Tervezte és készítette Géczy LászlL. szló 2002

Átírás

1 Tervezte és készítette Géczy LászlL szló 2002

2 A vonalkód keletkezésének és alkalmazásának rövid története N. J. Woodlaud szabadalma USA 1960 elindul az alkalmazás USA 1970 áruházi - kiskereskedelmi alkalmazás USA UPC (Universal Product Code) Plessey-kód könyvtárakban 1972 kettő az ötből átfedéses kód ITF 1974 Code-39 szabványosítása 1977 EAN (European Article Number) Európa 1984 MSZ EAN Magyarország

3 Vonalkód alkalmazási területei Kereskedelem Áruszállítás Könyvtárak - készletnyilvántartás - forgalom - posta - repülő szállítás - vasúti szállítás - vagonosztályozás Raktározás Termelés követés Minőségellenőrzés

4 Vonalkódok

5 Vonalkód minták

6 Jelenleg alkalmazott ismertebb kódok Egy dimenziós kódok kettő az ötből átfedéses Code 39 Code 128 UPC EAN Két dimenziós kódok Code 49 Code 16k PDF417 MikroPDF417 Matrixkódok

7 Egy dimenziós vonalkódok

8 Kettő az ötből (Two of five) kód numerikus karakterkészlet súlyozás paritás START STOP keskeny vonal = 0 széles vonal = 1

9 Az EAN - szám vonalkód - táblázata hasznos jelek A jelkészlet számjegyek páratlan

10 Az EAN vonalkód felépítése sötét modul vonalkód jele vonalkód jele vonalkód jele vonal vonal köz köz világos modul 7 modul 7 modul 7 modul számkód páratlan paritású jelek

11 Az EAN-13 kóddal felépített normál cikkszám Nemzeti EAN szervezet Vállalati azonosító Egyedi termék szám Ellenőrző szám Magyarország Élelmiszeripari Művek Pörkölt földimogyoró 250g és vonalkódja

12 Az EAN-8 kóddal felépített normál cikkszám Nemzeti EAN szervezet Egyedi termék szám Ellenőrző szám Magyarország Pörkölt földimogyoró 250g és vonalkódja

13 Két dimenziós vonalkódok

14 Mivel a hagyományos egy dimenziós kódoknak meg kell felelniük, mint a minimális vonalszélesség, a nyugalmi zónák, a start/stop karakterek, sokszor csak a rendelkezésre álló helynél nagyobb méretben állíthatók elő. A felhasználók részéről egyre több alkalommal felmerült az igény, hogy egyrészről szeretnének több információt elhelyezni a kódban, másrészről kisméretű kódban szeretnék elhelyezni a növekvő mértékű információt. Ezen hatásokra alakultak ki a kétdimenziós vonalkódnak elnevezett rendszerek. Felépítésük szerint két csoportba sorolhatók: egy részük úgynevezett halmozott szerkezetű kód, másik részük pedig mátrix-kód.

15 Halmozott kódok A halmozott kétdimenziós kódok a hagyományos vonalkódok szerkezetére jellemző vonalak és vonalközök változó szélességű sokaságából állnak. Abban különböznek a hagyományos kódoktól, hogy több, vékony szeletre hasított vonalkód kerül egymás tetejére. A legismertebb a Codablock, a Kod16k, a Kod49 és a PDF417. Valamennyi képes nagyobb mennyiségű információ kódolására, ugyanakkor nem alkalmas a kis helyigényből fakadó feladat megoldására, mivel minimális mérete megegyezik az egydimenziós társaiéval, és az olvasás iránya is kötött.

16 PDF417 A PDF417 kódrendszerben az alapvető adategység a kódszó. A szimbólumot alkotó valamennyi kódszó fizikai hossza azonos, és mindet 17 egyenlő szélességű modulra lehet bontani Minden kódszó felépítésében 4 fekete és 4 fehér építőelem vesz részt. Ezek minimális szélessége 1, a maximális pedig 6 modulnyi. Minden esetben a 4 fekete és 4 fehér vonal teljes modulszélessége 17. Ez (n, k,m) struktúrájú kód, ahol n a kódszót alkotó modulszám, k a vonalak és szóközök száma, míg m a vonalak és szóközök maximális modulszélességét definiálja. A PDF417 elnevezés (Portable Data File 4-17) a kódrendszer felépítéséből származik.

17 A PDF417 kód 929 különböző kódszót definiál, amelyek mindegyike vonalakból és szünetekből álló, 17 modulszélességű alakzat, s 0-tól 928-ig vesz fel értékeket. A PDF417 összesen tizenkét különböző üzemmódot támogat, amelyből az első három kötött, a többi pedig szabadon felhasználható. 1. Mód 2. Mód 3. Mód 12. Mód 0. Kódszó AA NULL 000 x 1. Kódszo AB SOH 001 x 2. Kódszó AC STX 002 x 3. Kódszó AD ETX 003 x 4. Kódszó AE EOT 004 x Kódszó

18 A kód leolvasása alkalmával először csak az egyes kódszavak kerülnek felismerésre, dekódolásra, ez az első fázis az alacsony szintű dekódolás. A kódszó jelentésének meghatározása második fázisban történik, ez a magas szintű dekódolás. Ebben a lépésben a kódszó jelentésének meghatározása a pillanatnyi üzemmód alapján történik, ami 929 sorból és 12 oszlopból álló táblázat megfelelő cellájának kikeresését jelenti. A PDF417-ben kilenc biztonsági vagy hibajavítási szint található. A PDF417 felkínálja a felhasználónak, hogy válasszon a biztonsági szintek közül, így lehetővé teszi a hozzáadandó hibajavító kódszavak mennyiségének megválasztását.

19 MikroPDF417 Ez a kód a normál PDF417 helytakarékos változata, amely az eredeti PDF417- tel kompatibilis. A Mikro PDF417 specifikáció néhány megszorítást tartalmaz a kód méretére, a kódolható karakterek számára és a hibajavítási képességre nézve. Az univerzális tulajdonságok korlátozása fejében egy nagyon helytakarékos kódot kapunk, amely őrzi az eredeti kódrendszer legfontosabb tulajdonságait, ugyanakkor a hagyományos méreteknél sokkal kisebb helyet igényel. MikroPDF417

20 Mátrixkódok A mátrixkódok meglehetősen kevéssé emlékeztetnek bennünket a hagyományos vonalkódokra. Ahelyett, hogy vonalakat használnának a kódoláshoz, világos és sötét cellákból építkeznek, amelyek elrendezése mátrixszerű alakzatot követ. Data Matrix Ez az alternatív technológia sokkal előnyösebb, amikor viszonylag nagy távolságban gyorsan mozgó objektumokat kell azonosítani. Például egy csomagelosztó központban a futószalagon mozgó dobozok orientációja, távolsága egy adott tartományban véletlenszerűen változik az olvasófejhez képest. A technika másik előnye, hogy nagyon kis helyen lehet kódolni nagyobb mennyiségű adatot. A hibajavítás a többi kétdimenziós kódhoz hasonlóan úgy történik, hogy a hibajavító kódszavak átszövik a kódot fizikai kiterjedésében.

21 Mátrixkód alkalmazási példa

22 Data Matrix Négyzetes elrendezésű, nagy sűrűségű kódrendszer. Változó kapacitású kód, helyzetét a négyzetet alkotó keretvonalak határozzák meg. Többfokozatú hibavédettséggel rendelkezik. Elsődleges felhasználási területe az elektronikai alkatrészek jelölése, azonosítása olyan direkt jelölési technikákkal, mint pl. a lézergravírozás. A kódot olyan alkalmazásban célszerű használni, ahol lényeges szempont a terület gazdaságossága, pl. kisméretű tárgyak jelölésénél, a nagy sebességű rögzített leolvasás és a kompatibilitás direkt jelölőtechnikákkal. Halmozott RSS A halmozott RSS egy viszonylag egyszerű felépítésű 2D-kód, az egy-dimenziós RSS két sorba tördelt változata. Elsődleges alkalmazási területe az UCC/EAN által szabványosított, a kereskedelmi ellátási lánc feladataira kifejlesztett kódrendszer. A halmozott RSS kód a pénztárgépek körüli irányfüggetlen olvasásra optimalizált, és a kompozit kódok egy-dimenziós összetevőjeként szerepelhet. Halmozott RSS

23 A kompozit vagy összetett kód A kompozit kód egy olyan új típusú kódrendszer, amelyben egy hagyományos és egy kétdimenziós kód kombinációja található. A 2D-komponens önmagában nem értelmezhető, az adattartalom az alatta elhelyezkedő 1D-vonalkóddal együtt érvényes. A 2D-rész mintegy kiegészíti az alapinformációt rögzítő 1Dkód tartalmát. Az alábbi ábrán egy úgynevezett CC-A kompozit kódvariációt látunk a felépítés szemléltetése céljából. A CC-A, CC-B és CC-C változatok főleg a 2D-rész kódtípusában és a kódolható információ mennyiségében különböznek egymástól. CC-A

24 Melyik kétdimenziós kódot válasszuk? Napjainkban a 2D-kódok megtalálhatók a jogosítványokon, személyi igazolványokon, katonai azonosító kártyákon, csomagolásokon, félvezetőkön, szállítmányozási papírokon, gyógyászati termékeken, termelési ellenőrzőlapokon és számos más felhasználásban. Minden egyes alkalmazási terület más-más sajátosságokat mutat a vonalkód nyomtatását, olvasását és rendszer integrációját illetően. Sem a hagyományos 1D-, sem pedig a 2D-technológiában nem létezik mindenki számára megfelelő, általános megoldás. Egy optimális 2D-rendszer kiválasztása a feladat alapos kiértékelésével kezdődik, hogy meghatározhassuk az alkalmazás-specifikus igényeket, ezért érdemes áttekinteni azokat a szempontokat, amelyek tekintetbe vétele minden 2D-alkalmazás feltérképezéséhez szükséges.

25 Az általánosan felmerülő főbb kérdések a megfelelő 2D-rendszer kiválasztására: - Milyen és mennyi információt szeretnék elhelyezni a 2D-vonalkódban? - Milyen hordozó segítségével lehet ezt az információt a leghatékonyabban továbbítani (papír, címke, közvetlen alkatrészjelölés stb.)? - Milyen helykorlátokkal kell számolni a vonalkód nyomtatásánál? Új rendszer kialakításáról van szó, vagy a már meglévő rendszer továbbfejlesztéséről? - A felhasználó által felügyelt zárt rendszerről van szó, vagy pedig egy nyílt rendszerről, ahol a szállítókkal és az ügyfelekkel folyamatos a kommunikáció, és bárki előállíthat vagy olvashat 2D típusú információt? - Mi a 2D-vonalkód olvasásának kívánatos módja (rögzített, kézi stb.)? - Milyen visszamenőleges kompatibilitás szükséges a már meglévő vonalkódos rendszerekkel?

26 Kódrendszer PDF417 és Mikro PDF MaxiCode Data Matrix 2D RSS Alkalmazás Hajózási és egyéb okmányok., rakodási számla., rakományjegyzék, papír-edl, közbiztonság, tárgyi-eszköz-jelölés, személyi azonosító kártyák, jogosítványok, eszközkalibráció, ellátási láncban kompozit kódok Nagy sebességű csomagszortírozás és -azonosítás Alkatrészjelölés Ellátási láncban kiegészítő információk jelölése, változó súly Adatmennyiség (tipikus) karakter 100 karakter < 60 karakter < karakter Olvasás (elsődleges módszerek) Kézi olvasók, kézi terminálok. Rögzített szkennerek, lézer, CCD és kamera Nagy sebességű CCD kamerák Rögzített CCD kamerák Kézi olvasó, lézer, CCD és kamera Nyomtatás (elsődleges módszerek) Címkék, okmányok, kártyák Címkék Direkt gravírozás, tinta, lézer Címke Referencia (ügyfelek/ vásárlók) RPS, Thomson, Ericsson, Volvo, Arizona DOT, Florida DOT, Coming, Boehringer Mannheim PX, TNT UPS Motorola, Intel, HP Bevezetése 2000-től

27 A vonalkód olvasó berendezések

28 A vonalkód ceruza használata

29 A vonalkód olvasó ceruza érzékelőjének felépítése

30 A vonalkód olvasó ceruza elektronikus felépítése Optikai érzékelő Erősítők táp. fesz. szabályozó

31 A vonalkód olvasás fizikai folyamata Visszaverődés ideális felületről Lehetséges-e a jelzett olvasó helyzetekben a visszaverődő fény érzékelése? A vonalkódok nem idálisan sík visszaverő felületen vannak

32 Visszaverődés nem tükör felületről Milyen eltérés várható a visszaverődő fény irányában? Először helyettesítsük a valóságos felületet az átlagossal! Beesési merőleges Átlagos visszaverő felület Felület kinagyított részlete Nyílván való, hogy a visszaverődés nem az ábra szerinti lesz

33 Visszaverődés nem tükör felületről Milyen eltérés várható a visszaverődő fény irányában? Felület kinagyított részlete

34 Visszaverődés nem tükör felületről Milyen eltérés várható a visszaverődő fény irányában? Visszaverődés egy másik pontról Felület kinagyított részlete

35 Teljes vonalkód olvasásra szolgáló eszköz Fokuszáló optika Irány módosító tükör CCD érzékekő Vörös fényű led Vonalkód felület

36 Visszaverődés érzékelésének határai o 45 o

37 Visszaverődés érzékelésének határai o 60 o 125

38 A pásztázás távolsági korlátai

39 A pásztázás távolsági korlátai

40 A pásztázás távolsági korlátai

41 A pásztázás távolsági korlátai

42 Az egyszerű pásztázás technikai megoldása Mozgató tekercs Lézer forrás Vibráló tükör CCD érzékelő Optika

43 Az egyszerű pásztázás főbb mechanikai és optikai elemei Vibráló tükör Lézer forrás Mozgató tekercs Optika Vezérlő elektronika

44 Pásztázó lézer olvasó alkalmazása

45 Többszörösen pásztázó lézeres vonalkód olvasó 1. Sokszögű forgó-tükör 2. Forgató motor 3. Toroid lencse 4. Sugár ablak 5. Csatoló elektronika 6. Kezelő gombok 7. Készülék burkolat 8. Lézersugár veszélyesség jelzése

46 A pásztázó lézer sugarat létrehozó szerkezeti elemek 1. Sokszögű forgó-tükör 2. Forgató motor 3. Toroid lencse 4. Sugár forrás

47 Lézer sugarat ismétlővé, pásztázóvá alakító sokszögű, forgó tükör

48 Egy irányú ismétlő pásztázás

49 Pultba építhető eszköz többirányú pásztázással tükör felületek forgótükör CCD érzékelő optika

50 Pultba építhető eszköz elektronikája és CCD érzékelője CCD érzékelő

51 Több irányú pásztázás

52 Előállított vonalkód minősége

53 Nyomtatott vonalkód előállítási lehetőségei Nyomathordozó Csomagolószer Címke Előre nyomtatás Utólagos jelölés Állandó vonalkód Állandó és változó adattartalom Nyomdai eljárások Nyomdai eljárások Minőség nehezen biztosítható Leütés nélküli nyomtatás Nyomdai eljárások Leütés nélküli nyomtatás

54 Nyomat előállítás fajták alkalmazási területei Nyomdai eljárások Leütés nélküli nyomtatás flexo nyomás ofszet nyomás magas nyomás mély nyomás szita nyomás tampon nyomás lézer nyomtatás tintacseppes nyomtatás csak állandó információt tartalmazó vonalkódhoz nem igényel különleges hordozó minőséget tömegszerűség termelékeny olcsó változó vonalkódhoz nem igényel különleges hordozó minőséget transzfer hőnyomtatás változó vonalkódhoz nem igényel különleges hordozó minőséget viszonylag lassú

55 Nyomtatott vonalkód minőségi feltételei A vonalkód kontrasztossága A vonalkód sötét eleme (vonal) és a világos közök között megfelelő kontrasztosságnak kell lennie. A kontraszt meghatározásához szükséges fényvisszaverési értéket mindig az alkalmazni kívánt (ill. szabványosított) olvasó berendezés hullámhosszán kell értelmezni. Az olvasó hullámhosszán a legtöbb vonalkód típushoz legalább 0,75 relatív kontrasztosságot követelnek meg.

56 Például: az EAN kód olvasáshoz pl. 633mm-hullámhosszú vörös fényt szabványosították. Vannak azonban olyan specifikációk is (pl. EAN) amelyek a relatív kontrasztosság legkisebb értéket függővé teszik a világos háttér reflexiós tényezőjétől. Világos háttér esetén megelégszenek 0,5 körüli értékkel míg sötét "világos" esetén akár 0,9 körüli értéket is megkövetelnek. A relatív kontrasztosságot egyébként egy hányadossal szokták kifejezni, ahol R 1 a világos, R 2 pedig a sötét felület reflexiós tényezője: K = R1 R R 1 2

57 A vonalkód geometriai méretei A vonalkód ideális geometriai méreteitől való eltérés vonalkód típustól, dekódolási algoritmustól függő mértékű hatással járhat. A geometriai méretektől való eltérés a legkisebb hatással a csak két vonalvastagságot alkalmazó diszkrét kódoknál van. Érzékenyek azonban erre a több vonalvastagságot alkalmazó folyamatos kódok (pl. EAN, Kód 128) is. Ha az eltérés a nyomtatásnál egyébként szokásos vonalvastagodásból adódik, úgy a dekódolás algoritmusával ezt a hibát eliminálni lehet.

58 A "Delta Distance" módszer Az ún. "Delta Distance" dekódolási módszernél kezdő vonal éltől kezdő vonalig ill. vonalvégtől vonalvégig mérünk, kiküszöbölve ezzel a vonalvastagodás hatását. ideális vonalkód nyomtatási vonalvastagodás hatása

59 A dekódoló algoritmus megválasztására a szimbológiai szabványok kötelező előírást nem tartalmaznak. Ezt a berendezésgyártókra bízzák. Ebből következik, hogy a dekódoló algoritmus meghatározza az ún. első olvasási arány ill. a szubsztitúciós hibák gyakoriságát. Szigorú algoritmussal csökken az első olvasási arány, de ritkák a szubsztitúciós hibák, míg fordítva: a minden kódot olvasó algoritmusok sokat tévesztenek. A nyomtatási minőség is befolyásolja mind a szubsztitúciós hibák számát mind az első olvasási arányt: -Jó nyomtatási minőség mellett pl. a Kód 29 esetén (24 számjegy) 70 millió olvasásra esik egy helyettesítési hiba. -Ez az érték rossz minőség esetén (mátrixnyomtató) már 3 millióra csökken.

60 A helyettesítési hiba nyomtatási kialakulása "6 -os karakter nyomtatási hibával "6 -os karakter két nyomtatási hibával, mint "4" értelmezhető A helyettesítési (szubsztitúciós) hiba ellenőrző számok alkalmazásával kiszűrhető. A vonalkód szimbólum specifikációk csak a rendszer, kódelőállító és olvasó berendezéseivel összefüggésben értékelhetők.

61 A vonalkód nyomtatók

62 Különböző színű vonalkód minták, különböző hátterekkel

63 Textil alapú vonalkódos cimkék

64 Csomagoláshoz illeszkedő vonalkód