引 言

隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各種物聯(lián)網(wǎng)標簽慢慢進入人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ鞯母鱾€方面，方便了人們的生活和工作。2009 年，MIT 研究人員研制出了Bokode 標簽，該標簽具有光學特性，當一個標準相機定位在四米外時，能夠解碼并識別此標簽。2013年，南京郵電大學一研究生，對Bokode 做了自動反射的改進，設(shè)計并制作了集成化微光學標簽系統(tǒng)，其發(fā)射端采用集成化方式，用手機相機作為接收端，成本較低。二維碼技術(shù)具有非接觸、遠程識別等特點，能夠很好地應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的動態(tài)識別中。

1 遠程二維碼

1.1 什么是二維碼

二維碼最早產(chǎn)生于日本，是在平面一定尺寸的矩形空間內(nèi)分布具有一定規(guī)律的黑白像素點，通過像素點的位置分布來記錄信息。二維碼的黑白像素點與計算機內(nèi)部的 0 、 1 二進制相對應(yīng)，通過不同的空間分布描述信息[1]。

1.2 二維碼的優(yōu)缺點

二維碼的最大優(yōu)點是能表示多種多樣的信息，把多種信息編碼存在二維碼中。此外，二維碼還具有容錯糾錯、誤碼率低、支持加密算法、成本低等特點。但二維碼作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域里的一項重要技術(shù)，在現(xiàn)階段的使用方式還比較單一。并且二維碼技術(shù)幾乎沒有在公共生活服務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用，在有些很有發(fā)展的前景領(lǐng)域應(yīng)用空白。二維條碼和一維條碼都有體積大、信息容量低等缺點。本文提出一種基于二維碼的遠程識別方式，該方式可以擴展二維碼的應(yīng)用領(lǐng)域，使人們的生活更加便捷。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)的動態(tài)應(yīng)用- 遠程二維碼的實現(xiàn)

物聯(lián)網(wǎng)由MIT 的Kevin Ash-ton 教授在1999 年首次提出， 人們利用射頻自動識別（RFID）技術(shù)通過非接觸的方式識別物體。RFID具有識別快速的優(yōu)點，但其保密性不強，易受電磁干擾。2009年，MIT研究人員研制出了Bokode（基于相機的遠距離交互的細微視覺標簽）標簽。該光學標簽兼顧了二維條碼和RFID兩者的優(yōu)點，直徑更可以縮減到3mm，在角度仿真的魯棒性 測試中，Bokode明顯比AR標簽穩(wěn)定。后來南京郵電大學的碩士設(shè)計并制作了集成化微光學標簽系統(tǒng)，通過光學分析，采用靜態(tài)鑄塑法制作透鏡陣列，采用精度為40m的光繪機制作模塊數(shù)為2525的微型二維碼，然后將透鏡陣列和二維碼陣列對準粘貼，并用激光切割機切割得到單個的集成化光學標簽，具體如圖1所示?；谥Z基亞N8 手機相機設(shè)計的光學標簽在821mm范圍內(nèi)能夠被正確接受和解碼[2]。雖然Bokode原型比RFID標簽昂貴，一枚5美元， 但量產(chǎn)價格可降低至0.05美元。

遠程二維碼相當于把二維碼做成一個自動反射的鏡子， 可以通過特殊頻率的光波完成信息在閱讀器之間的相互傳遞。我們把二維碼標簽設(shè)置于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)表面，可用于記錄物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的地址，然后遠程控制終端，通過讀取二維碼標簽， 利用LoRa 或 NB-IoT 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)建立無線通信連接， 將設(shè)備信息向用戶顯示，并根據(jù)用戶操作產(chǎn)生遠程控制指令。

1.4 認證

認證分為雙向認證和單向認證。雙向認證主要應(yīng)用雙向認證協(xié)議讓彼此互相認證身份并交換信息。即雙方既是發(fā)送者，又是接收者，在一些交互性強的設(shè)備中，遠程二維碼的應(yīng)用能發(fā)揮其動態(tài)的功能特點。在單項認證中，信息能夠加密， 并且由終端處理設(shè)備來解密，接收者需要確保信息來自發(fā)送者 [3] 。

2 遠程二維碼的應(yīng)用

2.1 車聯(lián)網(wǎng)通信

隨著社會不斷發(fā)展，城市機動車輛大量增加，動態(tài)識別模型已經(jīng)成為車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的研究熱點。在多車多節(jié)點物聯(lián)網(wǎng)標簽通信中，因多車輛同時運動，故車輛中途遇阻隨機性強， 車輛節(jié)點動態(tài)距離變化大。傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)框架下的標簽通信中， 需要建立固定的距離模型，計算多節(jié)點多車通信中的多普勒頻移，根據(jù)獲取的結(jié)果減少多普勒頻移干擾 [4]。采用遠程二維碼后，通過攝像機實時監(jiān)測距離信息，一些公共服務(wù)設(shè)施如停車場，還可以讀取車輛信息，簡化認證流程。并通過無線通訊設(shè)備等將停車場位置、泊位數(shù)量等信息提供給駕駛?cè)耍?同時以基于Android 系統(tǒng)的外部停車場導航系統(tǒng)對駕駛?cè)诉M行引導，以最有效的方式幫助駕駛?cè)苏业胶线m的停車場。而停車場電子收費功能由用戶智能手機、掃描槍和服務(wù)器設(shè)備共同實現(xiàn)，為用戶提供一種電子支付手段。用戶采用這種手段付費簡單方便，同時也減輕了停車場管理人員的負擔。

2.2 數(shù)字化醫(yī)院

基于二維碼的物聯(lián)網(wǎng)移動醫(yī)療是目前多數(shù)醫(yī)院采用的智能管理系統(tǒng) [5]。病人采用二維碼腕帶作為身份識別載體，藥物外貼條碼作為識別和核對載體，通過PDA 手持終端實現(xiàn)護士的移動護理，主要涵蓋條碼核對、醫(yī)囑執(zhí)行、床旁體征采集、護理文書錄入等功能。而二維碼的遠程識別能夠大大減輕醫(yī)務(wù)工作者的負擔，簡化查看病人的流程，從而實現(xiàn)真正的醫(yī)療數(shù)字化。

2.3 基于遠程二維碼技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（IoT）構(gòu)造網(wǎng)格坐標數(shù)碼地圖，完成監(jiān)控地理信息中的經(jīng)緯度坐標向平面直角坐標的轉(zhuǎn)換。然后利用網(wǎng)格索引技術(shù)對地圖進行網(wǎng)格劃分，建立存儲地理信息的六元組數(shù)學模型 [6]。利用遠程二維碼技術(shù)來存放物體的地理位置信息，監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器和客戶端之間以二維碼進行的數(shù)據(jù)傳輸，使管理員通過目前存在的核心網(wǎng)絡(luò) Internet、移動網(wǎng)絡(luò)查看監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，還可以借助二維碼設(shè)置監(jiān)控設(shè)備，從而真正實現(xiàn)無人值守管理，實現(xiàn)地理信息查找的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，以及城市管理的便捷化、高效化。

2.4 遠程二維碼在服裝行業(yè)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的興起為服裝行業(yè)帶來了新的機遇，服裝二維碼將在業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用[7]。服裝特賣場的現(xiàn)場管理最容易出現(xiàn)的問題就是衣物擺放位置混亂、衣物容易被盜或丟失，這都是由無法實時追蹤衣物的存放位置造成的。遠程二維碼的引入會使得特賣現(xiàn)場管理更有序，同時還可以減少人力和物品丟失，

節(jié)約成本 [8]。另外由于遠程二維碼標簽很小，服裝攜帶二維碼不會很顯眼，便于其他人隨時掃描，避免了需要開口索取聯(lián)系方式的尷尬和麻煩[9]。

2.5 泛在物聯(lián)網(wǎng)

泛在身份識別（UbiquitousIdentification，UID），簡單地說，是無處不在的網(wǎng)絡(luò)使物體能夠在任何時間、地點連接起來， 進行信息交流的網(wǎng)絡(luò)。UID技術(shù)體系由泛在識別碼（Ucode）、泛在通信器（UC）、泛在識別碼解析服務(wù)器（URS）和信息系統(tǒng)服務(wù)器組成。遠程二維碼也是泛在識別碼的一種。當前賦予物品 號碼的工作，已經(jīng)以流通等領(lǐng)域為中心形成了各種體系。例如對擺放在書店里的每一本小說，或者對酒店里的每一瓶紅酒，均可以賦予不同的 Ucode。當這些物品到達某個地方后， 標簽信息就會被自動讀入系統(tǒng)，并融入 UID中心 ，供顧客和企業(yè)查詢[10]。

3 結(jié) 語

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，再加上與電子商務(wù)的結(jié)合， 二維碼當下很受歡迎。炒得火熱的讀取將線上用戶引流給線下的商家， 騰訊的馬化騰稱 二維碼是線上線下的一個關(guān)鍵入口 ，尤其是它與手機的結(jié)合，發(fā)展前景更是巨大。目前并不僅僅局限于黑白碼，彩色二維碼也應(yīng)運而生，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)物聯(lián)的遠程二維碼則是二維碼的下一個峰口。隨著國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，相信更多的二維碼技術(shù)應(yīng)用解決方案也會被相繼開發(fā)并應(yīng)用到各行各業(yè)的日常經(jīng)營生活中來。屆時，二維碼成為移動互聯(lián)網(wǎng)入口將真正成為現(xiàn)實。