các hoa văn định vị nằm ở 3 góc của mã QR. Mục đích của chúng là biểu thị hướng cho mã, giúp camera có thể xác định được phạm vi mã cũng như đọc thông tin ngay trong trường hợp mã bị biến dạng.
• Thông tin định dạng (Format Information): Các mẫu định dạng có chức năng sửa lỗi, quyết định mức độ sửa lỗi của mã QR. Để giúp cho việc cân bằng giữa các ô đen và trắng trên mã, chức năng Mask được thiết lập. Dựa vào 8 loại nguyên tắc, các thông tin lưu trên mã QR vẫn đảm bảo sự toàn vẹn cũng như màu sắc của các ô đen trắng để bảo đảm sự cân bằng.

o   Ngoại trừ vùng thông tin định dạng và hoa văn định vị, các vùng khác của mã QR có thể tự thiết kế được.

• Vùng dữ liệu (Data): Chứa những dữ liệu thực tế.
• Mô-đun (Module): Các ô đen mã QR chứa các đoạn mã nhị phân và mang giá trị là 1, các ô trắng có giá trị là 0. Tập hợp các ô chính là các thông tin lưu trữ vào mã QR.
• Ký hiệu căn chỉnh (Alignment pattern): Giúp định hướng mã QR, có thể giải mã từ mọi góc độ. Ngay cả khi mã đang ngược hoặc ở một góc khác, máy vẫn có thể đọc được mã một cách dễ dàng.
• Mẫu thời gian (Timing pattern): Khi sử dụng mẫu này, máy quét có thể biết được độ lớn của ma trận dữ liệu.
• Thông tin phiên bản (Version pattern): Chỉ định phiên bản của mã QR, được xác định bởi số lượng mô-đun. Hiện tại, có tất cả 40 phiên bản từ 1 đến 40. Phiên bản 1 gồm 21 mô-đun, mỗi phiên bản tiếp theo sẽ tăng thêm 4 mô-đun cho đến khi đạt đến phiên bản 40 với tổng số 177 mô-đun. Càng nhiều mô-đun bên trong mã QR, nó sẽ có nhiều dung lượng lưu trữ hơn.

o   Đối với mục đích tiếp thị, thường dũng mã QR với phiên bản từ 1 đến 7.

• Vùng yên tĩnh (Quiet zone): Đây là không gian trống xung quanh mã, cho phép bộ đọc mã phân biệt mã QR với môi trường xung quanh.

 4. Ưu điểm của mã QR Code

−        Có thể lưu được lượng lớn thông tin

QR code có khả năng lưu trữ lượng lớn thông tin so với mã vạch truyền thống. Với version 40, phiên bản của QR code (tháng 4/2020), khả năng sửa chữa lỗi mức L, một QR code có thể lưu trữ tối đa 1817 ký tự kanji/kana (2 loại ký tự tiếng Nhật), 4296 ký tự tiếng Anh hoặc 7098 chữ số.

Khi sử dụng mã vạch truyền thống, do lượng thông tin có thể lưu trữ được bị giới hạn, ta phải đặt mã quốc gia, mã sản phẩm, mã nhà cung cấp, rồi dựa vào các số hiệu đọc được từ mã vạch, đối chiếu với cơ sở dữ liệu để biết thông tin sản phẩm. Với QR code, ta hoàn toàn có thể lưu trữ nhiều thông tin như tên sản phẩm, ngày sản xuất, hạn sử dụng mà không còn bị giới hạn với việc chỉ lưu các số hiệu đơn thuần nữa.

Hơn thế, QR code có thể được sử dụng để lưu link trang web, app nên nó còn được dùng để hiển thị liên kết trên internet.

−        Có thể được đọc một cách nhanh chóng ở nhiều góc độ khác nhau

Một ưu điểm khác của QR code là nó có thể được đọc với tốc độ rất nhanh. QR code được cấu tạo gồm 1 hình vuông, 3 trong 4 góc của hình vuông được đặt ký hiệu ngăn cách, nhờ thế phạm vi của QR code có thể được nhận biết rõ ràng và được đọc với tốc độ nhanh chóng ở bất cứ góc độ nào, nhờ đó chúng ta sẽ không phải đối diện với tình cảnh phải không ngừng thay đổi góc độ của camera điện thoại mà mãi vẫn không đọc được mã nữa!

−        Ngay cả khi QR code bị bẩn hay hỏng, ta vẫn có thể khôi phục thông tin chứa trong nó

QR code có khả năng ứng phó với trường hợp bị bẩn hay rách. Ngay cả khi một bộ phận code bị mất đi nữa, bản thân QR code có khả năng sửa chữa lỗi, khôi phục data mà nó chứa.

Khả năng sửa chữa lỗi của QR code được chia làm 4 mức độ: L, M, Q, H. Mức độ sửa chữa lỗi càng cao thì khả năng kháng lại lỗi rách, hỏng của QR code càng cao. Trong các trường hợp thông thường, QR code với mức độ sửa chữa lỗi M được sử dụng. Trong các môi trường QR code dễ bị bẩn, rách như công xưởng, công trường, code level Q hoặc H được sử dụng.

 

Các tin khác

• Năng lượng tái tạo là chìa khóa để chiến thắng về AI
• Thiết kế gậy chỉ đường thông minh dành cho người mù
• Ứng dụng kỹ thuật Watermarking trong hệ thống giám sát giao thông
• Thiết kế trò chơi game Ping - Pong dùng FPGA
• Công nghệ Truyền Dẫn Hiện Đại Trong Điều Kiện Thảm Họa