CN111753943A - 一种qr码结构链接的优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种优化QR码符号结构链接的方法，该方法是通过将结构链接中的全部QR码符号用标头来指示；其中，标头至少包括：优化结构链接模式指示符和优化链接标识；其中，优化结构链接模式指示符用于指示所述QR码符号采用优化结构链接的方式，优化链接标识采用生成该QR码符号的设备的设备号和所述设备生成的所述结构链接的顺序号来标识所述优化结构链接。该方法能够提供一种可将更多的QR码符号进行结构链接、结构链接标识不会出现碰撞、自动剔除来自其他组结构链接QR码符号干扰的优化QR码符号结构链接。

Description

一种QR码结构链接的优化方法

技术领域

本发明涉及QR码技术，特别是涉及一种QR码结构链接的优化方法。

背景技术

二维码中的快速响应矩阵码(QR码)是一种常用的信息存储、传递和识别技术，得到广泛的应用，其具备如下特点：1)信息容量大；2)编码范围广；3)容错、纠错能力强；4)译码可靠；5)可引入加密措施；6)成本低，易制作，持久耐用；7)二维码符号形状、尺寸大小可变；8)识读设备容易获得；9)信息传递速度快，传递设备之间不需要握手(比如WIFI、蓝牙，需要握手过程，不适合快速传递信息使用)等。

按照QR码目前执行的标准(例如中国标准GB/T18284-2000，国际标准ISO/IEC18004:2000)，以信息容量最大的V40-L来说，可存储、传递的实际信息容量为2953Bytes。理论上，一个一定面积的QR码，其存储的信息量可以非常大；但由于受显示设备、打印设备、识别设备及二维码载体的分辨率所限，以及携带、保存、识别方便等原因，一个QR码携带的有效信息容量受到限制，手机上使用的QR码基本是在1KB的量级。实际应用中时常遇到QR码信息容量不足的问题。

为了提高二维码的信息容量，现有的解决方案主要有QR码结构链接模式、宏PDF417码和三维码等方案。

其中，宏PDF417码相当于是条形码的超长堆叠(理论上支持9999个条形码的堆叠)。因此，如果存储的信息量较大时，需要较多的条形码堆叠在一起，形成较长的二维码，二维码的载体必须很长，给二维码的打印或显示、携带、识别都带来很大困难。

三维码的主要特点在于利用同一个点阵模块的色彩或灰度表示不同的数据并进行编码，以此提高数据的密度。而由于色彩和灰度的打印、显示、识别受设备的能力所限，并且色彩还容易因视角不同而变化，造成其识别能力下降。更因为对点阵非黑即白的简单阈值判断进行识别，改为复杂的色彩或灰度等级的识别，严重降低信息存储与识别的能力。实际当中，鲜有使用。

实际上，解决二维码信息容量的问题，最常用的是QR码结构链接模式。现行QR码标准中(GB/T18284-2000，ISO/IEC18004:2006，JISX0510:2004)，比如国际标准ISO/IEC18004:2006标准中提供了结构附加模式，该模式提供了可将最多16个QR码符号进行链接；中国标准GB/T18284-2000标准中提供了结构链接模式，该模式提供将最多16个QR码符号进行链接；然而，这些标准中的结构链接(或结构附加)模式仍然存在两个不足：一是只用一个字节(1Byte)表示同一组结构链接QR码符号的标识，由于该标识位数太短(只用一个字节，只有8bit)，不同组别结构链接的标识容易产生重复，发生结构链接标识碰撞，导致结构链接标识不具有唯一性、不能唯一标识一组结构链接；二是链接长度最多只能支持16个QR码符号的链接，如果超过16个QR码符号就不能表示，导致信息容量的扩展仍然有限。

因此，有必要对现行QR码标准的结构链接模式进行优化，以提供一种能存储更大的信息容量(一组结构链接可以超过16个QR码符号)、不会出现结构链接标识碰撞(保证每组QR码结构链接标识的唯一性)、能够自动剔除非本组结构链接符号干扰的QR码结构链接模式的优化方法。

发明内容

针对上述技术问题，需要提供一种将更多的QR码符号进行结构链接(超过16个QR码符号)、结构链接标识不会出现碰撞、自动剔除来自其他组QR码结构链接符号的干扰并输出有效信息内容的优化的QR码结构链接模式。本发明具体提供了一种QR码结构链接的优化方法，所述结构链接中的全部QR码符号用标头来指示；其中，所述标头至少包括：优化结构链接模式指示符和优化链接标识；其中，所述优化结构链接模式指示符用于指示所述QR码符号采用优化结构链接的模式；所述优化链接标识采用生成该QR码符号的设备的设备号和所述设备生成的所述结构链接的顺序号来标识所述优化结构链接。

作为发明的进一步改进，所述设备号是所述设备的物理地址或所述设备的设备编号。

作为发明的进一步改进，所述设备的所述物理地址是所述设备的实际物理地址或相对物理地址；所述设备的所述设备编号是自主编号或描述所述设备的设备固有编号。

作为发明的进一步改进，所述顺序号为所述设备历次生成所述结构链接的时间顺序。

作为发明的进一步改进，所述顺序号为所述设备历次生成所述结构链接的绝对顺序号。

作为发明的进一步改进，所述标头还包括：终结指示位、链接位置号、字符计数指示符或它们的组合；其中，所述终结指示位指示某一组所述结构链接中的最后一个QR码符号；所述链接位置号指示QR码符号在某一组所述优化结构链接中所处的位置；所述字符计数指示符指示所述某一组结构链接中的所述QR码符号存储的有效数据长度。

作为发明的进一步改进，所述设备号为所述设备的MAC地址。

作为发明的进一步改进，如果所述设备没有MAC地址，则寻找与其相连的最近设备的MAC地址作为所述优化链接标识的所述设备号。

作为发明的进一步改进，所述标头还包括填充位，所述填充位将所述标头补齐为字节的整数倍。为了提高QR码符号的存储效率，并且符合QR码技术的使用习惯，所述标头的编码长度必须是一个字节的整数倍。当标头的位数不足以刚好填满整数个字节时，不足的位数以填充位填充，填充位可以是任何的二进制数值，填充位的位数是用于补齐所述标头的编码长度，确保标头的编码长度是一个字节的整数倍，以符合QR码编码、识别的习惯。

通过上述对QR码结构链接的标头进行新的定义，使得本发明可以达到以下有益效果：1)能够提供超过16个QR码符号的优化结构链接(允许把待传输数据以超过16个QR码符号在逻辑上连续地表示，突破传输数据大小受到的限制)；2)各组优化结构链接的标识完全不重复(避免受到非本组优化结构链接QR码符号的干扰)。

附图说明

图1是本发明QR码结构链接优化方法步骤示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

对本发明一种QR码结构链接优化的方法进行详细的说明。为了保证优化结构链接模式的通用性、普适性、不出差错，设置优化链接标识的要求是：必须能够保证全球所有的QR码符号生成设备所生成的任意一组QR码优化结构链接，都能有一个唯一的优化链接标识将其唯一地进行标识，而不至于出现不同组的优化结构链接会有同样的优化链接标识(也就是所谓的优化链接标识产生碰撞)的情况，从而导致不同组别的优化结构链接彼此混同以致不能区分。为了满足这一要求，本发明对QR码标准中标头的链接标识设置进行了优化，以QR码符号生成设备的设备号以及优化结构链接生成的顺序作为优化链接标识，保证了链接标识不会出现碰撞。

实施例1

具体的，本发明提供了一种QR码结构链接的优化方法，所述结构链接中的全部QR码符号用标头来指示；如下表1所示，其中，所述标头至少包括：优化结构链接模式指示符和优化链接标识；其中，所述优化结构链接模式指示符用于指示所述QR码符号采用优化结构链接的方式；所述优化链接标识采用该QR码符号生成设备的设备号和所述优化结构链接的顺序号对所述优化结构链接进行标识。

其中，所述设备号可以是所述设备的物理地址或所述设备的设备编号；所述物理地址是所述设备的实际物理地址或相对物理地址；所述设备编号是设备的自主编号或所述设备的设备固有编号；所述优化结构链接的顺序号是该组结构链接在所述设备历次生成的各组结构链接中所处的顺序号或所述优化结构链接生成的时刻；所述的时刻，也可以用一个时间单位再加该时间单位内的顺序号表示(该顺序号表示所述优化结构链接，在所述QR码设备于该时间单位内生成的若干个优化结构链接中所处的排列序号)。

另外，为了提高QR码符号的存储效率，并且符合QR码技术的使用习惯，所述标头的编码长度必须是一个字节的整数倍。当标头的位数不足以刚好填满整数字节时，不足的位数以填充位填充，填充位可以是任何的二进制数值，填充位的位数是用于补齐所述标头的编码长度，确保标头的编码长度是一个字节的整数倍，以符合QR码编码、识别的习惯。

表1优化结构链接模式的标头之一

本实施例通过对现行QR码结构链接的标准进行优化，实现以QR码方式存储、传递大容量信息。为了与现有标准(GB/T18284-2000，ISO/IEC18004:2006，JISX-0510:2004)保持兼容，所述组成标头的两部分之一“优化结构链接模式指示符”，可以是以下六个二进制数“0110、1010、1011、1100、1110、1111”之任何一个。本实施例指定“1110”为优化结构链接模式指示符。进行结构优化之后，模式指示符集合的变化如下表2所示：

表2增加优化结构链接模式的指示符表

所述设备号可以是该设备的物理地址或该设备的设备编号。所述物理地址可以是该设备的绝对物理地址或相对物理地址；所述设备编号可以是设备持有人的自主编号或设备生成厂家的生产编号及生产顺序号(比如MAC地址即是生产厂家编制的生产编号)。本实施例的设备号采用QR码生成设备的MAC地址表示(MAC地址的编码长度6Byte)，这样可以保证设备号不会重复且设备号的编码比较短，MAC地址可以从设备参数直接获取。所述物理位置包括但不限于该设备所处的三维坐位位置或该设备的GPS定位位置或该设备的北斗定位位置或该设备的邮政标准地址或该设备的国家标准地址等等各种方式。

所述优化结构链接的顺序号是该组结构链接在所述设备历次生成的各组结构链接中所处的顺序号或所述优化结构链接生成的时刻；所述的时刻，也可以用一个时间单位再加该时间单位内的顺序号表示(该顺序号表示所述优化结构链接，在所述QR码生成设备于该时间单位内生成的若干组优化结构链接中所处的排列序号)。本实施例中，所述优化结构链接的顺序号，采用该组结构链接生成时刻的UNIX时间表示，UNIX时间(单位为秒)的编码长度为4Byte。UNIX时间可以从设备的时钟读取，或从网络时间源获取。

对组成标头的方式，举出如下四种方式：

方式一：

QR码生成设备的设备号编码采用组织编码方式，如设备号为：08659101XXXXXXxxxxx；其中最前面三位十进制表示国家代码(因为全球总共只有233个国家和地区，二进制只要用9bit就可以完全表示)；紧跟着的三位十进制表示城市代码，二进制占9bit长度，最多可以表示512个地级城市(跳过省一级的代码，直接到地级市的代码，全国地级行政区仅334个)；再两位十进制表示区县代码，二进制占5bit长度，最多可以表示32个区县；再六位十进制表示设备所属机构代码，二进制占19bit长度，最多可以表示524288个机构或组织；设备号编码的最后五位十进制数表示该机构或组织此类设备的顺序号，二进制占15bit长度，最多可以表示32768台设备。

如上，所述设备号编码用19位十进制数字表示，二进制则用57bit的二进制数字表示。

该设备所生成的多组优化结构链接，每组链接都以该组链接生成时的先后顺序表示，所述顺序号编码为：直接用43bit的二进制数表示，可表示的最大十进制数为8,7960,9302,2208，可以表示超过8万亿组优化链接。

如上所述，一组优化结构链接的标识，由QR码生成设备的设备号和该组链接生成的顺序号组成；设备号编码长度57bit，顺序号编码长度43bit，因此结构链接标识的编码长度共100bit。优化链接模式指示符“1110”，编码长度4bit，因此优化结构链接标头编码长度为104bit，正好13个字节，不需要填充位。

此方式，优化结构链接标头编码长度A＝13Byte。

方式二：

所述QR码符号生成设备的设备号也可以是所述设备的物理地址，比如以所述设备的相对物理地址标识QR码符号生成设备，共35位简体汉字(全角符号)，占70Byte长度；样例：“中国福建福州软件园G区1号楼21层东3#机架20机位7#QR码生成器”。

该设备历次所生成的多组优化结构链接，各组链接的顺序号编码直接用36bit的二进制数表示，可表示超过680亿组结构链接。

如上所述的优化链接标识，由设备的物理地址和名称及结构链接生成的先后顺序组成，长度共596bit(70*8+36)。优化链接模式指示符“1110”，编码长度4bit，因此优化结构链接标头编码长度为600bit，正好75个字节，不需要填充位。

此方式，优化结构链接标头编码长度A＝75Byte。

方式三：

所述QR码生成设备的设备号还可以是设备持有人的自主编号。优化链接标识由QR码符号生成设备的设备号和顺序号组成。设备号编码共35位简体汉字(全角符号)，占70Byte长度；样例：“福建水木近春科技有限公司第320号QR码生成器”。

该设备历次所生成的多组优化结构链接，各组链接的顺序号编码直接用36bit的二进制数表示，可表示超过680亿组结构链接。

如上所述的优化链接标识，由设备的物理地址和名称及结构链接生成的先后顺序组成，长度共596bit(70*8+36)。优化链接模式指示符“1110”，编码长度4bit，因此优化结构链接标头编码长度为600bit，正好75个字节，不需要填充位。

此方式，优化结构链接标头编码长度A＝75Byte。

方式四：

所述QR码生成设备的设备号以设备的MAC地址表示，这样可以保证设备号不重复，且设备号的编码比较短、存储效率高(MAC地址的编码长度6Byte)，MAC地址可以从设备参数直接获取。

该设备所生成的多组优化结构链接，每组链接的顺序号都以该组链接生成时的UNIX时间表示，UNIX时间(单位为秒)的编码长度为4Byte。UNIX时间可以从设备的时钟读取，或从网络时间源获取。

如上所述，一组优化结构链接的标识，由QR码生成设备的设备号和该组链接生成的顺序号组成；设备号编码长度6Byte(48bit)，顺序号编码长度4Byte(32bit)，因此结构链接标识的编码长度共10Byte(80bit)。优化链接模式指示符“1110”，编码长度4bit，因此优化结构链接标头编码长度为84bit，这个长度不是字节的整数倍，需要填充4bit的填充位，将优化结构链接标头编码长度扩充为88bit，正好11个字节，从而满足整数字节长度习惯。

此方式，优化结构链接标头编码长度A＝11Byte。

以上列举了组成标头结构的四种方式。

本实施例按照方式四的结构(并且假定QR码生成设备的生产速度为，每秒最多生成一组QR码优化结构链接)，给出归属于优化结构链接模式的具体一组QR码符号的生成过程。本实施例生成的优化结构链接，具有如下特点：支持任意多个QR码符号组成结构链接(不受16个QR码符号的限制)、不同组别结构链接的标识不会出现碰撞。具体的标头结构如下表3所示：

表3优化结构链接模式标头(实施例1)

将结构链接的标头按表3所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。具体流程步骤如下所述：

第一步骤：信息预处理

T01：信息转换

T02：选择QR码版本和纠错等级

第二步骤：设备初始化

T03：获取设备参数

第三步骤：标识生成

T04：组装优化结构链接标识

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

T07：循环填充数组元素

(至此，优化结构链接标头与N个数据切片的内容已经一一对应组合，并全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成模块

第七步骤：存储与展示模块

QR码结构链接优化方法的具体步骤如下所述：

第一步骤：信息预处理

T01：信息转换

将需要传递的信息(按QR码编码要求)转化为字节流S，S的大小为F(Byte)。T02：选择QR码版本和纠错等级

根据QR码载体、打印设备、显示设备、识别设备的性能，选择一个较佳的QR码版本和纠错等级，根据标准查出对应的QR码数据容量C(Byte)。

第二步骤：设备初始化

T03：获取设备参数

读QR码生成设备参数，获取设备的MAC地址，做为设备编号(长度6Byte)；读设备时钟(或从网络获取时间)，获取当前系统时间(UNIX时间，精确到秒，长度4Byte)，做为顺序号。

第三步骤：标识生成

T04：组装优化结构链接标识

将设备初始化模块获取的设备编号、顺序号从高位到低位排列，组成所述优化结构链接标识，长度为D(D＝10Byte)。

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、填充位(长度4bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A(A＝11Byte)。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入优化结构链接标头，长度为A；然后填入字节流分割模块生成的第Y个数据切片的内容，长度为C-A；

T072：Y值加1；

T073：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此，优化结构链接标头与N个数据切片的内容已经一一对应组合，并全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成

T08：生成同属一组优化结构链接的QR码符号

将数组中每个元素的数据，按预先选择的QR码版本和纠错等级，依次生成N个QR码符号。

第七步骤：存储与展示

T09：存储或打印同属一组优化结构链接的QR码符号将T08生成的QR码图形符号进行存储或打印输出。

T10：展示QR码符号

展示同属一组优化结构链接的QR码图形符号，供识别设备读取。

实施例2

为了优化结构链接更方便好用，所述标头还包括：终结指示位；所述终结指示位用于指示某一QR码符号是否为所述优化结构链接中的最后一个QR码符号，该位为“0”指示该QR码符号并非所述优化链接中的最后一个QR码符号，该位为“1”则指示该QR码符号为所述优化链接中的最后一个QR码符号；

一、读一个优化链接时，可以根据QR码符号的终结指示位判断本次优化结构链接的读取是否已经完成，是否需要继续读取下一个QR码符号；

二、在实施例一中，假定QR码生成设备的生产速度为“每秒钟最多生成一组QR码优化结构链接”，在实施例二中，假定QR码生成设备的生产速度为“每秒钟最多可以生成256组QR码优化结构链接”，这样，该设备生成该组优化结构链接的顺序号如果仍然以该组结构链接生成时刻的UNIX时间(精确到秒)表示，则在同一秒内生成的不同组别的结构链接的顺序号将会出现重复，为解决这一问题，在UNIX时间(精确到秒)之后，再增加一个8bit的二进制数，用于表示在同一秒的UNIX时间范围内，该设备生成的不同组别的结构链接的先后顺序，这个8bit的二进制数称为“秒内排列序号”。标头具体结构见下表4：

表4优化结构链接模式标头(实施例2)

将结构链接的标头按表4所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。与实施例1相同的方法步骤，在此不一一细述，其他步骤如下所示：

第一步骤：信息预处理；

第二步骤：设备初始化

T03：获取设备参数

读QR码生成设备参数，获取设备MAC地址，做为设备编号(长度6Byte)。

T031：读设备时钟(或从网络获取时间)，获取当前系统时间(UNIX时间，精确到秒，长度4Byte)，与设备时间存储器中存储的时间比较。

T032：如果两者不一致，则将当前UNIX时间存入时间存储器，且将设备的顺序计数器置为0；否则顺序计数器+1。

T033：获取本组优化结构链接在当前UNIX单位时间的秒内排列序号(读设备的顺序计数器获取)。

T034：将当前UNIX时间、秒内排列序号从高位到低位排列，组成所述优化结构链接的顺序号，长度为5Byte。

第三步骤：标识生成

T04：组装优化结构链接标识

将设备初始化模块获取的设备编号、顺序号从高位到低位排列，组成所述优化结构链接标识，长度为D(D＝11Byte)。

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、终结指示位(长度1bit)、填充位(长度3bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A(A＝12Byte)。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入优化结构链接标头，长度为A；如果Y＝N-1，则将标头的终结指示位置为“1”，否则该位置为“0”；

T072：在第Y个元素中，再填入字节流分割模块生成的第Y个数据切片的内容，长度为C-A；如果数据切片的数据内容长度不足C-A，则其余位数以“00000000”填充；

T073：Y值加1；

T074：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此N个数据切片的内容全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成；

第七步骤：存储与展示。

实施例3

一、为了优化结构链接更方便好用，链接中的QR码符号可以以任意的顺序显示，所述标头还包括：链接位置号；所述链接位置号指示某一QR码符号在所述结构链接中所处的位置。

二、为了使整个标头的编码长度更短以节约存储空间，标头的链接位置号采用变长方式编码，具体见表5。

表5链接位置号编码表

根据上表的约定，新的优化结构链接模式标头具体结构见表6所示。

表6优化结构链接模式标头(实施例3)

将结构链接的标头按表6所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。与实施例2相同的方法步骤，在此不一一细述，其他步骤如下所示：

第一步骤：信息预处理；

第二步骤：设备初始化；

第三步骤：标识生成；

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、链接位置号(长度可变)、填充位(长度5bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A。

链接位置号的长度随编码方式的不同，可以是7bit、15bit或23bit：

如果链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，则长度为7bit，其可表示的最大值为64，而标头长度A＝13Byte；

如果链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，则长度为15bit，其可表示的最大值为8192，而标头长度A＝14Byte；

如果链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，则长度为23bit，其可表示的最大值为1048576，而标头长度A＝15Byte。

设定A＝13Byte，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝64，则确定链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，长度为7bit，跳到下一步；

设定A＝14B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝8192，则确定链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，长度为15bit，跳到下一步；

设定A＝15B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝1048576，则确定链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，长度为23bit，跳到下一步；

否则，确认字节流S太大，无法操作，返回T01。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入模式指示符“1110”，长度4bit；然后填入优化链接标识，长度D；

T072：再填入链接位置号；如果A＝13，则编码长度7bit，编码方式为“0bbbbbb”，其中的“bbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝14，则编码长度15bit，编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝15，则编码长度23bit，编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；

T073：然后填入字节流分割模块生成的第Y个数据切片的内容，长度为C-A；如果数据切片的数据内容长度不足C-A，则其余位数以“00000000”填充；

T074：Y值加1；

T075：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此，优化结构链接标头与N个数据切片的内容已经一一对应组合，并全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成；

第七步骤：存储与展示。

实施例4

一、为了优化结构链接更方便使用，所述标头还包括：字符计数指示符；所述字符计数指示符用于指示所述优化链接中的某一QR码符号所包含的有效数据长度；

二、读一个优化链接时，可以根据QR码符号的字符计数指示符判断需要读取的有效数据长度，以避免读入脏数据。标头具体结构见表7。

表7优化结构链接模式标头(实施例4)

将结构链接的标头按表7所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。与实施例2相同的方法步骤，在此不一一细述，其他步骤如下所示：

第一步骤：信息预处理；

第二步骤：设备初始化；

第三步骤：标识生成；

第四步骤：字节流分割模块

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、字符计数指示符(长度12bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A(A＝13Byte)。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入优化结构链接标头，长度为A；将字节流分割模块生成的第Y个数据切片的数据长度以二进制表示，并将此二进制数值填入标头中的字符计数指示符(长度12bit)；

T072：在第Y个元素中，再填入第Y个数据切片的内容，长度为C-A；如果数据切片的数据内容长度不足C-A，则其余位数以“00000000”填充；

T073：Y值加1；

T074：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此N个数据切片的内容全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成；

第七步骤：存储与展示。

实施例5

一、本实施例所述标头还包括：终结指示位和链接位置号；所述终结指示位用于指示某一QR码符号是否为所述优化链接中的最后一个QR码符号，该位为“0”指示该QR码符号并非所述优化链接中的最后一个QR码符号，该位为“1”则指示该QR码符号为所述优化链接中的最后一个QR码符号；所述链接位置号指示某一QR码符号在所述结构链接中所处的前后位置。

二、读一个优化链接时，可以根据QR码符号的终结指示位及链接位置号判断本优化结构链接的QR码符号总数，并且可以乱序读取。标头具体结构见表8。

表8优化结构链接模式标头(实施例5)

为了使整个标头的编码长度更短以节约存储空间，表8中链接位置号采用变长方式编码，具体见表5。将结构链接的标头按表8所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。与实施例2相同的方法步骤，在此不一一细述，其他步骤如下所示：

第一步骤：信息预处理；

第二步骤：设备初始化；

第三步骤：标识生成；

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、终结指示位(长度1bit)、链接位置号(长度可变)、填充位(长度4bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A。

链接位置号的长度随编码方式的不同，可以是7bit、15bit或23bit：

如果链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，则长度为7bit，其可表示的最大值为64，而标头长度A＝13Byte；

如果链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，则长度为15bit，其可表示的最大值为8192，而标头长度A＝14Byte；

如果链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，则长度为23bit，其可表示的最大值为1048576，而标头长度A＝15Byte。

设定A＝13B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝64，则确定链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，长度为7bit，跳到下一步；

设定A＝14B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝8192，则确定链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，长度为15bit，跳到下一步；设定A＝15B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝1048576，则确定链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，长度为23bit，跳到下一步；

否则，确认字节流S太大，无法操作，返回T01。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入模式指示符“1110”，长度4b；然后填入优化链接标识，长度D；再填入终结指示位(长度1bit)；如果Y＝N-1，则将终结指示位置为“1”，否则该位置为“0”；

T072：再填入链接位置号；如果A＝13，则编码长度7b，编码方式为“0bbbbbb”，其中的“bbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝14，则编码长度15b，编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝15，则编码长度23b，编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；

再填入填充位，长度4bit；

T073：最后填入字节流分割模块生成的第Y个数据切片的内容，长度为C-A；如果数据切片的数据内容长度不足C-A，则其余位数以“00000000”填充；

T074：Y值加1；

T075：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此，优化结构链接标头与N个数据切片的内容已经一一对应组合，并全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成；

第七步骤：存储与展示。

实施例6

一、本实施例所述标头还包括：终结指示位和字符计数指示符；所述终结指示位用于指示某一QR码符号是否为所述优化链接中的最后一个QR码符号，该位为“0”指示该QR码符号并非所述优化链接中的最后一个QR码符号，该位为“1”则指示该QR码符号为所述优化链接中的最后一个QR码符号；所述字符计数指示符用于指示所述优化链接中的某一QR码符号所包含的有效数据长度。

二、读一个优化链接时，可以根据QR码符号的终结指示位判断本次优化结构链接的读取是否已经完成，是否需要继续读取后一个符号。

三、读一个优化链接时，可以根据QR码符号的字符计数指示符判断需要读取的有效数据长度，以避免读入脏数据。标头具体结构见表9。

表9优化结构链接模式标头(实施例6)

将结构链接的标头按表9所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。与实施例2相同的方法步骤，在此不一一细述，其他步骤如下所示：

第一步骤：信息预处理；

第二步骤：设备初始化；

第三步骤：标识生成；

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、终结指示位(长度1bit)、字符计数指示符(长度12bit)、填充位(长度7bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A(A＝14Byte)。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入优化结构链接标头，长度为A；如果Y＝N-1，则将标头的终结指示位置为“1”，否则该位置为“0”；将字节流分割模块生成的第Y个数据切片的数据长度以二进制表示，并将此二进制数值填入标头中的字符计数指示符(长度12bit)；

T072：在第Y个元素中，再填入第Y个数据切片的内容，长度为C-A；如果数据切片的数据内容长度不足C-A，则其余位数以“00000000”填充；

T073：Y值加1；

T074：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此N个数据切片的内容全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成；

第七步骤：存储与展示。

实施例7

一、本实施例所述标头还包括：链接位置号和字符计数指示符；所述链接位置号指示某一QR码符号在所述结构链接中所处的位置；所述字符计数指示符用于指示所述优化链接中的某一QR码符号所包含的有效数据长度。

二、读一个优化链接时，可以乱序读取。

三、读一个优化链接时，可以根据QR码符号的字符计数指示符判断需要读取的有效数据长度，以避免读入脏数据。标头具体结构见表10。

表10优化结构链接模式标头(实施例7)

为了使整个标头的编码长度更短以节约存储空间，表10中链接位置号采用变长方式编码，具体见表5。将结构链接的标头按表10所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。与实施例2相同的方法步骤，在此不一一细述，其他步骤如下所示：

第一步骤：信息预处理；

第二步骤：设备初始化；

第三步骤：标识生成；

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、链接位置号(长度可变)、字符计数指示符(长度12bit)、填充位(长度1bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A。

链接位置号的长度随编码方式的不同，可以是7bit、15bit或23bit：

如果链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，则长度为7bit，其可表示的最大值为64，而标头长度A＝14Byte；

如果链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，则长度为15bit，其可表示的最大值为8192，而标头长度A＝15Byte；

如果链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，则长度为23bit，其可表示的最大值为1048576，而标头长度A＝16Byte。

设定A＝14B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝64，则确定链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，长度为7bit，跳到下一步；

设定A＝15B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝8192，则确定链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，长度为15bit，跳到下一步；

设定A＝16B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝1048576，则确定链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，长度为23bit，跳到下一步；

否则，确认字节流S太大，无法操作，返回T01。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入模式指示符“1110”，长度4b；然后填入优化链接标识，长度D；

T072：再填入链接位置号；如果A＝14，则编码长度7b，编码方式为“0bbbbbb”，其中的“bbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝15，则编码长度15b，编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝16，则编码长度23b，编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；

再填入字符计数指示符，长度12bit，内容就是字节流分割模块生成的第Y个数据切片的数据长度(二进制表示)；

再填入填充位，长度1bit；

T073：最后填入第Y个数据切片的内容，长度为C-A；如果数据切片的数据内容长度不足C-A，则其余位数以“00000000”填充；

T074：Y值加1；

T075：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此，优化结构链接标头与N个数据切片的内容已经一一对应组合，并全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成；

第七步骤：存储与展示。

实施例8

一、本实施例所述标头还包括：终结指示位、链接位置号和字符计数指示符；所述终结指示位用于指示某一QR码符号是否为所述优化链接中的最后一个QR码符号，该位为“0”指示该QR码符号并非所述优化链接中的最后一个QR码符号，该位为“1”则指示该QR码符号为所述优化链接中的最后一个QR码符号；所述链接位置号指示某一QR码符号在所述结构链接中所处的前后位置；所述字符计数指示符用于指示所述优化链接中的某一QR码符号所包含的有效数据长度。

二、读一个优化链接时，可以根据QR码符号的终结指示位判断本优化结构链接的QR码符号总数，并且可以乱序读取。

三、读取优化结构链接时，可以根据QR码符号的字符计数指示符判断需要读取的有效数据长度，以避免读入脏数据。标头具体结构见表11。

表11优化结构链接模式标头(实施例8)

为了使整个标头的编码长度更短以节约存储空间，表11中链接位置号采用变长方式编码，具体见表5。将结构链接的标头按表11所示进行优化后，QR码符号生成设备采用新的标头产生QR符号。QR码结构链接优化方法步骤以及新QR码的产生如图1所示。与实施例2相同的方法步骤，在此不一一细述，其他步骤如下所示：

第一步骤：信息预处理；

第二步骤：设备初始化；

第三步骤：标识生成；

第四步骤：字节流分割

T05：字节流分割

T051：计算标头长度

将优化结构链接模式指示符“1110”(长度4bit)、优化结构链接标识(长度D)、终结指示位(长度1bit)、链接位置号(长度可变)、字符计数指示符(长度12bit)，从高位到低位排列，组成优化结构链接标头，其长度为A。

链接位置号的长度随编码方式的不同，可以是7bit、15bit或23bit：

如果链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，则长度为7bit，其可表示的最大值为64，而标头长度A＝14Byte；

如果链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，则长度为15bit，其可表示的最大值为8192，而标头长度A＝15Byte；

如果链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，则长度为23bit，其可表示的最大值为1048576，而标头长度A＝16Byte。

设定A＝14B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝64，则确定链接位置号的编码方式为“0bbbbbb”，长度为7bit，跳到下一步；

设定A＝15B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝8192，则确定链接位置号的编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，长度为15bit，跳到下一步；

设定A＝16B，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整；如果N<＝1048576，则确定链接位置号的编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，长度为23bit，跳到下一步；

否则，确认字节流S太大，无法操作，返回T01。

T052：参数计算

优化结构链接标头的长度为A，计算N＝F/(C-A)，并将N向上取整。

T053：生成数据切片

将字节流S按(C-A)的大小进行分割，得到N个数据切片(最后一个数据切片的大小可以不足C-A)，数据切片按顺序进行编号，编号从0开始到N-1为止。

第五步骤：数据编码生成

T06：创建数组

创建一个含有N个元素的数组，每个元素的数据容量为C。

T07：循环填充数组元素

从Y＝0开始，执行以下循环操作：

T071：在第Y个元素中，从最高位开始，填入模式指示符“1110”，长度4b；然后填入优化链接标识，长度D；

再填入终结指示位，长度1bit；如果Y＝N-1，终结指示位置为“1”，否则置为“0”；

T072：再填入链接位置号；如果A＝14，则编码长度7b，编码方式为“0bbbbbb”，其中的“bbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝15，则编码长度15b，编码方式为“10bbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；如果A＝16，则编码长度23b，编码方式为“110bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”，其中的“bbbbbbbbbbbbbbbbbbbb”是Y的二进制表示；

再填入字符计数指示符，长度12bit，内容就是字节流分割模块生成的第Y个数据切片的数据长度(二进制表示)；

T073：最后填入第Y个数据切片的内容，长度为C-A；如果数据切片的数据内容长度不足C-A，则其余位数以“00000000”填充；

T074：Y值加1；

T075：如果Y<N，返回T071；否则，进入下一步。

(至此，优化结构链接标头与N个数据切片的内容已经一一对应组合，并全部组装到数组的N个元素中，每个元素的数据就是待编码的QR码数据)。

第六步骤：QR码生成；

第七步骤：存储与展示。

本发明通过对QR码结构链接的标头进行新的上述不同定义，使得本发明可以达到以下有益效果：1)能够提供超过16个QR码符号的优化结构链接；2)各组优化结构链接的标识完全不重复。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种QR码结构链接的优化方法，其特征在于：所述结构链接中的全部QR码符号用标头来指示；其中，所述标头至少包括：优化结构链接模式指示符和优化结构链接标识；其中，所述优化结构链接模式指示符用于指示所述QR码符号采用优化结构链接的模式；所述优化链接标识采用生成该QR码符号的设备的设备号和所述设备生成的所述结构链接的顺序号来标识所述优化结构链接。

2.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于：所述设备号是所述设备的物理地址或所述设备的设备编号。

3.如权利要求2所述的优化方法，其特征在于：所述设备的所述物理地址是所述设备的实际物理地址或相对物理地址；所述设备的所述设备编号是自主编号或描述所述设备的设备固有编号。

4.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于：所述顺序号为所述设备历次生成所述结构链接的时间顺序。

5.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于：所述顺序号为所述设备历次生成所述结构链接的绝对顺序号。

6.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于：所述标头还包括：终结指示位、链接位置号、字符计数指示符或它们的组合；其中，所述终结指示位指示某一组所述结构链接中的最后一个QR码符号；所述链接位置号指示QR码符号在某一组所述优化结构链接中所处的位置；所述字符计数指示符指示所述某一组结构链接中的所述QR码符号存储的有效数据长度。

7.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于：所述设备号为所述设备的MAC地址。

8.如权利要求7所述的优化方法，其特征在于：如果所述设备没有MAC地址，则寻找与其相连的最近设备的MAC地址作为所述优化链接标识的所述设备号。

9.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于：所述标头还包括填充位，所述填充位将所述标头的编码长度补齐为字节的整数倍。

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