[发明专利]基于QR码的无反馈单向数据传输方法及装置

说明书

 

技术领域

本发明是一种基于QR码的无反馈单向数据传输方法及装置，属于信息通信领域，特别涉及物理隔离网络间的单向数据传输技术。

背景技术

在政务信息化建设的过程中，经常会遇到需要在内外网之间进行数据交换的情况。如在内网公文处理平台产生了新的文件，需要以短信形式通知相关领导，而根据保密要求，内网系统是不能连接互联网和移动通信设备的。如果使用网闸等进行数据交换，成本比较高；而生成中间文件再刻盘的方式，又影响了工作效率，并带来一定的耗费。迫切需要一种能在内外网物理隔离的环境下成本低廉的数据交换解决方案。

二维码技术是近些年发展起来的一种新型的编码方法，广泛应用于物流、身份识别、数据交换等领域。它是用某种特定的集合图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。二维码有许多编码算法，常用的有Data Matrix、PDF417、QR Code等。QR码（Quick Response Code）是由Denso-Wave公司发明的二维码编码，这种编码具备全方位、高速读取特性，且存储信息量大、纠错性能好，最大可存储2K字节数据，最高纠错等级可以纠错约30%的数据码字。

发明内容

本发明通过将QR码技术作为信息载体，公开一种基于QR码的无反馈单向数据传输方法和装置。

本发明所述的方法，其技术方案包括带有QR编码模块及展示模块的发送端和带有摄像模块及QR解码模块的接收端，其步骤为：

（1）初始化发送端和接收端系统之间的最大时钟误差N和每幅QR码图像连续重复显示次数M；

（2）发送端的QR编码模块将要传输的数据按可转换的容量进行分割后，由QR图像序列号、时间戳和分割后的数据按顺序组合并编码成QR码图像序列，其中，同步数据由图像序列号和时间戳组成，且每个原始分割部分在序列中连续重复M次；

（3）将编码后的QR码图像序列按图像序列号顺序由发送端的QR展示模块显示；

（4）接收端的摄像模块采集发送端QR展示模块的图像；

（5）接收端中的解码模块对上述的QR码图像进行解码；

（6）提取出的时间戳信息和图像序列号信息，判断传输正确性：

若接收端的时差超过N秒或图像序列号差值超过阈值M，则判定传输出错，终止运行；否则，将解码后的数据进行重组，输出最后的结果。

在本发明中，M为单帧QR图像的重放次数，为了提高在无反馈条件下系统的可用性采取的一种冗余措施。具体说来，每帧QR图像都有一个唯一的图像序列号，如：1,2,3,4,5,....N。当M=2时，(1、2)和（3、4)帧图像所传输的数据内容是完全一致的。当系统传输环境被破坏，接收端接收到的图像序列连续2个图像丢失，此时有30%的概率丢失传输信息，而一旦有连续3个图像丢失，则有100%的概率丢失了信息，导致数据无法正常传输，判定传输失败。

      N是发射端和接收端时钟的差，通过对N的数值进行判断，确定本发明在运行时是否进行了连续数据传输：当没有数据传输时，系统要保持稳定的连接状态，以便能快速转入数据传输状态。因此，简单的通过比较发送端的时间戳信息和接收端时钟的差值，只要能保持在一个较小的范围内，即N，就表明处于同步状态。另外，由于接收端摄像头受设备时钟控制，定时抓拍QR图像，正常情况下系统两端的时钟差应保持恒定的差值。如果任何一端的时钟不够稳定，导致这个时钟差逐渐增大，则说明系统处于不稳定的工作环境。

本发明中，按单帧QR码图像的最大信息量进行数据分割，最大信息量的值由摄像头品质决定，取值范围为QR版本1~40。

为方便，两者的同步时间差N一般不大于10秒，发送端对编码信号进行显示时，其重复次数M一般为2-5次。

在上述方案中，在对被传输的数据进行分割编码时，可以按照不同的信息量进行分割，但最好是按QR码允许的最大信息量进行分割，从而提高数据传输速度。

实现上述基于QR码的无反馈单向数据传输方法的装置，包括带有时钟模块发送端和接收端，发送端中依次连接有数据分块模块、QR编码模块和QR展示模块；其接收端包括摄像模块、QR解码模块、同步检测模块和数据重组模块。

其中，发送端（1）或接收端（2）可采用设置有实现QR码发送和接收及处理（编码、解码）的手机、PDA、计算机或其它公知的装置。