МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пермский  государственный технический университет

 
 

Реферат

по дисциплине "Информатика"

"Штрих-коды"

 
 
 

Выполнила студентка уч.группы КЗИ-д10

Ефимова А.В.

Руководитель  работы  

Лясин В.Н.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПЕРМЬ 2010

 

 

Содержание: 
 

 

Введение

Штриховое кодирование - самая известная из всех технологий автоматической идентификации.

Штриховой код  был разработан еще в 1932г., но востребован  тогда не был. Практическое применение идея штрихового кодирования получила с развитием техники.  
Одной из первых отраслей, широко применившей штриховое кодирование, стала пищевая промышленность. Вслед за пищевиками активно подключились книгоиздатели, розничная и оптовая торговля, упаковочное и тарное производство. Это дало заметный положительный эффект.  
Резко повысилась производительность труда, уменьшились затраты и, соответственно, значительно увеличилаcь прибыль компаний.

Сейчас штриховой  код наносится на большую часть  выпускаемой продукции, что крайне важно для эффективного развития бизнеса.  
Итак, при штриховом кодировании источником информации является штриховой код.  

Штрих-код - это последовательность черных и белых полос, представляющая некоторую информацию в виде, удобном для считывания техническими средствами.  
В настоящее время существует достаточно широкий набор штриховой символики штрихового кодирования. Вот некоторые из них:

  UPC/EAN - в основном  используется в розничной и  оптовой торговле 

  CODE 39 - самый  распространенный промышленный  код, который может содержать  не только цифровую информацию,  
но и алфавитную.

  ITF 2 of 5 - идеален  для кодирования большого объема  информации на малых площадях.

  В распоряжении  пользователей имеется и ряд  других символик, например, code128, code93, ISBN/ISSN и т.д  

 

 
История изобретения

Первоначально в качестве кандидата на роль средства по учету за реализацией продукции  выдвигались перфокарты. В 1932 г. американский студент одного из коммерческих учебных  заведений по имени Уоллес Флинт  опубликовал базовые тезисы, в  которых он представил модель идеального супермаркета. По его теории покупатели должны были производить отбор продуктов в торговом зале посредством прокалывания специальных карточек. На кассе предполагалось размещать считывающие устройства, куда каждый вставлял бы свою перфокарту с пробитыми в определенной последовательности дырками, соответствующими выбранному списку товаров. После процесса идентификации должен был приводиться в действие ленточный конвейер, который и доставлял бы отобранные покупки к кассе. Такой метод мог также существенно упростить ведение учета покупок для управляющего персонала. Однако эти мечты так и не были по-настоящему воплощены в жизнь.

Первые шаги в сторону разработки штрих-кодов  в том виде, как они выглядят сейчас, были сделаны в 1948 г. Как и  множество великих открытий, изобретение штрих-кода стало делом случая. Бернард Силвер, аспирант Дрексельского института технологии в городе Филадельфия, оказался невольным свидетелем разговора, в котором владелец местной продовольственной компании просил декана одного из факультетов провести исследование по вопросу автоматического сбора информации непосредственно у касс супермаркета. Декан отклонил просьбу бизнесмена, однако Силвер передал суть беседы своему другу Норману Джозефу Вудленду — 27-летнему аспиранту и преподавателю того же института.

Проблема очень  заинтересовала Вудленда, и он с  головой окунулся в работу. Сначала  он планировал использовать для нанесения  уникальной для каждого товара маркировки чернила, которые должны были светиться  под каким-нибудь источником ультрафиолетового света. Молодые люди соорудили пробный образец такого устройства.

Через несколько  месяцев работы он пришел к варианту линейного штрих-кода, использовавшего  элементы двух хорошо известных на тот период технологий кодирования: звуковых треков к кинофильмам и азбуки Морзе. Азбука Морзе стала прототипом отображения нового кода — Вудленд просто вытянул вниз точки и тире, что привело к рисунку, похожему на последовательность черных широких и узких линий, разделявшихся белыми пробелами. Метод озвучивания кинофильмов, внедренный Ли де Форестом в 20-х гг. прошлого века, лег в основу процесса считывания штрих-кода. Де Форест печатал маркировку, состоявшую из определенных элементов различного уровня прозрачности, прямо на краю пленки. Затем он пускал на нее луч света в тот момент, когда шел фильм. Чувствительная трубка, размещенная на другом конце проекционного аппарата, преобразовывала сигналы от изменения яркости в электрические волны, которые в свою очередь конвертировались в звук посредством динамиков. Вудленд решил воспользоваться подобным методом для интерпретации отражения света, меняющегося при переходе от узких линий к длинным и наоборот. Впоследствии Вудленд посчитал, что код в виде концентрических окружностей будет гораздо удобнее для считывания с любого угла, чем код, составленный из прямых линий.

В 1949 г. Вудленд  и Силвер запатентовали свое изобретение, а через два года Вудленд получил  приглашение поработать в IBM, где, как  он надеялся, его идея должна была получить поддержку. Друзья снова приступили к конструированию — теперь уже они пытались построить подобие современного сканера. Еще несколько месяцев напряженного труда — и появился аппарат, облаченный в черную защитную материю и имевший размеры письменного стола. Он состоял из двух ключевых компонентов: 500-Вт лампы накаливания, служившей источником света, и фотоувеличительной трубки для улавливания светового сигнала. Вся конструкция была соединена с осциллоскопом. Изобретатели проводили кусок бумаги с нарисованными на ней линиями сквозь тонкий луч, излучавшийся лампой. Затем луч, отражаясь, попадал на трубку, а осциллоскоп отображал полученные сигналы в виде синусоид. Несмотря на то, что в один прекрасный момент бумага задымилась, Вудленд и Силвер смогли смело заявить, что создали прототип устройства, способного в электронном виде считывать отпечатанную маркировку.

Казалось, дело за малым. Оставалось лишь перевести  электронные кривые в удобоваримую форму, понятную любому, самому простому человеку. Естественно, что решение  подобной проблемы предполагалось возложить на плечи компьютера.

Прошло несколько  лет, прежде чем был изобретен  лазер — отличная миливаттная  альтернатива мощной лампе накаливания. Тонкий гелиево-неоновый луч, двигаясь по изображению штрих-кода, поглощался черными полосками и отражался белыми. Таким образом, генерировались четкие сигналы по принципу да/нет. С помощью лазера можно было сканировать с расстояния от пары сантиметров до одного метра, причем под разными углами. Это было крайне важным, поскольку существенно облегчило бы жизнь работникам кассовых аппаратов, а соответственно, значительно повысило бы скорость обслуживания покупателей.

Наконец весной 1971 г. на одном из саммитов крупных  деятелей торговли компания RCA продемонстрировала вполне работоспособную систему нанесения и считывания кругообразного штрих-кода с использованием сканирующей лазерной установки. Эта новинка привлекла внимание огромного количества участников встречи. Вскоре RCA начала тестирование своей системы в одном из магазинов Цинциннати.

Между тем, IBM не могла не отметить, что она рискует остаться в стороне от очень привлекательной сферы приложения капитала, обладающей невероятным потенциалом. Руководители компании тут же вспомнили, что еще в начале 50-х гг. у них работал человек, идея которого теперь воплотилась в жизнь и успешно продвигалась конкурентами. Вудленд был снова рекрутирован IBM и наряду с другим ее сотрудником Джорджем Лаурером сыграл одну из значимых ролей в разработке наиболее популярной на сегодня версии штрих-кода — UPC (Universal Product Code).

В итоге элегантное решение IBM в виде UPC-кода выиграло своеобразную битву стандартов у разработок RCA и им подобных. Дата 3 апреля 1973 г. считается  официальным днем рождения штрих-кода, ставшим самым выдающимся событием в истории современной логистики.

Еще до принятия UPC на складах, фабриках, в библиотеках  и прочих автономных предприятиях и  учреждениях применялись различные  системы кодирования, применявшие  свой собственный шифр. Где-то использовались только буквы, где-то — одни цифры, в отдельных местах — и то и другое. После внедрения универсального штрих-кода любой промаркированный продукт мог быть легко идентифицирован в любом соответствующим образом оборудованном магазине или на складе. Конечно, такая стандартизация потребовала от промышленных компаний и предприятий сферы торговли дополнительных расходов на закупку принтеров, сканеров, персональных компьютеров для организации автоматизированных рабочих мест в первую очередь кассиров и складских работников. Однако через пару лет во всех организациях затраты окупались сполна.

   
 

Способы кодирования информации:

 
 
Линейные  
 
 
Наиболее распространёнными и привычными на наш взгляд являются одномерные (1D) или линейные коды. Кодирование информации в штриховом коде основано на ширине штрихов и пробелов, которые выстроены в определенной последовательности. Принцип (закон) формирования этой последовательности используется при чтении закодированных данных. При движении сканирующего луча по штриховому коду анализируется ширина штрихов и пробелов для того, чтобы извлечь первоначально закодированные данные. Чем больше ширина штриха, тем легче считывается штриховой код. Однако лёгкость считывания означает и увеличение его длины, и как следстве стоимости – более крупные этикетки стоят дороже. Разновидности 1D кодов: «Code 39», «Code 128», «12 из 5», «Codabar», «EAN/UPC» (к примеру, EAN -13 - стандартный штриховой код содержит 13-значный числовой набор).  
 
 
Структура EAN-13

• Первые 3 цифры (префикс) обозначают Национальную организацию
• Следующие 6 цифр – код предприятия
• Далее 3 цифры – код товара
• В конце штрихового кода ставится контрольное число, которое вычисляется по определённому алгоритму и подтверждает, что весь штрих-код был декодирован правильно

 
 
 
Двухмерные  
Потребность кодировать больше информации на меньшей площади привела к разработке, стандартизации и применению двумерных (2D) штриховых кодов. Там где традиционные одномерные (1D) штриховые коды работают как «номерной знак автомобиля» в качестве ссылки на информацию, хранящуюся в базе данных, двумерные коды могли бы выполнять те же функции, занимая в тоже время меньше места, или работать непосредственно как самостоятельные источники информации без обращения в базы данных, тем самым обеспечивая полную мобильность промаркированных изделий. На сегодняшний день удобство и функциональность двумерных штриховых кодов сыграли значительную роль в их стандартизации, а области применения продолжают непрерывно расширяться. 
 
Сложенные или стековые символики («Codeblock», «PDF 417») стали логическим продолжением линейных кодов. Фундаментальная концепция заключалась в том, чтобы взять чрезмерно длинный символ такого кода, порезать его на сегменты и сложить их один над другим. 
 
Матричные символики (Data Matrix, QR Code, Aztec, MaxiСode) имеют более высокую плотность записи данных, чем стековые коды, он составляется из тёмных и светлых ячеек, которые могут быть квадратные (большинство современных матричных кодов), шестиугольными (MaxiСode) или круглыми по форме.

Двухмерными называются символики, разработанные для кодирования большого объёма информации.  
Расшифровка такого кода проводится в двух измерениях (по горизонтали и по вертикали). В настоящее время наиболее распространён вид двухмерного штрихкода Aztec. В каждом символе можно выделить область мишени и область данных. Мишень представляет собой набор концентрических квадратов и служит для определения геометрического центра символа в процессе его  декодирования.  
Символ состоит из двух и более смежных по вертикали строк-знаков символа штрихового кода. В двумерных кодах можно закодировать существенно больший объем информации.

настоящее время  разработано множество двумерных  штрихкодов, применяемых с той  или иной широтой распространения. Вот некоторые коды:

• Aztec Code
• Data Matrix
• MaxiCode
• PDF417
• QR код
• Microsoft Tag

Примеры соотношения размеров символов двухмерного штрихкода и ёмкости кода

 
 

 

 
Этапы технологии штрихового кодирования:

 Создание штрихового кода  
 Для формирования кода применяются следующие средства:

     - специальное программное обеспечение (программное обеспечение выполняет кодирование информации пользователя с выдачей готового рисунка штрихового кода для последующего изготовления этикеток со штрих-кодом),