为了解决条形码所能表示的信息比较少的问题，在一维条形码的基础上扩展出了另一维具有可读性的条形码，也称为二维码。二维码使用黑白矩形图案表示二进制数据，被设备扫描后可获取其中所包含的信息。一维条形码的宽度记载着数据，而其长度没有记载数据。二维码的长度、宽度均记载着数据。二维码具有条形码技术的一些共性：每种码制有其特定的字符集；每个字符占有一定的宽度。二维码有一维条形码没有的“定位点”和“容错机制”。容错机制使得在即使没有辨识到全部的条形码或条形码有污损时，也可以正确地还原条形码上的信息。二维码还具有对不同行的信息自动识别的功能以及处理图形旋转变化等特点。

二维码可以分为堆叠式二维码和矩阵式二维码。堆叠式二维码又称为堆积式二维码或层排式二维码，如图3-3所示，其编码原理建立在一维条形码基础上，按需要堆积成两行或多行。它在编码设计、校验原理、识读方式等方面继承了一维条形码的一些特点，识读设备及条形码印刷与一维条形码技术兼容。但由于行数的增加，需要对行进行判定，其译码算法与软件不完全同于一维条形码。有代表性的行排式二维码有Code16K、Code49、PDF417等。

图3-3 堆积式二维码

矩阵式二维码又称为棋盘式二维码，是在一个矩形空间内通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码的，如图3-4所示。在矩阵相应元素的位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。矩阵式二维码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的一种新型图形符号自动识读处理码制。具有代表性的矩阵式二维码有CodeOne、Maxicode、QRCode、DataMatrix、汉信码等。

图3-4 矩阵式二维码（汉信码）

在目前几十种二维码中，常用的码制有PDF417二维码、DataMatrix二维码、Maxicode二维码、QRCode、Code49、Code16K、CodeOne等，除了这些常见的二维码之外，还有Vericode条形码、CP条形码、Codablock F条形码、田字码、Ultracode条形码和Aztec条形码。

汉信码是我国拥有完全自主知识产权的新型二维码，是中国物品编码中心承担的国家“十五”重大科技专项——《二维条码新码制开发与关键技术标准研究》的研发成果。中国国家标准《汉信码》于2005年12月完成国家标准制定工作。2007年8月23日，《汉信码》国家标准正式颁布，并于2008年2月1日正式实施。《汉信码》国家标准的标准号为GB/T 21049—2007。

汉信码与现有其他二维码相比较，具有如下特点。

1）知识产权免费。作为一种完全自主创新的二维码码制，汉信码的《纠错编码方法》《数据信息的编码方法》《二维码编码的汉字信息压缩方法》《生成二维码的方法》《二维码符号转换为编码信息的方法》《二维码图形畸变校正的方法》六项技术专利成果归中国物品编码中心所有。中国物品编码中心早在汉信码研发完成时即明确了汉信码专利免费授权使用的基本原则。使用汉信码码制技术没有任何的专利风险与专利陷阱，同时不需要向编码中心以及其他任何单位缴纳专利使用费。(www.daowen.com)

2）优异的汉字编码能力。汉信码是目前唯一一个全面支持我国汉字信息编码强制性国家标准GB 18030—2005《信息技术——中文编码字符集》的二维码码制，能够表示该标准中规定的全部常用汉字、二字节汉字、四字节汉字，同时支持该标准在未来的扩展。在汉字信息编码效率方面，对于常用的双字节汉字采用12位二进制数表示，在现有的二维码中表示汉字效率最高。

3）较强的抗污损、抗畸变识读能力和修正错误能力。由于考虑了物流等实际使用环境会给二维码符号造成污损，同时由于识读角度不垂直、镜头曲面畸变、所贴物品表面凹凸不平等原因，也会造成二维码符号的畸变。为解决这些问题，汉信码在码图和纠错算法、识读算法方面进行了专门的优化设计。汉信码采用世界先进的数学纠错理论，采用太空信息传输中常采用的Reed-Solomon纠错算法，使得汉信码的纠错能力可以达到30%，从而使汉信码具有极强的抗污损、抗畸变识读能力。现在，汉信码能够在倾角为60°的情况下准确被识读，能够容忍较大面积的符号污损，因此汉信码特别适合在物流等恶劣条件下使用。

4）较快的识读速度。为提高识读效率，满足物流、票据等实时应用系统的迫切需求，汉信码在信息编码、纠错编译码、码图设计方面采用了多种技术手段，提高了汉信码的识读速度。目前汉信码的识读速度比国际上的主流二维码DataMatrix要高，使汉信码能够广泛地在生产线、物流、票据等实时性要求高的领域中应用。

5）较高的信息密度。为提高汉信码的信息表示效率，编码中心在码图设计、字符集划分、信息编码等方面充分考虑了这一需求，从而提高了汉信码的信息，特别是汉字信息的表示效率。当对大量汉字进行编码时，相同信息内容的汉信码符号面积只是QR码符号面积的90%，是DataMatrix码符号面积的63.7%，因此汉信码是表示汉字信息的首选码制。

6）较大的信息容量。汉信码最多可以表示7829个数字、4350个ASCII字符、2174个汉字、3262个八字节信息，支持照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等数字化信息的编码。

7）较强的码制扩展性。作为一种自主研发的二维码码制，我国掌控了汉信码的核心技术与专利，可以非常方便地针对相关的大规模应用和行业应用进行汉信码技术的扩展和升级。例如，为了满足移动商务领域的应用需求，编码中心研发了系列微型汉信码和彩色汉信码，以及为了提高安全性而开发了与多种加密算法和协议进行集成的加密汉信码等。

8）容易制作且成本低。利用现有的点阵、激光、喷墨、热敏/热转印、制卡机等打印技术，即可在纸张、卡片、PVC，甚至金属表面上印出汉信码，由此所增加的费用仅是油墨的成本，可以真正称得上是一种“零成本”技术。

二维码的信息容量大，可以为全世界所有智能物体提供单一标识，可以作为智能物体的身份证。二维码也可以提供商品的网页链接。智能手机的广泛应用大大促进了二维码的普及。智能手机及手机应用程序提供了二维码的扫描功能，相当于提供了人手一台的二维码扫描器。通过手机的二维码扫描功能，可以快速获取二维码中存储的信息。因为手机与网络相连，扫描二维码可以直接跳转到二维码中所指向的网站，用户不需要再输入网址和搜寻网页，可实现手机的一扫上网。正因为人人皆有的智能手机和二维码获取信息的便捷，二维码在生活中获得了广泛的应用，手机二维码已经开始被大量地印刷在报纸、杂志、名片和商品上。

在工业互联网时代，二维码作为一种廉价的物品标识方法将会被广泛应用。通过手机扫描，人们可以进入详细介绍该物体的网站。通过扫描获得的该物体的唯一标识及与互联网的连接，可以获得该物品从生产、流通、销售、使用的全生命信息。