Штриховое кодирование информации

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

Тема: Штриховое кодирование информации

Цель: изучить технологию штрихового кодирования, являющейся разновидностью технологии автоматической идентификации данных, и по расчетным данным контрольного числа кода определить подлинность продукции либо ее фальсификацию.

Общие положения

Одной из важнейших составляющих информационных технологий является сбор первичной информации об объектах, явлениях, свойствах и т.д. При этом, чем она оперативней и точней, тем более достоверна и эффективна аналитическая информация, выдаваемая компьютером для принятия управленческих решений.

Как показывает зарубежный опыт, одним из наиболее широко применимых способов быстрого и точного ввода данных в компьютерные системы является применение технологии штрихового кодирования, являющейся разновидностью технологии автоматической идентификации данных.

Термин «технология автоматической идентификации» широко используется в зарубежной литературе и определяется как совокупность методов и средств распознавания автоматизированной системой информации об объектах на основе принадлежащих ему отличительных (идентифицирующих) признаков. В законе РФ « О техническом регулировании» идентификация продукции определяется как установление тождественности характеристик продукции ее существенным признакам. Идентификация – отождествление, соотнесенное с образцом или моделью.

То есть идентификация позволяет отличить данный объект от всех остальных аналогичных объектов (идентифицированный объект – это опознанный объект).

Каждый объект, явление, свойство обладает определенным набором признаков, выделяющих его из множества других, часто очень похожих объектов.

Наши органы чувств – это своеобразные «сканирующие устройства», воспринимающие информацию об объектах и передающие ее в мозг. Отличие одного объекта от другого осуществляется на основе определенных признаков, присущих этим объектам. При этом человек интуитивно стремиться выделить минимальное число основных признаков или один, который является идентификатором. Например, при покупке автомобиля определенной марки для одного покупателя идентификатором является белый цвет, а для другого – красный.

Практически фамилии, имена, клички, наименования, номера, обозначения, описания и т.п. являются идентификаторами объектов, причем для более четкого выделения конкретного объекта из множества подобных необходимо воспользоваться несколькими идентификаторами, например, автомобиль ВАЗ 2110 белого цвета, не дороже определенной суммы.

Наибольшее распространение получила технология автоматической идентификации объектов с применением штриховых кодов, которая широко применяется в следующих областях деятельности:

• промышленное производство (идентификация сборных единиц в автостроении и электронике, готовой продукции, инструментов и др.);

• оптовая и розничная торговля (идентификация товаров, включая печатные издания и лекарственные средства);

• транспорт и почта (идентификация грузов, почтовых отправлений, сообщений в товаросопроводительной документации, проездных билетов и багажа и т.п.);

• медицина (идентификация продуктов крови, доноров, пациентов, историй болезни, больничного белья и т.д.);

• библиотечное и архивное дело (идентификация единиц и мест хранения, пользователей);

• складское хозяйство (идентификация единиц и мест хранения, поставщиков и потребителей, сообщений в складской документации и пр.);

• делопроизводство (идентификация пользователей, информация о личном составе, идентификация, а также представление в виде штрихов текста документа или его аннотации).

Представленный перечень является не полным, так как области применения штриховых кодов постоянно и очень быстро расширяются. Уже сейчас в московском ресторане вы можете наблюдать, как официант, принимая заказ, сканирует номера вашего столика, а так же блюд в меню, которые вы заказали.

В технологии штрихового кодирования важное место занимает понятие символики – стандартной системы представления данных в виде штрихового кода. Каждая символика устанавливает свои особые правила построения кода.

Штриховой код представляет собой последовательность расположенных по правилам определенной символики темных (штрихов) и светлых (пробелов) прямоугольных элементов различной ширины, которая обеспечивает представление символов данных в машиночитаемом виде. Данными могут быть как буквы и цифры, так и специальные графические и управляющие символы, используемые в программных и технических средствах обработки и передачи информации.

Последовательность расположенных слева направо знаков штрихового кода, кодирующих данные, начинающаяся знаком «Старт» и заканчивающаяся «Стоп» с примыкающими к этим знакам свободными полями, называется символом штрихового кода (рисунок 1.1). Символ штрихового кода и есть тот законченный графический объект, который подлежит машинному считыванию.

Рисунок 1.1 – Символ штрихового кода линейной структуры

Подобная структура символа характерна для символик линейных штриховых кодов, где символы формируются одной строкой знаков символа штрихового кода.

Считывание символов штриховых кодов осуществляется специальными светотехническими приборами – сканерами, испускающими световой поток, а затем анализирующими его отражение. Отраженный луч преобразуется в электрические сигналы разной силы в зависимости от отражающей способности и ширины штрихов (темных) и пробелов (светлых). Эти сигналы специальными устройствами (декодерами) переводятся в машинные представления цифр, букв и других символов данных, которые автоматически вводятся в компьютер.

Технология штрихового кодирования в общем виде включает следующие операции:

• идентификации объекта путем присвоения ему цифрового, буквенно-цифрового кода;

• представление кода в виде штрихов с использованием определенной символики;

• нанесенные штриховых кодов на физические носители (товар, тару, упаковку, этикетки, документы);

• считывание штриховых кодов;

• декодирование штриховых кодов в машинные представления цифровых, буквенных или буквенно-цифровых данных и передача их в компьютер.

Выполнение указанных операций может осуществляться на основе стандартных правил, норм и требований, обеспечивающих их полную сопрягаемость и совместимость.

Наиболее широко штриховые коды применяются при производстве и продаже товаров народного потребления, что позволяет автоматизировать учет производства и продажи товаров, повысить скорость и культуру обслуживания покупателей, вести оперативный учет поступающих и проданных товаров в каждом магазине, секции, на складе и т.д.

Основным объектом кодирования в торговле является товар. Его конкретная единица, отличающаяся ценой, массой, размером, цветом и т.п., идентифицируется однозначно путем присвоения ей уникального цифрового кода, что позволяет проводить автоматизированную обработку информации по каждому товару ассортимента, однозначно определяя при продаже по коду товара и его потребительские характеристики, ранее введенные в ЭВМ.

В международной торговле широко распространение получил код ЕАN (European Article Numberinq), разработанный Международной ассоциацией ЕАN, находящийся в Брюсселе. Это 13-разрядный или 8-разрядный цифровой код, представляемый в виде комбинации штрихов и пробелов разной ширины (рисунок 1.2). Каждая цифра (разряд) представляется сочетанием двух штрихов и двух пробелов.

Рисунок 1.2 – Структура кода ЕАN-13

13-разрядный код товара включает коды: страны («флаг страны») предприятие которой закодировало товар (таблица 1.1); предприятия, закодировавшего товар; самого товара и контрольное число.

Код страны выдается каждой стране (банку данных о товарах) централизованного Ассоциацией ЕАN. При этом ряду стран выделены диапазоны кодов, например Франция – 30-37, ФРГ – 40-43, Некоторым странам представлена возможность детализировать двухразрядный код страны на третьем разряде, например, код России может быть детализирован на третьем разряде в диапазоне 460-469. При этом соответственно для кодирования предприятия - изготовителя можно использовать только четыре разряда вместо пяти. Некоторым странам сразу выделены 3-разрядные коды страны: Аргентине-779, а Венгрии-559.

Таблица 1.1 – Коды стран-изготовителей

Цифровой код страны – это пожалуй, единственная информация, представленная в штриховом коде, которую при наличии перечня можно проверить визуально. Однако этот не обязательно идентифицирует страну происхождения товара. Следующие пять или четыре цифры (код предприятия) присваивает централизованно национальный орган страны конкретному предприятию – как правило, изготовитель товара. Однако это может быть код предприятия оптовой или розничной торговли.

Следующие пять цифр кода товара предприятие выбирает самостоятельно, при этом оно может выделить классификационные признаки товара по своему усмотрению.

Последний (13-й) разряд представляет собой контрольное число и используется для проверки правильности считывания штрихового кода специальными устройствами (сканером). Проверка производится автоматически по алгоритму ЕАN.

Как показано на рисунке 1.2, в начале и в конце штрихового кода помещены удлиненные краевые штрихи, указывающие на начало и конец сканирования, т.е. показывающие, что луч сканера захватил весь код. Центральные удлиненные штрихи разделяют код на две части, что облегчает визуальную проверку полноты записи кода. Размеры, указанные на рисунке 1.2, относятся к максимальным, изображенным на товарах и этикетках.

Код ЕАN-8 является укороченной модификацией ЕАN-13 и предназначен для товаров, имеющих небольшие размеры, где площадь печать ограничена. Как правило, он включает код страны, код предприятия и контрольное число.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что код ЕАN идентифицирует таким образом, что никой другой товар, обращающийся в международной торговле, не может иметь такой же код.

Штриховые коды характеризуются рядом показателей, к основным из которых можно отнести:

• набор кодируемых знаков (цифровой, буквенно-цифровой);

• тип кода – непрерывный (без межзнаковых промежутков) и прерывистый (с межзнаковыми промежутками);

• представление знака символа штрихового кода;

• диапазон допустимых размеров модуля;

• плотность знаков – количество на 1 см² многострочного штрихового кода;

• длина символа штрихового кода – постоянная или изменяемая;

• наличие контрольного знака символа, предназначенного для контроля правильности представления и считывания штрихового кода;

• самоконтроль знака – наличие контрольного алгоритма, проверяющего правильность кодирования отдельного знака;

• всенаправленность – возможность считывания кода в любом направлении: слева направо и справа налево.

Код может применяться в различных областях деятельности, например в медицине для кодирования основных сведений лечебной карточке пациента, в режимных организациях при создании удостоверений и пропусков и т.д.

Реализация технологии штрихового кодирования осуществляется с применением большого количества различных устройств, которые по предназначению могут быть разделены на четыре группы: для нанесения штриховых кодов; для считывания штриховых кодов; для считывания штриховых кодов; для сбора и накопления данных; для передачи данных. Это деление является условным, так как многие устройства обеспечивают выполнение нескольких операций. Ярким примером такого устройства служат электронные торговые весы, которые обеспечивают взвешивание товара, печатание этикетки с нанесенным на нее штриховым кодом, ввод информации с клавиатуры, накопление данных и передачу их через сеть.

К группе устройств для нанесения штриховых кодов относятся принтеры, обеспечивающие оперативное изготовление этикеток на товары и упаковки непосредственно у изготовителя продукции, у оптового или розничного продавца, если они поступают от изготовителя без штриховых кодов.

Группа устройств для считывания штриховых кодов (сканеры) может быть условно разделена на считыватели без встроенного декодера (световое перо и встроенный считыватель) и считыватели со встроенным декодером, которые в свою очередь могут быть разделены на переносимые и стационарные.

В настоящее время разработаны и широко применяются автономные ручные считыватели (на батарейках) и считыватели, соединенные с электросетью. Щелевые считыватели служат для считывания карт со штриховым или магнитным кодом, используемых при контроле доступа, табельном учете, безналичных расчетах и др.

Самым простым из ручных устройств является считывающий карандаш, осуществляющий считывание штриховых кодов контактным способом. Такие приборы находят широкое применение при регистрации документов, изделий, товаров, лабораторных проб и т.д.

Терминалы со встроенными сканером и компьютером снабжены клавиатурой, дисплеем и памятью, что позволяет наряду со считыванием штриховых кодов вводить с клавиатуры дополнительную информацию, которая может визуально контролироваться через дисплей и накапливаться в процессе работы, по завершении которой собранная информация передается в сетевую ЭВМ.

В последнее время наметилась тенденция выпуска устройств, обеспечивающих выполнение комплекса операций, необходимых для реализации технологии штрихового кодирования.

Для работы технических средств, используемых в технологии штрихового кодирования, необходимы расходные материалы. Это, прежде всего, этикеточная бумага различных размеров для принтеров, красящаяся лента и этикетки для термографической печати, самоклеющиеся этикетки различного формата и т.д. От качества расходных материалов зависит качество наносимых штриховых кодов, их надежность и долговечность. Естественно, что требования к расходным материалам должны быть регламентированы государственными стандартами, что будет способствовать развитию их отечественного производства.

Внедрение технологии штрихового кодирования базируется на государственных стандартах, гармонизированных с международными стандартами, регламентирующих:

• правила построения, термины и определения и требования к символикам штриховых кодов;

• требования к качеству нанесения штриховых кодов (на товары, груз, упаковку, этикетки, ярлыки, а также на документы) и методы контроля качества штриховых кодов;

• требования к размещению штриховых кодов на товарах, упаковках, этикетках, ярлыках и в документах;

• требования к техническим средствам, используемым в технологии штрихового кодирования, и методы их испытаний;

• требования к применению штриховых кодов различных областях деятельности.

Важно отметить, что требования по применению штриховых кодов в различных областях деятельности могут быть регламентированы на уровне государственных или отраслевых стандартов, стандартов ассоциаций и предприятий. Поскольку наиболее массовое применение штриховые коды находят в процессе автоматизированного учета продукции (товаров) при ее изготовлении, хранении, транспортировке и реализации, то в первую очередь необходимо обеспечить нормативную базу по нанесению штриховых кодов на продукцию предпритиями-изготовителями.

Правила расчета контрольного числа стандартов ЕАН-13 и ЕАН-8

Контрольное число кода стандарта ЕАН-13 рассчитывается по следующему алгоритму:

1. складываются цифры, стоящие на четных местах;

2. полученную сумму умножают на три;

3. складываются цифры стоящие на нечетных местах (кроме последней контрольной цифры);

4. складывают результаты полученные по пунктам 2 и 3;

5. в полученном результате не учитывают все цифры, кроме последней;

6. для определения контрольного числа следует из «10» вычесть результат, полученный по пункту 5.

Например:

13-ти разрядный штриховой код продукции:

460 6782 00748 8

460 – страна-изготовитель – Россия (табл.1.1);

6782 – код предприятия;

8 – контрольное число;

Проверка правильности контрольного числа:

1) складываем цифры, стоящие на четных местах:

6 + 6 + 8 + 0 + 7 + 8 =3 5;

2) полученную сумму умножаем на три: 35 ∙ 3 = 105;

3) складываем цифры, стоящие на нечетных местах, кроме последней контрольной цифры:

4 + 0 + 7 + 2 + 0 + 4 = 17;

4) складываем результаты, полученные по пунктам 2 и 3:

105 + 17 = 122;

5) в полученном числе учитываем только последнюю цифру «2»

6) из 10 вычитаем результаты пункта 5: 10 – 2 = 8;

Рассчитанная (8) и контрольная цифры штрих кода (8) совпадают, следовательно, продукция подлинная.

ЕАН-8 Рассчитывается аналогично. ЕАН-8 имеет следующую структуру:

460 8131 5

460 – страна-изготовитель – Россия (табл.7.1);

8131 – код предприятия;

5 – контрольное число.

Контрольное число (8 знак, последний) рассчитывается по следующему алгоритму:

1. складываем цифры, стоящие на нечетных местах (кроме контрольного числа), причем цифры складываем справа-налево:

1 + 1 + 0 + 4 = 6;

1. полученную сумму умножаем на три: 6 ∙ 3 = 18;

2. складываем цифры, расположенные на четных местах:

3 + 8 + 6 = 17;

1. складываем сумму, полученную по пунктам 2 и 3:

18 + 17 = 35;

1. в полученном результате (п.4) учитываем только последнюю цифру – 5;

2. из 10 вычитаем результат по пункту 5: 10 – 5 = 5;

Рассчитанная и контрольная цифры штрих кода (5 и 5)- совпадают, т.е. продукция подлинная.

ЗАДАНИЕ

1. Выбрать продукцию с нанесенным штрих кодом EAN-8 и EAN-13.

2. По таблице 1.1 определить страну-изготовителя продукции.

3. Рассчитать контрольное число штрихового кода.

4. Сделать вывод о подлинности либо о фальсификации продукции.

Контрольные вопросы

1. Что такое автоматическая идентификация?

2. Каковы цели и задачи автоматической идентификации?

3. Что такое идентификация продукции?

4. Практическое назначение и использование штриховых кодов?

5. Виды штриховых кодов и какую они несут информацию?

6. Показатели штриховых кодов и способы нанесения штриховых кодов на продукцию.

7. Правило определения подлинности продукции по штриховому коду.