Обзор основных методов идентификации продукции

Основными методами идентификации продукции являются:

– рукописный;

– радио-идентификация;

– штриховое кодирование.

Рукописный метод основан на регистрации продукции оператором при помощи записи данных на бумаге. Этот метод является не эффективным, так как человек может ошибиться, что может привести к потере данных, а, следовательно, и к затратам.

Радиочастотная идентификация и штриховое кодирование относится к автоматической идентификации. Автоматическая идентификация позволяет исключить "человеческий фактор" при идентификации продукции, товаров или документов. Реализация этого решения предполагает выполнение следующих шагов:

– присвоение каждому предмету определенного идентификатора (номера или кода);

– нанесение на предмет специализированной метки, содержащей идентификатор;

– считывание данных с метки цифровым устройством;

– перевод данных метки в электронный вид.

Радиочастотная идентификация(RFID) основана на считывании информации с метки. Метка представляет собой миниатюрное запоминающее устройство. Она состоит из микрочипа, который хранит информацию, и антенны, с помощью которой метка передает и получает информацию[3].

В памяти метки хранится ее собственный уникальный номер и пользовательская информация. Когда радио-метка проходит через зону чтения опросчика, она определенным образом изменяет его сигнал и возвращает его устройству опроса. Опросчик определяет разницу между излученным и принятым сигналами и выясняет таким способом идентификатор радио-метки[3].

Энергия для питания радио-метки берется из батареи, являющейся частью оборудования радио-метки (активная метка), или черпается из энергии несущего сигнала, обычно заряжающего встроенный в радио-метку конденсатор (пассивная метка). Частоты электромагнитного излучения считывателя и обратного сигнала, передаваемого меткой значительно влияют на характеристики работы радиочастотной системы в целом. Как правило, чем выше диапазон рабочих частот системы RFID, тем больше дальности, на которых считывается информация с радиочастотных меток. Классификация RFID-меток приведена на рисунке 1.1[2].

Низкочастотные метки имеют встроенные антенны в виде многоконтурных (несколько сотен) обмоток. Высокочастотные метки имеют одноконтурные обмотки (диполь-антенна).

Наименьшими размерами и стоимостью обладают пассивные метки класса Read Only (только чтение) и малой дальности (расстояние до считывателя не более 2 метров).

 

Радио-идентификация

Низкие частоты

Средние частоты

Высокие частоты

Активные

Пассивные

Активные

Пассивные

Активные

Пассивные

Read

WORM

R/W

Read

WORM

R/W

Read

WORM

R/W

Read

WORM

R/W

Read

WORM

R/W

Read

WORM

R/W

 

Рисунок 1.1 – Классификация RFID-меток

 

Преимуществом активных меток по сравнению с пассивными является значительно большая (не менее, чем в 2-3 раза) дальность считывания информации и высокая допустимая скорость движения активной метки относительно считывателя.

Преимуществом пассивных меток является практически неограниченный срок их службы (не требуют замены батареек). Недостаток пассивных меток в необходимости использования более мощных устройств считывания информации, обладающих соответствующими источниками питания.

Информация в устройство памяти радиочастотной метки может быть занесена различными способами. Способ записи информации зависит от конструктивных особенностей метки. В зависимости от этого различают следующие типы меток[3]:

– Read Only – метки, которые работают только на считывание информации. Необходимые для хранения данные заносятся в память метки изготовителем и не могут быть изменены в процессе эксплуатации.

– WORM – метки ('Write Once Read Many") для однократной записи и многократного считывания информации. Они поступают от изготовителя без каких-либо данных пользователя в устройстве памяти. Необходимая информация записывается самим пользователем, но только один раз. При необходимости изменить данные потребуется новая метка.

– R/W – метки ('Read/Write") многократной записи и мнократного считывания информации.

К недостаткам RFID-систем относятся:

– относительно высокая стоимость меток;

– возможность экранирования некоторых радио-меток токопроводящими поверхностями, например листом фольги, что ограничивает возможность интеграции меток в металлическую упаковку, а также делает возможной ее намеренную деактивацию;

– возможность сбоя при одновременном попадании в зону действия радио-сканера нескольких однотипных меток;

– возможность сбоя в результате внешних помех, например воздействия электромагнитных полей компьютеров и мониторов.

Штриховое кодирование – технология автоматической идентификации и сбора данных, основанная на представлении информации по определенным правилам в виде напечатанных формализованных комбинаций элементов установленной формы, размера, цвета, отражающей способности и ориентации для последующего оптического считывания и преобразования в форму, необходимую для ее автоматического ввода в вычислительную машину[1].

Из доступных технологий автоматической идентификации технология штрихового кодирования и штрих-кодовая метка приобрели наибольшую популярность. Прежде всего, это связано с простотой данной технологии и низкой стоимостью расходных материалов: нанесение штрих-кода на ярлык или упаковку обходится значительно дешевле нанесения радиочастотных меток. Если штрих-код наносится типографским способом, то на стоимости упаковки это не отражается, если же штрих-код печатается на самоклеящейся этикетке, то стоимость упаковки возрастает незначительно. Следует учитывать, что с каждым годом все больше производителей сами заботятся о нанесении штрих-кода на упаковку, и количество товаров, маркированных

штрих-кодом также увеличивается, что, естественно, уменьшает затраты на

самостоятельную маркировку.

В технологии штрихового кодирования можно выделить следующие основные этапы:

– создание штрихового кода при помощи специального программного обеспечения.

– маркировка товара штриховым кодом (многие товары уже имеют на своей упаковке штрих-код, распечатанный типографским способом).

– чтение штрихового кода (получение данных, закодированных в штриховом коде).

Существует два способа нанесения штрих-кода на упаковку:

– изготовление плёночного оригинал-макета штрих-кода, который используется для подготовки матриц для последующего полиграфического процесса печати упаковки «мастер-фильм».

– нанесение штрих-кода на специальную этикетку, наклеивающуюся на товар или упаковку.

Принтеры этикеток классифицируются по способу печати на принтеры с прямой термопечатью и принтеры с термотрансферной печатью.

При прямой термопечати печатающая головка разогревается и воздействует на определенные участки термобумаги, образуя изображение. Материал, из которого изготавливаются этикетки, чувствителен к теплу, свету и механическим воздействиям. Поэтому срок службы таких этикеток обычно не превышает полугода, затем качество изображения ухудшается, возникают трудности при считывании штрих-кода. Обычно этикетки из термобумаги используют для товаров с небольшим сроком реализации[2].

При термотрансферной печати краситель со специальной ленты в принтере под воздействием тепла переносится на этикетки. Этикетка может иметь в качестве основы обычную бумагу, картон или синтетический материал. Этикетки, напечатанные на термотрансферном принтере более долговечны и устойчивы к внешним воздействиям, их можно использовать для маркировки товаров с длительным сроком реализации (до двух лет)[2].

Штриховой код– это код, представляющий знаки с помощью наборов параллельных штрихов различной толщины и шага, которые оптически считываются путем поперечного сканирования[1].

Следующий этап, после печати штрихового кода – это получение данных или чтение штрих-кода. Существует несколько классов устройств, предназначенных для чтения штрихового кода, это:

– сканеры штрих-кода;

– терминалы сбора данных;

– щелевые считыватели штрих-кода;

– сканеры световое перо.

Сканер штрих-кода предназначен для чтения штрих-кодов с различных поверхностей: если это стационарный сканер, то предмет со штрих-кодом просто подносится к окну сканера, чтение штрих-кода в этом случае происходит автоматически; если это ручной сканер, то его необходимо взять в руку, навести луч сканера на штрих-код и нажать кнопку для чтения штрих-кода.

Для чтения штрих-кода при помощи сканера не обязателен непосредственный контакт с самим штрих-кодом: максимальное расстояние считывания может меняться в зависимости от модели сканера от 20 до 300 мм (промышленные сканеры могут читать и с большего расстояния). Сканер распознает и считывает штрих-код, переводит данные штрих-кода в электронный вид и передает для дальнейшей обработки в ПК.

Терминал сбора данных – это своего рода многофункциональный сканер штрих-кода, снабженный внутренней памятью и процессором, способный накапливать и обрабатывать данные по считанным штрих-кодам[2].

Щелевой считыватель штрих-кода – сканер штрих-кода, предназначенный для чтения штрих-кодов с карточек. Чтобы прочитать штрих-код, нужно провести карточку вдоль щели устройства[2].

Сканер световое перо – это специализированный сканер штрих-кода, используемый в офисах для чтения штрих-кодов с ровных поверхностей. Чтобы прочитать штрих-код, нужно быстро провести головку сканера вдоль штрих-кода[2].

На сегодняшний день выделяют два типа штриховых кодов: одномерные и двухмерные[1].

Одномерный штрих-код можно встретить на большинстве товаров. Он представляет собой ряд прямоугольных полос, разделенных промежутками. Информация в нем содержится только в одном измерении и может быть считана обычным однолучевым сканером. Пример одномерных штрих-кодов приведён на рисунке 1.2.

Двухмерный штриховой код можно встретить на акцизных марках ликероводочной продукции. Такой штрих-код содержит информацию на всей плоскости штрих-кода сразу в двух измерениях (рисунок 1.3). Двухмерный штриховой код можно считать при помощи специализированных сканеров двухмерных штрих-кодов.

В двухмерных штрих-кодах можно закодировать существенно больший

объем информации, но из-за сложности работы с ними и значительной стоимости оборудования (сканеров двухмерного штрих-кода) он пока не получил широкого распространения.

 

Рисунок 1.2 – Одномерные штрих-коды

 

Рисунок 1.3 – Двухмерные штрих-коды

 

На данные момент существует более 300 стандартов штрих-кодирования. Различные стандарты используют различные алгоритмы кодирования. У каждого алгоритма существуют свои особенности такие как минимальная и максимальная длинна данных, ограничения на размер штрих-кода и т.д. различные стандарты имеют свои достоинства и недостатки и часто разрабатываются с учетом конкретной области применения. Наиболее популярные[1]:

– Code 128: штрих-код переменной длины. Обычно кодируются буквенно-цифровые данные. Данный стандарт подходит для общего применения, например, для маркировки DVD-дисков, удостоверений личности и многих других целей.

– EAN.UCC-128: штрих-код переменной длины. Обычно кодируются буквенно-цифровые данные. Этот международный стандарт разрабатывался для обмена данными между различными компаниями. Стандарт UCC.EAN-128 помимо данных, кодирует идентификатор (AIs), который позволяет определить тип закодированных данных и формат кодирования. UCC.EAN-128 кодирует данные, используя алгоритмы стандарта Code 128.

– Code 39: штрих-код переменной длины. Обычно кодируются буквенно-цифровые данные. Данный стандарт широко используется уже много лет и является самым популярным в мире для общих задач.

– UPC-A: 12-значный штрих-код фиксированной длины для кодирования числовых данных. Используется в американских розничных магазинах для идентификации товаров. Уникальные штриховые коды UPC-A разработаны UC-советом.

– UPC-E: 6-значный штрих-код фиксированной длины для кодирования числовых данных. UPC-E – сокращенный вариант штрих-кода UPC-A. Данный стандарт используется для идентификации мелких розничных товаров, размеры которых не позволяют разместить на них полный штрих-код UPC-A.

– EAN-13 (JAN-13): 13-значный штрих-код фиксированной длины для кодирования числовых данных. Уникальные штрих-коды EAN-13 разработаны EAN и являются расширенным вариантом UPC-A. Различие между ними заключается в том, что EAN-13 содержит также код страны.

– EAN-8 (JAN-8): 8-значный штрих-код фиксированной длины для кодирования числовых данных. EAN-8 - сокращенный вариант штрих-кода EAN-13. Используется для маркировки мелких товаров, размеры которых не позволяют разместить полный штрих-код EAN-13.

– Standart 2 of 5: штрих-код переменной длины для кодирования числовых данных. Данный стандарт используется с 60-х годов для маркировки авиабилетов и других целей. Также известен как Industrial 2 of 5.

– Interleaved 2 of 5: штрих-код переменной длины для кодирования числовых данных. Обновленная версия Standart 2 of 5 и во многих случаях, заменившая его. Широко распространен на складах и в сфере дистрибуции.

– Codabar: штрих-код переменной длины для кодирования числовых данных. В основном используется библиотеками, банками крови и плазмы.

– PostNet: штрих-код фиксированной длины для кодирования числовых данных. С помощью PostNet кодируются 5- или 9-значные почтовые индексы, а также 11-значные коды доставки.

– DataMatrix: двумерный штрих-код переменной длины для кодирования буквенно-числовых данных. При помощи данного стандарта можно закодировать намного больше данных, чем с помощью одномерных штрих-кодов на небольшой площади. Алгоритм DataMatrix также позволяет обнаруживать и исправлять ошибки. Широко используется для маркировки электронных компонентов и ярлыков багажа, в аптеках, маркировки удостоверений личности.

– PDF417: двумерный штрих-код переменной длины для кодирования буквенно-числовых данных. PDF417 очень похож на DataMatrix и предоставляет немного больше возможностей, требуя, соответственно, больше места. Используется для общего применения, включая ярлыки на багаже, маркировку различных частей и на удостоверениях личности.

Наличие штриховых кодов на товарах позволяет реализовать технологию управления товарными потоками на складе предприятия и оптовой базе, дающую возможность в любой момент времени знать, какой товар имеется в наличии и где он находится. Достигается это благодаря идентификации товаров, мест хранения, групповой тары, рабочих мест операторов. Любое перемещение предметов на складе сопровождается считыванием штриховых кодов и регистрацией происходящих изменений. Это позволяет автоматизировать различные функции управления и обеспечивать управление в реальном масштабе времени. Повышается эффективность всех операций, связанных с приемом, размещением, отбором и отгрузкой готовой продукции. В автоматическом режиме осуществляется подготовка комплектовочных и отгрузочных документов, форм материального учета и отчетности. Экономический эффект от внедрения технологий штрихового кодирования достигается благодаря ускорению оборачиваемости оборотных средств, обеспечению оперативного управления производственными запасами, снижению внутрискладских издержек, уменьшению потерь товаров и т.д.

В нашей системе выбираем штриховое кодирование, так как оно зарекомендовала себя с лучшей стороны, и имеет ряд преимуществ:

– точность в идентификации объектов;

– точный учёт складируемых или проданных товаров;

– более экономичное использование рабочего времени;

– увеличение скорости получения и обработки информации;

– сокращение ошибок при автоматической идентификации объектов по сравнению с ручной.

В автоматизированной системе идентификации готовой продукции будем использовать Code 39, т. к. он является распространенным и прост в использовании.

Постановка задачи

 

Целью дипломного проекта является создание автоматизированной системы идентификации готовой продукции на ЗАО МЗХ «Атлант». Данная система построена на основе штрихового кодирования.

В соответствии с поставленной целью в дипломном проекте решаются следующие задачи:

– проектирование автоматизированной системы идентификации готовой продукции;

– выбор оборудования системы и программных средств для реализации программного обеспечения;

– создание программного обеспечения системы.

Программное обеспечение автоматизированной системы идентификации готовой продукции должно обеспечить реализацию следующих функций:

– считывание данных;

– отображение считанной информации;

– поиск по таблице;

– добавление данных в таблицу;

Для реализации поставленных задач необходимо наличие следующих

компонентов:

– ПК, оснащённый сетевой картой Ethernet;

– ОС Windows XP;

– язык программирования C++ в среде visual studio;

– сканер POWERSCAN D8330;

– система штрихового кодирования на базе Code 39.