Systémy automatické identifikace

Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informačních technologií a elektronického obchodování

Systémy automatické identifikace

Bakalářská práce

Autor:

Tomáš Hájek Informační technologie, MPIS

Vedoucí práce:

Praha

Ing. Vladimír Beneš

Duben, 2010

Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a s pouţitím uvedených zdrojů a literatury.

V Praze, dne 26. dubna 2010

Tomáš Hájek

Rád bych na tomto místě poděkoval Ing. Vladimíru Benešovi za jeho cenné rady a odborné vedení při přípravě této práce. Děkuji také manţelce, rodině a přátelům za veškerou jejich podporu a autorům serveru www.citace.com za velmi uţitečný nástroj, který mi pomohl při zpracování seznamu zdrojů.

Anotace Tématem této práce jsou systémy automatické identifikace, jejich historie, současné vyuţití a moţnosti budoucího vývoje. Práce rovněţ popisuje obecné principy technologií systémů automatické identifikace a jejich základní komponenty. Podrobněji jsou v samostatných kapitolách představeny techniky čárového kódu, OCR a RFID kódu včetně příkladů jejich praktického vyuţití. Závěr práce uvádí na základě dostupných informací přehled trendů vývoje vybraných technik a systémů automatické identifikace. Annotation The topic of this thesis are systems of automatic identification, their history, contemporary use and possibilities of future development. The thesis also describes general principles of the systems of automatic identification and their basic components. In more detail there are introduced techniques of barcodes, OCR and RFID code including examples of their practise use. The conclusion of the thesis includes outlook of the development trends of selected techniques and systems of automatic identification based on available information.

Obsah Úvod.......... ............................................................................................................................ 7 1

Systémy automatické identifikace....................................................................... 8 1.1

Komponenty systémů automatické identifikace ..................................................... 8

1.1.1

Nosič kódu ....................................................................................................... 8

1.1.2

Snímací zařízení .............................................................................................. 8

1.1.3

Nadřazený systém ............................................................................................ 8

1.2

Technologie systémů automatické identifikace ...................................................... 9

1.2.1

Optické technologie ......................................................................................... 9

1.2.2

Radiofrekvenční technologie ........................................................................... 9

1.2.3

Induktivní technologie ..................................................................................... 9

1.2.4

Magnetické technologie................................................................................... 9

1.2.5

Biometrické technologie ................................................................................ 11

2

OCR................................................................................................................... 14 2.1

Historie OCR ........................................................................................................ 14

2.2

OCR v současnosti ................................................................................................ 16

2.2.1 3

Příklad vyuţití OCR v praxi .......................................................................... 16 Čárový kód ........................................................................................................ 17

3.1

Vznik a vývoj čárového kódu ............................................................................... 18

3.2

Rozdělení čárových kódů...................................................................................... 19

3.2.1

Jednorozměrné čárové kódy .......................................................................... 19

3.2.2

Dvourozměrné čárové kódy .......................................................................... 23

3.2.3

Třírozměrné 3D čárové kódy ......................................................................... 26

3.3

Snímací zařízení čárového kódu ........................................................................... 27

3.3.1

Snímací zařízení pro kancelář, maloobchod a zdravotnictví ......................... 28

3.3.2

Snímací zařízení pro lehký průmysl a logistiku ............................................ 30

3.3.3

Průmyslová snímací zařízení ......................................................................... 31

3.3.4

Informační kiosky .......................................................................................... 33

5

3.3.5 4

Mobilní terminály .......................................................................................... 34 RFID kód ........................................................................................................... 36

4.1

Vznik a vývoj RFID kódu ..................................................................................... 37

4.2

Transpondery/RFID tagy ...................................................................................... 39

4.2.1

Design transponderů/RFID tagů .................................................................... 40

4.2.2

Rozdělení transponderů/RFID tagů ............................................................... 42

4.3

RFID readery ........................................................................................................ 44

4.3.1

Stacionární RFID readery .............................................................................. 44

4.3.2

Mobilní RFID readery ................................................................................... 45

5

Vývojové trendy ................................................................................................ 47 5.1

Trendy vývoje OCR .............................................................................................. 48

5.2

Trendy vývoje čárového kódu .............................................................................. 50

5.3

Trendy vývoje RFID kódu .................................................................................... 52

5.4

RFID Smart Label ................................................................................................. 54

Závěr.......... .......................................................................................................................... 56

6

Úvod Organizace působící v různých oborech lidské činnosti, ve výrobní a obchodní sféře, veřejné správě, zdravotnictví, ale i bezpečnosti, jsou pro zajištění své úspěšné existence a efektivity v současné době trvale nuceny: -

zvyšovat kvalitu svých produktů a sluţeb,

-

sniţovat vlastní náklady,

-

rychle reagovat na měnící se vnitřní i vnější podmínky.

Splnění výše uvedených podmínek do značné míry závisí na automatizaci řídících, produkčních a logistických procesů. Automatizace těchto procesů je nedílně spojena se zpracováním velkých objemů dat informačními systémy, poţadovaným často v reálném čase, a jejich přenosem na velké vzdálenosti. Právě potřeba jednoznačné identifikace objektů a automatizovaného sběru dat společně s rostoucími nároky na rychlost a minimální chybovost těchto procesů stojí za vznikem, vývojem a rychlým rozšířením praktického vyuţití systémů automatické identifikace. Hlavním cílem této práce je stručný popis základních principů jednotlivých technologií systémů automatické identifikace, komponent, které je tvoří a funkcionality, kterou poskytují v praxi. U vybraných technik nechybí ohlédnutí do minulosti, zahrnující rekapitulaci jejich vývoje od prvních experimentů aţ po současnost, a přehled moţností jejich nejčastějšího vyuţití. Z optických technologií se práce zabývá technikami čárového kódu a optického rozpoznávání znaků, u kterých představuje nejznámější typy symbolů a snímacích zařízení čárového kódu a blíţe popisuje současný i minulý stav oblasti optického rozpoznávání znaků. Z radiofrekvenčních technologií se práce soustředí zejména na techniku RFID kódu, uvádí vlastnosti jednotlivých typů nosiče RFID kódu a snímacích zařízení. Závěr práce je zaměřen na moţnosti dalšího směřování technik a systémů automatické identifikace jako takových. Předpokládané trendy a směry dalšího vývoje přitom vychází z dostupných informací a dosavadních zkušeností s jejich vývojem.

7

1 Systémy automatické identifikace Systémy automatické identifikace charakterizuje stejnojmenná publikace autora Vladimíra Jeţka jako vstup dat získaných automatizovaným sběrem do informačních systémů za účelem: záznamu dat, identifikace objektu a vyhledání dalších relevantních dat, řízení, sledování a kontroly pohybu objektu, řízení, sledování a kontroly procesů, řízení, sledování a kontroly transakcí.

1.1 Komponenty systémů automatické identifikace Základ většiny systémů automatické identifikace tvoří několik prvků.

1.1.1 Nosič kódu Médium pro uloţení kódovaných dat slouţících k identifikaci objektu, případně dalších relevantních údajů. Zpravidla je neoddělitelně umístěn na povrchu objektu identifikace nebo tvoří přímo jeho součást. Vlastní provedení nosiče kódu se u jednotlivých technologií automatické identifikace liší. Můţe se jednat např. o evidenční štítek, samolepící etiketu, magnetický prouţek, kartu atd.

1.1.2 Snímací zařízení Technické zařízení, které snímá, případně dekóduje data uloţená v nosiči kódu a převádí je do podoby vhodné pro další zpracování. Provedení snímacího zařízení se také liší u jednotlivých technologií automatické identifikace.

1.1.3 Nadřazený systém Provádí další zpracování získaných dat, jejich vyhodnocení, uloţení, převádí je do podoby srozumitelné člověku, spouští definované návazné aktivity a činnosti.

8

1.2 Technologie systémů automatické identifikace Jednotlivé technologie systémů automatické identifikace jsou zaloţeny na různých principech a lze je podle toho rozdělit do několika kategorií.

1.2.1 Optické technologie Základním prvkem těchto technik je světlo. Lépe řečeno zpětný odraz světla dopadajícího na kontrastní vzory, který je zachycen a dále zpracován snímacím zařízením. Nejvýznamnější techniky této kategorie - čárový kód a OCR - budou blíţe popsány v samostatných kapitolách.

1.2.2 Radiofrekvenční technologie Hlavní výhoda skupiny technik, zaloţené na přenosu dat prostřednictvím rádiového signálu, spočívá v identifikaci objektu bez nutnosti přímého kontaktu nebo viditelnosti mezi snímacím zařízením a nosičem kódu. Signál vysílaný snímacím zařízením aktivuje nosič kódu, který odpoví zpětným odesláním uloţených dat. Dynamicky se rozvíjející technika RFID1 kódu bude blíţe popsána v samostatné kapitole.

1.2.3 Induktivní technologie Techniky realizující přenos dat mezi nosičem kódu a snímacím zařízením pomocí elektromagnetické indukce.

1.2.4 Magnetické technologie Základem technik této kategorie je nosič kódu pro uloţení dat v podobě magnetického prouţku nebo povlaku. Snímací zařízení obsahuje snímací hlavy s digitálními obvody.

1

RFID – zkratka Radio Frequency Identification

9

1.2.4.1 MICR Technika označovaná zkratkou MICR23 spočívá ve vytištění identifikačních znaků speciálním tonerem na předem stanovené místo dokladu nebo dokumentu. Zvláštní sloţení náplně toneru s obsahem oxidu ţeleza dodá kaţdému znaku magnetický „otisk“, který umoţňuje načtení snímacím zařízením, zpravidla umístěném jako součást třídícího stroje. Technika nachází uplatnění zejména při automatické identifikaci a třídění velkých objemů dokumentů nebo zpracování plateb papírovými doklady (např. šeky) a jejich kontrole. Obrázek 1: Ukázka umístění MICR na platebním dokladu

Zdroj: http://www.whatismicr.com/

1.2.4.2 Magnetic Stripe4 Technika nazývaná podle nosiče kódu - magnetického prouţku, umístěného zpravidla na plastikové kartě. Mezi hlavní výhody techniky, díky kterým slouţí i pro účely bezhotovostního platebního styku, patří ovladatelná paměť pro uloţení dat, jejich snadné zpracování a z toho plynoucí nízké náklady na prováděné transakce. Nevýhodou zůstává vyšší pořizovací cena nosiče kódu a niţší odolnost proti zneuţití nebo podvodné manipulaci s daty.

2

Zdroj: http://www.whatismicr.com/

3

Magnetic Ink Character Recognition – rozpoznávání znaků magnetického inkoustu

4

Magnetic Stripe – magnetický prouţek

10

1.2.5 Biometrické technologie Kategorie technik, které vychází z rozpoznávání jedinečných měřitelných fyzickoanatomických znaků nebo behaviorálních rysů jednotlivce. Biometrické technologie5 slouţí k identifikaci nebo verifikaci. V obou případech je snímacím zařízením nejprve pořízen záznam vybraného znaku nebo rysu jednotlivce, který je následně zpracován pomocí sloţitého algoritmu speciální aplikace do podoby digitálního identifikačního kódu. Při identifikaci je získaný identifikační kód porovnáván se všemi záznamy uloţenými v databázi, zatímco u verifikace pouze s několika vzory oprávněných jednotlivců. Biometrické systémy automatické identifikace tvoří čtyř základní moduly: Senzorový modul – pořizuje záznam vybraného fyzicko-anatomického znaku nebo rysu chování Modul digitálního kódu – převádí pořízený záznam do podoby identifikačního kódu Modul porovnání – porovnává identifikační kód se záznamy uloţenými v databázi Řídící modul – rozhoduje dle předem definovaných kritérií o shodě identifikačního kódu se záznamy v databázi Biometrické technologie mohou pro účely automatické identifikace zvolit libovolný fyzicko-anatomický znak nebo rys chování jednotlivce, pokud splňuje následující podmínky: univerzálnost – výskyt u kaţdého jednotlivce, jedinečnost – vyloučen výskyt totoţných znaků nebo rysů u dvou jednotlivců, neměnnost – stálost v čase, Dostupnost. [14] Server www.logica.cz biometrické techniky rozděluje podle rozpoznávaných fyzickoanatomických znaků a behaviorálních rysů jednotlivce.

5

Zdroj: http://www.vcl.fer.hr

11

1.2.5.1 Tvar ruky, otisk prstů Rozpoznávání tvaru a velikosti ruky slouţilo jako základní princip jiţ u prvních biometrických systémů automatické identifikace, které vznikaly jiţ v průběhu 60. let. Relativně jednoduché techniky se snadným pouţitím a nízkými pořizovacími náklady však začaly díky menší velikosti snímacího zařízení a moţnosti záznamu dalších fyzickoanatomických znaků a rysů chování jednotlivců (např. teploty, pulsu) stále častěji nahrazovat biometrické systémy identifikace zaloţené na rozpoznávání otisků prstů.

1.2.5.2 Obličej Biometrické systémy zaloţené na rozpoznávání vzájemné polohy vybraných prvků obličeje (např. očí, obočí, nosu, rtů, brady) nebo jeho celkové analýze umoţňují identifikovat i jednotlivce ve skupinách osob. Techniky se stále zdokonalují, v současné době statistiky uvádějí chybovost 1% u potvrzení shody záznamu s nesprávným vzorem a 10% v opačném případě u nepotvrzení shody záznamu s platným vzorem.

1.2.5.3 Hlas Biometrické systémy identifikace analyzují specifické prvky hlasu - zvuku, intonace, vibrace a rychlosti. Vzhledem k tomu, ţe výslednou podobu hlasu ovlivňují kromě fyzického tvaru úst a nosní dutiny také další faktory jako např. věk, momentální zdravotní a emocionální stav, je často nezbytný opakovaný záznam hlasového vzoru.

1.2.5.4 Oční sítnice a duhovka Vysokou míru bezpečnosti poskytují biometrické systémy zaměřené na rozpoznávání oční sítnice. Snímací zařízení vybavené speciálními čočkami pořizuje záznam sítnice identifikovaného jednotlivce, z kterého lze také odhalit některé aspekty jeho zdravotního stavu. Biometrické systémy identifikace jednotlivce rozpoznáním stavby oční duhovky umoţňují díky jejím vlastnostem pohodlnější pořízení záznamu na větší vzdálenosti. Výše uvedené principy identifikace mohou biometrické systémy pro zajištění poţadované funkcionality a cenové dostupnosti také vzájemně kombinovat.

12

1.2.5.5 Podpis Samotný podpis můţe být ovlivněn momentálním zdravotním nebo emocionálním stavem, případně

se

v průběhu

delšího

časového

úseku

měnit.

Biometrické

systémy

proto rozpoznávají způsob, jakým se jednotlivec podepisuje. Snímací zařízení pořizuje kromě výsledného tvaru i záznam tzv. dynamiky podpisu tvořené jedinečným tlakem a rychlostí písma. Při výběru biometrického systému automatické identifikace by měly být rozhodující zejména poţadavky6 na: výkonnost – přesnost, rychlost a nároky na zdroje, odolnost – poţadovaná míra odolnosti proti podvodnému jednání, přijatelnost pro koncové uţivatele.

6

Zdroj: http://www.vcl.fer.hr

13

2 OCR Základem techniky označované zkratkou OCR7 je rozpoznávání tištěného nebo ručně psaného písma, číslic a dalších znaků. Snímací zařízení pořídí nejprve jejich záznam, který je pro další zpracování a uloţení převeden do digitální podoby. OCR se uplatňuje zejména při digitalizaci tištěných dokumentů, v tomto případě je snímacím zařízením nejčastěji skener, nebo v systémech automatické identifikace statických i pohybujících se objektů, kdy je snímacím zařízením většinou kamera, která pořídí záznam objektu včetně znaků na jeho povrchu.

2.1 Historie OCR Informace o historii OCR lze nalézt v elektronických publikacích volně dostupných na internetu, zdrojem následující kapitoly je server www.wikipedia.org. Prvním patent získal stroj zaloţeným na technologii OCR vynálezce Gustava Tauschka v roce 1929 v Německu a následně v roce 1935 i v USA. Jednalo se o mechanické zařízení sloţené ze zdroje světla, detektoru světla a sady vzorových znaků. Pokud byl před vzorový znak umístěn znak shodný, došlo k zakrytí zdroje světla, detektor umístěný za nimi nezachytil ţádné světelné paprsky a tím došlo k rozpoznání znaku. V roce 1950 se začali David H. Shepard a Dr. Louis Tordella podílet na vývoji automatizovaného zpracování dat pro bezpečnostní agenturu armády Spojených států. Řešení této problematiky vyţadovalo mimo jiné vytvoření do té doby neexistující technologie pro převod tištěných zpráv do podoby vhodné k dalšímu počítačovému zpracování. Během volných večerů a víkendů Shepard s pomocí přítele Harvey Cooka zkonstruoval stroj, který nechal patentovat a nazval „Gismo“. Gismo spolu s dalšími zařízeními vyvinutými firmou IMR8, kterou Shepard později zaloţil, vyuţíval místo porovnávání znaků s jejich vzory analýzu obrazu a byl schopen rozpoznat i několik typů písma. Společnost IMR v následujících letech uvedla jako první na trh několik OCR 7

Optical Character Recognition – optické rozpoznávání znaků

8

IMR – zkratka Inteligent Machines Research Corporation

14

systémů pro komerční vyuţití. V roce 1955 byl první z těchto systémů dodán nakladatelství Readers Digest. Následovaly systémy pro ropné společnosti umoţňující snímání kreditních karet pro potřeby fakturace. Systém vyvinutý pro Ohio Bell Telephone Company jiţ obsahoval snímací zařízení kontrolních útrţků z účtů za telefon. Zařízení pro snímání a převod dálnopisných zpráv psaných na stroji zakoupilo letectvo armády Spojených států. OCR techniky se dále zdokonalovaly v průběhu 60. let 20. stol.a spolu s tím se rozšiřovaly i moţnosti jejich uplatnění. Kromě zařízení slouţícího k digitalizaci sériových čísel zpětně zaslaných reklamních kuponů dodaného opět nakladatelství Readers Digest docházelo k dalšímu zavádění OCR systémů. Jako příklad lze uvést zařízení pořízené dopravní společnosti TWA pro získání dat uváděných na jejich letenkách, schopné zpracovat aţ 1500 dokumentů za minutu a detekovat případná poškození. V této době se také OCR systémy poprvé objevily v Evropě, konkrétně ve Velké Británii. Zde byl do provozu uveden nejprve systém slouţící pro třídění poštovních zásilek a posléze další OCR zařízení tvořící součást komplexního bankovního systému National Giro, který zásadně změnil způsob placení účtů. V roce 1974 zaloţil Ray Kurzweil společnost Kurzweil Computer Products, Inc. a pustil se do vývoje prvního OCR systému schopného rozeznat všechny standardní typy písma. Systém vyvíjel zejména pro účely vytvoření čtecího zařízení pro zrakově postiţené, které by dokázalo reprodukovat psaný text. Zařízení pojmenované „Kurzweil Reading Machine“ vybavené plochým skenerem a syntetizérem bylo úspěšně dokončeno o dva roky později. Během roku 1978 začala společnost Kurzweil Computer Products prodávat komerční verzi programu optického rozpoznávání znaků. Jako první program zakoupila společnost LexisNexis, provozovatel archivu novin, magazínů, právních dokumentů a obchodních informací pro potřeby digitalizace tištěných zdrojů a vytvoření jejich online databáze. Kurzweil v roce 1980 svoji společnost prodal firmě Xerox, která měla na dalším rozvoji komerčních programů umoţňujících digitalizaci tištěných dokumentů zájem.

15

2.2 OCR v současnosti9 Dnes téměř všechny optické prostředky vyvíjené původně samostatně tvoří systémy OCR společně s digitálním zpracováním obrazu. Vzhledem k vysoké úspěšnosti, které technika dosahuje, různé zdroje uvádějí rozsah chybovosti v rozmezí 1 – 5%, je rozpoznávání strojově psaného textu v latince povaţováno do značné míry za vyřešené. Rozpoznávání jiných druhů nebo ručně psaného písma a dalších nestandardních znaků je však stále předmětem aktivního výzkumu. Podle publikace „Systémy automatické identifikace“ dosaţená míra spolehlivosti OCR systémů značně rozšířila moţnosti jejich praktického vyuţití např. při správě dokumentů, ve

finanční

sféře,

případně

v kombinaci

s jinými

pokročilými

optickými

nebo magnetickými technologiemi.

2.2.1 Příklad využití OCR v praxi Při převodu tištěného dokumentu, popsaném na internetových stránkách www.digineff.cz, do elektronické podoby je nejprve snímána předloha pomocí skeneru (za určitých podmínek, které se týkají zejména jasu a kontrastu pořízeného snímku, lze pouţít i digitální fotoaparát). Výsledný obrázek je následně importován do počítače a zpracován některým ze specializovaných programů OCR. Program nejprve rozpozná samotný text, potom je moţné provést případnou manuální korekturu textu a výsledek uloţit ve zvoleném typu souboru např. jako textový dokument. Obrázek 2: Schéma převodu tištěného dokumentu do elektronické podoby

Zdroj: http://www.digineff.cz/jaknato/ocr/ocr.html

9

Zdroj: http://en.wikipedia.org

16

Vybrané produkty z široké nabídky OCR programů na trhu jsou v níţe uvedené tabulce. Tabulka 1: Přehled OCR programů

Jméno ABBY Fine Reader

Licence Komerční

Operační system Windows 2000, XP, Vista, Server 2003

OCRopus

Apache

Linux

OmniPage

Komerční

Windows

Readiris

Komerční

Windows, Mac

Simple OCR

Freeware/Komerční

Windows

SmartScore

Komerční

Windows, Mac

Zdroj: http://en.wikipedia.org/wiki/Optical_character_recognition

3 Čárový kód V symbolech různého tvaru a velikosti na povrchu nosiče kódu vytvořených většinou kombinací světlých a tmavých ploch jsou podle předem stanovených logických pravidel uloţena kódovaná data. Zatímco tmavé plochy symbolu dopadající světlo z větší části pohlcují, světlé ho naopak odráţí zpět k senzoru snímacího zařízení. Čím větší je tmavá nebo světlá plocha, tím delší dobu je paprsek pohlcován nebo odráţen zpět. Díky tomu senzor snímacího zařízení snímá v podstatě analogový signál, který následně řídící jednotka převádí na digitální (tvořený dvojkovou soustavou nul a jedniček). Pomocí algoritmů příslušného typu čárového kódu jsou ze signálu dekódována data do podoby standardních znaků vhodných pro další zpracování. Publikace „Vstupní zařízení počítačů“ doplňuje výše uvedenou charakteristiku schématickým obrázkem průběhu snímání čárového kódu.

17

Obrázek 3: Schéma snímání čárového kódu

Zdroj: FRANTALOVÁ , Zora, MAREK, František. Vstupní zařízení počítačů

3.1 Vznik a vývoj čárového kódu V článku věnovaném historii čárových kódů na serveru www.adams1.com je za počátek techniky uváděn rok 1932, kdy byl na Harvardské univerzitě vypracován skupinou studentů návrh systému automatizovaného výdeje zboţí. Měl fungovat na základě kupónu v podobě děrného štítku, který by zákazník získal odtrţením u vybraného produktu v nabídkovém katalogu a předal na příslušném výdejním místě obsluze. Po vloţení kupónu do čtečky a jeho následném vyhodnocení by systém doručil zboţí spolu s vystaveným účtem. Projekt vedený Wallacem Flintem nebyl vzhledem k vysokým finančním nákladům v praxi nikdy realizován. První ţádost o registraci patentu na čárový kód blíţící se dnešním typům podali v říjnu roku 1949 Norman J. Woodland a Bernard Silver. Podnětem jejich práce byl zájem řetězce prodejen potravin o návrh systému, který by umoţnil automatizované získávání informací o jednotlivých produktech. Za tímto účelem vytvořili znak podobný současným typům čárového kódu. Skládal se ze čtyř bílých čar na tmavém pozadí, počáteční čára byla tzv. kontrolní a určovala pevnou pozici následujících tří. Vzájemná kombinace jejich přítomnosti či absence pak umoţňovala zařazení zboţí do sedmi různých kategorií. S rozšířením počtu čar na 10 vzrostl počet moţných kategorií pro zařazení zboţí na 1023.

18

Rozšíření čárového kódu pro komerční účely se začalo skutečně rozvíjet aţ koncem 60. let. 20. století. Nejprve mu ještě předcházely pokusy se zavedením tzv. „bulls-eye“10 čárového kódu pro zrychlení kontrolních operací obchodního řetězce spojených s příjmem a výdejem zboţí. Dodnes pouţívaný symbol čárového kódu11 byl navrţen počátkem 70. let 20. století. V roce 1973 byly definovány první standardy jeho pouţití při označování výrobků a zboţí. O rok později bylo snímání čárového kódu poprvé pouţito na pokladně při samotném prodeji zboţí zákazníkovi, prvním výrobkem označeným čárovým kódem bylo 10 ks balení ţvýkaček Wrigleyś.12 [4][5] V České republice se pouţití čárového kódu objevuje se zpoţděním aţ na počátku 90. let. V první fázi je spojeno zejména s rychle rostoucí sítí supermarketů a hypermarketů13.]

3.2 Rozdělení čárových kódů V současné době existuje celá řada různých symbolů čárového kódu. Navzájem se liší zejména kapacitou pro uloţení dat, algoritmy kódování, typem znaků a dat, která umoţňují kódovat a z toho plynoucími rozdílnými oblastmi praktického vyuţití.

3.2.1 Jednorozměrné čárové kódy Typy čárových kódů, jejichţ symbol vychází z klasického obrazce sloţeného z tmavých čar a světlých mezer různých šířek, se nazývají jednorozměrné nebo také 1D čárové kódy. Nejmenším prvkem, základní jednotkou, 1D čárového kódu je tzv. modul, v případě tištěných čar se jedná o tmavý modul, v případě mezer o modul světlý. Publikace „Vstupní zařízení počítačů“ uvádí čtyři prvotní algoritmy 1D čárových kódů pro vyjádření binární hodnoty 0 nebo 1.

10

„bulls eye“ – v překladu „býčí oko“, symbol čárového kódu s kruhově uspořádanými tmavými čárami a světlými mezerami různých šířek 11

Jednalo se o čárový kód typu UPC

12

Zdroj: http://overthere.blog.cz

13

Zdroj: http://www.automatizace.cz

19

První z nich vyuţívá šířku a počet modulů, tmavých čar a světlých mezer. Tenké mezery a čáry představují binární hodnotu 0, silné mezery a čáry binární hodnotu 1. Jedná se o algoritmus zejména průmyslových typů 1D čárových kódů např. Code 39 a Codabar. Druhý z nich pro vyjádření binární hodnoty 0 pouţívá pouze tenké tmavé čáry a pro vyjádření binární hodnoty 1 pouze silné tmavé čáry. Jedná se o algoritmus především číselných typů 1D čárového kódu např. 2 z 5 nebo MSI. Šířku čar a mezer vyuţívá i třetí algoritmus tzv. prokládaný kód. Kombinací tenkých a silných tmavých čar je tvořen lichý znak zatímco současně s ním je tvořen sudý znak kombinací tenkých a silných světlých mezer mezi nimi. Jedná se o algoritmus typů 1D čárových kódů s vysokou hustotou záznamu. Poslední čtvrtý algoritmus je tzv. NZR14. Bez ohledu na šířku představují světlé mezery binární hodnotu 0 a tmavé čáry binární hodnotu 1. Jedná se o algoritmus zejména obchodních typů 1D čárových kódů např. UPC, EAN nebo Code 93. Článek „Snímače čárových kódů“ uveřejněný na serveru www.automatizace.cz 1D čárové kódy dále rozlišuje na: číselné kódy - kódující pouze číslicové znaky např. EAN - 8, EAN - 13, CodaBar, alfanumerické kódy - kódující číslice i abecední znaky, v závislosti na typu buď pouze základní abecedu nebo úplnou sadu 127 nebo 255 znaků ASCII např. Code 39, nebo: kódy pevné délky - např. délka 13 číslic u EAN-13, kódy proměnné délky - mohou se skládat podobným způsobem jako slova ve větě.

3.2.1.1 EAN – 8 Jeden z nejznámějších a nejpouţívanějších typů 1D čárového kódu pevné délky 8 znaků umoţňuje kódování číslic v rozpětí 0 – 9. Kaţdá číslice je kódována prostřednictvím dvou tmavých čar a dvou světlých mezer. Kód slouţí pro označení produktů v obchodní síti států 14

NZR – zkratka angl. výrazu „non return to zero“

20

zapojených do mezinárodního sdruţení EAN1516. První tři kódované číslice zleva identifikují zemi původu např. ČR má číselnou kombinaci 859, další 4 číslice samotný produkt. Poslední číslice je povinná kontrolní. Čtyřmístnou číselnou kombinaci pro označení produktu přiděluje jednotlivým firmám na základě smluvního vztahu mezinárodní organizace pro tvorbu a implementaci globálních standardů v této oblasti GS117. Kód EAN – 8 slouţí zejména k označení malých spotřebních produktů.

3.2.1.2 EAN – 13 Od předchozího kódu EAN – 8 se liší pouze pevnou délkou 13 znaků. První tři kódované číslice zleva také identifikují zemi původu, 4. aţ 6. číslice firmu – výrobce a následující číslice samotný produkt. Poslední číslice je povinná kontrolní. Mezinárodní organizace GS1 přiděluje u kódu EAN – 13 na základě smluvního vztahu jednotlivým firmám číselnou kombinaci jejich označení a pravomoc pro tvorbu číselné kombinace označení jednotlivých produktů. Kód EAN – 13 slouţí zejména k označení větších spotřebních produktů. [10] Obrázek 4: EAN 13

Zdroj: http://www.kodys.cz

3.2.1.3 Codabar18 Jeden z nejstarších typů 1D čárového kódu proměnné délky byl vytvořen jiţ v roce 1972. Někdy je nazýván také jako USD_4, Code27 nebo Monarch. Kaţdý znak je kódován pomocí čtyř tmavých čar a třech světlých mezer, umoţňuje kódování číslic v rozsahu 0 – 9 spolu se šesti speciálními symboly. Díky svým vlastnostem, mezi které patří moţnost 15

Zdroj: http:// www.kodys.cz

16

EAN – zkratka European Article Numbering

17

Zdroj a více informací na: http://www.gs1cz.org

18

Zdroj: http://www.lt.cz

21

snímání z obou stran a schopnost opravy chyby, je stále vyuţíván v letecké dopravě, provozu krevních bank nebo knihoven. Obrázek 5: Codabar


3.2.1.4 Code 3919 Mimo prodejní sféru jeden z nejrozšířenějších typů 1D čárového kódu proměnné délky byl vyvinutý v roce 1974. Znaky jsou kódovány kombinací pěti tmavých čar a čtyř světlých mezer, umoţňuje kódování číslic v rozmezí 0 - 9, abecedních znaků od A do Z a dalších sedmi speciálních znaků. Chybovost snímání je sníţena přidáním kontrolní číslice – uvádí se výskyt jedné chyby na cca 30 miliónů snímaných znaků. Dalšími vlastnostmi jsou moţnost snímání z obou stran a schopnost opravy chyby. Code 39 je přizpůsobený zejména potřebám automobilového průmyslu, ozbrojených sil nebo zdravotnictví. Obrázek 6: Code 39


3.2.1.5 Kód 2 z 520 Vyvinula se z něj celá rodina kódů, znaky se kódují v párech s vysokou hustotou záznamu (uvádí se aţ 8 znaků na 1 cm), lichý znak pěti tmavými čárami a sudý znak současně pěti světlými mezerami mezi nimi. Umoţňuje kódování číslic v rozpětí 0 – 9. Kód slouţí

19


20

Zdroj: http://www.duben.org

22

převáţně průmyslové výrobě, mezinárodní sdruţení EAN vyuţívá jeho standardizovanou verzi ITF14. Obrázek 7: Kód 2 z 5

Zdroj: http://www.duben.org

3.2.1.6 UPC-A21 Kód UPC22, který je předlohou evropské verze portfolia kódů mezinárodního sdruţení EAN, pevné délky 12 znaků označuje od r. 1973 produkty na americkém trhu. První znak je tzv. systémová číslice produktu, dalších pět znaků je číselná kombinace pro identifikaci výrobce a následujících pět číslic identifikuje produkt. Poslední znak je kontrolní číslice.

3.2.1.7 UPC-E Od předchozího kódu UPC-A se liší kódováním dat, podobně jako kód EAN – 8 je pouţíván k označení malých spotřebních produktů na americkém trhu23. Obrázek 8: UPC-A

Zdroj: http://www.gs1cz.org

3.2.2 Dvourozměrné čárové kódy Především větší kapacita pro uloţení dat a nízká chybovost snímání stojí za vznikem a stále rostoucí oblibou dvourozměrných 2D čárových kódů. Zatímco kapacita

21


22

UPC – zkratka Uniform Product Code

23

Zdroj: http://www.gs1cz.org

23

1D čárových kódů umoţňuje většinou jen uloţení identifikátoru označeného objektu pro vyhledávání v databázi nadřazeného systému, vyšší kapacita 2D čárových kódů umoţňuje uloţení veškerých relevantních dat přímo v nosiči kódu. 2D čárové kódy se dělí na základě své vnitřní struktury do dvou základních kategorií: skládané kódy (Stacked Code) - tvoří několik řádků 1D čárových kódů menší výšky sloţených do jednoho symbolu, maticové kódy (Matrix Code) – symbol je tvořen tmavými body stejné velikosti. Data jsou kódována prostřednictvím dvourozměrných souřadnic polohy těchto bodů v obrazci.

3.2.2.1 DataMatrix24 Maticový kód od společnosti CiMatrix s kapacitou pro uloţení aţ 5×108 znaků na čtvereční palec, která je v současné době omezena dostupnými technologiemi tisku. Čtvercový symbol s maximální velikostí stran aţ 35 cm umoţňuje snímání při kontrastním poměru pouhých 20% případně i nekvalitně vytištěného nebo mechanicky částečně poškozeného symbolu. DataMatrix má několik dalších podtypů. Mezinárodní organizace GS 1 spravuje jeho variantu ECC-200, která podporuje datové struktury této organizace. Nejčastěji jsou tímto kódem označovány malé elektronické součástky např. integrované nebo tištěné obvody. Obrázek 9: DataMatrix


24


24

3.2.2.2 PDF 417 Skládaný kód vyvinutý v roce 1991 s velkou kapacitou aţ 1,1 kB pro uloţení dat. Tzv. public domain25 symbol s detekcí a opravou chyb v porušeném obrazci kóduje text, grafiku nebo programovací instrukce. Uplatnění nachází PDF 417 jako součást různých identifikačních karet např. řidičských průkazů v USA nebo jako médium pro záznam diagnózy pacientů v lékařství.

3.2.2.3 Micro PDF 417 Jedná se o zmenšenou verzi předchozího kódu s omezenou kapacitou pro uloţení dat 150 bytů a schopností detekce a opravy chyb v porušeném symbolu. Obrázek 10: Micro PDF 417


3.2.2.4 QR Code26 Maticový public domain kód vyvinutý společností Nippondenso ID Systems pro rychlé a snadné snímání s kapacitou pro uloţení dat aţ 7366 číslic nebo 4464 alfanumerických znaků, schopností detekce a opravy chyb v rozsahu 7 – 30% uloţených dat. QR Code je značně populární v asijských zemích pro snadné kódování znaků asijských druhů písma např. japonského.

25

public domain – na produkt se neuplatňují autorská práva

26

QR Code – zkratka Quick Response Code v překladu znamená kód rychlé odezvy

25

Obrázek 11: QR Code


3.2.3 Třírozměrné 3D čárové kódy Některé zdroje27 uvádějí jako samostatnou skupinu 3D čárové kódy, které pouţívají některé typy jiţ zmíněných 1D a 2D čárových kódů. Rozdíl spočívá ve způsobu vytvoření symbolu na nosiči kódu a principu snímání. Kód je vytlačen do povrchu nosiče kódu nebo označovaného objektu obdobně jako např. znaky písma na embosované platební kartě. Snímací zařízení vyuţívá namísto světlých a tmavých ploch rozdílnou hloubku symbolu. Zejména potřeba označení objektu v nepříznivých vnějších podmínkách, kde není moţné umístit běţné nosiče kódu, stála za vznikem a dalším rozvojem 3D čárových kódů. Příkladem aplikace 3D čárových kódů v praxi můţe být velmi rozšířená metoda DPM28, zaloţená na nedílném označení povrchu identifikovaného objektu vyraţením, vyleptáním nebo laserovým vypálením symbolu příslušného typu 2D čárového kódu. Volba způsobu vytvoření symbolu 2D čárového kódu závisí na ţivotnosti a materiálu objektu identifikace. Nejvhodnějším typem 2D čárového kódu pro pouţití v rámci metody DPM se jeví DataMatrix vzhledem ke svému poměru kapacity pro uloţení dat a velikosti symbolu (v porovnání s průměrným typem 1D čárového kódu zabírá cca desetinu prostoru). Minimální pořizovací náklady umoţňují pouţití DPM pro trvalé označení objektů od velmi nízkých do velmi vysokých hodnot. DPM je určeno zejména k evidenci součástek ve výrobních procesech automobilového, leteckého a elektrotechnického průmyslu,

27


28

DPM – zkratka Direct Part Marking

26

pouţívá se ale například i ve zdravotnictví pro označení specializovaných lékařských přístrojů. Obrázek 12: DPM


3.3 Snímací zařízení čárového kódu Publikace „Vstupní zařízení počítačů“ uvádí, ţe první snímací zařízení pouţívaná v praxi byla tuţkového provedení. Dnes se objevují spíše uţ jen výjimečně. Při snímání bylo nutné přejet symbol nosiče čárového kódu přímým dotykem vedeným pod úhlem 0 – 40 stupňů. Snímací zařízení lze v současné době rozdělit do dvou základních skupin29. Laserové snímače jsou vybavené diodami emitujícími jeden nebo více paprsků v závislosti na jejich počtu, které umoţňují snímání na větší vzdálenost. Při snímání musí paprsek podélně protnout čárový kód v celé jeho délce30. Snímače vysílající více paprsků mohou snímat nosiče čárového kódu orientované v různých směrech. Libovolně orientované nosiče kódu lze snímat také pomocí rozkmitání laserového paprsku do rastrového obrazce soustavou zrcadel nebo rotujících optických hranolů snímacího zařízení. Digitální snímače vybavené CCD nebo CMOS senzory při snímání zaznamenají obraz symbolu čárového kódu na podobném principu jako digitální fotoaparáty. Po rozpoznání je záznam dekódován integrovaným dekodérem nebo připojeným nadřazeným zařízení (PC, PLC). Výhoda digitálních snímačů spočívá ve schopnosti snímat v libovolném směru orientované nosiče většiny typů 1D a 2D čárových kódů. Nevýhodou je naopak malá snímací vzdálenost31. 29


30

Výjimku tvoří snímače emitující jeden paprsek vybavené technologií DRX, která umoţňuje snímání i v případě, ţe paprsek neprotne symbol čárového kódu po celé délce ve stejném časovém okamţiku. 31

snímací vzdálenost – maximální moţná vzdálenost mezi snímacím zařízením a nosičem kódu při snímání

27

Různé způsoby uplatnění čárového kódu v praxi kladou různé poţadavky na funkcionalitu, technickou konstrukci a další specifické parametry jeho snímacích zařízení. Snímací zařízení tak lze podle charakteristické oblasti jejich vyuţití dále rozdělit na snímače určené pro: kancelář, maloobchod a zdravotnictví, lehký spotřební průmysl a logistiku, průmysl. Samostatné kategorie snímacích zařízení tvoří: informační kiosky mobilní terminály Přehled snímacích zařízení na trhu s vybranými zástupci jednotlivých kategorií vychází z katalogu aktuální nabídky, uvedeném na www.barco.cz.

3.3.1 Snímací zařízení pro kancelář, maloobchod a zdravotnictví U této kategorie jsou kladeny zvýšené nároky především na ergonomii a nízkou hmotnost, aby snímače umoţňovaly dostatečně snadné a rychlé snímání nosiče kódu pro identifikaci poloţek při jejich příjmu, výdeji, prodeji a evidenci. Ruční bezdrátové snímače mohou kromě pevného spojení komunikovat s nadřazeným zařízením také pomocí rádiového signálu. Příklad: Datalogic QuickScan Mobile -

zařízení lze při snímání nosičů kódu vloţit do stojanu – funkce „hands-free“ mode, obsahuje baterii s dlouhou výdrţí a inteligentním dobíjením, odolný proti pádu z výšky 1,5 metru,

-

vybaven CCD senzorem pro snímání všech standardních typů 1D čárových kódů.

28

Obrázek 13: Datalogic QuickScan Mobile

Zdroj: http://www.barco.cz

Ruční kabelové snímače vyuţívají ke komunikaci s nadřazeným zařízením primárně pevné spojení. Příklad: Unitech MS337H -

navrţen pro pouţití ve zdravotnictví, má speciální antibakteriální povrch, nízkou spotřebu a hmotnost, odolný proti pádu z výšky 1,5 metru,

-

vybaven CMOS senzorem s vysokým rozlišením 1,2 megapixelu pro přesné snímání všech standardních typů 1D a 2D čárových kódů, včetně poškozených nebo na zakřiveném povrchu (např. obalu léků) umístěných kódů. Obrázek 14: Unitech MS337H


Pokladní laserové snímače umoţňují snímání nosiče kódu v libovolném směru. Existují dvě varianty jejich provedení, zatímco horizontální snímací zařízení se uplatňují zejména v lékárnách a obchodních domech, vertikální snímací zařízení jsou vhodná pro maloobchod a lehký průmysl. Příklad: Magellan 2300HS

29

-

horizontální laserový snímač určený k zabudování do pokladních přepáţek,

-

snímá všechny standardní typy 1D a skládaných 2D čárových kódů, vyuţívá technologie Productivity Index Reporting pro rozpoznání a FirstStrike pro snímání nosičů kódu nízké kvality,

-

k snímači lze snadno připojit ruční skener. Obrázek 15: Magellan 2300HS


3.3.2 Snímací zařízení pro lehký průmysl a logistiku Kromě ergonomie jsou u této kategorie kladeny vyšší nároky na odolnost proti vnějším nepříznivým vlivům a mechanickému poškození, proto je konstrukce snímačů robustnější. Příklad ruční kabelových snímačů: Datalogic FireScan -

ruční laserový snímač vyuţívaný logistickými a prodejními aplikacemi, odolný proti vlhkosti a pádu z výšky 1,5 m, moţnost pořízení příslušenství pro „handsfree“ mode,

-

snímá všechny standardní typy 1D a skládaných 2D čárových kódů, je vybaven technologií pro snímání méně kvalitních nebo poškozených nosičů kódů

-

dosah snímání je aţ 70 cm, Obrázek 16: Datalogic FireScan

30


Ruční bezdrátové snímače se kromě jiţ zmíněných charakteristik této kategorie vyznačují dlouhou výdrţí baterie a dosahem radiového signálu pro komunikaci s nadřazeným zařízením do vzdálenosti aţ 30 m. Příklad: Motorola LS4278 -

ruční laserový snímač určený pro logistické a prodejní aplikace, odolný proti pádu z výšky 1,5 m,

-

pro snímání nosiče kódu všech standardních typů 1D čárových kódů v libovolném směru snímač vyuţívá rozkmitání laserového paprsku do rastrového obrazce. Obrázek 17: Motorola LS4278


3.3.3 Průmyslová snímací zařízení Mezi standardní poţadavky na snímače této kategorie patří vysoká odolnost proti opakovaným pádům, prachu, vodě, provozním teplotám od - 30ºC do + 50ºC a velmi dobré, spolehlivé snímání na vzdálenost od 1 cm do několika metrů často i poškozených nebo nekvalitních nosičů kódu. Snímače jsou běţně pouţívány v náročných podmínkách např. v prostředí sléváren nebo závodů na zpracování dřeva. Příklad ručních kabelových snímačů: PowerScan PD8300 -

ruční laserový snímač vhodný pro nasazení v náročném průmyslovém prostředí, odolný proti vodě a opakovaným pádům z výšky do 2 m,

31

-

snímá všechny standardní typy 1D a některé skládané 2D čárové kódy, je vybaven technologií Datalogic PuzzleSolver pro rychlé a přesné snímání i méně kvalitních nebo poškozených nosičů kódů, dosah snímání je aţ 10 m,

-

zařízení má vícenásobnou indikaci úspěšného sejmutí nosiče kódu – zvukovou signalizaci a technologií 3 Green Lights,

-

dále je moţné k zařízení pořídit širokou škálu příslušenství včetně „hands-free“ modu. Obrázek 18: PowerScan PD8300


Ruční bezdrátové snímače vybavené bateriemi s dlouhou výdrţí mají dosah rádiového signálu pro komunikaci s nadřazeným zařízením do vzdálenosti několika metrů. Příklad: Motorola LS3578-ER -

ruční laserový snímač navrţený pro potřeby průmyslové výroby, logistiky a náročného venkovního pouţití, odolný proti vodě, opakovanému pádu z výšky do 2 m a teplotám v rozmezí od - 20ºC do + 50ºC, ,

-

snímá všechny standardní typy 1D čárových kódů do vzdálenosti 13,7 m,

-

řešení Multi-point umoţňuje komunikaci nadřazeného zařízení aţ se 3 snímači zároveň, v praxi je moţné pouţití snímače kombinovat s dalšími zařízeními např. notebookem nebo vozíkovým terminálem Motorola VC5090. Obrázek 19: Motorola LS3578-ER

32


Průmyslové stacionární snímače odolné konstrukce slouţí jako součást průmyslových zařízení instalovaných např. přímo ve výrobních linkách pro rychlé a spolehlivé snímání nosičů kódu. Příklad: Sick CLV 480 -

stacionární laserový snímač je k dostání ve dvou provedeních – verzi s jedním paprskem nebo verzi s všesměrovou optikou a oscilujícím zrcadlem,

-

snímá všechny standardní typy 1D čárových kódů, díky technologii SMART Code Recognition i z méně kvalitních nebo poškozených nosičů kódu do vzdálenosti 2m,

-

zařízení je moţné vybavit vyhřívaným modulem pro nasazení v prostředí s teplotami aţ - 30ºC. Obrázek 20: Sick CLV 480


3.3.4 Informační kiosky32 Kategorie snímačů byla původně určena zejména pro účely ověření ceny zboţí ve velkoprodejnách. Po sejmutí přiloţeného nosiče čárového kódu vybraného produktu zařízení na displeji zákazníkovi zobrazilo poţadované relevantní informace o produktu. Dnešní typy informačních kiosků nabízejí mnohem více funkcí a moţností uplatnění např. jako multimediální stanice poslech ukázek hudby, kontrolu čerpání výhod z věrnostních karet nebo komunikaci s obsluhou pomocí programovatelných tlačítek. Příklad:

32

více o informačních kioscích na internetových stránkách: http://www.kodys.cz

33

Symbol MK500 -

informační kiosek malých rozměrů je vybaven snímacím modulem pro snadné snímání standardních typů 1D a 2D čárových kódů,

-

zařízení má 3 programovatelná tlačítka a dotykový displej, který zároveň s vestavěnými reproduktory můţe slouţit k přehrávání videa,

-

umoţňuje připojit další vstupní a výstupní zařízení např. klávesnice, snímací zařízení magnetických karet a tiskárny, Obrázek 21: Symbol MK500


3.3.5 Mobilní terminály Na rozdíl od ostatních jsou snímací zařízení této kategorie vybavena vlastním operačním systémem, aplikacemi a pamětí pro uloţení dat. Některá zařízení mohou zároveň kromě nosiče čárového kódu umoţňovat i snímání RFID kódu nebo magnetických karet. Data lze z mobilních terminálů nadřazenému systému předat k dalšímu zpracování buď on-line nebo dávkovým přenosem. Příklad: Unitech HT680 -

mobilní terminál navrţený pro pouţití v náročných podmínkách je odolný proti opakovanému pádu z výšky 1,8 m a jeho provozní teploty se pohybují v rozsahu od -

-

C,

snímá všechny standardní typy 1D a 2D čárových kódů,

34

-

je vybaven dotykovým displejem a vhodný zejména pro pouţití v dopravě a logistice. Obrázek 22: Unitech HT680


35

4 RFID kód RFID kód33 jako moderní technologie automatické identifikace byl někdy téţ povaţován za nástupce čárového kódu. Základními prvky radiofrekvenčního identifikačního systému jsou: Transponder/RFID tag -

nosič kódu slouţí pro uloţení kódovaných dat,

-

je zpravidla umístěn na předmětu identifikace.

RFID reader -

zařízení určené pro bezkontaktní snímání transponderu,

-

zpravidla slouţí i pro komunikaci s nadřazeným systémem,

-

design a funkcionalita RFID readerů je různá, můţe se jednat o zařízení určené pouze pro snímání transponderu nebo pro snímání a záznam kódovaných dat zároveň. Obrázek 23: Schéma komponent RFID systému

Zdroj: http://www.rfid-handbook.de

RFID reader vysílá aktivační rádiový signál. Po jeho zachycení transponder zpětně odešle uloţená kódovaná data - většinou v podobě unikátní kombinace identifikačních znaků

33

Zdroj: http://www.rfid-handbook.del

36

objektu, případně s dalšími relevantními údaji. RFID reader data přijme a uloţí ve své interní paměti nebo předá nadřazenému systému k dalšímu zpracování.

4.1 Vznik a vývoj RFID kódu Historie RFID kódu uváděná v různých volně dostupných zdrojích se v některých podrobnostech liší. Server www.rfidjournal.com za počátek RFID technologie povaţuje období 2. světové války, kdy v souvislosti s monitorováním pohybu letadel pomocí radaru vyvstala potřeba navzájem od sebe rozlišit spojenecké a nepřátelské letouny pro včasné vyhlášení poplachu. První jednoduchá technika pasivního RFID systému, zaloţená na změně zpětně odráţeného rádiového signálu pomocí způsobu letu vlastních letadel, byla objevena Němci. Prvního předchůdce aktivního RFID systému vyvinul v tajném projektu Velké Británie vynálezce radaru Sir Watson-Watt. Systém IFF34 spočíval v umístění vysílače do kaţdého spojeneckého letadla. Po zachycení signálu z pozemní stanice vyslal rádiový signál zpět a tím byl identifikován. Vývoj RFID systémů pokračoval v 50. a 60. letech 20. století. Obchodní společnosti začaly komerčně vyuţívat nejprve systémy zaloţené na dodnes pouţívané technologii EAS35 pro ochranu zboţí před zcizením. Princip EAS systémů spočívá v umístění nosiče kódu tzv. EAS tagu na sledovaný předmět a snímacích zařízení tzv. EAS readerů na kontrolních stanovištích obvykle u vstupních prostor střeţeného objektu. Při legálním zakoupení nebo půjčení předmětu je na určeném stanovišti (např. pokladní přepáţce) EAS tag deaktivován. V opačném případě je po sejmutí nosiče kódu EAS readerem na kontrolním stanovišti aktivován výstraţný systém. Nasazení EAS systému výrazně sniţuje poţadavky na fyzické zabezpečení sledovaných objektů bez ohledu na jejich velikost. V roce 1973 získal první U. S. patent aktivní RFID tag s přepisovatelnou pamětí Mario W. Cardulla. V témţe roce získal U. S. patent také první pasivní RFID tag Charlese Waltona, který ho vyuţil v návrhu bezkontaktního systému zamykání dveří pro několik různých výrobců.

34

IFF – zkratka Identify friend or foe v překladu znamená rozpoznání přítele nebo nepřítele

35

EAN - Electronic Article Surveillance

37

V 70. letech 20. století byly RFID systémy vyvíjeny také na popud vlády Spojených států Národními laboratořemi v Los Alamos. Například zde vznikl koncept RFID systému pro sledování pohybu nukleárního materiálu. Systém předpokládal umístění transponderu s kódovanými identifikačními údaji a dalšími relevantními daty v nákladních vozech přepravujících sledovaný náklad a RFID readerů v blízkosti vstupních bran zabezpečených skladových areálů. Později v průběhu 80. let 20. století byl tento systém upraven pro komerční účely a nalezl široké uplatnění např. jako technika automatizovaného výběru mýtného v silniční dopravě. Dalším projektem realizovaným laboratořemi v Los Alamos na základě poţadavků zemědělského resortu byl návrh RFID systému automatické identifikace skotu vyuţívající pasivní RFID tag. Mimo jiné slouţil k zajištění správného dávkování léků a hormonů jednotlivým kusům stáda. Později se stal základem dnešních RFID systémů pouţívajících jako nosič kódu ve skle uzavřené RFID tagy malých rozměrů, které jsou vhodné k podkoţní aplikaci identifikovaným zvířatům, a pro přenos dat radiové vlny nízké frekvence 125 kHz. Postupně se stále častěji prosazují RFID systémy s radiovými vlnami vysoké frekvence 13,56 MHz, které byly ve většině zemí do té doby nevyuţívaným a tudíţ neregulovaným pásmem. Zejména mezi společnostmi sídlícími v Evropě se tyto RFID systémy velmi rychle rozšířily např. pro účely sledování majetku, znovupouţitelných přepravních kontejnerů atd. Na počátku 90. let 20. století vyvinula a patentovala firma IBM RFID systém vyuţívající radiové vlny velmi vysoké frekvence, které umoţnily zvýšení přenosové rychlosti a snímací vzdálenosti. IBM však po zkušebním provozu systému z důvodu vlastních finančních potíţí patent prodává dodavateli systémů čárových kódů, společnosti Intermec. Ta následně RFID systém nasazuje jako součást aplikací určených pro různá prostředí od skladového hospodářství a logistiky aţ po zemědělství. Zejména díky chybějícím mezinárodním standardům a stále nízkému rozšíření v praxi se v této době stále jednalo o značně nákladnou technologii. V 90. letech 20. století zkoumali David Brock a Sanjay Sarma moţnosti sledování pohybu produktů v dodavatelských řetězcích pomocí levných transponderů. Zmenšením kapacity

38

paměti čipu navrhli dosáhnout niţších výrobních nákladů a pořizovacích cen RFID tagů. Paměť čipu měla být určena pouze k uloţení identifikačního kódu objektu, který byl zároveň klíčem pro vyhledání dalších relevantních dat objektu v externí databázi. Toto řešení znamenalo zásadní změnu v dosavadním pohledu na RFID systémy a moţnosti jejich vyuţití pro potřeby obchodu. V roce 1999 se mezinárodní standardizační organizace Uniform Code Council, EAN International a další významné nadnárodní společnosti dohodly na zaloţení střediska vědeckého výzkumu Auto – ID Center na Technickém institutu v Massachusetts. V následujících letech získalo Auto – ID Center podporu více neţ stovky velkých mezinárodních obchodních společností, ministerstva obrany Spojených států a klíčových poskytovatelů RFID systému, která umoţnila zřízení dalších výzkumných vědeckých pracovišť – Auto – ID Labs v pěti různých zemích světa, podporu tvorby komunikačních rozhraní, jednotného systému označení produktů EPC (Electronic Product Code) a komunikační sítě pro elektronickou identifikaci produktů EPC Network. V roce 2003 byla činnost střediska Auto – ID Center oficiálně ukončena a další vědecký výzkum v této oblasti převzala jednotlivá pracoviště Auto – ID Labs. Správou a vývojem globálních standardů automatické elektronické identifikace a komunikační sítě EPC Network je dále pověřena mezinárodní organizace EPCglobal.

4.2 Transpondery/RFID tagy Obvykle se RFID tag skládá ze dvou základních částí – čipu pro uloţení kódovaných dat připojeného na anténu, která zajišťuje bezdrátovou komunikaci. Obrázek 24: Vnitřní struktura RFID tagu čip

anténa

propojení

39


4.2.1 Design transponderů/RFID tagů Čip je společně s anténou zapouzdřen do vhodného obalu, který je přizpůsoben specifickým podmínkám a účelu vyuţití RFID systému. RFID tagy tak mohou mít různou podobu např. PVC karet, samolepicích etiket, přívěsků, implantátů, šroubovatelných prvků a dalších speciálně navrţených řešení podle potřeb a poţadavků zákazníka. Vybrané příklady provedení některých RFID tagů vychází z nabídky dostupné na www.lt.cz. Tag Stock je RFID tag o rozměrech cca 50×40×3 mm, navrţený pro snadné upevnění a vyráběný v několika variantách v závislosti na povrchu objektu identifikace. Obrázek 25: Tag Stock

Zdroj: http://www.eprin.cz

Key Fob je RFID tag v podobě přívěsku na klíče s průměrem 43 mm, dodávaný v různém barevném provedení. Obrázek 26: Key Fob


Heat Resistant 200, jak jiţ samotný název napovídá, je RFID tag odolný proti vysokým C o průměru 40 mm.

40

Obrázek 27: Heat Resistant 200


Archive je RFID tag vyvinutý pro účely správy a archivace dokumentů, dodávaný v několika velikostech např. 80×40 mm. Obrázek 28: Archive


Wristband je RFID tag vybavený plastovým páskem pro snadné umístění na objektu identifikace. Obrázek 29: Wristband


Stock card je RFID tag zapouzdřený v plastové kartě o rozměrech 104×64×5 mm, dodávaný v různých barevných provedeních.

41

Obrázek 30: Stock card


4.2.2 Rozdělení transponderů/RFID tagů RFID tagy lze rozdělit podle různých hledisek do několika kategorií. Při zpracování přehledu nejčastěji pouţívaných způsobů dělení RFID tagů uvedeného níţe byly pouţity informace ze serverů www.automatizace.cz a www.rfid-epc.cz.

4.2.2.1 Podle frekvence rádiového signálu RFID tagy pouţívající nízkou frekvenci (125kHz – 134kHz) mají dosah snímání menší neţ 0,2 m. Malá snímací vzdálenost nepříznivě ovlivňuje také rychlost snímání, které je však u této frekvence rádiového signálu moţné i přes kapalinu. Jedná se o cenově nákladnější RFID tagy pouţívané díky uvedeným vlastnostem např. jako součást vstupních karet nebo k identifikaci zvířat. RFID tagy pouţívající vysokou frekvenci (13,56MHz) mají snímací vzdálenost do 1 m a dostatečnou přenosovou rychlost. Snímání přes kapalinu je u této frekvence rádiového signálu moţné uţ jen obtíţně. Výrobní náklady těchto RFID tagů jsou stále poměrně vysoké. Uplatnění nachází zejména v docházkových systémech nebo v knihovnách. RFID tagy pouţívající velmi vysokou frekvenci (860MHz – 930MHz) mají snímací vzdálenost aţ 3m a vysokou přenosovou rychlost. Snímání u této frekvence rádiového signálu přes kapalinu jiţ není moţné a snímání na kovovém povrchu jde jen velmi obtíţně. RFID tagy této kategorie mají nízkou pořizovací cenu a jsou vyuţívány např. ke sledování pohybu přepravních kontejnerů, vratných palet nebo při třídění zásilek na letišti.

42

4.2.2.2 Podle zdroje energie Pasivní RFID tagy nejsou vybaveny vlastní baterií, jako zdroj energie jim slouţí přijatý rádiový signál. Díky tomu mají téměř neomezenou ţivotnost, malé rozměry, váhu a niţší pořizovací cenu. Nevýhody této kategorie spočívají v menší snímací vzdálenosti a zvýšeném nároku na rádiový signál vysílaný RFID readerem. Vlastní baterie prodluţuje aktivním RFID tagům snímací vzdálenost a sniţuje nároky na rádiový signál vysílaný RFID readerem. Zároveň ale omezuje ţivotnost RFID tagů této kategorie vlastní trvanlivostí a zvyšuje jejich výrobní náklady. Někde mezi výše uvedenými kategoriemi se nachází kategorie tzv. semiaktivních RFID tagů, které jsou vybaveny vlastní baterii, ale dokud nezachytí rádiový signál vysílaný RFID readerem chovají se jako RFID tagy pasivní. Teprve po zachycení rádiového signálu pouţijí energii z vlastního zdroje pro bezdrátový přenos dat.

4.2.2.3 Podle možnosti zápisu dat V Read Only transponderech lze uloţit kódovaná data pouze při jejich výrobě. WORM36 transpondery umoţňují jednorázové uloţení kódovaných dat zápisem pomocí typu RFID readeru, který tuto funkci podporuje. R–W, nebo-li také Read Write, transpondery umoţňují opakované uloţení dat zápisem pomocí vhodného typu RFID readeru. Výše uvedené kategorie mohou podle toho, do kterých by bylo moţné konkrétní typ transponderu zařadit poskytnout obecnou charakteristiku jeho specifických vlastností. Volba vhodného typu transponderu je pro úspěšné zavedení a naplnění očekávaného přínosu RFID systému velmi důleţitá. Tabulka uvádí stručný přehled příkladů optimálního pouţití transponderů vybraných kategorií.

36

WORM – zkratka výrazu Write Once Read Many

43

Tabulka 2: Přehled použití transponderu dle jednotlivých kategorií


4.3 RFID readery Podobně jako snímací zařízení čárového kódu lze RFID readery také rozdělit do dvou základních kategorií na základě jejich specifických vlastností, daných charakteristickým způsobem a podmínkami jejich vyuţití.

4.3.1 Stacionární RFID readery Vzhledem k moţnosti připojit několik vnějších antén, která přináší lepší pokrytí většího prostoru rádiovým signálem, jsou RFID readery této kategorie nejčastěji součástí komplexních zařízení jakými jsou např. stacionární čtecí brány nebo třídící tratě. Příklad:

44

Sirit Infinity 510 -

stacionární RFID reader je navrţen pro pouţití ve výrobních a logistických aplikacích, s moţností připojení aţ 4 vnějších antén,

-

díky odolné konstrukci lze RFID reader umístit i v náročných vnějších podmínkách např. na vysokozdviţném vozíku. Obrázek 31: Sirit Infinity 510


4.3.2 Mobilní RFID readery Jedná se zejména o mobilní terminály s vlastní vnitřní pamětí pro uloţení snímaných dat. Mobilní terminály umoţňují většinou snímání i zápis kódovaných dat, často jsou vybaveny i snímacím zařízením všech typů 1D a 2D čárových kódů. Příklad: Mototrola MC9090 – G RFID -

terminál je určen pro vyuţití v logistice, letectví, průmyslové výrobě, farmaceutickém průmyslu apod.,

-

ergonomie drţení ve tvaru pistole umoţňuje vysokou rychlost a intenzitu snímání dat,

-

odolná konstrukce proti opakovaným pádům a náročným vnějším podmínkám. Obrázek 32: Motorola MC9090 – G RFID


45

Do kategorie mobilních RFID leaderů patří také jednoduché RFID snímače, které většinou slouţí jako doplňující snímací zařízení pevně nebo bezdrátově připojená k nadřazenému zařízení (mobilní terminál, notebook, PC) v komplexním RFID systému. Příklad: EMS Element -

snímač vhodný hlavně jako součást RFID systémů vyvinutých pro potřeby zdravotnictví, farmaceutického průmyslu, logistiky a identifikace osob,

-

má plastovou konstrukci odolnou běţným vnějším podmínkám. Obrázek 33: EMS Element


46

5 Vývojové trendy Některá odvětví lidské činnosti si ve stávající podobě bez implementace systémů automatické identifikace jiţ nelze představit. Odhady jejich dalšího vývoje se však v dostupných zdrojích značně liší od velmi optimistických přes „orwelovské“ vize budoucnosti aţ po skeptické studie o nerentabilitě a neefektivnosti. Obecně lze říci, ţe vzhledem

k technologickému

pokroku,

stále

klesajícím

pořizovacím

nákladům

a nesporným přínosům např. v podobě rychlosti a spolehlivosti při zpracování dat, bude rozvoj systémů automatické identifikace dále pokračovat, i kdyţ moţná někdy trochu překvapivým směrem. Stávající vývojové trendy by se daly shrnout do třech hlavních oblastí: inovace technologií, integrace a standardizace technologií, řízení zavádění systémů automatické identifikace. Inovace technologií představuje vznik zcela nových technik nebo sloučení stávajících technik vzájemnou kombinací do jedné s optimálním vyuţitím jejich vlastností. Sloučení stávajících technik se týká zejména oblasti biometrických technologií. Inovace nebo vývoj zcela nových typů jednotlivých komponent systémů automatické identifikace (nosiče kódu, snímacích zařízení atd.) probíhá různým tempem a v různém rozsahu u všech technologií. Integrace a standardizace se pro další rozšíření systémů automatické identifikace stává v podmínkách globalizace téměř ve všech oborech lidské činnosti nutností, stejně jako pro úspěch nových typů komponent jednotlivých systémů automatické identifikace na trhu. Díky integraci a standardizaci lze také mnohem lépe navrhovat podobu systémů automatické identifikace podle potřeb zákazníka a propojovat je s jiţ existujícími technologickými řešeními. Řízení zavádění systémů automatické identifikace doznalo také výrazných změn. Jejich samotná implementace jiţ většinou není povaţována za vše řešící krok. Před vlastním rozhodnutím o zavedení systému automatické identifikace je zpravidla kladen důraz na komplexní analýzu oblasti zvaţované implementace, identifikaci největších problémů

47

a posouzení vlivu případné realizace systému na jejich odstranění. K odhadu očekávaných přínosů můţe také poslouţit zhodnocení obdobných jiţ realizovaných řešení. Pro celkový přínos zavedení systému automatické identifikace, včetně

optimálního poměru

nákladů a úspor, je také zásadní volba vhodné technologie. U systémů automatické identifikace zaloţených na technikách OCR, čárového a RFID kódu budou vybrané trendy vývoje popsány blíţe.

5.1 Trendy vývoje OCR37 Příkladem technologické inovace je vyuţití techniky OCR jako součásti automatizovaných systémů řízení silniční dopravy pro zajištění rozpoznávání registračních značek motorových vozidel. Zařízení slouţí k monitorování dopravních přestupků, jedná se zejména o systémy RedCon pro zachycení jízdy na červenou v prostoru křiţovatky, systém SpeedCon, který sleduje překročení povolené rychlosti, nebo systém EntryCon pro zajištění kontroly vjezdových oprávnění. Systém RedCon monitoruje dopravní situaci v prostoru křiţovatky. Pokud do něj vozidlo vjede jiţ při signalizaci červené, pořídí jeho fotografii. Ta je v řídícím počítači digitalizována a podrobena analýze. Po rozpoznání registrační značky je snímek spolu s dalšími údaji o místu a času přestupku uloţen do databáze. Data o přestupku mohou být v reálném čase předána dispečinku a dalším určeným pracovištím. Systém SpeedCon slouţí k záznamu a identifikaci vozidel překračujících povolenou rychlost a jedoucích aţ 200 km/hod. Pořízený záznam vozidla je nejprve vyhodnocen a rozpoznání registrační značky slouţí k vyhledání dalších relevantních dat o vozidle v databázi centrálního registru. Získaná data lze rovněţ předat v reálném čase na dispečerské pracoviště.

37


48

Obrázek 34: Umístění komponent systému SpeedCon


Na obrázku je zachyceno moţné rozmístění jednotlivých komponent zařízení SpeedCon: procesorové jednotky (a), kamer (b, c), komunikačních prvků a infračerveného osvětlení (d) pro snadnější rozpoznání registračních značek při špatných světelných podmínkách např. v noci nebo šeru. Systém Speed Con má také svou mobilní verzi pro pouţití v osobním automobilu, která zaznamenává registrační značky jedoucích i zaparkovaných vozidel. Po jejich rozpoznání umoţňuje porovnání s daty centrálního registru motorových vozidel, databází odcizených vozidel nebo vozidel v pátrání.

49

Obrázek 35: Schéma systému SpeedCon Mobil


Systém EntryCon je určen ke kontrole oprávnění vjezdu vozidel do zabezpečeného areálu. Podobně jako výše uvedené systémy rozpozná z pořízeného záznamu registrační značku vozidla a porovná ji s daty uloţenými v interní databázi. V případě shody můţe přímo povolit vozidlu vjezd, pokud je připojen k ovladači vjezdového zařízení v podobě automatických závor apod., nebo upozornit obsluhu akustickým, případně optickým signálem. Zároveň můţe data o vjezdu vozidla odeslat na určené vzdálené pracoviště nebo uloţit.

5.2 Trendy vývoje čárového kódu Jak jiţ bylo zmíněno, v souvislosti s nástupem systémů automatické identifikace zaloţených na radiofrekvenčních technologiích se objevily spekulace o tom, ţe jimi technika čárového kódu bude postupně nahrazena. Při vzájemném porovnání základních vlastností uveřejněném na serveru www.automatizace.cz má RFID kód oproti čárovému na první pohled celou řadu výhod, které těmto teoriím dávají za pravdu: -

umoţňuje snímání bez přímé viditelnosti mezi nosičem kódu a snímacím zařízením. Díky tomu mohou být objekty označené nosičem kódu při snímání libovolně

50

orientované nebo dokonce skryté např. umístěné uvnitř obalu, krabice, kontejneru apod., -

při snímání nezáleţí na míře znečištění nosiče kódu nebo vnějšího prostředí,

-

systém automatické identifikace lze navrhnout pro snímání více nosičů kódu najednou,

-

snímací vzdálenost můţe být aţ 10×větší,

-

zpravidla má větší kapacitu pro uloţení dat,

-

u WORM nebo Read Write RFID tagů je moţnost uloţení kódovaných dat jejich zápisem prostřednictvím vhodného snímacího zařízení.

Navzdory tomu zatím čárový kód nadále zůstává nejrozšířenější technikou hlavně díky vysoké míře celosvětově přijaté standardizace38 zejména v oblasti průmyslu, obchodu a logistiky a nejniţším pořizovacím cenám nosiče čárového kódu, i kdyţ ceny RFID tagů nadále klesají. Příkladem technologického vývoje čárového kódu můţe být jeho vyuţití v kombinaci s mobilními komunikačními zařízeními vybavenými kamerou a aplikací pro snímání čárového kódu. V obrazci je kódován např. odkaz internetových stránek, které jsou po sejmutí a zpracování čárového kódu zobrazeny prohlíţečem mobilního zařízení. Jedním z poskytovatelů této sluţby v České republice je i internetový portál Seznam.cz. Firma Microsoft pro účely snímání čárového kódu mobilními zařízeními vytvořila nový typ barevného 2D čárového kódu39 nazvaného High Capacity Color Barcode40 s variabilní kapacitou pro uloţení kódovaných dat v závislosti na velikosti obrazce a počtu pouţitých barev.

38

především pod záštitou jiţ zmíněné mezinárodní standardizační organizace GS 1, více informací na: http://www.gs1cz.org 39


40

High Capacity Color Barcode – v americké angličtině znamená barevný čárový kód s vysokou kapacitou

51

Obrázek 36: High Capacity Color Barcode


Zpravodajský server iHNed.cz uvádí další moţné zajímavé pouţití čárového kódu v kombinaci s mobilním komunikačním zařízením při odbavování cestujících v letecké dopravě. Předem zaslaný čárový kód na mobilní komunikační zařízení můţe cestujícímu slouţit při úhradě letenek nebo dokonce přímo k jeho odbavení na letišti.

5.3 Trendy vývoje RFID kódu RFID kód patří mezi nejrychleji se rozvíjející a rozšiřující se techniky automatické identifikace. Server www.automatizace.cz mimo jiné uvádí odhad jeho ročního růstu kolem 20%. Kromě výše uvedených předností mají RFID kódy dlouhou ţivotnost (u aktivních RFID kódů můţe dosáhnout aţ 10 let nebo milionu sejmutí a zápisů kódovaných dat) a takřka bezchybné snímání, které spolu s délkou snímací vzdálenosti můţe být negativně ovlivněno pouze umístěním RFID tagu na kovovém povrchu. Technika RFID kódu je pro své vlastnosti v současné době vyuţívána zejména ve vysoce automatizovaných procesech a pro označení objektů s vyšší, nejen peněţitou, hodnotou. Příkladem mohou být tzv. RTL4142 systémy, které se vyuţívají pro sledování pohybu a identifikaci označených objektů (osob nebo věcí) v poţadovaném intervalu v reálném čase. Podstatnou nevýhodou tak stále zůstává cena nosiče kódu, i kdyţ má vlivem technologického výzkumu stále klesající trend. Například fy. Kodys na svých internetových stránkách zmiňuje výzkum tzv. Chipless RFID tagu, který má tradiční křemíkový čip nahrazen vodivými polymery kvůli nízkým výrobním nákladům. EAS

41

RTL – zkratka Real Time Locating znamená umístění v reálném čase

42

Zdroj: http://www.aimglobal.org

52

systémy ke sníţení nákladů spojených s označením objektu identifikace preferují umístění EAS tagu přímo jako součást produktu nebo jeho balení při expedici u výrobce. Opačným směrem se ubírá vývoj RFID tagů „třetí generace“. Tzv. Smartpointy43 jsou vybaveny integrovanými senzory pro kontrolu stavu označeného objektu např. kolísání teploty při přepravě potravinářského zboţí a záznam těchto dat. RFID tag pak můţe poskytnout veškeré relevantní informace o tom, jak bylo s objektem identifikace zacházeno, coţ otevírá další moţnosti jeho vyuţití v logistice, zdravotnictví apod. Další rozšíření je podmíněno také rozvojem standardizace, kterou se zabývá organizace EPCglobal Inc. pod záštitou mezinárodní standardizační organizace GS1. EPCglobal je správcem systému globálních standardů a zabezpečených technik pro automatickou identifikaci a sběr dat RFID tagem označených objektů v mezinárodních logistických řetězcích nazvaného EPCglobal Network. Pro účely EPCglobal Network byl vytvořen tzv. Electronic Product Code (zkráceně EPC), který slouţí k jednoznačné identifikaci označeného objektu, podobně jako u čárových kódu typy EAN. V současné době je hlavním cílem organizace EPCglobal Inc. zapojit do vytvořeného systému co největší počet velkých obchodních, výrobních a logistických společností. Obrázek 37: Struktura Electronic Product Code

Zdroj: http://www.rfid-epc.cz

43

Zdroj:

53

Porovnání trendu vyuţití čárového a RFID kódu firmami od jejich uvedení do praxe (v čase a procentech) nabízí následující graf. Obrázek 38: Trend využití čárového a RFID kódu

Zdroj: http://www.rfid-epc.cz

5.4 RFID Smart Label Jak uvádí server www.automatizace.hv.cz spojením čárového a RFID kódu vznikla tzv. „chytrá etiketa“, která se skládá ze dvou vrstev. Na svrchní vrstvě je obrazec příslušného typu čárového kódu a další pouhým okem čitelné relevantní informace, ve spodní vrstvě je pak umístěn RFID tag. Výhody Smart Labelu spočívají v moţnosti snímání dat různými snímacími zařízeními a v moţnosti přečtení základních údajů označeného objektu pouhým okem. Smart Label je vyuţíván zejména tam, kde je potřeba dohledání původu objektu (tzv. traceability) jako např. v potravinářství.

54

Obrázek 399: Smart Label

Zdroj: http://automatizace.hw.cz

55

Závěr Systémy automatické identifikace prodělaly během uplynulých desetiletí bouřlivý vývoj, který si zřejmě v jejich začátcích málokdo dovedl představit a který ještě zdaleka není u konce. Dnes jiţ není pochyb o jejich výhodách, zejména rychlosti a přesnosti při identifikaci a automatizovaném sběru dat a přidané hodnotě, kterou jejich zavedení do praxe přináší. Pro řadu oborů lidské činnosti mají v současné době zcela zásadní význam při podpoře a realizaci jejich klíčových procesů. Původní funkce systémů automatické identifikace jsou stále více spojovány s dalšími, vyššími formami automatizace. Některá řešení systémů automatické identifikace jiţ umoţňují sledování a vyhodnocování dat označených objektů v takové míře, ţe se nelze divit některým hlasům volajícím po jejich přísnější regulaci. Čárový kód stále patří mezi nejrozšířenější techniky systémů automatické identifikace a mezi optickými technologiemi zaujímá přední místo. Vděčí za to především dlouhodobému vývoji spojenému se standardizací a svým vlastnostem, mezi kterými vynikají nízké pořizovací náklady nosiče kódu a široké moţnosti praktického vyuţití. Další technika, řazená mezi optické technologie, OCR jiţ dosáhla vysokého stupně vývoje, i kdyţ u ní stále probíhá aktivní výzkum především v oblasti rozpoznávání nestandardních znaků. Největší rozvoj dnes zaţívají radiofrekvenční technologie, jejichţ vlastnosti, mezi které patří zejména bezkontaktní snímání na velké vzdálenosti s minimálním vlivem vnějšího prostředí, velká kapacita pro uloţení dat nosiče kódu a dlouhá ţivotnost, skrývají největší potenciál pro další moţnosti vývoje. Zatím nic nenasvědčuje tomu, ţe by další vývoj systémů automatické identifikace, zahrnující i jejich vzájemnou integraci, měl zpomalit nebo dokonce stagnovat, i kdyţ vzhledem k dosavadní historii jejich vývoje můţe přinést ještě značná překvapení.

56

Seznam zdrojů: [1]

ADAMS, Russ. Bar Code History Page [online]. 1995-2010, 03/09/2009 [cit. 200911-18]. Dostupný z WWW: .

[2]

AIM : The global trade association for automatic identification [online]. 2000-2010 [cit. 2010-04-26]. Dostupné z WWW: .

[3]

Automatizace.HV.cz : rady a novinky z oboru [online]. 1997-2009 [cit. 2010-04-27]. Dostupné z WWW: .

[4]

Čárové

kódy

[online].

2001

[cit.

2010-01-29].

Dostupný

z

WWW:

. [5]

Čárové kódy,RFID&RTLS, bezdrátové sítě: BARCO - IT pro sklady a logistiku [online]. 2009 [cit. 2010-03-02]. Dostupné z WWW: .

[6]

EPRIN.CZ : Čárové kódy, RFID, etiketovací systémy, tiskárny... [online]. 2003-2010 [cit. 2010-04-01]. Dostupné z WWW: .

[7]

FRANTALOVÁ, Zora, MAREK, František. Vstupní zařízení počítačů. [s.l.] : [s.n.], 1993. 98 s. Výběr. ISBN ISBN80-901245-2-6.

[8]

GS1 : automatická identifikace, automatický sběr dat, čárové kódy, RFID, EPC, EDI, vysledovatelnost

[online].

2009

[cit.

2010-01-28].

Dostupné

z

WWW:

. [9]

High Capacity Color Barcode In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, , 11 April 2010 [cit. 2010-04-26]. Dostupné z WWW: .

[10] Http://www.digineff.cz/jaknato/ocr/ocr.html [online]. 2003, 25. 4. 2003 [cit. 2009-1118]. Dostupný z WWW: . [11] JEŢEK, Vladimír. Systémy automatické identifikace. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, spol. sr.o., 1996. 125 s. ISBN ISBN80-7169-282-4. [12] Kodys [online]. 2009 [cit. 2010-01-28]. Dostupné z WWW: . [13] LEPEŠKOVÁ, Zdeňka. Cestovani [online]. 07.01.2008 [cit. 2010-04-26]. IHNed.cz. Dostupné z WWW: .

57

[14] Leonardo technology s.r.o. : Umění průmyslového značení [online]. 2005-2010 [cit. 2010-01-29]. Dostupné z WWW: . [15] Logica

[online].

[2005]

[cit.

2010-02-16].

Dostupný

z

WWW:

. [16] MICR - Magnetic Ink Character Recognition [online]. 2007-2010 [cit. 2010-02-12]. Dostupný z WWW: . [17] Optical character recognition In Wikipedia: the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida): Wikipedia Foundation, 2001, 13. 11. 2009 [cit. 2009-11-15]. Dostupné z WWW: . [18] Overthere.blog.cz [online]. 2006, 31. ledna 2006 [cit. 2009-11-18]. Dostupný z WWW: . [19] RFID - EPC portal [online]. 2007 [cit. 2010-04-18]. Dostupné z WWW: . [20] RFID - Handbook: RFID: a short introduction [online]. 1998-2009, 14.11.2009 [cit. 2010-03-06]. Dostupné z WWW: . [21] RFID Journal: RFID Technology News&Features [online]. 2002-2010 [cit. 2010-0314]. Dostupné z WWW: . [22] Rozpoznávání registračních značek v systémech detekce silničních vozidel. Automatizace [online]. 2005, roč. 48, č. 11 [cit. 2009-11-29]. Dostupný z WWW: . [23] ŠMEJKAL, Ladislav. Snímače čárových kódů – přehled trhu. Automatizace [online]. 2007,

roč.

50,

č.

11

[cit.

2009-11-18].

Dostupný

z

WWW:

. [24] Video Communications Laboratory, FER, Zagreb, Croatia [online]. 2004 [cit. 201002-14].

Dostupný

z

WWW:

.

58

Seznam obrázků Obrázek 1: Ukázka umístění MICR na platebním dokladu................................................. 10 Obrázek 2: Schéma převodu tištěného dokumentu do elektronické podoby....................... 16 Obrázek 3: Schéma snímání čárového kódu........................................................................ 18 Obrázek 4: EAN 13 ............................................................................................................. 21 Obrázek 5: Codabar ............................................................................................................. 22 Obrázek 6: Code 39 ............................................................................................................. 22 Obrázek 7: Kód 2 z 5 ........................................................................................................... 23 Obrázek 8: UPC-A .............................................................................................................. 23 Obrázek 9: DataMatrix ........................................................................................................ 24 Obrázek 10: Micro PDF 417 ............................................................................................... 25 Obrázek 11: QR Code ......................................................................................................... 26 Obrázek 12: DPM ................................................................................................................ 27 Obrázek 13: Datalogic QuickScan Mobile .......................................................................... 29 Obrázek 14: Unitech MS337H ............................................................................................ 29 Obrázek 15: Magellan 2300HS ........................................................................................... 30 Obrázek 16: Datalogic FireScan .......................................................................................... 30 Obrázek 17: Motorola LS4278 ............................................................................................ 31 Obrázek 18: PowerScan PD8300 ........................................................................................ 32 Obrázek 19: Motorola LS3578-ER...................................................................................... 32 Obrázek 20: Sick CLV 480 ................................................................................................. 33 Obrázek 21: Symbol MK500............................................................................................... 34 Obrázek 22: Unitech HT680 ............................................................................................... 35 Obrázek 23: Schéma komponent RFID systému ................................................................. 36 Obrázek 24: Vnitřní struktura RFID tagu ............................................................................ 39 Obrázek 25: Tag Stock ........................................................................................................ 40 Obrázek 26: Key Fob........................................................................................................... 40 Obrázek 27: Heat Resistant 200 .......................................................................................... 41 Obrázek 28: Archive............................................................................................................ 41 Obrázek 29: Wristband ........................................................................................................ 41

59

Obrázek 30: Stock card ....................................................................................................... 42 Obrázek 31: Sirit Infinity 510.............................................................................................. 45 Obrázek 32: Motorola MC9090 – G RFID ......................................................................... 45 Obrázek 33: EMS Element .................................................................................................. 46 Obrázek 34: Umístění komponent systému SpeedCon ....................................................... 49 Obrázek 35: Schéma systému SpeedCon Mobil ................................................................. 50 Obrázek 36: High Capacity Color Barcode ......................................................................... 52 Obrázek 37: Struktura Electronic Product Code ................................................................. 53 Obrázek 38: Trend vyuţití čárového a RFID kódu ............................................................. 54 Obrázek 39: Smart Label ..................................................................................................... 55

60

Seznam tabulek Tabulka 1: Přehled OCR programů

17

Tabulka 2: Přehled pouţití transponderu dle jednotlivých kategorií

44

61

Systémy automatické identifikace

Recommend Documents