Исследовательский проект "Использование QR кодов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева"

бюджетное общеобразовательное учреждение города Омска
«Средняя общеобразовательная школа № 61»

 

 

 

 

 

 

Использование QR кодов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск — 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ............................................................................................................................................3
Глава1. Теоретическая часть ............................................................................................................4
         1.1 История создания QR кодов ..............................................................................................4

1.2 Структуры и виды QR кодов ............................................................................................5

1.3 Программы для создания QR кодов ................................................................................7

1.4 Применение QR кодов ......................................................................................................8

Глава 2. Практическая часть .......................................................................................................10

2.1 Анкетирование учащихся БОУ г. Омска «СОШ № 61» ...............................................10

2.2 Описание программы Code Two QR Code Desktop Reader & Generator ....................10

2.3 Применение QR кодов в систематизации информации о химических элементах главной подгруппы химических элементов Периодической системы Д.И. Менделеева..11
Заключение ......................................................................................................................................12

Список использованной литературы ............................................................................................13

Приложение 1. Анкетирование учащихся БОУ г. Омска «СОШ № 61» ...................................14

Приложение 2. QR-коды химических элементов главных подгрупп Периодической системы.............................................................................................................................................16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Правительство направило в Госдуму пакет законопроектов о введении обязательных QR-кодов с информацией о прививках для проезда на транспорте, а также в общественных местах. Это экстренная мера, которая вводится с учетом сложной эпидемиологической ситуации. Она будет действовать до 1 июня 2022 года.

.Актуальность: в связи с пандемией коронавирусной инфекции стали все чаще использоваться QR коды. Мы решили попробовать сделать их самостоятельно и использовать для своих целей. Поэтому было решено сделать QR коды на химические элементы главной подгруппы Периодической таблицы.

Объект исследования: QR-коды

Предмет исследования: генерация QR-кодов и их считывание при изучении химических элементов главных подгрупп Периодической системы Д.И. Менделеева.

Цели исследования: создание QR кодов химических элементов главных подгрупп Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева.

Задачи исследования:

1.      Познакомиться с историей создания QR-кодов;

2.      Рассмотреть области применения QR-кодов;

3.      Познакомиться со сканерами QR-кодов;

4.      Провести анкетирование среди обучающихся БОУ «СОШ № 61»;

5.      Создать QR-коды для изучении химических элементов главных подгрупп;

6.      Периодической системы химических элементов. Д.И. Менделеева.

 

 

 

 

Глава 1. Теоретическая часть

1.1 История создания QR-кодов

QR-код— код быстрого реагирования — тип матричных штрихкодов (или двумерных штрихкодов), изначально разработанных для автомобильной промышленности Японии. Сам термин является зарегистрированным товарным знаком японской компании «Denso». Штрихкод — считываемая машиной оптическая метка, содержащая информацию об объекте, к которому она привязана. QR-код использует четыре стандартизированных режима кодирования (числовой, буквенно-цифровой, двоичный и кандзи) для эффективного хранения данных; могут также использоваться расширения.

Система QR-кодов стала популярной за пределами автомобильной промышленности благодаря возможности быстрого считывания и большей ёмкости по сравнению со штрихкодами стандарта UPC. Расширения включают отслеживание продукции, идентификацию предметов, отслеживание времени, управление документами и общий маркетинг.

QR-код состоит из чёрных квадратов, расположенных в квадратной сетке на белом фоне, которые могут считываться с помощью устройств обработки изображений, таких как камера, и обрабатываться с использованием кодов Рида — Соломона до тех пор, пока изображение не будет надлежащим образом распознано. Затем необходимые данные извлекаются из шаблонов, которые присутствуют в горизонтальных и вертикальных компонентах изображения.

В те дни, когда не было QR-кода, компонентное сканирование проводилось на заводе-изготовителе Denso разными штрих-кодами. Однако из-за того, что их было около 10, эффективность работы была крайне низкой, и работники жаловались, что они быстро устают, а также просили, чтобы был создан код, который может содержать больше информации, чем обычный штрих-код. Чтобы ответить на этот запрос работников, Denso-Wave была поставлена цель создать код, который может включать больше информации, чтобы позволить высокоскоростное компонентное сканирование. Для этого Масахиро Хара, который работал в отделе разработки, начал разработку нового кода с 1992 года. Вдохновением для создания QR-кода послужила игра го, в которую Масахиро Хара играл во время обеденного перерыва. Он решил, что цель разработки состоит не только в увеличении объема кодовой информации, но и в «точном и быстром чтении», а также в том, чтобы сделать код читаемым и устойчивым к масляным пятнам, грязи и повреждениям, предполагая, что он будет использоваться на соответствующих производствах. QR-код был представлен японской компанией Denso-Wave, в 1994 году после двухлетнего периода разработки. Он был разработан с учетом производственной системы компании «Toyota» «Канбан» (точно в срок) для использования на заводах по производству автозапчастей и в распределительных центрах. Однако, поскольку он обладает высокой способностью обнаружения и исправления ошибок и сделан с открытым исходным кодом, он вышел из узкой сферы производственных цепочек поставок компании «Toyota» и начал использоваться в других сферах, что привело к тому, что теперь он широко используется не только в Японии, но и во всем мире. Огромная популярность штрихкодов в Японии привела к тому, что объём информации, зашифрованной в них, вскоре перестал устраивать промышленность. Японцы начали экспериментировать с новыми современными способами кодирования небольших объёмов информации в графической картинке. QR-код стал одним из наиболее часто используемых типов двумерного кода в мире. Спецификация QR-кода не описывает формат данных.

В отличие от старого штрих-кода, который сканируют тонким лучом, QR-код определяется датчиком или камерой как двумерное изображение. Три квадрата в углах изображения и меньшие синхронизирующие квадратики по всему коду позволяют нормализовать размер изображения и его ориентацию, а также угол, под которым датчик расположен к поверхности изображения. Точки переводятся в двоичные числа с проверкой по контрольной сумме.

Основное достоинство QR-кода — это лёгкое распознавание сканирующим оборудованием, что даёт возможность использования в торговле, производстве, логистике.

1.2 Структуры и виды кодировки QR-кодов

Общая техническая информация

Самый маленький QR-код (версия 1) имеет размер 21×21 пиксель (без учёта полей), самый большой (версия 40) — 177×177 пикселей. Связь номера версии с количеством модулей простая — QR-код последующей версии больше предыдущего строго на 4 модуля по горизонтали и по вертикали.

Существует четыре основные кодировки QR-кодов:

·       Цифровая: 10 битов на три цифры, до 7089 цифр.

·       Алфавитно-цифровая: поддерживаются 10 цифр, буквы от A до Z и несколько спецсимволов. 11 битов на два символа, до 4296 символов

·       Байтовая: данные в любой подходящей кодировке (по умолчанию ISO 8859-1), до 2953 байт.

·       Кандзи: 13 битов на иероглиф, до 1817 иероглифов.

Также существуют «псевдокодировки»: задание способа кодировки в данных, разбиение длинного сообщения на несколько кодов и т. д.

Для исправления ошибок применяется код Рида — Соломона с 8-битным кодовым словом. Есть четыре уровня избыточности: 7, 15, 25 и 30 %. Благодаря исправлению ошибок удаётся нанести на QR-код рисунок и всё равно оставить его читаемым.

Чтобы в коде не было элементов, способных запутать сканер, область данных складывается по модулю 2 со специальной маской. Корректно работающий кодер должен перепробовать все варианты масок, посчитать штрафные очки для каждой по особым правилам и выбрать самую удачную.

Кодирование данных

Закодировать информацию в QR-код можно несколькими способами, а выбор конкретного способа зависит от того, какие символы используются. Если используются только цифры от 0 до 9, то можно применить цифровое кодирование, если кроме цифр необходимо зашифровать буквы латинского алфавита, пробел и символы $%*+-./:, используется алфавитно-цифровое кодирование. Ещё существует кодирование кандзи, которое применяется для шифрования китайских и японских иероглифов, и побайтовое кодирование. Перед каждым способом кодирования создаётся пустая последовательность бит, которая затем заполняется.

Цифровое кодирование. Этот тип кодирования требует 10 бит на 3 символа. Вся последовательность символов разбивается на группы по 3 цифры, и каждая группа (трёхзначное число) переводится в 10-битное двоичное число и добавляется к последовательности бит. Если общее количество символов не кратно 3, то если в конце остаётся 2 символа, полученное двузначное число кодируется 7 битами, а если 1 символ, то 4 битами.

Буквенно-цифровое кодирование. В отличие от цифрового кодирования, для кодирования 2 символов требуется 11 бит информации. Последовательность символов разбивается на группы по 2, в группе каждый символ кодируется согласно таблице «Значения символов в буквенно-цифровом кодировании». Значение первого символа умножается на 45, затем к этому произведению прибавляется значение второго символа. Полученное число переводится в 11-битное двоичное число и добавляется к последовательности бит. Если в последней группе остаётся один символ, то его значение кодируется 6-битным числом.

Байтовое кодирование. Таким способом кодирования можно закодировать любые символы. Входной поток символов кодируется в любой кодировке (рекомендовано в UTF-8), затем переводится в двоичный вид, после чего объединяется в один битовый поток.

Кандзи. В основе кодирования иероглифов (как и прочих символов) лежит визуально воспринимаемая таблица или список изображений иероглифов с их кодами.

1.3 Программы для создания QR-кодов

1. QR Coder. В этом сервисе все куда проще: доступны всего 4 вида статических кодов, зато простой интерфейс удобно использовать с мобильных устройств. Подойдет, если надо быстро сделать разовый QR-код, который не будет меняться — например, поставить в презентацию код со ссылкой на сайт вашей компании. Закодировать здесь можно ссылку, визитку и СМС-ку. Зато все без регистрации и есть выбор размера PNG-файла с кодом аж из 6 вариантов.

2. QR сс. Еще один сервис с разными вариантами кодов, интересен разными шаблонами (ссылки, визитки и так далее) и возможностью задать цвет и размер вашего кода.

3. VK QR. Встроенный генераторов кодов от VK. Плюсы: сервис бесплатный, можно выбрать цвет код, а таргетологи могут еще и автоматически собирать в отдельную аудиторию тех, кто отсканировал код, для рекламы в соцсети. Минусы: для использования нужно зайти в свой профиль в VK, в центре всех кодов логотип соцсети.

4. STQR. Здесь вы найдете больше 30 шаблонов для разных QR-кодов, от простых ссылок и визиток до самых разных объявлений. Поддерживает и на статические, и динамические коды (информацию в динамических можно менять, не исправляя сам код; статический править нельзя). Большая часть функционала доступна бесплатно, но даже платные тарифы нельзя назвать слишком дорогими — они обойдутся в сумму от 60 до 1200 рублей в месяц.

5. QR code Generator. Сервис платный, но есть большое преимущество — возможность выбрать форму и цвет вашего кода, добавить туда логотип еще на этапе создания. Количество динамических кодов зависит от тарифа, цены начинаются от 5$ в год.

6. Creambee. Сервис дает больше всех возможностей для кастомизации дизайна, без регистрации можно создавать только статические QR-коды. Сервис платный, помимо кодов умеет сокращать ссылки и создавать мобильный страницы.

 

1.4 Применение QR-кодов

QR-коды больше всего распространены в Японии. Уже в начале 2000 года QR-коды получили столь широкое распространение в стране, что их можно было встретить на большом количестве плакатов, упаковок и товаров, там подобные коды наносятся практически на все товары, продающиеся в магазинах, их размещают в рекламных буклетах и справочниках. С помощью QR-кода даже организовывают различные конкурсы и ролевые игры. Ведущие японские операторы мобильной связи совместно выпускают под своим брендом мобильные телефоны со встроенной поддержкой распознавания QR-кода.

В настоящее время QR-код также широко распространён в странах Азии, постепенно развивается в Европе и Северной Америке. Наибольшее признание он получил среди пользователей мобильной связи — установив программу-распознаватель, абонент может моментально заносить в свой телефон текстовую информацию, подключаться к сети Wi-Fi, отправлять письма по электронной почте, добавлять контакты в адресную книгу, переходить по web-ссылкам, отправлять SMS-сообщения и т. д.

Как показало исследование, проведённое компанией comScore в 2011 году, 20 млн жителей США использовали мобильные телефоны для сканирования QR-кодов.

В Японии, Австрии и России QR-коды также используются на кладбищах и содержат информацию об усопшем.

В китайском городе Хэфэй пожилым людям были розданы значки с QR-кодами, благодаря которым прохожие могут помочь потерявшимся старикам вернуться домой.

QR-коды активно используются музеями, а также и в туризме, как вдоль туристических маршрутов, так и у различных объектов. Таблички, изготовленные из металла, более долговечны и устойчивы к вандализму.

Одновременно с началом массовой вакцинации против COVID-19 весной 2021 года почти во всех странах мира началась выдача документов о вакцинации — цифровых или бумажных сертификатов, на которые повсеместно помещали QR-коды. К 9 ноября 2021 года QR-коды для подтверждения вакцинации или перенесённого заболевания (COVID-19) были введены в 77 субъектах Российской Федерации (в некоторых из них начало действия QR-кодов было отсрочено, чтобы дать населению возможность привиться). В Татарстане введение QR-кодов привело к столпотворениям на входах в метро и многочисленным конфликтам между пассажирами и кондукторами общественного транспорта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Практическая часть

 

2.1 Анкетирование учащихся БОУ г.Омска «СОШ № 61»

В анкетировании участвовали учащиеся 8-11 классов БОУ «СОШ № 61» (94 человека).

Учащимся было предложено ответить на следующие вопросы:

1.Знаете ли вы что такое QR код?

2.Часто ли вы их сканируете? (да, нет, иногда)

3.Создавали ли вы их сами?

В результате анкетирования мы выяснили что 91% опрашиваемых учеников знают что такое QR-код. 39% учеников иногда их сканируют, а 55% - не сканируют их вообще. Так же мы узнали, что 87% опрашиваемых не создавали QR-коды (Приложение 1).

 

2. 2 Описание программы CodeTwo QR Code Desktop Reader & Generator

Товарный знак QR-код сейчас используется во многих сферах, часто встречается и в интернете на каких-нибудь сайтах. Код быстрого реагирования создается и считывается специальными программами. Мы рассмотрим одного из представителей подобного софта, который позволяет как считывать, так и генерировать штрихкод. QR Code Desktop Reader & Generator удобен и прост, что хорошо для неопытных пользователей.

Основным преимуществом QR Code Desktop Reader & Generator является функция создания собственного товарного знака в несколько кликов. От пользователя потребуется только вписать текст в строки, после чего скопировать или сохранить готовое изображение.

Размер картинки подгоняется автоматически с соответствием количества вписанного текста, однако это не мешает вам настроить разрешение вручную с помощью специального окна.

Программа предоставляет на выбор формат JPEG и PNG — используйте тот, который лучше всего подойдет для ваших целей. После сохранения товарный знак будет открываться в виде изображения, его можно отправить по электронной почте, распечатать, загрузить на сайт или поделиться в социальной сети.

Достоинства:

·         Программа распространяется бесплатно;

·         Совмещение функций чтения и генерации;

·         Простой и понятный интерфейс;

·         Несколько вариантов захвата.

Недостатки:

·         Отсутствие русского языка.

2.3 Применение QR кодов в систематизации информации о химических элементах главной подгруппы химических элементов Периодической системы Д.И. Менделеева

Для всех элементов главных подгрупп Периодической системы мы сделали коды и зашифровали в них информацию по плану:

1.      Номер, название.

2.      Электронная формула.

3.      Кем и когда был открыт.

4.      Радиус атома.

5.      Содержание в природе.

6.      Температура плавления.

7.      Температура кипения.

8.      Степени окисления.

QR-коды химических элементов главных подгрупп периодической системы химических элементов расположены в приложении 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Во время пандемии индустрия QR-кодов переживает бурный рост. Десятки тысяч компаний, в считанные месяцы, заменили печатную продукцию QR-кодами или дополнительно разместили их в своих материалах. Особенно это коснулось ресторанного бизнеса. Во многих странах Европы принят закон, запрещающий использование печатного меню. QR-код, как нельзя лучше, вписался в революционное изменение мира, предоставив возможность бесконтактно знакомиться с меню перейдя в электронную версию. Соблюдение правил санитарно-эпидемиологической безопасности в потребительском секторе — это главное, но не единственное преимущество. Скорость доступа к информации, комфорт обслуживания и удобство коммуникации с клиентом сложно оспорить.

Именно вовремя Covid19 многие люди узнали о том, что в камеры современных телефонов уже давно встроен сканер QR-кода и никакие сторонние приложения скачивать не нужно.

В процессе нашего исследования, используя литературные источники и источники из сети интернет, мы познакомились с историей создания QR-кодов, рассмотрели области их применения, узнали какие существуют программы для считывания и генерации QR-кодов.

В ходе работы мы провели анкетирование учащихся БОУ «СОШ № 61», которое показало, что учащиеся нашей школы имеют представление о QR-кодах, но очень редко ими пользуются из-за их малой распространенности.

Создали QR-коды с зашифрованной информацией по элементам главных подгрупп периодической системы химических элементов. И в итоге облегчили знакомство с химическими элементами главных подгрупп Периодической системы химических элементов Д..И. Менделеева.

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1.      Ковалёв А. И. QR-коды, их свойства и применение // Молодой ученый. — 2016. — №10. — С. 56-59.

2.      https://vc.ru/marketing/219764-udivitelnye-fakty-i-evolyuciya-shtrihkoda-qr-koda-i-ar-koda

3.      https://ru.wikipedia.org/wiki/QR-код

4.      https://habr.com/ru/post/172525/

5.      https://www.codetwo.com/freeware/qr-code-desktop-reader-thanks

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 1

Анкетирование учащихся БОУ г. Омска «СОШ № 61»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

QR-коды химических элементов главных подгрупп Периодической системы

водород     

литий            бериллий    бор

натрий          магний    алюминий

калий            кальций        галлий

рубидий    стронций индий

цезий         барий         таллий

франций радий 

 

углерод            азот                кислород

кремний       фосфор      сера

германий         мышьяк   селен

олово         сурьма     теллур

свинец       висмут          полоний

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               гелий

фтор           неон

хлор       аргон

бром        криптон

иод       ксенон

астат    радон

 

 

 

 

 

 

Скачано с www.znanio.ru