07А_Штрихкод (конспект за второй семестр 4-го курса, преподаватель Ляхова)

12

Штриховой код.

Штриховой код - это последовательность 2-хцветных полос различной толщины. Код включает цифры от 0 до 9 в двоичной системе, в которой

0 - полоса единичной ширины белого цвета, 1 - полоса единичной ширины черного цвета.

(Например, единичной шириной игольчатого принтера может быть 4 точки.) Каждая цифра кодируется 4-мя полосами. Последовательность 0 и 1 сравнивается с эталонными последовательностями цифр от 0 до 9. При нулевом различии сравниваемых последовательностей цифра причисляется к очередной. При ненулевом отличии фиксируется невозможность распознавания и процедура повторяется.

Для распознавания каждой этикетки достаточно 3-х кратного повторения. Этикетка со штриховым кодом считывается сканером. Проводится анализ 0 и 1 строки байтов, соответствующих строке считанного изображения. В этом массиве отмечаются все переходы 0 и 1, запоминаются их координаты, фильтруются одиночные помехи. Ширина полосы определяется по разности координат последовательных переходов.

В структуре штрихового кода известно относительное положение стартовых эталонных белых и черных полос единичной ширины и верхнее ограничение на ширину полос. Для определения ширины текущей полосы вычисляется отношение ширины полосы к эталонной.

Рис. Считывание штрихового кода.

Рис. Фрагмент ЛС пополнения базы данных.

Рис. Питатель и фрагмент ЛС АЛ сборки.

Линейный (1D) штрих – код ограничивает объем информации. Двумерный код (2D) существенно превосходит линейный. Общий принцип считывания остается прежним: есть белый и черный эталонные элементы. Размер эталонного элемента характеризует размер строки, необходимый для формирования шага сканирования.

Трехмерный код (3D) – это повторение 2D кода на разных гранях, например, куба. Такой объемный маркер удобен для перемещающегося 3-м осям координат сканера.

Рис. Шаблон и вид 2D маркера.

2D и 3D маркеры могут использоваться для идентификации виртуальных объектов - ARTag . Маркеры в реальном мире преобразуются в изображение предметов на экране. С помощью специальных очков с камерой виртуальное изображение может быть создано в пространстве.

Рис. 3D ARTag в реальном мире, на экране, система построения виртуального изображения.

Для считывания штрих - кодов используются фотоэлектрические или лазерные сканирующие устройства с таймерами и счетчиками. Зигзагообразное сканирование позволяет отыскать ярлык с кодом при любом положении объекта. Глубина поля резкости лазерной системы позволяет распознать объекты различной толщины без перенастройки. Луч лазера через полупрозрачное зеркало поступает на вращающееся зеркало, которое обеспечивает сканирование. Отраженный сигнал направляется зеркалом в фотоприемник. Выделяется модулирующая составляющая фототока в преобразователе, декодируется и с помощью ЭВМ воспроизводится в буквенно-цифровом виде. При этом используется восьмеричный символьный код ISO. Благодаря сфокусированности лазерного луча достигается дистанционное считывание под различными углами, более высокая скорость сканирования, меньшие размеры этикетки.

Считывание может производиться движением ручного лазера в виде “карандаша”, светодиодного считывателя относительно неподвижной этикетки или движением этикетки относительно неподвижного считывателя. Штрих-код включается в рисунок платы или наклеивается в виде этикетки.

Рис. Сканирование 2D маркера электронного модуля и вид рабочей поверхности сканера (в центре - излучатель, по периметру - матрица фотоприемников).

а б в г д

Рис. Разновидности технологии изготовления 2D маркеров: а – краска на полимере, б - этикетка на металле, в – лазерная гравировка на металле, г – принтерная этикетка на печатной плате, д – литографированный маркер печатной платы.

Этикетка может быть напечатана на матричном принтере с использование картриджа, пропитанного специальным составом. Лазерный принтер позволяет изготавливать четкие этикетки малых размеров. Термопринтер формирует этикетки на пленках, в том числе термоусадочных или на термической бумаге с термочувствительной пленкой. При нагревании пленка расплавляется и красящее вещество вступает в реакцию с реагентом, формируя рисунок (недолговечно). Термотрансферные принтеры наносят изображение на обычную бумагу со специальной красящей ленты.

А Б

Рис. (А) - Автономный микропринтер монтажника ID PAL.

(Б) – Система термотрансферной печати TLS2200/TLS PC Link, легко подключаемая к локальной сети.

Рис. Принтер с миниатюрной клавиатурой для печати на цветной виниловой ленте.

Этикетка, помимо идентификации – маркировки детали, может выполнять дополнительные функции, например, контроля вскрытия или проникновения влаги. Это достигается подбором материала основы.

Рис. Этикетка на виниловой ленте (В-351) для контроля вскрытия. Этикетка саморазрушается при попытке снятия.

Рис. Этикетка с индикацией попадания влаги: изменяется цвет этикетки. Это используется для контроля обоснованности обращения по гарантии, выявления недостоверных анализов или устранения неисправности.

Включение сканера в информационную часть автоматизированной системы управления (АСУ) позволяет оперативно заполнять этикетку данными, полученными из различных приложений. Это может быть командой транспортировки на склад или для дальнейшей обработки. Особенно эффективно использование в АСУ склада. Считанная информация определяет место хранения, запускает погрузчик. Штрих – код для данного приложения может быть выполнен в виде прорезей направляющей планки. Возможен запрос с целью диспетчеризации или для отгрузки по назначению. С помощью программы MS ACCESS возможно преобразование цифровой информации базы данных в штрих – код.

Рис. Штрих – код на экране мобильного телефона. Он может служить билетом в кинотеатр, аэроэкспресс и т.п..

(Зайдя на сайт сервиса с сотового телефона, пользователь выбирает кинозал и сеанс, а затем также через Интернет покупает место, указывая данные своей кредитки. Система высылает человеку текстовое сообщение, содержащее гиперссылку на его билет. Придя в кинотеатр, зритель просто вызывает этот билет, на котором "нарисован" штрих-код, на экран мобильника и даёт его считать сканеру в руках у контролёра на входе в зал. Бумажный билет, таким образом, уходит в историю. Важно отметить, что этот штрих-код не хранится в памяти телефона, а всегда остаётся записанным на сервере компании. Пользователь лишь получает к нему доступ. При этом восстановить свой "утерянный" электронный билет можно с любого телефона, имеющего выход в Интернет)

Рис. Нано штрих – код на нити.

Эти нано-нити создаются с помощью электрохимических методов из никеля. На их поверхность нанесены тонкие слои золотых и серебряных плёнок. Ширина покрытий и порядок, в котором они располагаются на протяжении нити, могут быть различными. Нанонити с определённым "кодом" – последовательностью золотых и серебряных линий — с помощью специальных технологий прикрепляются к антителам. Если в материале присутствует патоген, то он объединяется с антителом (к которому уже прикреплена штрихованная нано-нить). Нано-нити сделаны так, что при этом контакте они начинают светиться в определённом диапазоне при наличии патогена.

Рис. Нано-нити с различными кодами.

Рис. Считывание миниатюрного штрих-кода (), перемещающегося с помощью электростатического двигателя вращения на механико – электрической микросистеме (МЭМС).

Магнитный код.

Магнитная этикетка включает линейку “посадочных мест”- отверстий, в которые может быть помещен магнитный материал. Сочетание пустых и заполненных отверстий составляет магнитных код, который считывается приемной линейкой. Она фиксирует локальные изменения параметров магнитного поля с помощью датчиков Холла, индукционных датчиков. Простейшим является код: “ 2 из 5”. Увеличением числа линеек можно добиться большего числа сочетаний.

Расстояние между магнитным ярлыком и приемником должно быть меньше расстояния между отверстиями магнитного ярлыка для того, чтобы датчик не фиксировал соседнюю метку в столбце или в стоке. Требуется точное совмещение.

магнитный ярлык-