УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И
ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ФАКУЛЬТЕТ «ЭКОНОМИКА И
УПРАВЛЕНИЕ»
Кафедра «Автоматизация почтовой службы»
Описание лабораторных работ по дисциплине:
«Автоматизация технологических процессов почтовой
связи»
для
студентов направления
образования 5840200-Почтовая служба
Ташкент 2007
ПРЕДИСЛОВИЕ
Данный сборник лабораторно-практических работ
предназначен для учебного изучения соответствующих разделов дисциплины «Автоматизация
технологических процессов почтовой связи»
студентами 4 курса факультета «Экономика и
управление», обучающихся специальности направления «Почтовая служба» (5840200).
Тематика работ посвящена изучению перспективным и быстроразвивающимся
направлению автоматизации технологического процесса почтовой связи - технологии штрихового
кодирования.
Описания
лабораторных работ составлены:
старшим преподавателем кафедры «Автоматизация почтовой службы»
Лабораторная работа № 1
Основные структуры штриховых кодов
Цель работы: Изучить основные структуры штриховых кодов, которые находят широкое
практическое применение, а именно: дискретный код «2 из 5», код «2 из 5 с
чередованием».
1. Содержание работы
1.1 Изучение структуры
дискретного кода «2 из 5».
1.2 Изучение структуры
дискретного кода «2 из 5 с чередованием».
2. Домашнее задание
2.1 Изучить
литературу (1, стр. 292-295) и содержание данного пособия.
2.2 Подготовить бланк для отчета с внешним видом и
структурой дискретного кода «2 из 5» и дискретного кода «2 из 5 с
чередованием».
3. Краткие сведения об основных структурах штриховых кодов.
Различные требования к использованию
штриховых кодов привели
к созданию различных их типов. Насчитывается более 20 типов штриховых кодов, но лишь пять из них (коды 39,
128, 2 из 5 с чередованием, UPC и EAN) находят широкое практическое применение.
Дискретный код "2 из 5". Код "2
из 5" - один из самых простых. Знаки кода "2 из 5", обозначающие цифры
от 0 до 9, содержат пять штрихов, два из
которых широкие, а три узкие.
Соотношение ширины широкого и узкого
штрихов составляет 2:1 или 3:1. Пробелы между штрихами информации не несут, и, как
правило, ширина пробела равна ширине узкого штриха. В
двоичном представлении код "2 из 5" узкий штрих идентифицирует
бит, равный нулю, а широкий штрих - бит, равный
единице. Кодируемый символ состоит из пяти штрихов и четырех пробелов (промежутков между ними). Символы друг от друга отделены
дополнительным межсимвольным пробелом. Внешний вид и структура кода "2 из
5" представлены на рис. 1.
Код
"2 из 5" - дискретный, так как пробелы не являются частью кода, что облегчает
его печатание. Этот код позволяет автоматически обнаруживать одиночную ошибку
(самопроверяющийся или контролируемый код).
Недостаток кода "2 из 5" - относительно низкая плотность штрихов и
пробелов и отсутствие возможности кодирования алфавитной информации. Описанный
код используется для сортировки и учета
товаров и изделий на складах, для нумерации авиабилетов и т. д.
Код
"2 из 5 с чередованием". Существует разновидность кода "2 из 5", где
используются прямое и инвертированное изображения знака. Пространство между
штрихами заполняется разновеликими пробелами, которые также являются носителями
информации. Такой код получил название "2 из 5 с чередованием"
(встречается и другое названия кода - "перемежающийся код 2 из 5").
Штриховой код "2"из 5 с чередованием"
представляет собой уплотненный вариант кода "2 из 5", который
вследствие недостаточной информационной емкости не нашел широкого практического
применения.
Название штрихового кода "2 из 5 с
чередованием" отражает его структуру: штриховой символ любого информационного
знака состоит из пяти элементов (штрихов и
пробелов), два из которых широкие.
Информационные знаки, занимающие в кодовом слове в направлении слева направо
нечетные позиции, изображаются штрихами, а знаки, занимающие четные позиции, представляются пробелами, вследствие чего элементы штриховых символов, относящиеся к
двум смежным информационным знакам кодового
слова, чередуются.
ТАБЛИЦА 1
|
Знак |
Двоичное представление знака |
|
0 |
00110 |
|
1 |
10001 |
|
2 |
01001 |
|
3 |
11000 |
|
4 |
00101 |
|
5 |
10100 |
|
6 |
01100 |
|
7 |
00011 |
|
8 |
10010 |
|
9 |
01010 |
В отличие от кода "2 из 5", у которого значащими
элементами являются только штрихи, а равноширокие пробелы служат лишь их разделителями, не неся в себе никакой информации, но занимая в совокупности существенную
часть длины штрихового символа кодового слова, у кода
"2 из 5 с чередованием" как штрихи,
так и пробелы несут в себе информацию, что делает его значительно более
плотным.
В
двоичном представлении информационных знаков широкому элементу (штриху или
пробелу) соответствует 1, а узкому - 0.
Алфавит кода "2 из 5 с чередованием"
состоит из 10 цифровых знаков (от 0 до 9) и приведен в табл. 6.1.
Кроме того, код имеет стартовый символ,
ограничивающий кодовое слово слева, и столовый символ, ограничивающий кодовое слово справа. Стартовый
символ состоит из четырех узких элементов: штриха, пробела, штриха, пробела.
Столовый символ имеет следующую структуру:
широкий штрих, узкий пробел, узкий штрих (рис.
2).
Особенностью кода "2 из 5 с
чередованием" является то, что кодовое слово должно состоять из четного числа
информационных знаков. Если требуется
представить этим штриховым кодом нечетное число информационных знаков, то перед
первым из них следует ставить ноль для
четности.
Код «2 из 5 с чередованием»
- непрерывный, так как не имеет пробелов (промежутков) между символами информационных
знаков, т. е. в коде отсутствуют межсимвольные пробелы. Код "2 из 5
с чередованием" - это код с
самоконтролирующимися символами информационных
знаков.
В
большинстве случаев применения кода 42 из 5 с чередованием штриховые
изображения кодовых слов определенной постоянной длины (т. е. слов, состоящих
из равного числа информационных знаков) считываются с помощью сканирующего
устройства, запрограммированного
именно на эту длину кодовых слов. Иногда необходимо
считывать штриховые символы кодовых слов различной длины с помощью сканирующего
устройства, запрограммированного не на фиксированную, а на переменную длину
кодовых слов. В этом случае возможно неполное
считывание, при котором произойдет искажение
представленной штриховым кодом информации. Например, если траектория
сканирующего луча по какой-либо причине окажется не параллельной продольной оси
штрихового символа кодового слова, а наклонной к ней (рис. 6.3), сканирующий
луч может пересечь лишь часть штрихового символа кодового слова, и если в этой
части окажется четное число штриховых символов информационных знаков, то запрограммированное
на переменную длину кодового слова сканирующее
устройство ошибочно примет считанную часть информации за полную и достоверную
информацию. Во избежание необнаруживаемого неполного считывания информации
кодовые слова переменной длины обязательно должны снабжаться контрольными
знаками, а их штриховые символы должны сверху
и снизу по всей длине снабжаться темными линиями - ограничителями (рис. 4).
4. Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с
теоретическими основами технологии
штрихового кодирования.
4.2 Изучить структуру кода дискретного кода «2 из 5», кода «2 из 5 с
чередованием».
5.Содержание отчета
5.1 Описание технологии
применения штрихового кодирования
5.2 Краткое описание структуры дискретного кода «2
из 5», кода «2 из 5 с чередованием».
5.3 Выводы
6.Контрольные вопросы
6.1 Требования к использованию штриховых кодов
6.2 Основные различия между основными типами кодов
6.3 Использование информационных знаков при
построении дискретного кода «2 из 5» и кода «2 из 5 с чередованием».
Лабораторная работа № 2.
Основные структуры штрихового кода 39
Цель работы: Изучить основные структуры штрихового кода 39.
1. Содержание работы
1.1Изучение штриховых символов всех знаков алфавита
дискретного кода 39.
1.2 Изучение вычисления
контролирующего знака в коде 39.
2. Домашнее задание
2.1 Изучить
литературу (1, стр. 295-298) и содержание данного пособия
2.2 Подготовить бланк для отчета с внешним видом и
структурой дискретного кода 39
3. Краткие сведения об основных структурах штрихового кода 39.
Код 39. Код 39 (Code 39) или код "3 из 9" - алфавитно-цифровой
штриховой код изменяемой длины (рис. 6.5). Своим названием он обязан тому, что
является кодовой комбинацией трех из девяти. Каждый отображаемый символ в этом
коде представляется с помощью девяти элементов (пяти штрихов и четырех пробелов
между ними). Три элемента из девяти широкие, шесть элементов узкие. Два из пяти штрихов и один пробел широкие,
а остальные штрихи и пробелы узкие. Это позволяет считывать 40 комбинаций для
штрихового представления 10 цифровых знаков (от 0 до 9), 26 букв латинского
алфавита, тире, точки, пробела (разрядки) и
звездочки, являющейся признаком начала и конца
кодового слова. Четыре дополнительных знака ($, /, +, %) представлены пятью узкими штрихами, тремя широкими
пробелами и одним узким пробелом.
Штрихи и пробелы имеют два уровня по ширине. Минимальное
отношение ширины широкого элемента ширине узкого составляет 2:1. Максимальное
отношение может составлять 3:1. Постоянство
относительных размеров широких и узких элементов должно выдерживаться в
пределах считываемых символов на одном
носителе штрихового кода.
Код 39 является дискретным, т. е. пробелы
между штриховыми
символами знаков алфавита кода не несут в себе
информации, а служат только разделителями.
Ширина пробела-разделителя, как правило, равна
ширине узкого элемента.
Штриховые символы всех знаков алфавита кода 39
самоконтролирующиеся. Это значит, что дефекты печати автоматически
обнаруживаются при оптическом считывании кода, благодаря чему обеспечивается
высокий уровень точности вводимых в ЭВМ данных. При этом
сводится к минимуму число ошибок ввода типа "подстановка", когда один
закодированный знак может быть принят
декодирующим устройством (дешифратором) за другой. При применении высокоточного
декодирующего оборудования и наивысшем качестве печати можно ожидать всего лишь
одну подстановку на 70 миллионов считанных символов.
Для тех случаев, когда требуется чрезвычайно
высокая точность данных, предусмотрено применение дополнительного контрольного
знака. Для вычисления контрольного знака кодового слова в коде 39
каждому знаку алфавита кода присвоено определенное числовое значение, которое
можно назвать слагаемым контрольного знака, В
табл. 6.2 приведен алфавит кода 39 в натуральном, штриховом и двоичном
представлении, а также слагаемые контрольного знака (SPACE - пробел между словами при печатании,
разрядка).
Контрольный знак
вычисляется путем суммирования слагаемых контрольного знака всех знаков
кодового слова и деления полученной суммы на 43. Полученный при этом
остаток и будет контрольным знаком. Если сумма
слагаемых контрольного знака делится на 43 без
остатка, то контрольным знаком будет 0. Контрольным знаком кодового слова в
коде 39 может быть цифра, буква либо символ
алфавита кода.
Пример. Вычислить контрольный знак для
кодового слова 4875/АСЕН.
Суммируем слагаемые контрольного знака всех
компонентов кодового слова согласно табл. 6.2:
4+8+7+5+40+10+12+14+17=117. Делим 117 на 43 и получаем частное 2 и остаток 31.
Согласно табл. 6.2, число 31 соответствует букве "V". Таким образом, данное кодовое слово вместе с
контрольным знаком выглядит следующим образом: 4875/ACEHV.
В противоположность большинству существующих
штриховых кодов, характеризующихся фиксированной длиной кодового слова,
у кода 39 кодовое слово может быть любой длины,
которую только допускает применяемое
считывающее устройство.
Код 39 может
быть рекомендован к использованию в сфере почтовой связи.
4. Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с
теоретическими основами алфавитно-цифрового штрихового кода 39.
4.2 Изучить структуру дискретного кода 39.
5.Содержание отчета
5.1 Привести алфавит кода 39 в
натуральном, штриховом и двоичном представлении, а также слагаемые контрольного
знака.
5.2 Привести пример
вычисления контрольного знака.
5.3 Выводы
6.Контрольные вопросы
6.1 Важнейшие характеристики
штрихового кода 39.
6.2 Понятие
самоконтролирующегося кода 39.
6.3 Преимущество штрихового
кода 39.
Лабораторная работа № 3
Основные структуры штрихового кода 128
Цель работы: Изучить основные структуры штрихового кода 128.
1. Содержание работы
1.1Изучение штриховых символов всех знаков алфавита
дискретного кода 128.
1.2 Изучение
вычисления контролирующего знака
в коде 128.
2. Домашнее задание
2.1 Изучить
литературу (1, стр. 300-301) и содержание данного пособия.
2.2 Подготовить бланк для отчета с внешним видом и
структурой дискретного кода 128.
3. Краткие сведения об основных структурах штрихового кода 128.
Это сложный
алфавитно-цифровой непрерывный штриховой код изменяемой длины высокой
плотности.
Код имеет три варианта построения - А, В и С,
позволяет осуществить 106 комбинаций штрихов и пробелов, каждая из
которых может иметь три значения в зависимости от варианта построения.
Вариант построения кода 128 зависит от вида
кодируемой информации.
Код 128, вариант А (рис. 6.7) позволяет
кодировать цифры от О до 9, заглавные знаки латинского алфавита
от А до Z, контрольные ASCII коды и функциональные коды FNC. Кодовое слово может состоять из четного или нечетного числа
информационных знаков. В коде стартовый символ инструктирует сканирующее
устройство на вариант А.
Код 128, вариант
В (рис. 6.8) позволяет кодировать цифры от О до 9, заглавные и
строчные знаки латинского алфавита Аа-Zz, контрольные ASCII-коды (полная ASCII-таблица) и
функциональные коды FNC. Кодовое слово состоит из
четного либо нечетного числа информационных знаков. Стартовый
символ инструктирует сканирующее устройство на
вариант В.
Код 128, вариант С (рис. 6.9) позволяет
кодировать пары цифр 00-99 и функциональные коды FNC. Код обладает двойной плотностью - на каждую комбинацию
штрихов и пробелов приходится по две цифры; по сравнению с другими кодами
позволяет закодировать наибольшее количество цифровой информации на единицу
измерения ширины. Кодовое слово должно состоять только из четного
числа информационных знаков.
В коде стартовый
символ инструктирует сканирующее устройство на вариант С.
В коде 128 (варианты А, В и С) каждый
отображаемый символ состоит из шести элементов (трех штрихов и
трех пробелов между ними). Код допускает
соотношение ширины широкого и узкого элементов
(штрихов и пробелов) как 2 : 1, 3 : 1 и 4 : 1. Использование дополнительного
контрольного знака в коде обязательно.
Достоинствами кода 128 являются высокая
защищенность кодируемой информации, отсутствие межсимвольных пробелов, а также
возможность использования кода для комплексного описания изделия
или предмета.
4. Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с
теоретическими основами алфавитно-цифрового штрихового кода 128.
4.2 Изучить структуру непрерывного кода 128.
5.Содержание отчета
5.1Привести варианты
построения кода 128.
5.2 Использование кода как
стандарта по маркированию почтовых отправлений.
5.3 Выводы
6.Контрольные вопросы
6.1 Важнейшие характеристики
штрихового кода 128.
6.2 Три варианта построения
кода 128.
6.4 Преимущество штрихового кода
128.
Лабораторная работа № 4
Основные структуры штрихового кода UPC и EAN
Цель работы: Изучить основные структуры штриховых кодов UPC и EAN.
1. Содержание работы
1.1 Изучение штриховых
символов всех знаков алфавита штриховых кодов UPC и EAN
в двоичном представлении.
1.2.Изучение
вычисления контрольного
знака для кодового слова в штриховом коде EAN-13.
2. Домашнее задание
2.1 Изучить литературу
(1, стр. 300-301) и содержание данного пособия.
2.2 Подготовить бланк для отчета с внешним видом и
структурой штриховых кодов UPC и EAN.
3. Краткие сведения об основных структурах штриховых кодов UPC и EAN.
Штриховые коды UPC (Universal Product Code) и EAN (European Artikle Numbering) являются наиболее распространенными. Эти коды рассматриваются
здесь совместно, потому что они во многом идентичны и могут считываться с
помощью одного и того же устройства без изменения алгоритма дешифрации в двух
направлениях: как слева направо, так и справа налево.
Сходство кодов UPC и EAN заключается в том, что для
кодирования в них используется один и тот же алфавит (набор знаков). Знаки
отображают цифры от 0 до 9 и пять вспомогательных символов. Оба кода непрерывны
и имеют одинаковую структуру штриховых символов знаков алфавита и допуски на
размерные отклонения элементов при печати. Особенностью этих кодов является и
то, что в них применяются кодовые слова фиксированной
длины. В то же время они различаются разрядностью
(длиной) кодовых слов и числом версии
(разновидностей) штриховых символов кодовых слов, правилами использования
вариантов штриховых символов знаков алфавита, структурой стартового и стопового
символов.
У кодов UPC и EAN для каждого цифрового знака
алфавита имеется четыре варианта штрихового символа и,
следовательно, двоичного представления. В
табл. 6.3 представлен алфавит кодов UPC и EAN в двоичном представлении.
Штриховые символы цифровых знаков у кодов UPC и EAN имеют модульную
структуру, а именно: штриховой символ любой цифры от 0 до 9 состоит из семи
темных и светлых модулей (простейших штрихов и пробелов)
определенной одинаковой ширины, расположенных в определенном сочетании.
Штриховой символ цифрового знака состоит из
двух разношироких штрихов и двух разношироких пробелов, причем ширина узкого
штриха или пробела равна ширине модуля, а
ширина широкого штриха или пробела кратна ширине
модуля. У кодов UPC и EAN значение "0" присваивается светлому
модулю, а значение "1" темному модулю.
ТАБЛИЦА 6.3
|
Знак алфавита |
Варианты двоичного представления знака алфавита |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
0 |
0001101 |
1011000 |
0100111 |
1110010 |
|
1 |
0011001 |
1001100 |
0110011 |
1100110 |
|
2 |
0010011 |
1100100 |
0011011 |
1101100 |
|
3 |
0111101 |
1011110 |
0100001 |
1000010 |
|
4 |
0100011 |
1100010 |
0011101 |
1011100 |
|
5 |
0110001 |
1000110 |
0111001 |
1001110 |
|
б |
0101111 |
1111010 |
0000101 |
1010000 |
|
7 |
0111011 |
1101110 |
0010001 |
1000100 |
|
8 |
0110111 |
1110110 |
0001001 |
1001000 |
|
9 |
0001011 |
1101000 |
0010111 |
1110100 |
Штриховые
символы цифровых знаков могут иметь от двух до пяти темных
модулей. В зависимости от четности или нечетности числа темных модулей в штриховом символе цифрового знака
сам знак называют соответственно четным или
нечетным. Например, цифра 5, представленная
штриховым символом, содержащим три темных
модуля, называется нечетной пятеркой, а представленная штриховым символом, содержащим четыре темных модуля, четной
пятеркой. Таким образом, получается два варианта алфавита кодов UPC и EAN с нечетными и четными цифровыми знаками. Кроме
того, у данных штриховых кодов существуют два варианта штриховых символов четных и нечетных цифр: символы, у
которых крайним левым элементом является узкий пробел, а крайним правым
элементом узкий штрих, и символы, у которых наоборот,
крайним правым элементом является узкий пробел, а крайним левым элементом штрих. При этом цифры,
представляемые первым вариантом штрихового символа, называются левосторонними
или левыми, а те же цифры, представляемые вторым вариантом штрихового символа, именуются правосторонними или правыми. Таким образом, существует четыре варианта
штрихового и, следовательно, двоичного представления алфавита кодов UPC и EAN.
Наличие четырех вариантов штрихового и
двоичного представления знаков алфавита у кодов UPC и EAN предоставляет широкие
возможности для формирования различных версий штриховых символов кодовых слов и
для обеспечения всенаправленности их оптического считывания
с помощью стационарных сканеров.
Ширина штрихов и пробелов у кодов UPC и EAN может равняться
1, 2, 3 и 4 модулям. Это соотношение точно соблюдается в
штриховых символах цифр 0, 3, 4, б, 6 и 9. Для цифр 1, 2, 7 и 8 номинальную ширину штрихов и пробелов изменяют таким
образом, что она не равняется целому числу модулей. В штриховых символах цифр 1 и 2 штрихи начинаются с таким расчетом,
чтобы их ширина была на 1/13 модуля меньше
номинальной, а в штриховых символах цифр 7 и 8 ширина штрихов должна быть на
1/13 модуля больше номинальной. Основанием для
таких изменений номинальной ширины штрихов
является то, что расстояние между одноименными
краями штрихов в штриховых символах цифр 1 и 7
и символах 2 и 8 одинаковы. В этих случаях надежнее, если сканер будет измерять также ширину штрихов, чтобы отличать
единицы от семерок и двойки от восьмерок. Все остальные цифры могут декодироваться путем измерения только расстояний
между одноименными боковыми краями штрихов.
Штриховой символ
кодового слова у кодов UPC и EAN делится на два полусимвола (левый и правый)
специальным символом разделителем, состоящим из двух тонких штрихов, несколько
удлиненных в нижнем направлении по сравнению со штрихами символов цифровых
знаков (рис. 6.11). Высота штрихов каждого штрихового полусимвола кодового
слова обычно значительно больше его ширины,
что обеспечивает всенаправленность считывания с помощью стационарного
сканирующего устройства с перекрещивающимися под прямым углом траекториями
лучей.
Штриховой код EAN, разработанный Международной Ассоциацией EAN, имеет две версии: 13-разрядную (EAN-13) и 8-разрядную (EAN-8).
Основной является версия EAN-13. Штриховой символ кодового слова в коде EAN-13 изображен на рис. 6.12.
Кодовое слово у версии EAN-13 содержит 12 информационных знаков
и один контрольный знак, который вычисляется в пять этапов:
1) суммируются информационные знаки (цифры)
кодового слова, которые берутся через один знак в направлении справа налево, начиная
с последнего;
2) полученная сумма умножается на 3;
3) суммируются все остальные информационные
знаки кодового слова;
4) суммируются результаты 2-го и
3-го этапов;
5) результат 4-го этапа вычитается из
ближайшего большего числа, кратного десяти; полученная при этом
цифра и есть контрольный знак.
4. Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с
теоретическими основами кодов UPC и EAN
4.2 Изучить сходство кодов UPC и EAN.
5.Содержание отчета
5.1Привести алфавит кодов UPC и EAN в двоичном представлении.
5.2 Привести примеры
вычисления кодового слова.
5.3 Выводы
6.Контрольные вопросы
6.1 Важнейшие характеристики
штриховых кодов UPC и EAN.
6.2 Варианты двоичного
представления знаков алфавита штриховых кодов UPC и EAN.
6.3 Основные версии штрихового код EAN, разработанного Международной Ассоциацией EAN.
.
Лабораторная работа № 5
Технические средства считывания штриховых кодов
Цель работы: Изучить технические средства считывания со сканированием светового
потока излучателя и с фиксированным направленным излучением.
1. Содержание работы
1.1 Изучение устройства считывания со сканированием
луча.
1.2.Изучение устройства считывания с фиксированным направленным
излучением.
2. Домашнее задание
2.1 Изучить
литературу (1, стр. 313-318) и содержание данного пособия.
2.2 Подготовить бланк для отчета с внешним видом построения
стационарного лазерного устройства считывания и структурой построения
стационарного устройства с электронным сканированием, работающим в режиме
реального времени.
3. Краткие сведения об основных технических средствах штриховых кодов.
Технические средства считывания (ТСС)
штриховых кодов (ШК) являются одним из необходимых и основных узлов,
определяющих работу любой системы обработки и
нанесения штриховых кодов. Они поставляют
первичную информацию о считанном коде, как правило, в виде последовательности
импульсов (нормализованного сигнала) через блок сопряжения непосредственно в
ЭВМ,
Существующие технические средства считывания
штриховых кодов
характеризуются по принципу действия, структуре построения фотосчитывающего
преобразователя, конструктивным особенностям оптоэлектронной части ТСС, виду
используемых оптических средств и характеру выходного сигнала.
Существует несколько устройств считывания,
отличающихся принципом
действия. Наиболее часто используют ТСС со сканированием луча и с фиксированным
направленным излучением. Последние разделяются
по структуре построения фотосчитывающего преобразователя на ТСС штриховых кодов
прямого преобразования и с электронным сканированием.
ТСС
штриховых кодов прямого преобразования работают на принципе приема отраженного
от штрихового кода светового потока, его преобразовании в электрический сигнал
с последующим усилением и нормализацией. В
качестве источников излучения используются
световоды, световой поток от которых концентрируется в одной точке штрихового
кода. Приемником отраженного излучения обычно
служит один или несколько фотоприемников фотодиодов. Таким образом, передвигая
ТСС (в ручном режиме), а следовательно, и
пучок света вдоль всего кода, получим на выходе электрический сигнал,
однозначно соответствующий считываемому коду. В случае стационарного варианта
передвигается сам носитель штрихового кода с
помощью, например, конвейера.
Способ считывания штрихового кода,
основанный на сканировании "механическим" путем (или иначе, за счет
перемещения ручного
ТСС вдоль кода или кода перед стационарным ТСС), - наиболее простой и экономичный.
Другой способ построения ТСС штриховых кодов с
использованием фиксированного направленного излучения основан на применении
матричных светочувствительных преобразователей и полностью электронного
сканирования. В качестве таких преобразователей используют обычно телекамеру,
видикон, приборы с зарядовой связью (ПЗС). Штриховой код проецируется на камеру
через сменный
оптический объектив. При этом возможно производить считывание с нескольких метров. Для освещения штриховых кодов можно использовать лампу любого типа (накаливания,
неоновую, инфракрасную и т. д).
По сравнению с вакуумными оптическими
преобразователями ПЗС на порядок снижают габаритные размеры и массу, имеют большой срок
службы и повышенную механическую прочность. При их
использовании нет необходимости в высоковольтном питании, отклоняющих и фокусирующих системах, обеспечивается высокая
точность считывания, жесткая привязка элемента растра
к координате. ПЗС практически безынерционны.
К
другому классу устройств считывания относятся технические средства со сканированием
светового потока от лазерного источника излучения. При этом управление
разверткой или сканированием луча лазера осуществляется, например, с помощью
двух гальванометрических зеркал, качающихся в двух взаимно перпендикулярных
плоскостях или с помощью зеркального колеса. Последний позволяет выполнить до
1000 сканирований в секунду. Обработка отраженного от поверхности кода
сканирующего луча лазера в ТСС данного типа осуществляется в принципе так же,
как и в ТСС штриховых кодов прямого
преобразования. Однако при этом используются
более скоростные цепи, а также дополнительные узлы для контроля скорости двигателя, мощности лазера, числа
произведенных считываний и т. д.
Использование лазеров позволяет существенно
улучшить основные параметры ТСС данного типа за счет таких свойств, как высокая монохроматичность,
позволяющая получить очень качественную спектральную селекцию излучения на фоне
помех, небольшая расходимость пучка излучения на выходе лазера, позволяющая
заметно уменьшить потери энергии при работе на больших расстояниях.
Применение считывающих устройств с
механической системой отклонения светового луча позволяет осуществить полное
сканирование кода за время около 1 мкс. При этом существенно повышается
достоверность считывания за счет появляющейся возможности производить несколько
считываний штрихового кода за время его нахождения перед считывающим
устройством. Другим достоинством ТСС данного типа является высокая разрешающая
способность (до 100 лин./мм), а также существенно
большее расстояние от ТСС до носителя кода (до нескольких метров), чем в устройствах прямого преобразования.
Однако наряду с отмеченными достоинствами ТСС
штриховых кодов
с использованием лазеров необходимо указать и на ряд недостатков этого типа
устройств считывания, которые находятся в
прямой зависимости от недостатков самих лазеров: сложность практической реализации оптико-механического метода
сканирования излучения, определенная нестабильность ряда параметров и сложность реализации цепей питания, относительно
небольшой КПД излучения и срок службы лазера,
достаточно высокая стоимость и т. д.
ТСС, осуществляющие идентификацию неподвижного
носителя штрихового
кода, или иначе ручные технические средства, называются еще световым пером или
световым пистолетом, в зависимости от формы оптоэлектронного преобразователя.
ТСС
штриховых кодов со сканированием светового потока излучателя (лазерные
сканеры), прямого преобразования, а также ТСС электронного сканирования с использованием
ПЗС выполняются как в ручном, так и в
стационарном вариантах. Выбор того или иного
варианта конструкции зависит в основном от того, где и в каких целях используются технические средства, т. е. от
конкретных требований производства. ТСС штриховых кодов электронного
сканирования с использованием телекамер и видиконов обычно применяются только в стационарном варианте. Это связано
прежде всего с массогабаритными показателями таких сложных и в общем случае громоздких устройств, как телекамера или
видикон.
В
ТСС используются устройства считывания на традиционных оптических элементах
(конденсорных линзах, отражательных призмах и многогранниках, оптических
объективах, зеркалах и т. д.). Применяется
также волоконная оптика (волоконные, линзовые, зеркальные
и другие световоды).
В
устройствах считывания используют в некоторых случаях два волоконных световода,
один из которых направляет световой поток от
источника к поверхности, а другой - передает отраженный от штрихового кода
световой поток непосредственно на фотосчитыватель. При этом конструкция
оптико-электронного преобразователя ТСС получается в достаточной степени
простой, надежной и практически не требующей применения специальных оптических
средств: конденсоров, зеркал, объективов и т. д. Отметим здесь только сложность согласования входа и выхода
световода с источником и приемником излучения.
Все
ТСС штриховых кодов дискретного типа (импульсные) по сравнению с аналоговыми
обладают возможностью наиболее простого преобразования в цифровую форму
выходных сигналов, что обеспечило им широкое
использование в системах считывания и нанесения
штриховых кодов с применением вычислительной техники.
4. Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с принцип действия технических устройств считывания.
4.2 Изучить способ считывания штрихового кода,
основанный на сканировании «механическим» путем.
4.3 Изучить способ построения
технического средства считывания штриховых кодов с использованием
фиксированного направленного излучения..
5.Содержание отчета
5.1
Рассмотреть вариант построения стационарного
лазерного устройства считывания.
5.2 Привести структуру построения
стационарного устройства с электронным
сканированием, работающим в режиме реального времени.
5.3 Выводы
6.Контрольные вопросы
6.1 Принцип действия
технического средства считывания штриховых кодов прямого преобразования.
6.2 Принцип действия
устройства считывания со сканированием светового потока от лазерного источника
излучения.
6.3 Недостатки использования рассмотренных
устройств считывания.
Лабораторная работа № 6
Устройства считывания и нанесения штриховых кодов
Цель работы: Изучить основные технические средства, предназначенные для считывания
и нанесения штриховых кодов.
1. Содержание работы
1.1 Изучение устройств для считывания штриховых кодов.
1.2.Изучение
устройств для нанесения штриховых кодов.
2. Домашнее задание
2.1 Изучить
литературу (1, стр. 325-326) и содержание данного пособия.
2.2 Подготовить бланк для отчета с внешним видом и
описанием технических характеристик устройств считывания и нанесения штриховых
кодов, используемых на предприятиях почтовой связи.
3. Краткие сведения об устройствах считывания и
нанесения штриховых кодов
Для обеспечения комплексной технологии записи,
считывания и обработки информации со штриховым кодированием необходим
определенный набор технических средств. Такие устройства производятся в ряде стран, разрабатываются они и в России.
Использование устройств считывания и нанесения штриховых кодов ориентировано на
последние достижения в области микропроцессорной техники, технологии печати,
микроэлектроники.
Основные технические средства, предназначенные
для считывания и нанесения штриховых кодов, рассмотрены ниже.
Устройства для считывания штриховых кодов. В
качестве устройств для считывания штриховых кодов в настоящее вре мя широко используются
многоплоскостные сканеры (IFMS 700+, MS 860 и MS 885); ПЗС-сканеры со встроенным
декодером (BB-TOUCH-60, BB-TOUCH-80 и LC-TOUCH-60); щелевые считыватели: (TT-OBR-RD, TT-OBRJR и ST 6920); лазерные сканеры со встроенным
декодером (BB-SCAN-QS расстояние считывания 5-
Многоинтерфейсные декодеры. Предназначены
для преобразования имеющихся протоколов передачи данных в протоколы, удобные
для пользователя согласно аппаратуре пользователя и решаемым задачам. Основное
назначение декодеров связано с анализом, обработкой, сбором,
возможной перестановкой и компоновкой штриховых кодов, генерацией
дополнительных сообщений при передаче полученной
штрих-кодовой информации или информации с магнитных и смарт-карт. Они служат
для объединения множества приборов в сеть по
протоколу RS 485 и связи с компьютером.
Наиболее широкое
применение нашли многоинтерфейсные декодеры MASTER-B+ и MASTER-I+, а также многоинтерфейсный однопортовый
миниатюрный декодер MASTER-BB+.
MASTER-B+ и MASTER-I+ имеют по два универсальных входных порта
(коммуникационные интерфейсы). Декодер MASTER-I+ отличается от
декодера MASTER-B+ прочным металлическим корпусом, пыле-влаго-защитой и
возможностью подключения жидкокристаллического дисплея DIS 2016 для вывода необходимой информации, рассчитанного на
две строки по 16 символов.
Устройства
для нанесения штриховых кодов. Способы и устройства нанесения штриховых
кодов весьма разнообразны. Различают следующие способы нанесения штрих-кодов:
вручную с помощью карандаша или ручки; наклейки этикеток с кодом; печати кода
с помощью игольчатых печатающих устройств, термопечатающих устройств, лазерных
печатающих устройств, устройств струйной печати, фотографическим или
типографским способом. Все печатающие устройства
управляются процессором.
Игольчатые печатающие устройства, используемые
для нанесения штрихового кода, для улучшения качества печати, имеют штыри прямоугольной
формы. Термопечатающие устройства работают с
термочувствительной бумагой и используются для печати информации со средней или
малой плотностью. Они могут печатать одновременно штриховой код и
алфавитно-цифровые символы. Для печати
штрихового кода могут использоваться также обычные матричные печатающие устройства с возможностью вывода
графической информации и ударные барабанные печатающие устройства, позволяющие печатать одновременно штриховой код и
алфавитноцифровые данные. Устройства струйной печати используются для нанесения кода при движении продукции, не контактируя с
поверхностью, а нанося чернила на расстоянии. Фотографический способ выгоден при большом количестве однообразных артикулов.
В качестве основных устройств для нанесения
штриховых кодов в настоящее время используются ручные термопринтеры Pathfinder модели МО 6020 ВА и модели МО 6020 BD (со встроенным считывателем штриховых кодов), а также модели МО
6041, МО 6053, МО 6091, МО 6097; стационарные термо-трансферные
принтеры Monarch модели МО 9401, МО 9425, МО 9440 (с шириной этикетки от 19 до
Наиболее широко применяемые принтеры моделей
9401, 9425 и 9440 позволяют печатать этикетки и наклейки со штриховым
кодом, алфавитно-цифровыми символами и графическими
изображениями методом прямой и косвенной (через промежуточный красящий
носитель) термопечати. При этом достигается высокое качество отпечатков
штрихового кода, необходимое для его надежного считывания. Распечатка может
быть как горизонтальная, так и вертикальная.
Распечатываться могут все применяемые типы штрих-кода
(EAN-8, EAN-13, UPS, код 39, код "2 из 5 с
чередованием", код 128 и т. д.), а также большое количество различных знаков.
Благодаря встроенной программе можно быстро освоить формирование новых этикеток. Плотность штрихового кода
может быть программно изменена и печататься с датами, фирменными и товарными
знаками, различными графическими изображениями. Принтеры снабжены устройством
отрезания ленты. Встроенный микропроцессор позволяет контролировать рабочее
состояние принтера, включая проверку портов.
Информация отображается на жидкокристаллическом
дисплее (встроенном в корпус модель 9401, или
на панели дополнительной клавиатуры модели 9425 и
9440).
4. Порядок выполнения работы
4.1 Ознакомиться с основными техническими
средствами, предназначенными для считывания и нанесения штриховых кодов.
4.2 Изучить устройства для считывания
штриховых кодов: многоплоскостные сканеры, щелевые считыватели, лазерные
сканеры со встроенным декодером, световые перья.
4.3 Изучить устройства для нанесения штриховых
кодов.
5. Содержание отчета
5.1 Привести принцип
действия устройств для считывания штриховых кодов .
5.2 Привести принцип действия
устройства для нанесения штриховых кодов.
5.3 Выводы
6. Контрольные вопросы
6.1 Предназначение
многоинтерфейсных декодеров.
6.2 Способы и устройства
нанесения штриховых кодов.
6.3 Принцип действия
устройства для считывания штриховых кодов.
Список используемой литературы
1. Барсук И.В., Гиль Г.К., Воскресенская А.Л. и др. Организация автоматизированной обработки почтовых отправлений в крупных узлах связи.
— М.: Радио и связь, 1985.
2. Бутенко Б.П., Коршунов В.В., Мамзелев И.А., Мицкевич В.А. Технологические процессы в. почтовой связи. Кн. 2. Основы функционирования.
— М.: Радио и связь, 1998.
3. Бутенко Б.П., Мамзелев И.А., Мицкевич В.А. Технологические процессы в почтовой связи. Кн. 1, Основные характеристики и техническое обеспечение. — М.: Радио и связь, 1998.
4. Инструкция и формат статистической отчетности предприятий связи. — М.: Радио и связь, 1985.
5. Королев В.И., Карпова М.В. Применение средств вычислительной техники в почтовой связи/МИС. -М. ,1988,
6. Красносельский Н.И., Воронцов Ю.А., Аппак М.А. Автоматизированные системы управления в связи. — М.: Радио и связь, 1986.
7. Мамзелев И.А. Вычислительные системы в технике связи. — М.: Радио и связь, 1987.
8. Мамзелев И.А., Мицкевич В.А. Технологические процессы в почтовой связи и Роспечати. Учебное пособие, части 1-3. - М.: "Информ-связьиздат", 1993.
9. Общеотраслевые руководящие методические материалы но созданию автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). —М.: Финансы и статистика, 1982.
10. Почтовые правила.— Ташкент, 2002.
11. Применение штриховых кодов при переработке грузов / Кандуазки Н. Нияку то кикай, 1984.