Регулирование и стандартизация штрих-кодов

Как уже отмечалось выше, присвоением штрих-кодов занимается международная некоммерческая и неправительственная организация — Ассоциация EAN, созданная в 1977 году.

Ассоциация автоматической идентификации ЮНИСКАН/GS1 Russia как член GS1 является единственной организацией товарной нумерации — представителем GS1 на территории Российской Федерации. GS1 предоставила ЮНИСКАН/GS1 Russia право использования товарного знака «GS1» в Российской Федерации.

Ассоциация ЮНИСКАН/GS1 Russia — добровольная некоммерческая организация, существующая исключительно на членские взносы её участников. Присвоение номеров GS1 для членов Ассоциации осуществляется бесплатно.

Техническим комитетом ГОСТ Р/ТК 355 разработаны государственные (ГОСТ Р) и межгосударственные (ГОСТ) стандарты, определяющие требования для символик штриховых кодов, в частности, такие как:

ГОСТ ИСО / МЭК 15420-2001 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики EAN/UPC (ЕАН/ЮПиСи)»;

ГОСТ Р 51001-96 “Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Требования к символике штрихового кода “2 из 5” чередующийся”;

ГОСТ Р 51002-96 “Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Требования к символике штрихового кода 39”;

ГОСТ Р 51003-96 “Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Требования к символике штрихового кода 128”;

ГОСТ Р 51201-98/EN 797 “Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Требования к символике кода EAN/UPC”;

ГОСТ Р 51294.6-2000 (ИСО/МЭК 16023-2000) "Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики MaxiCode (Максикод)";

ГОСТ Р 51294.9-2002 (ИСО/МЭК 15438-2001)"Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификации символики PDF417 (ПДФ417)";

ГОСТ 30742-2001 (ИСО/МЭК 16388-99)"Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Code 39 (Код 39)";

ГОСТ 30743-2001 (ИСО/МЭК 15417-2000)"Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Code 128 (Код 128)";

Стандарты ААИ ЮНИСКАН/EAN РОССИЯ/AIM РОССИЯ:

СТО ЮНИСКАН/ENV 606“Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Этикетки со штриховыми кодами для транспортирования и отгрузки продукции из стали”;

СТО ЮНИСКАН/ENV 1649“Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Факторы, влияющие на считывание символов штрихового кода”;

СТО ЮНИСКАН/EN 1556 “Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Термины и определения”;

СТО ЮНИСКАН/EN 1635 “Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Требования к контролю символов штрихового кода”;

СТО ЮНИСКАН/EN 798 “Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование.

Принципы построения штриховых кодов

Существует свыше 200 конфигураций штриховых кодов, занесенных в каталог, и, вероятно, намного больше конфигураций, которые исполь­зуются только разработчиками. Информация, подлежащая кодированию, представляет собой то, что бы люди хотели выразить устно. Штриховой код есть язык, несущий ин­формацию и данные. Различные виды кодов создаются для того, чтобы добиться определенной цели, например, простоты ввода данных, легкости сканирования, ограничения длины кода или использования чи­сел, букв или специальных знаков. В некотором смысле это игра по соз­данию новых конфигураций в целях выполнения специальных работ.

Штриховое кодирование и штрих-коды бывают линейными, двухмерными или матричными, круговыми и композитными.

Линейное кодирование —это метод автоматизированного сбо­ра данных, при котором источником информации является ли­нейный код, представляющий собой чередование штрихов и пробелов разной ширины (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Линейный штрих-код

Линейные символики позволяют кодировать небольшой объём информации (до 20—30 символов, обычно цифр). Наиболее распространенными линейными кодами являются:

• ЕAN 13 (используются 13 цифр);

• EAN-8 (состоит из 8 цифр);

• UPC (UPC-A, UPC-D, UPC-E);

• Code39;

• Code128 (UCC/EAN-128);

• Codabar;

• «Interleaved 2 of 5» и т.д.

Двухмерными называются символики, разработанные для кодирования большого объёма информации. Расшифровка такого кода проводится в двух измерениях (по горизонтали и по вертикали). Данный код может включать в себя гораздо больший объем информации (до нескольких страниц текста). Разработано более 20 различных символик двухмерных штрих-кодов. Наиболее популярны коды Aztec,Datamatrix,PDF417. На рис. 2.2 представлен пример двухмерного кода.

Рис.2.2. Двухмерный штрих-код

В настоящее время наиболее распространён вид двухмерного штрих-кода 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.

Существуют три основных формата символа Aztec Code:

• «Compact» (Компактный) символ с мишенью из двух квадратов

• «Full-Range» (Полный) символ с мишенью из трех квадратов.

• Datamatrix

Код Datamatrixэто двумерный матричный штрих-код, содержащий чёрно-белые элементы или элементы двух различных степеней яркости в форме квадрата, размещённые в прямоугольной или квадратной группе. Таким образом может быть закодирован текст или строковые данные. Размер закодированных данных может составлять от нескольких байтов до 2 килобайтов. Преимуществами этого кода является возможность нанесения перманентной гравировки (лазером, механическим способом и т.п.) на металлические поверхности позволяет маркировать кодом изделия и устройства, подвергающиеся воздействиям критических температур, давлений или химических веществ.

Композитный кодобъединяет в себе двухмерный и линейный код, позволяя, таким образом, использовать для считывания различное оборудование. Пример такого кода - Aztec Mesa.

Штриховой символ кодового словалинейного штрих-кода, как правило, состоит из четырех частей:

• комбинации элементов «Начало», обозначающей начало слова и определяющей направление считывания;

• серии информационных элементов, т.е. элементов, кото­рыми представлены данные;

• комбинации элементов одного или нескольких конт­рольных знаков, обеспечивающей автоматическую про­верку правильности считывания и надежность дешифра­ции закодированных данных;

• комбинации элементов «Конец», обозначающей конец слова.

Каждый штриховой код вне зависимости от версии харак­теризуется следующими показателями: числом и высотой зна­ков, шириной модуля и др.

Число знаков N в кодовом обозначении определяет длину кода. Естественно, желание проектировщика и производителя, наносящего знак на упаковку, — минимизировать число зна­ков, так как это позволяет:

• свести к минимуму площадь упаковки, выделяемую для размещения и нанесения штрихового кода;

• обеспечить надежность считывания информации;

• строго ограничить объем выносимой на упаковку инфор­мации необходимым минимумом.

Как правило, каждое кодовое обозначение на упаковке товара сопровождается пробной цифрой, которая предназначена, повышения надежности считывания кода. В спецификации код всегда указываются вид и положение пробной цифры. При этом необходимо помнить, что положение пробной цифры известно только поставщику считывающего устройства, и оно не расшифровывается. Кроме того, в каждом кодовом обозначении обязательно присутствует пробная цифра, подлежащая расшифровке после считывания.

При этом высота штриха выбирает­ся только из соображений легкости считывания, которое осу­ществляется при помощи специальных оптических устройств — сканеров, называемых зачастую бар-сканерами. Луч считыва­ющего устройства должен пересечь все штрихи кода для того, чтобы прочитать закодированную в нем информацию. Это дос­тигается при достаточной высоте штриха.

Для удобства построения самый узкий штрих, который на­зывают модулем,принимается в качестве базового. Другие штри­хи и пробелы составляют 2 и 3 модуля, т.е. 2 или 3 толщины самого узкого штриха или пробела. Таким образом, все осталь­ные линейные поперечные размеры штрихов и пробелов кратны целому числу этих модулей. Ширина модуля для конкретного штрихового кода является величиной постоянной, хотя для од­ного и того же стандарта штрихового кода могут применяться различные по размеру модули, что в свою очередь позволяет получать различные изображения. Такой метод построения штрихового кода существенно облегчает его печать и последу­ющее считывание. В частности, в уже упомянутой символике кодаEAN-13 модуль может меняться от 0,264 мм до 0,66 мм.

Ширина модуля Х представляет собой ширину наименьшего штриха или интервала между штрихами. Значение этого параметра двояко. С одной стороны, чем меньше модуль, тем более компактно кодовое обозначение, с другой — излишний малый модуль затрудняет считывание кода. Для выбора типа считывающего устройства требуется знание ширины модуля. Так, если модуль Х равен 0,4 мм, то разрешающая способность считывающего устройства должна быть менее чем 0,4 мм. Для кодов с двумя видами элементов по ширине важным параметром является соотношение этих двух элементов V, которое, как правило, принимается равным соотношению 3:1 или 2:1.

Всякое кодовое обозначение должно иметь ограничители. В штриховом кодировании таким ограничителем в конце и в начале кода является спокойная зона R. В том случае, если считывающее устройство ручное, то R = 10%, т.е. примерно 2,5 мм, а при использовании сканирующего устройства или считывающей камеры R = 15%, т.е. приблизительно 6,5 мм.

Высота кодового обозначения Н при применении ручных считывающих устройств должна быть равной 15% от длины штри­хового кода, но не менее 6,5 мм, а при считывании сканером или камерой — не менее 25% от его длины. Эти рекомендации по высоте кода даны для статических операций считывания. В случае же считывания кода с движущегося товара Н должна корректироваться опытным путем.

Каждая символика штри­хового кода имеет алфавит — соответствие набора цифр кода определенному сочетанию пробелов и штрихов. Так, если рас­шифровать алфавит кода EAN-13применительно к товарам по­требительского назначения, то каждая цифра (разряд) кода представляет собой сочетание двух штрихов и двух пробелов (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Алфавит штрихового кода EAN-13

Первые две-три цифры, называемые обычно флагом,обозна­чают страну происхождения товара (табл. 2.1, рис. 2.4). Присвоение кода внутри любой страны производится торгово-промышленной па­латой, где регистрируется каждый производитель товаров. Сле­дующие четыре-пять цифр указывают на фирму-производите­ля товара. Затем наносятся еще пять цифр, обозначающих код товара.

Таблица 2.1

Структура кода EAN-13

ХХХ	ХХХХХ	ХХХХ	Х
Код страны происхождения товара	Код фирмы-производителя товара	Код товара (артикул)	Контрольный знак

Рис 2.4.  Разбор кода EAN13

Последняя цифра контрольная и используется для правиль­ного считывания предшествующих цифр, обеспечивая тем са­мым надежность штрихового кода. Рассчитывается она по сле­дующей методике:

• складываются цифры, стоящие на четных позициях кода;

• результат первого действия умножается на 3;

• складываются цифры, стоящие на нечетных позициях кода;

• складываются результаты 2-го и 3-го действий;

• определяется контрольное число, представляющее собой разность между полученной суммой и ближайшим к нему большим числом, кратным 10.

Так, медицинский препарат имеет код 4601026034169 (рис. 2.3). Судя по флагу, данный продукт является российским товаром. Так ли это? Просчитаем контрольную цифру. У кода 4601026034169 она равна 9.

1. 6 + 1 + 2 + 0 + 4 + 6 = 19.

2. 19 х 3 = 57.

3. 4 + 0 + 0 + 6 + 3 + 1 = 14.

4. 57 + 14 = 71.

5. 80 – 71 = 9.

Итак, в результате расчетов мы получили контрольное чис­ло 9, что соответствует товару из России.

Таблица 2.2

Флаг кода, присвоенный странам мира Международной ассоциацией EAN

Страна-носитель кода	Флаг кода EAN	Страна-носитель кода	Флаг кода EAN
США	00-09	Мальта	535
Франция	30-37	Ирландия	539
Япония	45,49	Португалия	560
Великобритания,		Исландия	569
Северная Ирландия	50	Польша	590
Люксембург, Бельгия	54	Венгрия	599
Дания	57	ЮАР	600-601
Финляндия	64	Марокко	611
Норвегия	70	Китай	690
Швеция	73	Израиль	729
Швейцария	76	Гватемала, Гондурас,
Италия	80-83	Никарагуа, Панама	740-745
Испания	84	Мексика	750
Нидерланды	87	Венесуэла	759
Австрия	90-91	Колумбия	770
		Перу	775
Австралия	93	Уругвай	773
Новая Зеландия	94	Аргентина	779
Болгария	380 .	Чили	780
Словения	383	Эквадор	786
Хорватия	385	Бразилия	789
Германия	400-440	Куба	850
Россия	460-490	Чехия и Словакия	859
(для книг код ISBN)	978
Латвия	4605	Югославия	860
Тайвань	471	Турция	869
Эстония	474	Южная Корея	880
Филиппины	480	Таиланд	885
Гонконг	489	Сингапур	888
Греция	520	Индонезия	899
Кипр	529	Малайзия	955

Необходимо помнить, что флаг кода закреплен за страной-производителем товара, но может обозначать и страну регист­рации дочернего предприятия-изготовителя. Кроме того, он мо­жет указывать на страну-партнера, если предприятие совмест­ное, или на страну, куда поставляется большая часть продукции. По существующим в нашей стране правилам, импортное изде­лие, реализуемое в торговой сети, может и не иметь на упаков­ке кода своей страны. Если какая-либо иностранная фирма за­регистрировала свой товар, например, в «Юнискам», то по су­ществующим правилам штрихового кодирования он получает индекс 46, т. е. российский код EAN. Но это не означает, что товар изготовлен в России. Поэтому при чтении штрихового кода лучше посмотреть на дополнительную надпись на упаковке то­вара, указывающую на страну его изготовления. Необходимо также помнить, что каких-либо указаний о дате изготовления товара большинство кодов, в том числе и EAN-13, не имеет.

В том случае, если габаритные размеры маркируемого то­вара не позволяют разместить на нем штриховую версию EAN-13, можно воспользоваться версиейEAN-8 (табл. 2.3). Ис­пользование кодаEAN-8характерно для товаров, продавае­мых вразвес.

Таблица 2.3

Структура кода EAN-8

ХХ	ХХХ	ХХ	Х
Код страны происхождения товара	Код фирмы-производителя товара	Код товара (артикул)	Контрольный знак

При печатании штриховых символов кода на продаваемых в розничной торговле товарах возникает необходимость с уче­том формы упаковки и ее габаритных размеров увеличивать или уменьшать размеры штрихового кода по отношению к ба­зовым размерам. При этом стараются изменить высоту кода, оставляя неизменной ширину. Однако такая мера требует со­блюдения следующего условия: высота штрихов должна быть равной половине ширины штрихового симво­ла кодового слова.

Все разновидности кода UPC/EANнаиболее распростране­ны для кодирования товаров в пищевой промышленности. Кро­ме того, он широко используется в оптовой и розничной тор­говле, являясь комплексным кодом с точки зрения считыва­ния и печатания.

Bпромышленности чаще всего прибегают ккоду 39,содер­жащему как цифровую, так и алфавитную информацию, с по­мощью которой можно закодировать 42 характеристики про­дукта. Во многих странах мира данный код является промыш­ленным стандартом. Предыстория его появления на рынке такова.

До середины 1970-х гг. технология штрихового кодирова­ния распространялась только на 10 цифровых знаков — от 0 до 9. Низкая разрешительная способность данной технологии потребовала усовершенствования, и в 1974 г. в США был раз­работан штриховой код, предназначенный для машиночитае­мого представления буквенно-цифровых данных. Он получил название «код 39» (Code39). Начиная с 1981 г., код 39 был рекомендован к использованию в сфере распределения товаров применительно к машиночитаемой маркировке транспортных контейнеров. В настоящее время он широко распространен как в розничной, так и оптовой торговле.

По замыслу авторов, код 39 предназначался для машиночитаемого представления 39 графических знаков, отсюда и его название. Штриховой символ каждого знака алфавита кода состоит из 5 темных штрихов и 4 светлых полос (пробелов). Из этих 9 элементов 3 — широкие, а остальные — узкие, что объяс­няет другое название кода — «З из 9». 2 из 5 темных штрихов и 1 пробел широкие, а остальные штрихи и пробелы узкие. На основе такого соотношения можно составить 40 комбинаций для штрихового, представления 10 цифровых знаков от 0 до 9, 26 букв латинского алфавита, тире, точки, интервалов,— раз­рядов и звездочек, являющихся признаком начала и конца кодового слова. Четыре дополнительные знака (S, /, +, %) изоб­ражаются пятью узкими штрихами, тремя широкими пробелами и одним узким пробелом. Отношение ширины широкого элемента кода (штриха или пробела) к ширине узкого может быть разным, но обычно составляет 3:1.

Код 39 является дискретным, т. е. промежутки между штри­ховыми символами не несут в себе информации, а являются лишь разделителями. Штриховые символы всех знаков алфа­вита кода 39 самоконтролирующиеся, что предполагает автоматическое обнаружение дефектов при считывании кода сканером.

Код «2 из 5 с чередованием»разработан американской фир­мой «Intermec». Он является уплотненным вариантом одного из наиболее простых штриховых кодов, носящего название «2 из 5». Последний был предназначен для автоматизации сорти­ровки грузопотоков в складском хозяйстве, но вследствие не­достаточной информационной емкости широкого распростра­нения не получил. Иногда этот код еще называютInterleawedTwoofFive(ITF).

Название кода «2 из 5 с чередованием» полностью соответ­ствует его структуре, включающей 5 элементов (штрихов и про­белов), два из которых широкие. Информационные знаки, на­ходящиеся на нечетных позициях кода, изображаются штри­хами и расположены слева направо, а знаки, занимающие четные позиции, представлены пробелами. Вследствие этого эле­менты штриховых символов, относящихся к двум смежным информационным знакам кодового слова, чередуются. В отличие от кода «2 из 5», имеющего в качестве значащих элемен­тов лишь штрихи, дополняемые разноширокими пробелами только как разделителями, без какой-либо информационной нагрузки, код «2 из 5 с чередованием» использует штрихи и пробелы как носители информации, что делает его более плот­ным и информационно насыщенным, а также позволяет коди­ровать большой объем информации на малых площадях упа­ковки товара, поскольку, применяя Линии для кодирования одной цифры, он кодирует следующую цифру в промежутках, что сокращает площадь кода наполовину. Его преимущество и в том, что он имеет прямоугольный контур, технологичен в исполнении (легко наносится на гофрированную упаковку). Как правило, данный код используется при кодировании партий товаров.

Довольно часто применяется и код 128, позволяющий коди­ровать номер партии товара, дату его изготовления, срок реа­лизации, гарантийные условия, и пр.

В медицинской промыш­ленности широко распространен кодКодбар (Codabar), имею­щий высокую надежность и сочетающий в себе цифровой код и алфавитную идентификацию. Его используют, как правило, при кодировании операций по переливанию крови.

Кроме перечисленных, в практике используются коды 93,460,469, 978, ISSN(для газет),ISBN(для книг) и др.

Существует понятие «высота» штрихового кода. Спецификация от­дельных символов определяет требуемую или оптимальную высоту кода в отношении соответствующего считывания с хорошим результатом. Код 39 обычно является длинным, а высота его небольшая. Код EAN/U.P.C. является относительно коротким, но высоким, ибо считывается в любом направлении, что является положительным с точки зрения неопытного персонала, использующего фиксированные сканеры для контроля пред­метов различных размеров. Поперечные (стеллажные) коды состоят из строк, штрихов и пробелов, располагаемых сверху других строк. Матрич­ные коды включают в себя несколько строк, формирующих изображения из черного и белого.

Штриховые коды могут располагаться горизонтально (лестнично) или вертикально (частокольная изгородь). Методы печатания кодов и методы их сканирования помогают определить, какой из них использовать.

Лестничная форма считывается лучше при округлой поверхности, та­кой, как банка. Сканирующий луч при этом окажется всегда в одной и той же плоскости.

На конвейере нет необходимости использовать растровые сканеры, ибо движение банки дает благоприятную возможность считывания фик­сированным лучом. Лестничная форма кода обеспечивает хорошее каче­ство в случае использования некоторых методов печати. Например, если печатание точки не функционирует, принтер будет оставлять линию по всей длине штриха. Плохо пропечатанная точка в случае кода «частокольной изгороди», может оставить весь штриховой код неотпечатанным.

Код типа частокольной изгороди оказывается наилучшим в случае, когда совокупность кодов располагается один над другим. Этот код лучше проглядывается на коробках, ибо оказывается расположенным парал­лельно краю коробки.

В некоторых штриховых кодах каждый набор штрихов и кодов рас­полагается по отдельности, а между этими наборами размещаются так называемые «межзнаковые интервалы». Эти штриховые коды называют дискретными кодами. Например, код 39 был создан так, чтобы его можно было печатать отдельными (индивидуальными) штампами, такими, как пишущая машинка. В 1970 г. он был основным методом односторонней печати. Код 39 был особенно успешным в случае, когда информация, за­кладываемая в штриховой код, накладываемый на каждый предмет, была различной, например, при кодировании автомобильных частей для про­слеживания их прохождения.

Непрерывные коды не имеют межзнаковых промежутков, и все штрихи и пробелы участвуют в формировании данных. Код U.P.C. (уни­версальный код продукции) был разработан для того, чтобы печатание осуществлялось печатающими прессами при помощи квалифицирован­ных специалистов и обычных специалистов по обработке пленок без из­менения информации от одного кода к другому. Код 128 является непре­рывным кодом. Современные термические или точечно-матричные прин­теры могут на выбранном месте печатать любую конфигурацию, дис­кретную или непрерывную.

Большинство штриховых кодов являются линейчатыми, хотя новей­шие конфигурации представляют собой двухразмерные коды. Прочие коды — это просто вертикальные линии, как, например, почтовые коды США. Существует много специальных конфигураций, позволяющих до­биться специфических приложений, например, иллюминаторные коды с оптическим увеличением.

Линейчатые коды являются наиболее распространенными кодами вследствие простоты их печати и считывания. Хотя большое количество других методов автоматической идентификации весьма полезны, линей­чатые штриховые в среднем очень распространены. Они дают возмож­ность хорошо сочетать выгоду и некоторые недостатки. Они легко фор­мируются для выполнения специфических работ. Большое количество методов печати может обеспечить печатание кодов при удовлетворитель­ном уровне качества осуществления сканирования. В большинстве случа­ев нет необходимости в большом количестве данных, ибо они могут нести информацию в пределах ограниченного пространства. Линейчатые штри­ховые коды могут считываться почти всеми методами сканирования, как контактными, так и на расстоянии (в зависимости от сканирующего уст­ройства и размера штрихов).

Двухразмерные штриховые коды обладают высокими потенциальны­ми возможностями. Важным здесь является размер символов, необходи­мое количество информации и методы печатания. С точки зрения исполь­зования сканирующих устройств двухразмерных кодов, необходимо учи­тывать пригодность сканера и правильность считывания. На решение существенное влияние могут оказать условия сканирования. Двухразмер­ные штриховые коды особенно полезны в условиях, где пространство представляет собой проблему, где база данных недоступна или где требу­ется весьма высокая скорость сортировки. Двухразмерные штриховые коды могут использоваться для малых деталей, таких, как драгоценности или микрочипсы электронных устройств, или для случаев большого объ­ема данных. Когда база данных оказывается недоступной, двухразмерный код весьма полезен и иногда называется портативным файлом дан­ных. Некоторые двухразмерные коды могут нести обширное количество информации, такое, как история болезни пациента, которая при необхо­димости может считываться. В случае ошибочного определения, ошибоч­ного контроля, реконструкции данных избыточности характеристик двухмерный код усиливает защиту заложенной в него информации. Фир­ма «Юнайтед Парцел Сервис» разработала «МаксиКод», предназначен­ный для высокоскоростной сортировки пакетов различных размеров и формы. Он оказался способным превосходно управлять функциями сор­тировки и стал доминирующим методом автоматической идентификации прохождения упаковок.

Некоторые штриховые коды являются полностью цифровыми (только цифровыми), в то время, как другие — буквоцифровые. Обычно цифро­вые коды занимают мало пространства. Если требуется полный набор данных стандарта ASCII ( совокупность знаков и кодов, состоящая из 128 знаков, включая как знаки управления, так и знаки печати ), то код ста­новится очень сложным и запутанным.

Большинство штриховых кодов имеют «скрытую зону» определения. Это области, расположенные спереди и сзади штрихового кода, не имеющие запечаток. Они необходимы для того, чтобы сканер имел беспомеховую зону самоустановки. Скрытая зона подготавливает сканер для захвата штрихового сигнала.

«Контрольные знаки» или «контрольные цифры» усиливают защи­щенность данных. Они представляют собой знаки, которые показывают, как правильно должен считываться данный символ. Наиболее известной является последняя цифра в звене EAN (европейского эквивалента уни­версального кода продукции). Согласно математической формуле проис­ходит сложение знаков символа с последующим делением суммы с целью получения результирующего числа. Это число добавляется к звену, и если звено считывается, расчет повторяется снова. Если же результат оказыва­ется отличным от указанного в звене, то это означает ошибку, т.е. что штриховой код был считан неверно и данные отвергаются.

Защищающие коды, такие, как код 39, являются кодами, которые ли­бо успешно считываются, либо не считываются вовсе. Поэтому типичной является малая вероятность ошибочного считывания или вероятность допущения существенных ошибок. При использовании защищающих ко­дов нет необходимости в контрольных цифрах.

Несчитывание происходит в том случае, если сканирующая система не способна произвести декодирование того, что она воспринимает ввиду отсутствия этой информации в запоминающем устройстве.

Ошибочное считывание происходит в том случае, когда одна буква или число интерпретируется другой буквой или числом. Другим поняти­ем, требующим обсуждения, является понятие «скорость исправления ошибки». Это свойственно ситуации, когда считывается один знак, а должен был считываться другой. Изучение появления такого рода ошибок показало соотношение 1 к 3 000 000 случаев. Эти ошибки обычно свойст­венны человеческому зрению при написании и считывании. Цифра 4 по­добна цифре 9, цифра 5 — букве S, а цифра 1 (единица) подобна букве S (малой L) или S. Некоторые из этих проблем случаются при написании текста, а некоторые — при его считывании. Эти проблемы не свойствен­ны штриховым кодам.

«Интерпретация считываемости человеком» или «информативность» есть информация, закодированная в штриховом коде, но представленная в приблизительной форме, воспринимаемой человеком. Эта информация может располагаться выше кода, вдоль него или под ним. При этом спе­циальные знаки могут быть, а могут и не присутствовать. Многие стан­дарты кодов и стандарты их применения определяют правило считывае­мое информации человеком.

Некоторые коды могут преобразовываться в случае, если возникают проблемы, связанные с ущербом или другими случаями неудовлетвори­тельного считывания. Это особенно свойственно двухразмерным кодам. Для обнаружения таких проблем существуют методы обнаружения оши­бок. Коррекция ошибок с применением кода коррекции ошибок позволяет локализовать проблему и обеспечить гарантию, что все данные будут правильно считаны.

«Суффиксы» есть дополнительные штриховые коды, располагаемые после основного кода. Например, на журналы наносится код EAN (евро­пейский эквивалент унифицированного кода продукции), но может быть и другой код, состоящий из цифр от 2 до 5. Суффиксы часто присутствуют в таких кодах, как код 128 или код «Интерливд 2-5». Эти дополнитель­ные коды могут обеспечить весьма ценную информацию, необходимую для решения многих проблем. Например, такому производству, как авто­мобильное или электронное, свойственно изменение вида используемых деталей, но при этом неизменным остается число элементов. Суффиксный код может позволить произвести изменение технического наимено­вания деталей, для которых существующий код остается работоспособ­ным для поставляющей системы. Суффиксный код обеспечивает смену месяца выпуска журнала, где смена номера самого предмета от месяца к месяцу не производится. Суффиксный код задается производителем, на­пример на купонах, обозначая либо дату, либо информацию о цене выку­па.

«Автоматическое распознавание» означает, что сканирующее уст­ройство способно считывать и декодировать более одного символа. До момента появления в 1990-х годах компьютеров с большим объемом па­мяти не было достаточных мощностей для того, чтобы в системах хра­нить программы с большим количеством символов. Кроме того, обработ­ка их была слишком медленной. В настоящее время большинство компь­ютеров способно считывать и интерпретировать различного рода коды. «Автоматическое распознавание» и трафаретные таблицы являются вы­годными там, где организация функционирует в области мультипроизводства при использовании собственных символов. Это существенно с точки зрения усиления жизнеспособности используемых многознаковых кодов. Гибридно-эталонные системы, использующие трафаретные таблицы в пределах компьютера, могут позволить использование номерных и кодо­вых систем различных организаций.

Большинство новых систем способны опознавать определенное мно­жество кодов. В США кода EAN (европейского эквивалента универсаль­ного кода продукции) практически не существует, но большинство новых систем способны их сканировать (считывать).

В процессе создания новых систем в первую очередь следует учитывать перечень индустриальных стандартов и методы символогии. Когда определенная организация является про­мышленной и совершенствует методы идентификации или она работает с несколькими производствами, то бок о бок должны рассматриваться раз­личные методы кодирования.

Европейский эквивалент универсального кода продукции (U.P.C.)

EAN-13 и ЕАN-8

Стандартные характеристики символов европейского эк­вивалента кода продукции. Существует несколько вариантов символов европейского эквивалента универсального кода продукции (включая универсальный код продук­ции), 13-цифровой символ показан на рис. 2.5, а восьмицифровой — на рис. 2.6. Все эти варианты имеют следующие общие характеристики.

В общем случае все символы имеют прямоугольную форму, обра­зованную последовательностью светлых и черных параллельных штри­хов, перпендикулярных воображаемой линии основания или опорной ли­нии со светлыми краями со всех сторон.

Светлые и черные штрихи образуют (составляют) модули одинако­вой формы светлого и черного цвета. В дальнейшем будет описано, что в EAN-символах (символах европейского эквивалента кода продукции) черный модуль представляет единицу (1), а светлый модуль — ноль (0).

Штрих черного цвета или светлый пробел могут образовывать от одного до четырех модулей.

Рис. 2.5. Форма 13-цифроврго символа европейского эквивалента универсального

кода продукции EAN.

Рис. 2.6. Форма восьмицифрового символа европейского эквивалента

универсального кода продукции EAN

Знаки штрихового кода, представленные в виде числовых цифр, об­разуются семью модулями светлого или черного цвета. В знаках модули сгруппированы в штрихи, где каждая цифра пред­ставляется при помощи двух черных и двух белых штрихов.

Кроме того, цифровые знаки имеют вспомогательные знаки, обра­зующие новые модули, используемые в качестве штрихов защиты или центральных штрихов, служащих для обозначения начала, окончания и разделения (отделения и выбора).

Символ формируется так, чтобы обеспечить всенаправленное счи­тывание фиксированным сканером. Кроме того, при помощи портативно­го (ручного) считывающего устройства он может считываться с двух сторон.

Размер символа меняется в пределах величин, определяющих воз­можности качественной их печати различными методами.

Пространственные размеры определяются основным размером символа, известным под названием «номинального размера». Предельные величины находятся в диапазоне от 0,8 до 2,0 кратности номинально­го размера.

Идентификация при помощи европейского эквивалента унифициро­ванного кода продукции EAN является «исключительно номерной» и имеет общую структуру, показанную на рис. 2.7.

В показанной структуре (рис. 2.7, 2.8 и 2.9) PI, P2, РЗ представляют префикс (три цифры), который определяет организацию нумерации. Каждая организация включает в себя один или несколько префиксов PI, P2, РЗ. EAN является ответственным за при­своение этих префиксов.

Приставка Идентификация Контрольная

(префикс) элемента цифра

P1 P2 РЗ

X X ..................

С

Рис. 2.7. Структура EAN-13

Идентификация элемента (XX...) есть структура, которая всецело вводится Организацией нумерации, определяемой используемым префик­сом. Однако присвоенная структура должна подчиняться определенным базовым правилам.

Имеются две отдельные серии стандартных чисел EAN:

• Наиболее общая серия использует вариант, который определяет данные 8 знаков данных в поле «идентификации элемента». В этом случае полный номер элемента включает в себя 13 числовых позиций. Впредь она будет называться как Эта серия называется EAN-13.

• В короткоразмерном варианте в поле «идентификации элемента» используется четыре знака данных. В этом случае полный номер элемен­та включает в себя 8 числовых позиций. Впредь она будет называться как Эта серия называется EAN-8. В файлах «сканирование — оборудование» числа серии EAN-8 должны всегда правильно подтверждаться при помощи введения пяти ведущих нулей так, чтобы число, определяющее деталь, всегда состояло из 13 цифр.

Позиция

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

EAN-13 Полноразмерный вариант

Р1

Р2

Р3

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

С

EAN-8 Короткоразмерный вариант

Р1

Р2

Р3

Х

Х

Х

Х

С

Рис. 2.7. Структуры штриховых кодов EAN-13 и EAN-8

На рис. 2.8-2.12 представлены кодирование цифровых величин в символе кода EAN, логические структуры и размеры элементов кодов EAN-13 и EAN-8.

Рис. 2.8. Кодирование цифровых величин в символе кода EAN

(серийный эквивалент универсального кода продукции)

Рис. 2.9. Логическая структура EAN-13

Рис. 2.10. Логическая структура EAN-8

Рис. 2.11. Измерения 13-цифрового символа EAN при минимальном размере

Рис. 2.12. Измерения 8-цифрового символа EAN при номинальном размере

Международная стандартная серийная нумерация серийных изданий

Система международной стандартной серийной нумерации (ISBN), основанная на ISO 329/1975, по всему миру используется для нумерации серийных публикаций. При этом должны существовать договоренности и координация между «Интернейшенел Артикел Намберинг Асотиейшел БАМ», «Интернейшенел Центр Регистратион оф Сериал Ривликатион».

С этой целью цифры префикса 977 агентством ISS были определены только лишь для кодирования журнальных и периодических изданий все­го мира. Таким образом, номер EAN состоит из:

1) трех цифр префикса (977);

2) семи цифр номера, определенного для публикаций (без их кон­трольной цифры);

3) двух запасных цифр;

4) одной контрольной цифры, подсчитываемой в соответствии со стандартным алгоритмом.

Код 128. Код 128 является пприхкодовым символом, способным кодировать весь набор знаков ASCII128, набор 128 знаков, распространенных ASCII и четыре функциональных знака, не относящихся к данным. Этот код позволяет представлять цифровые данные в компактном виде двойной плотности, по две цифры данных на каждый знак символа, как это пока­зано на рис. 4.20.

Рис. 2.13. Код 128

Каждый символ кода 128 использует две независимые самоконтроли­рующиеся характеристики, знак самоконтроля через посредство контроля четности и знак контроля модуля 103. Это минимизирует вероятность ошибочного считывания. Двухмодульное построение штрихового про­странства облегчает считывание символов высокой плотности при помо­щи обширного множества считывающих устройств.

Структура символа. Каждый символ кода 128 состоит из ведущей скрытой зоны, старто­вого знака символа, знака, представляющего данные, контрольного знака, стопового знака символа и оконечной скрытой зоны. Характеристики ко­да 128 приведена ниже, а структура символа показана на рис 4.22.

Характеристики ко­да 128:

1 — набор кодируемых знаков данных — все 128 знаков ASCII — все 128 расширительных знаков, ASCII — 4 функциональных знака, не относящиеся к данным;

2 — тип кода — непрерывный;

3 — элементов на знак символа (2 цифры) — 6 (3 штриха и 3 пробела);

4 — модулей на знак символа — 11 (стоповый знак имеет 13 модулей);

5 — плотность знаков данных — 9,1 знака на дюйм, 18,2 знака на дюйм (числа) (основание X = 0,010 дюйма (0,25 мм);

6 — перекрытие исчезновения данных — эквивалентно 3,18 алфавитно-цифровым знакам;

7 — знаковый самоконтроль — имеется;

8 — длина символа — меняется;

9 — контрольная цифра символа — меняется;

10 — контрольный знак символа — один, задаваемый;

11 — двунаправленное декодирование — есть;

12 — варианты — FNC 3-считыватель.

Рис. 2.14. Структура символа кода 128

Структура знака символа. Каждый знак кода 128 состоит из одиннадцати модулей ширины X ширина наиболее узкого элемента. Каждый знак символа включает в себя три штриха, перемещающихся тремя пробелами, начинающихся со иггриха. Каждый штрих или пробел (элемент) может состоять из четырех модулей, как это показано на рис. 4.23.

Рис. 2.15. Структура знака кода 128

Сумма штриховых модулей в каждом знаке символа всегда должна быть четной (четная пара), а пробельные модули были, поэтому, нечет­ными. Данный характер четности пары позволяет осуществлять знаковый самоконтроль. Каждый знак символа определяет номерную величину. Эта величина используется при подсчете контрольного знака.

Знаки символа и кодирование данных. Код 128 имеет три набора уникальных знаков данных, показанных на рис. 2.16. Это наборы кодов А, В и С. Эти знаки символов эквивалентны знакам данных, перечисленных ниже.

Кодовый набор А. Кодовый набор включает в себя все алфавитно-цифровые знаки кла­виатуры вместе с контрольными знаками ASCII (знаки ASCII состоят из цифр от 1 до 95) и семь специальных знаков.

Кодовый набор В. Кодовый набор В включает в себя все алфавитно-цифровые знаки клавиатуры вместе со знаками нижнего алфавитного регистра (знаки ASCII состоят из цифр от 32 до 127) и семь специальных знаков.

Кодовый набор С. Кодовый набор С включает в себя 100 парных цифр от 00 до 99 включительно, а также три специальных знака. Это позволяет кодировать числовые данные по две цифры на символ при двухплотностной эффек­тивности стандартных данных.

Функциональные знаки. Код 128 имеет четыре различных функциональных знака: FNC 1 до FNC 4, которые дают возможность варьировать функциями, расширяя способности кода 128.

Скрытая зона. Скрытая зона в конце каждого символа должна быть шириной мини­мум 10 Z, где Z есть средняя измеряемая ширина узкого элемента.

Стартовые и стоповые знаки. Один из трех стартовых знаков используется вначале символа, для того чтобы определить выбор кодового набора А, В или С. В конце сим­вола всегда используется стоповый знак. В пределах собственно самого символа стартовый и стоповый знаки не должны использоваться, Эти знаки также не должны передаваться куда-либо считывающим устройст­вом или использоваться для показа человеку.

Рис. 2.16. Набор знаков символа кода 128

Главные двухразмерные символы (матрично-стеллажно-рядовые коды). Максикод. Этот высоковместимый (высокоемкостный) двухразмерный машино-считываемый код создан для грузоотправительных и грузоприемных сис­тем. Код сводится к одному стандартному размеру — дюйм на дюйм (25,4-25,4) при допустимых отклонениях, соответствующих термической и лазерной печати. Он может вместить в себя 100 знаков информации, столько же, сколько содержит 19-дюймовый стандарт Кода 128. Пример приведен на рис. 2.17.

Рис. 2.17. Используемые символы Максикода и диаграмма, показывающая детали увеличения и ориентационный рисунок: В — темное пространство фиксируемого места, дающего ориентацию; W — пробелы, дающие ориентацию; М — характеристические биты (двоичные элементы) кодируемой информации; черные элементы означают кодируемую информацию

В показанное может быть включена любая информация, касающаяся рассматриваемой продукции, а именно ее вес, порядковый номер, качест­во, тип материала, классификация, степень опасности. Если этого недо­статочно, то может быть использовано вплоть до восьми Максикодов вместе. При этом для формирования этикетки на детали портативно мо­жет быть помещено необходимое количество информации. Это в любом случае грузоотправления дает возможность иметь всю информацию о деталях, которая в любой момент доступна без наличия базы данных. Аналогичным образом сказанное позволяет использовать код при работах на движущемся конвейере. Этот код может обеспечить:

1) определенный пользователем файл данных;

2) разумную защиту информации;

3) всенаправленное, высокоскоростное считывание;

4) возможность декодирования при любой ориентации;

5) увеличение продуктивности;

6) высокую эффективность;

7) получение своевременной информации.

Спецификации:

1) размерность — дюйм на дюйм;

2) конструкция шестигранника с 386 ячейками используется для хра­нения данных;

3) считываемость при любой ориентации;

4) фокусировка с увеличением по центру используется для того, что. бы этикетку можно было размещать в любом месте;

5) код включает в себя примерно 100 знаков данных;

6) данные в двоично-кодовом исчислении хранятся в псевдослучай­ном порядке;

7. код может быть отпечатан на принтере с разрешающей способно­стью, равной 200 точек на дюйм (1 дюйм = 25,4 мм) или с большей раз­решающей способностью;

8) коррекция ошибок Соломоновым решением;

9) обладает высокой способностью приоритетного (относительной срочности) сообщения, которое может быть принято в том случае, если до 25% этикетки окажется поврежденной.

Рассмотренный код был принят в США как один из основных (базовых) символов, рекомендуемых производителям в качестве основы построения автоматической системы идентификации и стандарта машин­ной считываемости данных.

Матрица данных. Матрица данных активно внедряется в различные производственные процессы. Она оказывается особенно полезной в производстве малораз­мерных элементов, таких, как электронные чипсы, используемые при передаче информации в системах обработки данных. Она успешно ис­пользуется фармацевтическими предприятиями, а также в случаях высо­коскоростной сортировки, идентификации паспортов, виз и лицензий.

Описание символа. Матрица данных является двухразмерным матричным символом, как это показано на рис. 2.18. Матрица данных имеет следующие основные характеристики:

1) Набор знаков кодирования:

A) 128 знаков, соответствующих ISO 646;

B) набор определяемых знаков потребителем составляет 256 знаков;

2) Представление данных в символе матрицы данных:

А) зависит от схемы кодирования, при этом либо данные преобразу­ются в двоичные (бинарные) коды, либо данные преобразуются в 8-битовые байты, возможна коррекция ошибок, Потребитель способен сде­лать выбор между конволюционным кодом (кодом со сверткой располо­жений) или Соломоновым решением. Это позволяет выбрать тип и уро­вень (степень) коррекции ошибки в соответствии с приложением.

3) Размер символа:

А) количество строк и колонок для представления данных от 7 до 132;

Б) высота и ширина модулей от 9Х до 144Х.

4) Число знаков данных на символ (для максимального размера сим­вола):

1. семибитовые ASCII данные, вплоть до 2334 знаков;

Б) восьмибитовые данные: 1555 знаков;

B) количество данных: 4030 цифр.

5) Выборочная коррекция ошибки: пятиуровневое исключение ошиб­ки до нуля;

6) Тип кода: матрица;

7) Независимость ориентации: существует

Рис. 2.18. Примеры символов матрицы данных

Обобщение дополнительных характеристик. Матрице данных свойственны следующие дополнительные выбороч­ные характеристики:

1) Компактность данных: схемы матриц данных способны вмещать в себя большое количество информации с плотностью более 8 бит на знак.

2) Кодовые страницы (выборки ЕСС Левел 200): определяют возмож­ность пользоваться символикой из арабского, кириллицы, греческого, иврита и другими интерпретациями или механизмами, свойственными особенностям промышленного декодирования. Потенциальная вмести­мость большинства отдельных кодовых страниц — 256.

3) Формы (свойственные ЕСС Левел 200): формы определяют меха­низм определения различных структур и характеристик символов.

4) Коррекция ошибок (собственных): символы матрицы данных (ЕСС от 050 до 140) сочетают в себе использование алгоритмов свертки кодов и коррекции ошибок.

5) Прямоугольность символов (варианты ЕСС Левел 200): характер­ны четыре формата символов прямоугольной формы, позволяющие обес­печить выбор потребителями особенностей техники печати и сканирова­ния.

6) Структурное присоединение (варианты ЕСС Левел 200): это позво­ляет файлы данных представлять в логической и непрерывной форме вплоть до 16 символов. Они могут сканироваться в любой последователь­ности, что позволяет корректно производить реконструирование ориги­нальных первоначальных данных. Выбор производится пользователем в соответствии с возникающими потребностями этих характеристик.

Структура символа. Каждый символ матрицы данных состоит из области данных, которая включает в себя набор квадратов, располагаемых в пространстве квад­ратной формы. Область данных обрамлена поисковым рисунком, кото­рый, в свою очередь, со всех четырех сторон окружен пограничной скры­той зоной.

Поисковый рисунок. Поисковый рисунок является периметром области размещения данных. Его ширина составляет размер одной ячейки. Смежные стороны должны быть контрастно черными линиями. Это необходимо в первую очередь для того, чтобы определить физический размер, ориентацию и искажение символа. Две противоположные стороны должны быть альтернативно черной и белой. Это делается главным образом для того, что­бы определить структуру ячейки символа, но, кроме того, помогает выде­лить размеры.

В табл. 4 представлена сравнительная различных видов кодирования: RFID, штрихового линейного и матричного кодирования.

Таблица 2.4

Сравнительная характеристика RFID, штрихового линейного и матричного кодирования

Характеристики технологии	RFID	Штрих-код	Data Matrix
Необходимость в прямой видимости метки	Чтение даже скрытых меток	Чтение без прямой видимости невозможно	Чтение без прямой видимости невозможно
Объём памяти	От 10 до 10 000 байт	До 100 байт	До 2000 байт
Возможность перезаписи данных и многократного использования метки	Есть	Нет	Нет
Дальность регистрации	До 100 м	До 4 м	Н/д
Одновременная идентификация нескольких объектов	До 200 меток в секунду	Невозможна	Зависит от считывателя
Устойчивость к воздействиям окружающей среды: механическому, температурному химическому, влаге	Повышенная прочность и сопротивляемость	Крайне легко повреждается	Зависит от материала, на который наносится
Срок жизни метки	Более 10 лет	Короткий	До 20 лет и более (зависит от материала, на который наносится)
Безопасность и защита от подделки	Подделка практически невозможна	Подделать легко	Подделать возможно
Работа при повреждении метки	Невозможна	Затруднена	Возможна
Идентификация движущихся объектов	Да	Затруднена	Возможна
Подверженность помехам в виде электромагнитных полей	Есть	Нет	Нет
Идентификация металлических объектов	Возможна	Возможна	Возможна
Использование как стационарных, так и ручных терминалов для идентификации	Да	Да	Да
Возможность введения в тело человека или животного	Да	Затруднена	Невозможна
Габаритные характеристики	Средние и малые	Малые	Малые и сверхмалые
Стоимость	Средняя	Низкая	Низкая