10 Principy periferních zařízení

10 Principy periferních zařízení Vnější paměti Charakteristiky ve srovnání s hlavní pamětí: větší kapacita, nižší cena, energetická nezávislost, nedestruktivní čtení dat, dlouhá přístupová doba, spolehlivost

Magnetický, optický, magnetoopt. záznam a čtení, magnetorezistentní čtení Magnetický záznam - záznamové médium má tvar kruhové desky, pokryté aktivní magnetickou vrstvou (disk, páska) nad ním štěrbina magnetického obvodu, magnetický tok se v místě štěrbiny rozptyluje. siločáry zasahují i na médium a to zmagnetizují. Měníme směr proudu v cívce i směr magnetizace vrstvy. Magnetické rezervace - jejich přítomnost či absence reprezentuje informaci. Optický záznam - Optický záznam je odolný proti rušení (ale pozor na přímé sluneční záření). Záznam má podobu prohlubní a ostrůvků. Jedničky se zapisují jako přechod mezi prohlubní a ostrůvkem nebo naopak. Datové 0 se nezapisují. Obdoba magnetických rezervací. CD-R lokální změna krystalické struktury, amorfní na krystalickou. Změny jsou vratné. CD-WOROM vyplnění otvoru v kovové vrstvě, nebo lokální deformací. Nejlevnější média používají levné barvivo, jako aktivní vrstvu. Magnetooptický disk - kombinuje oba principy, magnetický i optický. Využívá se lokální změny magnetické orientace vznikajícího za současného působení tepla a elektromagnetického pole. Zaznamenává se magneticky při současném ozáření zaznamenávaného místa výkonným laserem. Magnetická vrstva, jejíž Curierův bod leží okolo 180°C (přichází z chování feromgnetického na paramagnetickou - její stav se dá změnit podstatně slabším magnetem). Ohřeje se a přemagnetuje, pak rychle vychladne a přejde do feromagnetického stavu. Magnetické pole však již nestačí na přemagnetování. Magnetorezistivní čtení – u pevných disků, MR hlavičky jsou jen pro čtení. Čtecí hlava využívá změn vodivosti magnetorezistivních materiálů při změnách okolního magnetického pole vyvolaných průchodem zaznamenaných bitů pod hlavou. MR senzor je obklopený stíněním. Magnetorezistivita – závislost odporu na vnějším magnetickém poli. GMR (Giant Magnetoresistive) - Čtecí element se skládá ze dvou magnetických vrstev obklopujících jako sendvič vodivou vrstvu o tloušťce jen několika atomů, podle změn magnetického pole vyvolaného průchodem média dochází ke změnám vodivosti. Tato technologie je poslední a umožňuje nejvyšší hustotu záznamu ze všech uvedených hlav.

Kódování záznamu (zejména MFM a RLL) MFM (Modifikovaná verze FM), vychází z FM ale některé rezervace jsou vypuštěny. FM je samosynchorizovatelné. Vynechány jsou ty synchronizační značky, které nejsou mezi 2 nulami.

FM

MFM

RLL (Run Length Limited code). Počet bitových intervalů s 0 je shora omezen. nejsou žádné datové ani synchronizační rezervace, vstup se prostě převede na obraz RLL. Obsahují menší počet 1. RLL (2,7)

(min, max vzdálenost). 1 se zapisují jako rezervace . Při stejných fyzických vlastnostech zkrátit délku bitového intervalu na ½ ⇒ 2 x kapacita. • v optických i magnetických pamětech • samosynchronizovatelný, ale bez explicitních hodinových a datových reverzací • určen parametry run-length (minimální počet bitů bez reverzace) a run-limit (max. bitů bez reverzace) • na zakódování se používají vzory skupin bitů (nebo kódovací strom) • výrazně méně reverzací než MFM a FM - tedy lze uložit větší hustotu dat NRZI – 0 ... stejná úroveň signálu, 1 ... reverzace, CD a DVD FM (frequency modulation) – samosynchronizovatelný, 0 ... na každý bit 1 reverzace, 1 ... na každý bit 2 reverzace M2FM – jako MFM, jen vynechá reverzaci i pro dvě následující nuly

Zabezpečení záznamu proti chybám (Reed-Solomonovi kódy) Pro zajištění údaje zapsaného na disku slouží cyklické kódy. CRC snímají se data a ty se pak doplní o CRD a zapíšou se. Jedná se o 1 x16 realizované jako XOR. zvláštní registr je u disku 16b a obsahuje zbytek po dělení normalizovaným polynomem 1 x16 . Reed-Solomonovy kódy - zajišťují celé Byty. Aritmetika je modulo 256. Pro zvýšení odolnosti proti shlukům se prokládají. Časové prokládání = původně patřící bytu se prohodí mezi jiné byty a na médium se pak zapíše výsledná posloupnost doplněná o CRC. Po přečtení se rozházené byty seřadí do původního sledu. Opravné mechanismy je pak opraví. Shluky až tisíc chybných bytů.

Výstupní zařízení: principy funkce elektrooptických měničů (zvláště barevných) Barevný obraz vzniká: skládáním (aditivním míšením) několika obrazů v základních barvách. V CRT, LCD i plazmové technologii se používá barevný model RGB (Red-Green-Blue). Odstín se tvoří různými intenzitami jednotlivých složek. Elektrooptický měnič převádí informace generované řadičem do oblasti viditelného světla.

Prokládané řádkování – aby postupně vytvářený obraz neblikal a aby nebyly takové technické nároky na kvalitu přenosové cesty, používá televize prokládané řádkování (lichý/sudý). Počítačové monitory naopak používají neprokládané řádkování. Luminofor - Luminofory (látky na bázi fosforu) měnící energii získanou nárazem elektronu v elektromagnetické záření z viditelného spektra (světlo), u CRT monitoru zdroj světla - obrazu Jak se vytváří obraz na LCD? Světlo je příčné elektromagnetické vlnění. Vektor intenzity Eelektrického pole je vždy kolmý na směr, kterým se vlnění šíří. V rovině kolmé k paprsku přirozeného světla se směr

vektoru E nahodile mění. Tomu říkáme nepolarizované světlo. Polarizované a nepolarizované světlo se od sebe nijak neliší. K tomu abychom určili orientaci roviny polarizovaného světla musíme použít zařízení zvané analyzátor.

Ilustrace 1: vznik barevného obrazu na LCD princip CRT - luminofory jednotlivých složek jsou ostřelovány elektrony princip LCD - bíle světlo prochází tekutými krystali (řízení intenzity) a po té barevným filtrem V čem se liší a v čem podobají elektrooptické měniče na bázi LCD a elektroluminiscence? • stejná buňková struktura obrazovky • LCD není zdrojem světla, kdežto ECD je

Řadiče znakového a grafického displeje

Obrazový řadič (grafický adaptér), obvykle na zásuvné desce, obsahuje: • rozhraní k systémové desce • grafický čip • obrazová(video) paměť • rozhraník monitoru

Ilustrace 2: Struktura znakového rastrového displeje V čem vidíte podobnosti a v čem rozdíly mezi pixelovou pamětí rastrového displeje a pamětí D-souboru displeje vektorového? • Obě uchovávají informace o zobrazovaném obraze, ale každá jinak. • Rastrová uchovává informace o barvách jednotlivých pixelů obrazu. Obraz se obnovuje postupným vykreslováním jednotlivých pixelů. Každý pixel je vykreslen před další obnovou obrazu jen jednou. • V D-souboru vektorového displeje je uložena posloupnost příkazů. Obraz se obnovuje postupným vykonáváním jednotlivých příkazů. Jedno místo na obrazovce může být překresleno i několikrát. Obraz zůstává strukturovaný – leze odebrat časti obrazu(objekty).

Ilustrace 3: Struktura řadiče grafického displeje

Principy barevného tisku Tiskárny pracují na subtraktivním principu míchání barev. Používají se tři základní barvy: Azurová (Cyan), Purpurová (Magenta) a Žlutá (Yellow). Většina tiskáren používá ještě černou barvu (blacK) případně další. Barvy označujeme CMYK. Technologie, které neumožňují barevný tisk jsou: termopapír a konturový tisk. Počítačová tiskárna nemůže dávkovat množství přenesené primární barvy do jednoho tiskového bodu1. Využíváse nedokonalost lidského oka - libovolný barevný tón zobrazíme tak, že v matici tiskových bodů, 1 výjimkou jsou tiskárny požívající sublimaci barev a některé laserové tiskárny

(například 6x6) tiskneme jen některé body = dithering.

Grafické zapisovače (interpolace úseček) Grafický zapisovač je výstupní zařízení pro pořízení trvalého grafického dokumentu. Podle způsobu vytvoření obrázku se dělí na: • vektorový – dnes obecně v útlumu, používají se jen pro speciální aplikace, vrtání či frézování (plošné spoje) • rastrový – nejběžnější, xerografická nebo inkoustová nebo elektrostatická hlava Interpolace – Pohyb kreslící hlavy může být inkrementální (krokový motor) nebo spojitý (servomotor). Někdo musí řídit servomotor – řadič. • spojitý interpolátor - generuje signál pro polohový servomechanismus, který řídí pohyb pisátka/média. • diskrétní interpolátor - čáru v tomto případě tvoří diskrétní množina bodů

Ilustrace 4: Příklad na Bressenhamův algoritmus

Vstupní zařízení: fyzikální principy klávesnice, myši a podobných zařízení, digitizéry Zakódovaná klávesnice = Pro snížení počtu vodičů jsou klávesy adresovány dvojicí vodičů uspořádaných do matice (typicky 8x16). O dekódování se stará řadič klávesnice. Kontaktní spínače:

• • •

membránový (membrána vymezuje také mechanický odpor, ~106 sepnutí) s vodivou gumou neboli odporová (velice levné, znacné mechanické nevýhody, používaly se u starých kalkulacek, s jistou obmenou používány u moderních klávesnic) jazýčkový spínač (magnet + jazýčkový spínač, ~107 sepnutí)

Vibrace - U vetšiny typu realizace kláves nastává problém s vibracemi kontaktů. Přechodový jev trvá typicky 1 až 20 ms podle typu spínace. Filtruje se např. elektronicky (RS klopný obvod).

Bezkontaktní spínače: kapacitní nebo s hallovým prvkem Přenosový protokol PC klávesnice • sériový, asynchronní, ale ne RS 232 • jeden start bit (vždy 0), 8 datových bitů, jeden bit liché parity, jeden stop bit (vždy 1) • celkem 10 bitů Myš – skládá se z koule, válečků, kódových kotoučků, infračervené LED, řadiče

Optická myš - Malá kamerka snímá 1500 obrázků/s osvětlených LEDkou. Obrázky zpracovává procesor

(18 MIPS) a detekuje pohyb obrazu. Není tedy nutná spec. Položka. Další vstupní zařízení – Trackpoint IBM, Touchpad, Pencomputing, Optické dotykové obrazovky (prst přeruší tok fotonů) Digitizéry: • s pasivní nebo aktivní indukční sondou - tablety s drátěným rastrem, sonda s cívkou obsahuje oscilátor, ten indukuje proudy v mřížce • s aktivní indukční sondou a meandrovým vinutím - sonda s cívkou pod střídavým napětím 4 meandrové vinutí => 4 snímaná napětí, sonda se musí pohybovat (pouze přírustkové měření), jednodušší na konstrukci • kapacitní digitizér se zvýšenou rozlišovací schopností! - měření kapacity mezi místem dotyku a vodiči mřížky, 3 vodiče s největší odezvou udávají souřadnice v jedné ose, dopočítá se ještě relativní posun

Techonologie pro vstup obrazů a jejich sekvencí, optické čtení a OCR, čárové kódy Viz slajdy „Vstup obrazu – včetně komprese“ (dále) – pozn. jsou to tuny žvástů OCR je zkratkou angl. spojení Optical Character Reading, případně Optical Character Recognition. Jedná se v podstatě o automatickou identifikaci grafických znaků snímaných opticky, případně o metodu elektronického čtení tištěných znaků a jejich převádění do digitální formy, které lze dále zpracovat počítačem.

Ilustrace 5: OCR-A

Ilustrace 6: OCR-B

Obsah přednášky

Vstup obrazu včetně komprese

Snímače obrazů, čárové kódy a RFID

36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

1

Senzory pro přímý vstup optické informace. Skenery. Fotoaparáty/kamery včetně komprese. 2D čárové kódy, 3D čárové kódy, RFID. OCR. 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

2

Přehled snímacích prvků

Snímací prvky


M. Šnorek

3

CCD - historie 1971 – Bell Laboratories,

CCD (Charge-coupled device).


M. Šnorek

4

M. Šnorek

6

Technologie CCD

CCD senzor (Charge Coupled Device), CMOS (Complementary MOS), moderní: Super CCD, Foveon. U skenerů také CIS (Contact Image Sensor), PMT (Photo Multiplier Tubes).

řádkové pole 96 x 1 pixel. Jméno je podle způsobu čtení informace po expozici.


36NM-4. přednáška

M. Šnorek

5


1

Princip CCD

Příčný řez buňkou snímače CCD

Křemíkový MOS kondenzátor (dioda)


M. Šnorek

7

Přesouvání náboje


M. Šnorek

8

CCD - rysy

Výhody:

vysoký výkon a kvalita, „zaběhnutost“ výroby.

Nevýhody:

více různých napětí + vysoká spotřeba, postupné čtení, žádná integrovaná logika.

Dvoufázové přesouvání náboje pod transportní hradlo 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

9

Skutečné (?) provedení


CCD – donedávna jediná možnost:

CMOS – nový konkurent:


M. Šnorek

10

CCD konkurence


M. Šnorek

11

kvalita, výkon. cena, spotřeba energie.

Všimněte si: i CCD je MOS struktura. CMOS (Complementary MOS) je jiná technologie výroby MOS! Souboj desetiletí ?? 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

12

2

Super CCD SR – princip

CMOS

CMOS senzory (Complementary Metal Oxide Semiconductor) se vyrábí prakticky stejnými postupy, jako běžné procesory. Tato technologie umožňuje integraci specializovaných obvodů, například ke stabilizaci nebo kompresi obrazu. Nevýhodou dosavadních CMOS je jejich malá citlivost na světlo. Nedostatek se řeší přidáním miniaturních čoček. Výhoda: jediné napájecí napětí!

Každá buňka je dělená na dvě. Tím simuluje rozdělení filmu na oblasti s vysokou citlivostí (velká část buňky) a s nízkou citlivostí (menší část buňky).

(zdroj: www.fujifilm.co.uk/digital) 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

13


M. Šnorek

14

Foveon

Princip tohoto senzoru je vidět na obrázku:

Skenery

Současná verze se označuje jako Foveon X3. 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

15

Skener - externí zařízení připojitelné k počítači umožňující převést předlohu do digitální podoby pro následné počítačové zpracování.



M. Šnorek

16

Technologie a rozdělení skenerů

Co je to skener?


M. Šnorek

17

podle technologie snímacího prvku, podle technologického provedení, podle rozlišení, podle barevných vlastností, podle připojení k počítači.


M. Šnorek

18

3

Používané snímací prvky

Principy barevného snímání

CCD senzor (Charge Coupled Device), CIS senzor (Contact Image Senzor), PMT senzor (Photo Multiplier Tubes) laserový skener.


M. Šnorek

19


Používají pouze jeden řádek senzorů, jež jsou umístěny co nejblíže snímané předloze. Zdrojem světla jsou tři řádky LED diod v základních barvách, které jsou přímo integrovány do čtecí hlavy.


M. Šnorek



M. Šnorek

22

PMT skenery

Nevýhody: neumožňují snímat transparentní předlohy (diapozitivy a filmy), mají nižší rozlišovací schopnost na tmavších plochách předlohy při větší vzdálenosti předlohy od plochy skeneru (např. hřbet vázaného dokumentu) rychleji klesá osvícení.


20

Výhody: nemají složitý optický systém, snížené napájecí napětí na 5 V, nevyžadují ustálení světelného toku, jsou levnější, mají vyšší životnost snímací hlavy, jsou lehčí.

21

CIS vs. CCD

M. Šnorek

CIS vs. CCD

CIS skenery

Skenování s barevnými filtry, skenování barevným světlem, skenování s paralelním rozkladem, skenování s využitím barevných CCD senzorů.

M. Šnorek

23

na každou barvu mají jeden senzor (RGB model). Odpadají barevné chyby a tolerance, které mohou vzniknout použitím tisíců jednotlivých prvků. Senzory jsou kalibrovatelné fotonásobiče (díky zesilování světla postihnou odstíny i velmi tmavých částí). Konstruují se v bubnovém provedení. 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

24

4

Bubnové Bubnové skenery

Bubnové Bubnové skenery

Při použití této technologie jsou skenované předlohu umisťovány z vnitřní strany speciálního skenovacího bubnu a to prakticky bez nutnosti montování. Pouze s použitím oleje, který po roztočení bubnu vytvoří tenkou filmovou vrstvu mezi předlohou a sklem bubnu. Předloha je přitom na buben pevně fixována odstředivou silou. Skenované předlohy není navíc nutné precizně čistit, neboť nečistoty jsou vytlačeny z předlohy odstředivou silou a soustředí se v horní části bubnu.


M. Šnorek

25

Laserový skener

snímání čárových kódů, nebo 3D snímání.

aktivní bezkontaktní snímač, pasivní bezkontaktní snímač, kontaktní tužkový snímač. 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

27

Rozlišení skenerů

Technologické provedení

udává se v bodech na palec - dpi (dots per inch).


M. Šnorek

28

Optické rozlišení

Hardwarové (optické) rozlišení, softwarové (interpolované) rozlišení,


26

Červený laserový paprsek kmitá vpřed-vzad přes čárový kód. Vzpomínáte si na svůj poslední nákup v samoobsluze? Vzdálenost kód - snímač může být až několik metrů. Příklad provedení: 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

Příklad technol. provedení

Jedná se vlastně o jiné zařízení. Jeho účelem je


vertikální bubnový skener ICG 360

M. Šnorek

29

Rozlišení, kterého je skener schopen fyzicky dosáhnout. Horizontální rozlišení je dáno počtem snímacích prvků v řadě, vertikální rozlišení je dáno velikostí kroku mechanismu posunujícího snímací hlavu.


M. Šnorek

30

5

Softwarové rozlišení

Možnosti připojení skenerů

Hodnota bývá vyšší než rozlišení optické, předloha se snímá v rozlišení fyzickém. Vyššího rozlišení se dosáhne softwarově dopočítáním obrazu a barev. Skener se nesnaží o dokonalejší kvalitu obrazu, ale o jeho zvětšení, může dojít k rozostření obrazu. 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

Paralelní port, SCSI řadič, USB řadič, bez připojení k počítači - pracují i samostatně.

31


M. Šnorek

32

JPEG - základní vlastnosti

Obrázkové kompresní metody jednotlivé snímky


M. Šnorek

JPEG - Joint Picture Expert Group, polovina 80. let. Pracuje s barevným modelem YCbCr, do modelu RGB lze ale jednoduše přejít:

33

Y = 0,3R+0,6G+0,1B, Cb= 0,5(B-Y)+0,5 a Cr= 10/16(R-Y)+0,5.

Podvzorkování chrominancí. 36PZ - Periferní zařízení

Princip podvzorkování chrominancí



M. Šnorek

M. Šnorek

34

JPEG snímková komprese

35


M. Šnorek

36

6

JPEG - dvoudimenzionální kosínová transformace

JPEG dekomprese


M. Šnorek

Opačný postup, než je patrný z předchozího obrázku. Komprese je (v podstatě) symetrická, dekomprese trvá stejně dlouho jako komprese.

37


M. Šnorek

Budoucnost JPEG

JPEG vs. vlnková komprese

Kompresní algoritmus JPEG byl vybrán z cca 12 možných metod, přesto už dnes překonán. JPEG 2000 - zásady

38

kvalitní komprese s nízkým bitovým tokem, ztrátová i bezeztrátová komprese, odolnost proti chybám, založen na vlnkové (wavelet) transformaci. 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

39


M. Šnorek

40

MPEG

Obrázkové kompresní metody videosekvence



M. Šnorek

MPEG - Moving Picture Expert Group (expertní skupina vytvořená v roce 1988), úkol:

41

vytvořit jednoduchý, levný a univerzálně použitelný kompresní standard. Škálovaná koncepce (MPEG-1, … , MPEG-7).

Zadání počítalo s nesymetrickou kompresí.


M. Šnorek

42

7

MPEG videokanál

Princip MPEG komprese

Obsahuje kódovanou video- i audio- složku a nezbytné prostředky pro jejich rozdělení a synchronizaci, je tedy nutné MPEG datový tok při dekódování rozdělit:

Základním komprimovatelným prvkem videosekvence je snímek. MPEG předpoklad:


M. Šnorek

43

MPEG filozofie

M. Šnorek

44

Skupina obrázků, videosekvence (GOP), obrázek, řez, makroblok, blok. Obrázek je samovysvětlující:

45


M. Šnorek

46

Typy komprimovaných snímků:

MPEG terminologie

I-snímek (Intra-Frame),

47

kóduje se s ohledem na předchozí I- nebo Ptechni-kou pohybové kompenzace (Motion Compensation).

B-snímek (Bi-directional Predicted Frame),

M. Šnorek

kóduje se samostatně (technikou JPEG).

P-snímek (Forward Predicted Frame),


M. Šnorek

MPEG terminologie


3 druhy komprimovaných snímků (I-, P-, B-) s typickým datovým objemem 15 : 5 : 2. 36PZ - Periferní zařízení


mnohé informace se v následujících snímcích opakují. Proto se (u některých snímků) ukládají jen rozdíly vzhledem k předcházejícím/následujícím.

jako vztažný používá předchozí i následující I- nebo P-snímky. 36PZ - Periferní zařízení

M. Šnorek

48

8

Mezisnímková komprese pohybová kompenzace

I-, P-, B- snímky v MPEG


M. Šnorek

49


M. Šnorek

50

Jedna z metod hledání vektoru pohybu Čárové kódy


M. Šnorek

51

Čárové kódy

číslo výrobku číslo objednávky místo uložení ve skladu sériové číslo datum výroby...



M. Šnorek

52

Čárové kódy - princip

nejstarší a nejrozšířenější metoda automatické identifikace kombinace tmavých čar a světlých mezer data obsažená v čárovém kódu:


M. Šnorek

53

Tmavé čáry a světlé mezery jsou čteny snímači vyzařujícími červené nebo infračervené světlo. Světlo je tmavými čarami pohlcováno, světlými mezerami odráženo. Rozdíly v reflexi jsou převedeny v elektrické signály, které odpovídají šířce čar a mezer. Signály jsou převedeny ve znaky, které obsahuje příslušný čárový kód. Posloupnost čar a mezer je přesně dána použitým typem kódu.


M. Šnorek

54

9

Čárové kódy - příklad

Základní pojmy

Symbol

Vlastní čárový kód, který začíná znakem znakem start, následují data s případným kontrolním součtem a na konci znak stop. Před ním a za ním musí být klidová zóna – místo bez potisku.

Kódy souvislé (spojité) Souvislé čárové kódy začínají čarou, končí mezerou a nemají meziznakové mezery

Kódy diskrétní

Diskrétní čárové kódy začínají čarou, končí čarou a mezi jednotlivými znaky se nachází meziznaková mezera.


M. Šnorek

M. Šnorek

57


Kód každého znaku tvořen pěti čarami (3 úzké, 2 široké). Mezery pouze oddělují čáry, nenesou informaci.

M. Šnorek

56

Nejčastější čárový kód, vyvinut 1974. První plně alfanumerická symbolika - umožňuje zakódovat číslice, písmena a některé interpunkční znaky. Nepodporuje malá písmena. Modifikace Code 39 Mod 43 obsahuje navíc kontrolní znak - součet hodnot všech znaků řetězce modulo 43.

Code 93 Rozšíření Code 39. Alfanumerická symbolika proměnné délky, souvislá, kóduje všech 128 znaků ASCII – 43 znaků odpovídá Code 39.


M. Šnorek

58

Kódování znaků do kódů

European Article Numbering (EAN), je nadstavbou U.P.C. Snímače EAN dovedou dekódovat U.P.C., opačně to ale nemusí platit. Numerický kód je pevné délky. Správu kódu EAN na evropském teritoriu provádí nekomerční organizace EAN se sídlem v Belgii. Jejími dobrovolnými členy jsou národní komise EAN všech evropských zemí. Česká republika má přidělen kód země 859. 36PZ - Periferní zařízení


EAN 13 a EAN 8

Code 39 a Code 39 Mod 43

Code 39 a Code 39 Mod 43 U.P.C. A U.P.C. E0 a U.P.C. E1 EAN 13 a EAN 8 Code 93 Interleaved 2/5 a Interleaved 2/5 Mod 10 Code 128 Codebar MSI


znakem Start datovými znaky znakem Stop

55

Jednotlivé typy čárových kódů

Informace kódována kódem Industrial 2/5, numerický kód proměnné délky, diskrétní tvořen

M. Šnorek

59

Příklad pro EAN 13: pevná délka kódu znaku (7 jednotek), kódování číslic 0 až 9, tři znakové sady, značené A, B a C. Symbol čárového kódu EAN 13 je uprostřed rozdělen dělicím znakem na dvě části, zvané pole.


M. Šnorek

60

10

První pole

Druhé pole

čárový kód EAN 13 najdete na obalu téměř každého zboží v obchodě symbol bývá doplněn čitelnými číslicemi pokud jsou první tři číslice 859, jedná se o zboží vyrobené v ČR dekódování první číslice pomocí použitých sad 13. + 2 udává zemi, 4 výrobce.


Číslice

Znakové sady

Číslice

Znakové sady

0

AAAAAA

5

ABBAAB

1

AABABB

6

ABBBAA

2

AABBAB

7

ABABAB

3

AABBBA

8

ABABBA

4

ABAABB

9

ABBABA

číslo výrobku – 5 číslic 1 kontrolní číslice. Vypočte se jako suma číslic na sudých pozicích * 3 + suma číslic na lichých pozicích , výsledek se zaokrouhlí nahoru na celé desítky. Kontrolní číslice je rozdíl zaokrouhlené a původní hodnoty. Příklad: Výpočet kontrolní číslice pro 859123412345 5+1+3+1+3+5 = 18, 18*3 = 54, 8+9+2+4+2+4 = 29 54+29 = 83 Zaokrouhleno:90, 90-83 = 7 Pro kód EAN 13 se tedy bude kódovat 8591234123457.

M. Šnorek

61


M. Šnorek

62

Proč 2D?

Začaly být větší nároky: obsáhnout větší množství informace, zmenšit velikost kódu.

2D čárové kódy


M. Šnorek

63

Historie 2D

M. Šnorek

64

Historie 2D - II.

1984 –standard složený ze čtyř Code 39 skup. AIAG (číslo dílu,dodavatel,množství,sériové číslo).


1988 - Code 49 - Intermec Copr. první opravdový 2D kód.

jako např. Data Matrix, MaxiCode, MiniCode; celkový přehled dále ..

1989 - Code 16K - Ted Williams. 1990 - PDF 417 - Symbol Technologies ⇒ velká podoba s 1D čárovými kódy.



M. Šnorek

Od 90 let se začaly objevovat i další typy 2D kódů tvořené tzv. maticovým způsobem,

65


M. Šnorek

66

11

Dělení 2D kódů

snímání jak ve vertikálním, tak horizontálním směru => nejsou vertikálně redundantní. Minimální velikost místa pro zakódování dat , až 30x menší oproti 1D, nesou 10 až 100 krát více informací než 1D, techniky tisknutí stejné jako 1D kódů nebo přímé/permanentní značení na materiál, možnost značení na světlo odrážející materiál všesměrové vysokorychlostní snímání, vysoká přesnost a spolehlivost opravy informací.


M. Šnorek

Skládaný (Stacked) kód vzniká skládáním 1D čárových kódů skládajících se z čar a mezer proměnné délky do horizontálních vrstev

Maticový (Matrix) kód kód je tvořen složením buněk ( modulů ) různého tvaru (čtverec, šestiúhelník, kruh) připomínající dvourozměrnou matice.

67


68

Omezující faktory čárových kódů

Přehled 2D kódů


M. Šnorek

M. Šnorek

Požaduje se přímá viditelnost, trvanlivost, dosah, datová kapacita, sekvenční čtení, nemožnost zápisu.

69


M. Šnorek

70

RFID

RFID neboli Radio Freqeuncy Identification



M. Šnorek

71

aktivní - napájeny baterií pasivní - aktivovány čtecím zařízením nízkofrekvenční - pomalejší; pracují na principu indukční vazby vysokofrekvenční - větší pracovní vzdálenost, větší, dražší


M. Šnorek

72

12

RFID běžné frekvence

RFID - princip činnosti

Electromagnetic Spectrum Electric Waves

Radio Waves

Infra-red

Visible Light

UltraViolet

X-Rays

Gamma Rays

Cosmic Rays

Radio Spectrum

9kHz

30kHz

VLF

LF

300kHz MF

Long Wave

Medium Wave

125-134 kHz M. Šnorek

73

RFID and Barcodes Technology

RFID

RFID Benefit Example

Line of sight requirement

Required

Not required

No need to orientate scanned items

Number of items that can be scanned

One

Multiple

Very fast inventory scan

Automation & Accuracy

Manual read errors & prone to misscanning

Fully automated and highly accurate

Error free inventory count

Identification

Only series or type

Unique item level

Targeted Recall

Up to several kB data

Real time data access in any location

Data storage

Limited codes


M. Šnorek

75

Basic Operation 1. Tag enters RF field of Reader 2. RF signal powers Tag

300MHz

VHF

UHF

3000MHz

30GHz

SHF

300GHz EHF

Short Wave VHF UHF SHF EHF

Very Low Frequency Low Frequency Medium Frequency High Frequency

13,56 Mhz

860-930 MHz


3000GHz Not designated

Very High Frequency Ultra High Frequency Super High Frequency Extremely High Frequency

2,45 and 5,8 GHz M. Šnorek

74

Microprocessor Cards Contactless Smart Card

Bar Code

Capability

30MHz

HF

VLF LF MF HF

The “RFID” Frequencies


3000kHz


M. Šnorek

76

RFID Tags & Packaging

Antenna

3. Tag transmits ID, plus data 4. Reader captures data 5. Reader sends data to computer 6. Computer send data to reader 7. Reader transmits data to tag

Computer Reader 36PZ - Periferní zařízení


M. Šnorek

Tag on Item, box or pallet 77


M. Šnorek

78

13

10 Principy periferních zařízení

Recommend Documents