QRCode二维码标签批量生成系统设计与实现- 工业快报

摘要：二维码技术应用广泛，但是针对大批量、标签式的二维码应用场景，仍缺乏简单易用、方便快捷的设计与生成系统。文章分析了常用二维码标签生成系统的不足，设计并实现了一套QR Code二维码标签批量生成系统。该系统采用VBA实现标签批量生成功能、采用动态链接库作为二维码生成的编程接口。实验验证结果表明，该系统能够满足生产、经营、管理活动中对大批量、标签式二维码的需求，并具有灵活、便捷、高效等优点。

在当今移动互联网时代，二维码技术在各类生产经营、日常生活中得到了空前广泛的应用，智能手机的扫一扫功能使得二维码应用更加普遍[1-2]。二维码具有信息量大、可靠性高、使用成本低廉等优点[3-4]。QR Code是目前应用最为广泛的二维码类型之一[5]。

当前，二维码主要有两大类应用场景。

第一类是在日常生活中作为特定信息标识、供个人使用的各类单个式二维码应用场景。在该类场景中，二维码一般由特定的应用软件进行生成、识别、解析，同时由于是单个式二维码，一些在线式的二维码生成系统也能简便、快捷地满足个人使用需求。例如，微信、支付宝的收款码、付款码均可分别由微信、支付宝APP进行生成、识别。

第二类是在生产、经营、管理等活动中作为设备、物资标签的大批量、标签式二维码应用场景[6，7]。在该类场景中，标签具有样式设计的需求，二维码一般只是作为标签中的一项组成元素;同时还具有大批量生成的需求，一般需要针对具有相同数据格式的不同数据内容，生成大批量的标签。

针对第二类应用场景，本文通过分析当前常用二维码标签生成系统现状，发现目前仍缺乏简单易用、方便快捷、適用性强的二维码标签设计与生成系统。

为此，本文采用Excel作为标签样式设计器、采用VBA（Visual Basic for Applications）实现批量生成功能，设计并实现了一套二维码标签生成系统。通过测试验证，该系统能够满足大批量、样式灵活的二维码标签设计与生成需求。

1、二维码标签生成系统现状

当前常见的二维码标签生成系统主要分为在线式和离线式两大类。

在线式二维码标签生成系统，以Web网页形式提供二维码标签生成服务，其主要优点在于可以直接使用浏览器进行操作，无需安装额外的平台或工具，使用简便。一些网络应用软件也具有生成二维码的功能（例如在微信中生成收款码），但它们是针对特定信息内容生成特定样式的二维码，并不能作为一般的二维码标签生成系统。

常见的离线式二维码标签生成系统有两种形式：一种是独立的应用软件形式（如exe、apk程序），另一种是Office应用软件的加载项形式（如OCX控件等）。这两种形式一般均需进行安装部署。

以上两类二维码标签生成系统，根据具体系统设计与实现的不同，在功能灵活性、使用便捷性等方面均有差异，但针对前述的第二类二维码应用场景（大批量、标签式），总体上均存在以下几项缺点：

⑴功能灵活性不足。一些二维码标签生成系统对个别二维码参数进行了缺省设置，使得功能灵活性受到限制。

⑵批量生成功能不足。大部分二维码标签生成系统没有批量生成功能;个别虽然具有批量生成功能，但数据接口不灵活，或是存在其他问题。如当前常用的草料网二维码生成器，虽然可以批量生成二维码，但其内容只是该网站的一个网址，需要该网站在线支持才能解析出原始数据内容。

⑶二维码标签样式单一。二维码只是二维码标签的一个组成元素，对于二维码标签的设计，重点在于标签样式设计而不是二维码的生成。一般的二维码标签生成系统最多只是内置几类基本的标签样式模板，很难满足灵活多样的二维码标签设计需求。如Microsoft条形码控件MSBCODE9.OCX，只提供了在二维码下方显示编码文本信息这种简单样式。

各类二维码生成系统功能对比详见表1。

2设计思路与实现

2.1设计目标

针对常见二维码标签生成系统存在的上述不足，本文以目前应用最广泛的QR Code二维码为例，设计一套二维码标签生成系统，以满足用户对标签式二维码的设计与批量生成需求。

具体目标要求如下：

⑴轻量级，安装部署便捷;

⑵对QR二维码的纠错等级、符号版本、掩膜方案、模块样式等参数均可灵活地自定义设置;

⑶具有比较灵活多样的标签样式设计功能;

⑷具有批量生成功能，批量生成功能的数据接口需简单易用。

2.2设计思路

针对上述要求，计划采用如下设计思路。

⑴基于VBA，以Microsoft Office Excel作为二维码标签设计与生成环境。

Excel是一种广泛使用的办公软件;VBA是一种宏语言，内嵌于Office中，提供了面向对象的程序设计方法[8]，为用户提供了Office二次开发功能，大大提高了工作效率[9]。

使用Excel+VBA作为二维码标签设计与生成环境，有以下优点。

①既能满足轻量级、安装部署便捷的目标要求，又能满足常见标签样式的设计需求。

②数据接口便捷高效。由于Excel本身就是日常广泛使用的数据处理工具，所以不需要设计另外的数据接口。

③批量生成功能容易实现。可以使用VBA方便快捷地对Excel进行操作，通过简单的代码就能实现批量生成功能。

⑵生成的二维码符号数据采用数组形式，而不是直接采用形式。采用数组形式便于在Excel中利用VBA进行编程操作，使二维码标签样式设计功能更加灵活。

⑶生成二维码符号的编程接口采用动态链接库实现，避免直接采用VBA编程在编码简易性和运行速度方面的劣势，同时能直接参考一些开源二维码生成程序的源代码。

2.3系统实现

按照以上思路，本文设计并实现了一个二维码标签生成系统进行示例演示，其功能结构如图1所示。

系统设计简要说明：

⑴以Excel作为标签样式设计器以及数据接口，进行标签样式设计和标签数据内容的传递。

⑵通过采用VBA设计的用户窗体与用户进行功能交互，进行标签参数设置、调用批量生成功能。

⑶根据QR Code二维码编码与符号生成规则（参照GB/T 18284—2000《快速响应矩阵码》），本文使用C++语言编写了用于生成二维码符号的动态链接库QRCben.dll。该动态链接库输出的二维码数据为数组形式，数组元素为字节类型，每个元素对应于二维码的一个模块，具体包含了模块类型（深模块、浅模块）和模块所处区域（寻像图形、分隔符、定位图形、校正图形、格式信息区、版本信息区、码字区）等信息。

⑷VBA程序通过调用生成二维码符号的动态链接库（QRCben.dll），获得数组形式的二维码符号数据;根据获得的二维码符号各个模块的类型与所处区域信息，自定义不同区域模块的图案、生成二维码符号图形，并添加到Excel设计的标签样式的相应位置处。