二维条码标准：探寻应用之路

起步晚、没有任何技术积累；没有成规模的二维条码研究机构和企业；来自美国的PDF417码和日本的QR码已对我国市场进行了近十年的渗透；RFID技术得到更多重视和更广泛应用……这些都影响了我国的二维条码产业发展。2006年5月，具有我国自主知识产权的紧密矩阵码(CM码)/网格矩阵码(GM码)二维条码码制正式被信息产业部批准成为国家电子行业标准，从此，中国人依靠自己的创新能力，成功阻击了国外条码技术的长驱直入。

　　“舶来品”带来现实威胁

如今，在越来越多的杂志和报纸文章中，细心的读者在标题附近会看到一个方块形的类似于迷宫似的图案；拆开手机的后盖，在电池下面的电路板上，也会看到这样的图案，上面分布着密密麻麻的小黑点，这就是二维条码。

而我们非常熟悉的商品包装上的条形码是一维条码，它只是在一个方向(一般是水平方向)表达信息，仅能存储一个代号，使用时通过这个代号调取计算机网络中的数据。由于受信息容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而不是对物品的描述。在通用商品条码的应用系统中，对
商品信息，如生产日期、价格等的描述必须依赖数据库的支持。而二维条码则可以在水平和垂直方向的二维空间存储信息，作为一种全新的自动识别和信息载体技术，二维条码能将图像、声音、文字等信息进行整合，从而增加搭载的信息量，二维码的数据存储量是一维码的几十倍到几百倍，就像是一个便携式的数据库。

二维条码看似一项不太重要的技术，但由于其广泛应用于物流、国防、商业、金融、通信、教育、电子政务等许多领域，已日渐成为构成国家信息主权的一个重要因素。美国、日本等国家非常注重推动本国二维条码技术标准在全球范围的应用和推广，其技术标准的普及应用不仅为其带来了可观的经济效益，也为其收集并控制其他国家的关键数据提供了可能。

“国内的二维条码应用虽然没有能够达到与世界先进国家同步发展的水平，但也已渗透到我国国民经济的各个方面。”中国电子技术标准化研究所高级工程师高健告诉《中国电子报》记者，尽管这些应用都是在相对封闭领域内的独立应用，但可以从这些应用中看到我国二维条码应用发展的良好势头和巨大市场前景。

但是，良好的市场发展前景并没有真正掌握在我们手中，依赖外来技术、自主知识产权的缺乏仍然是巨大障碍。“由于我国的条码产业起步较晚，没有任何技术积累，也没有形成规模的二维条码研究机构和企业，因此，我国采取了引进国外技术和标准的策略。”中国电子技术标准化研究所副总工程师王立建在接受《中国电子报》记者采访时说。

例如美国的PDF417码、日本的QR码，都被我国标准研究院翻译过来作为我国的国家标准，但这些国际标准并不是免费的午餐。

据专家介绍，这些“舶来”的二维条码标准没有为汉字进行特别的设计优化，对汉字的编码效率较低。相关的识读设备核心技术几乎都掌握在国外厂商手中，在国内进行销售的大多是国外厂商的代理或组装产品，不仅生产成本高昂，严格的专利保护更导致了国内的二维条码识读设备价格昂贵，并在信息安全上存在着隐患。

王立建认为，在该技术领域完全靠引进国外技术和国外标准无疑有悖于我国信息产业发展的基本战略。“在涉及国家重大战略的技术领域内优先推动自主知识产权技术标准是国际惯例，是保护本国社会经济利益所必不可少的。”王立建说。

国际标准背后还隐藏着非常复杂的专利许可问题。2005年我国几个IT厂商因为使用DataMatrix标准受到专利侵权指控，应用国外条码带来的隐患已经由潜在风险上升为现实的威胁。

深圳矽感科技有限公司总裁助理吴小勤对《中国电子报》记者说：“由于持有这些标准相关技术专利的跨国公司尚未在中国提供便捷的专利授权服务，使用国外条码标准事实上处于未经授权的状态，一旦专利权利人发起侵权诉讼，将给整个产业带来重大经济损失。”

　　催生自主标准

1997年12月，中国物品编码中心正式颁布了由其负责编制的以国际自动识别制造商协会(AIMI)发布的《PDF417规范》为基础的国家标准《四一七条码》GB/T17172-1997，2000年12月又颁布了基于日本QRCode的国标GB/T18284—2000《快速响应矩阵码》。“这两个标准其实对产业发展是十分不利的，毕竟他们还是以国外标准为基础的”，高健表示出深深的担忧。总体上来讲，我国条码标准体系单薄，且缺乏具有自主知识产权的二维条码。

时不我待，拥有自主知识产权的条形码标准，成为我国条码产业发展的关键因素。鉴于此，国家“十五”重大课题专项《重要技术标准研究》中专门设立了“二维条码新码制开发与关键技术标准研究”课题，国内众多自动识别企业也将研发具有我国自主知识产权的二维条码标准作为首要目标。中国物品编码中心也认识到这些问题，在其“条码推进工程”中，重点提到了“研发适合我国国情的二维条码新码制，开发具有自主知识产权的条码识读设备，加速我国自动识别技术产业的发展”发展方针。信息产业部也将二维条码标准的研究与应用列为2006年工作要点。

在这些政策鼓励之下，“十五”期间，我国相继开发出了“矽感码”、“汉信码”、“紫光码”、“龙贝码”等一批二维条码系统，并已应用在了国防、检疫、电子商务等领域。

2006年5月25日，是我国条码产业发展史上最值得记住的一天。

这一天，信息产业部批准颁布了由武汉矽感科技有限公司研发的紧密矩阵码(简称CM码)和网格矩阵码(简称GM码)两项条码码制正式成为国家电子行业标准，这意味着，具有中国自主知识产权的二维条码终于有了出头之日。

“经过多年的努力，我们终于摆脱了美国、日本在二维条码技术上的垄断，中国人自行研制的二维条码已经通过鉴定并进入了应用阶段。”王立健欣慰地说。

他进一步告诉记者：“自主二维条码标准的确立，对信息产业的发展太有意义了。首先是对我国信息安全的保证。近两年，国外显著加强了对其标准如EPC编码标准、P
DF417和QR二维条码标准等在中国的推广力度。这些由国外政府机构支持的标准化组织或企业除了希望获得硬件设备的垄断外，最大的希望就是进入并掌控中国巨大的社会经济流通信息，以全球化和高科技的面目，达到对我国有价值信息的控制，从而获得最大的商业利益。只有自主知识产权二维条码核心技术和相应的中国标准为基础的信息系统才能将信息的‘根服务器’建立在中国，保证国家的信息安全。其次是避免专利陷阱。中国人有了自己的条码，保证了中国在条码产业发展中的利润空间，避免了国外标准和专利所构成的风险，也就避免了巨额专利标准费用的外流。”

六年磨一剑

面对6000多万元债务，4家银行、100多个债主上门追债，公司主要负责人带走核心团队，矽感科技在研发标准过程中一度面临窘境。在困境面前，从董事长到普通员工，每个人都抱着必胜的决心忘我地投入工作，坚持着矽感人的理想。

按照信息产业部信科函[2005]16号《关于下达2005年度第一批电子行业标准科研计划的通知》，计划项目号为S05027的二维条码编制标准由中国电子技术标准化研究所主办，全国信息技术标准化技术委员会(以下简称信标委)归口。

其实早在2000年4月，矽感科技就开始二维条码技术的研发工作。“当时我国自动识别产业刚有雏形”，吴小勤回忆起7年前的情形，公司领导那时就高瞻远瞩地看到二维条码技术的巨大前景。当时我国在这方面的研发实力非常薄弱，因此“公司的主要研发人员都是从美国回来的，他们首先从研究国外标准入手，开始了我国自主知识产权条码标准的研发之路”。

在深入透彻地分析了国外PDF417、QR、DataMatrix等二维条码的优缺点，以及它们在行业应用中大量用户反馈意见的基础上，矽感人不断尝试自有技术标准的研发。“要推出自主知识产权的标准，必须要有自己独特的创新之处，更重要的是还要有应用的可行性，太复杂也不行。”吴小勤说。在国外标准已经成熟，拥有专利封锁的情况下，矽感人奋起直追。

随着技术开发的深入和如“CS100/CS200刷卡条码识读器”、“TM-A1型平板式条码识读仪”等识读设备的推出，2002年11月，GM/CM标准项目开始立项，信标委委托中国电子技术标准化研究所起草标准规范，“我们组织了矽感等企业和专家完成并提交了《GM二维条码通用规范》和《CM二维条码通用规范》。”王立建说。

由于长期高强度的研发投入，进入2004年后，矽感遭遇到了前所未有的财政困难，吴小勤说：“公司的显示器业务在行业调整中受到很大影响，而在二维码标准项目上，已持续投入了几千万元，却尚未得到一点回报。”公司只好将在深圳分公司的办公楼用地卖掉一部分，也将公司的30多辆汽车转让给别人。

但是矽感人没有退缩，抱着对CM码和GM码的坚强信念始终如一地在研发上不断深入。回首那段艰难的岁月，吴小勤感触颇多：“最关键的是企业能否具有长远目光，未来有很多不确定性，要能够忍受住时间的煎熬。”

度过了寒冷的冬天后，矽感终于迎来了一个灿烂的春天。

2004年9月，是个收获的季节，由信息产业部科技司主持召开CM/GM二维条码技术及其识读设备科技成果鉴定会，包括海内外7大院士在内的行业有关专家集体进行审核鉴定。会上，信标委建议制定CM/GM二维条码技术及其识读设备的标准，加大CM/GM二维条码技术及其识读设备的市场推广力度，进一步拓展应用领域。

专家认为，CM码和GM码具有独特的技术优势。CM码超大容量在世界范围内是一枝独秀，同等面积比美国PDF417码大32倍，能轻松地将照片或大段的汉字信息存储在一个不大的码图内。通过分析齿孔定位信息和分段信息可快速完成二维条码图像的识别和处理，大大减少了硬件设备进行图像处理的资源需求，从而使设备成本大幅降低。GM码具有抗污损、抗畸变及360度大倾斜视角可解码性等优异性能，成为全球第一个码图中没有“死穴”的二维条码。

2005年1月，中国电子技术标准化研究所的有关人员对此两项标准进行了修改，完成该规范的征求意见稿。信标委发了信技字[2005]002号文组织有关专家对深圳矽感科技有限公司起草的《二维条码》的两个标准征求意见。

王立建说：“根据对回复的意见进行整理，标准的起草人员完成了此两项标准的送审稿。并于2005年3月初就发给信标委。”

2005年3月18日，信标委组织国家税务总局信息中心、中国药学会、全国产品与服务统一代码管理中心、北京公达集团、福建实达、广东京粤、深圳亿利达、中国工程院院士、深圳大学、国家药品编码办公室、辰兴资讯(深圳)有限公司和联合信源音视频技术(北京)有限公司的专家审查了这两项标准。与会代表一致通过该标准送审稿的审查。

按照标准批准的相关程序，该标准完成报批后于2005年8月下旬在信息产业部网上进行了标准
公示，2005年9月下旬公示完毕。

半年后，2006年1月，信息产业部牵头召开了“GM/CM二维条码标准研讨会”，包括烟草专卖、药监等几十个部委局的代表充分肯定了GM/CM二维条码技术的先进性和成熟性，表达了对二维条码应用需求的必要性和急迫切性。

2006年5月25日，经信息产业部批准，武汉矽感的紧密矩阵码(CM)、网格矩阵码(GM)两项二维条码码制正式成为国家电子行业标准，从此中国人依靠自己的创新能力，成功阻击了国外条码技术的长驱直入。填补了我国自主知识产权二维条码标准的空白。

至此，矽感人终于能够如释重负，数千万元的投入、6年来倾注的大量心血使我们开始摆脱美国和日本在二维条码技术上的垄断，在标准上拥有了话语权。“标准新颖、简捷的定位方式和演算结构是我们的专利所在，同时具有实际应用意义。”吴小勤的言语中透露出深深的自豪感。

曲折的应用之路

具有我国自主知识产权的二维条码标准推出后，使得我国的二维条码有了法定身份，但是要想把标准成功进行市场化运作，还要有一段更为艰辛的路要走。

首先是“用户的不理解”，吴小勤说。由于缺乏政策支持和舆论引导，市场短期内无法认识到创新的中国自主知识产权二维条码标准的优越性，用户在缺乏技术优劣和成本高低对比的情况下，盲目选择了国外的二维条码标准。美国PDF417和日本的QR码在我国市场已经进行了将近十年时间的渗透，二维条码市场已经被它们蚕食不少。有资料显示，近百家国家政府机关已经应用二维条码，在海尔物流管理，武钢生产管理，吉利、长安、上海大众等汽车销售管理中也使用了二维条码技术，而大多数单位并不知情是在使用国外的二维条码标准。吴小勤对记者说：“现在，推广应用自主知识产权的二维码标准往往受到来自社会的怀疑，甚至有些政府部门也很难理解。因此，加大宣传力度是当务之急。”

已经在二维码产业上投入巨大，但到目前为仍未取得经济效益的矽感科技始终坚定自己的信念，迎难而上，把应用的重点放在军队、政府管理部门、药监部门等闭合信息系统的自动识别领域中。吴小勤说：“以前我国军队在物流管理时因为安全问题不敢采用国外的二维码技术，现在就可以采用我们自己的技术了。”从市场的不认知到越来越多的用户接受了CM/GM码，矽感人做了大量细致耐心的宣讲工作，给用户详细介绍矽感码比国外条码的优越之处，“告诉他们使用国外标准的巨大隐患，而矽感码是中国人自己的技术，可以公开源代码，并且可以根据企业的具体情况量身定做包括硬件在内的整个信息系统”。

其次是RFID技术受到更加广泛的重视和应用，使二维条码的推广受到了一定的冲击。高健说：“从自动识别技术的发展上来看，是经历了一维条码、二维条码、RFID这样的发展过程，这3种技术都是为了采集大批量的数据信息。”二维条码介于一维条码与RFID技术之间，具备一维条码成本低、稳定可靠、简单易用等特点，而且数据容量非常大，并且包含了非常强大的信息纠错功能。“而在我国却走了一条弯路，从一维条码技术直接到RFID，然后回过头来才研发二维条码。不少企业在认识上存在误区，认为二者技术上差不多。其实RFID技术由于前后端设备和持续的维护成本比较高，在频率上还要占用一些公共资源，不适合在一般产品上进行大规模应用。”因此，高健认为，提高对二维条码技术的重视程度是扩大应用的关键。

另外，王立建也非常担忧地告诉记者，如果中国自主知识产权技术标准全面普及，势必会改变现有条码的使用管理格局，侵犯到一些政府职能管理部门的利益。因此，标准推广需要得到相关各部门的支持，携手共同发展具有自主知识产权的二维码标准，避免受制于国外专利。

依靠政府力量

由此看来，如果单纯依靠市场手段争夺国外标准已渗透的领域，其难度可想而知。

武汉矽感科技有限公司副总窦毅说：“在核心基础信息技术领域，采用本国自主知识产权技术标准是国际惯例。”例如欧美政府和军队等机构无一例外地使用了具有欧美背景的PDF417和DataMatrix二维条码技术。但即使有所谓免费的PDF417二维条码技术存在，日本仍然大力发展本国的QR二维条码，并取得巨大成功。同样，在新兴的RFID自动识别领域，日本为了抗衡美国EPC电子标签的侵略，更是由中央政府牵头，联合日本几乎所有大企业结成联盟推行自己的标准。

“我们也应该效仿西方发达国家的做法，政府、自动识别企业和终端用户齐心协力，站在国家利益的层面大力发展我国自主知识产权二维条码标准。”王立建说，“可以从以下几个方面入手：成立以国家行业主管部门和当地政府为领导，各省主管行业部门牵头的二维条码应用管理推广机构，从行政管理和市场两个方面大力推动依托于自主知识产权核心技术的二维条码应用；在涉及国家安全的领域，例如政府公文、税务发票和银行票据等领域优先使用国有技术；在涉及
重大经济利益的领域，例如流通领域商品标识、火车票和电子机票票据等领域优先使用国有技术；整理现有的手机二维条码产业链，打破现有手机二维条码增值服务只能使用日本QR码的行业壁垒。”

“在推广普及自主二维条码标准时，政府应该给予更多的支持。”吴小勤认为，CM码和GM码被确定为国家标准并得到普及，实际上受益最大的是政府。自主二维条码标准的推广，可以在物流、人员识别等方面带来革命性的变化，节省了大量的人力物力。吴小勤希望政府有关部门能给予企业更多的支持，包括在补贴、政策优惠等方面加大扶持力度，帮助企业宣传、推广自主二维条码标准。

对此，信息产业部确立湖北省作为二维条码的重点产业基地，依靠政府的力量推动国内二维条码产业的发展。

信息产业部科技司副司长韩俊在二维条码标准宣传贯彻会上，激切地呼吁各方振奋精神，增强信心，通过政府各部门之间的联合、企业之间的联手、部省之间的联动，尽快促使标准实现大规模应用。当然，如果要求企业或政府弃用国外的二维条码，必然导致前期设备投入的浪费，这也是政府相关部门绝不愿看到的。对此，韩俊做出了积极表态：“为把采用二维条码识读设备的企业投在设备上的损失减少到最低，我们准备向部长建议，动用发展基金予以补偿。”

我们已欣喜地看到，湖北省信息产业厅正联合其他部门，在钢铁、烟草以及食品药品等重要行业领域率先使用自主知识产权的二维条码，进行试点。

窦毅向记者介绍，在政府的大力支持下，他们的两个码制已成功应用在多个领域：CM码——湖北省全国计算机软件专业技术资格和水平考试准考证；武汉东湖开发区拆迁信息管理系统；第十届国际自动识别展(北京)参展证管理系统；TOEFL口语考试——TSE考试(北京)管理系统；深圳市两会(人大、政协)管理系统等。GM码——中国卫通零部件配件管理；沈阳烟草专卖局的烟草稽查管理系统；北京地税管理系统；AC米兰与上海申花友谊赛门票管理系统等。GMU码(GM码的手机应用版)——农业部肉牛追溯管理；高尔夫地图；深圳都市报；深圳地铁时代等。

一项具有中国自主知识产权的标准，如果没有政府的主导支持和国内企业的积极参与，很有可能又被湮没于无形。无论是从保证国家的信息安全、提高政府管理水平、避免国外专利壁垒考虑，还是从二维条码产业蕴藏的巨大商机来看，我们都没有什么理由不将CM/GM码标准在国内大力推广开来。

相关链接

全球二维条码技术标准

在国外，二维条码是一项非常成熟的技术。国外对二维条码技术的研究始于20世纪80年代末。在二维条码符号表示技术研究方面，已研制出多种码制，全球现有的一、二维条码多达250种以上，其中常见的有PDF417，QRCode，Code49，Code16K，CodeOne等20余种。二维条码技术标准在全球范围得到了应用和推广。

美国讯宝科技公司(Symbol)和日本电装公司(Denso)都是二维条码技术的领头羊。

QRCode码是由日本Denso公司于1994年9月研制的一种矩阵二维条码符号，它除具有一维条码及其他二维条码所具有的信息容量大、可靠性高、可表示汉字及图像多种文字信息、保密防伪性强等优点外，还可高效地表示汉字，相同内容，其尺寸小于相同密度的PDF417条码。目前市场上的大部分条码打印机都支持QRcode条码。

PDF417码是由美籍华人王寅敬(音)博士发明的。PDF是取英文PortableDataFile三个单词的首字母的缩写，意为“便携数据文件”。因为组成条码的每一符号字符都是由4个条和4个空构成，如果将组成条码的最窄条或统称为一个模块，则上述的4个条和4个空的总模块数一定为17，所以称417码或PDF417码。

DataMatrix主要用于电子行业小零件的标识，如Intel的奔腾处理器的背面就印制了这种码。

MaxiCode是由美国联合包裹服务(UPS)公司研制的，用于包裹的分拣和跟踪。

我国二维条码标准大事记

按照信息产业部信科函[2005]16号《关于下达2005年度第一批电子行业标准科研计划的通知》，计划项目号为S05027的二维条码编制标准由中国电子技术标准化研究所主办，全国信息技术标准化技术委员会归口管理。

2000年，信息产业部开始推动二维条码工作的产业化和标准化等工作。

2002年11月，该标准项目开始立项，全国信息技术标准化技术委员会(下简称信标委)委托深圳矽感科技有限公司起草《CM二维条码通用规范》和《GM二维条码通用规范》。

2004年9月，信息产业部主持了CM、GM二维条码技术及其识读设备科技成果鉴定会。会上全国信息技术标准化技术委员会建议制定CM、GM二维条码技术及其识读设备的标准，加大市场推广力度，进一步拓展应用领域。

2005年1月，中国电子技术标准化研究所的有关专家对此两项标准进行了修改，完成该规范的征求意见稿。信标委发了信技字[2005]002号文组织有关专家对深圳矽感科技有限公司起草的《二维条码》的两个标准征求意见。国家税务总局信息中心设备处、中国药学会、全国产品与服务统一代码管理中心、北京公达集团、福建实达、广东京粤、深圳亿利达、中国工程院、深圳大学、国家药品编码办公室、辰兴资讯(深圳)有限公司和联合信源音视频技术(北京)有限公司的有关专家回复了意见。根据对回复意见进行的整理，标准的起草人员完成了此两项标准的送审稿。并于2005年3月初发给有关人员。

2005年3月18日，信标委组织有关专家审查了这两项标准，与会代表一致通过该标准送审稿的审查。该标准报批完成后在信息产业部网上进行了标准公示，无任何单位提出意见。11月公布完毕。

2006年1月18日，信息产业部组织国家相关部委对二维条码标准、技术发展、产业规范和行业管理等相关问题进行了讨论，达成了一定的共识。

2006年5月25日，发布《二维条码网格矩阵码》SJ/T11349-2006和《二维条码紧密矩阵码》SJ/T11350-2006两项行业标准，此两项标准于2006年5月30日起实施。