تحقیق انواع سیستم های بارکدینگ

دسته بندي : فنی و مهندسی » کامپیوتر و IT
مقدمه:

امروزه سيستمهای اطلاعاتی كامپيوتری سهم بسزايي دركارايي امور تجاری و كنترلی دارند. لذا برای حصول اين كارايی ضروری است كه اطلاعاتی كه به كامپيوترها وارد می شوند ، دقيق و بهنگام بوده و در ضمن ، گردآوری آنها نيز هزينه زيادی دربر نداشته باشد . درميان انواع سيستمهای شناسايی خودكار ، تكنولوژی باركد جزء ساده ترين ها است. اين سيستم به صورت تجهيزات جانبی كامپيوترهای شخصی كه امروزه در واحدهای صنعتی ، تجاری و اداری كشور جايگاه مهمی يافته اند ، قابل بكارگيری است.

در این تحقیق سعی شده انواع سیستم های بارکدینگ معرفی شده و کاربرد های هر یک مورد بررسی قرار گیرند.

همچنین باتوجه به پیشرفت روز افزون علوم مختلف،وتوسعه تغییرات در تکنولوژی های موجود،ما را بر آن داشت تا از فنآوری های جایگزینو جدید نیزمواردی را بیان کنیم.

چکیده:

در سالهای اخیر ، نوارهای سیاه وسفید ظاهراً همشكلی كه روی بسیاری از كالاهای تجاری از قبیل مجلات ، نوشابه ها ، كنسروها، كتابها ، انواع جعبه ها و … چاپ می شود ، بسیاری از نظرها رابه خود جلب كرده است . این نوارهای سیاه وسفید كه باركد نام دارند ، علائمی هستند كه حاوی اطلاعاتی در مورد کالا ها می باشند. برای رمزگشایی این علائم باید از دستگاهی به نام اسكنر باركد استفاده نمود كه بارکد را بصورت نوری می خواند و به كامپیوتر متصل به آن منتقل می كند. اسكنر باركد از خود نوری می تاباند كه پس از برخورد با نوارهای سیاه وسفید باركد ، دوباره به دستگاه بازباتانده می شود. جاهایی كه سیاه است نور را كمتر و جاهایی كه سفید است ، نور را بیشتر بازمی تابانند و در نتیجه اسكنر می تواند تغییرات و در حقیقت پهنای نوارها را تشخیص دهد. این نوارها بسته به ضخامتشان و فاصله شان از هم ، اطلاعات مختلفی را در بردارند ( ارتفاع خطوط ، اطلاعاتی را بیان نمی كند ) .

فصل اول

آشنایی با مفهوم شناسایی خودكار :

با همگانی شدن كامپیوتر و بكارگیری آن در عرصه حاضر، پردازش اطلاعات و استخراج نتایج مورد نیاز با سرعت بسیار بالا انجام می شود. جمع آوری اطلاعات، وارد کردن داده ها به کامپیوتر، پردازش اطلاعات و نمایش نتایج یا دادن گزارشات مراحلی هستند که در یک سیستم اطلاعاتی كامپیوتری طی می شوند. در این زنجیره تنها پردازش اطلاعات و نمایش نتایج با سرعت و دقت زیاد و توسط ماشین انجام می شوند، در حالی كه در مراحل جمع آوری اطلاعات و وارد کردن داده ها به کامپیوتر كه اصلی ترین مراحل هستند، هنوز هم به نیروی انسانی متكی بوده و دقت و سرعت کاربر عاملی تعیین كننده است.

در واقع از دیدگاه بهره وری كل سیستم ،مراحل جمع آوری اطلاعات و وارد کردن داده ها به کامپیوتر گلوگاه سیستم خواهند بود ؛ چرا كه کاربر هیچ گاه نخواهد توانست همگام با سرعت كامپیوتر، داده ها را جمع آوری و وارد سیستم نماید و درصد بالای خطا در این مرحله عملا درصد خطای موجود در خروجی مجموعه را افزایش می دهد. بنابراین ضرورت جایگزینی ماشین به جای انسان در این مراحل نیز اجتناب ناپذیر است . وظیفه این جایگزینی را تكنولوژی های شناسایی خودكار بر عهده دارند.

شناسایی خودكار با جایگزین كردن تكنولوژی پیشرفته ماشین به جای انسان ، عمل تشخیص داده ها ، جمع آوری آنها و ورود به كامپیوتر را از اختیار کاربر خارج ساخته و خودعهده دار این وظیفه خطیر می شود. این جایگزینی سبب رفع گلوگاههای سیستم و افزایش شدید بهره وری كل مجموعه خواهد شد .

١-١ نوارهای مغناطیس :
در این روش از تكنولوژی متداول در ضبط مغناطیسی اطلاعات استفاده می شود. مانند ضبط اطلاعاتی همچون موسیقی، برنامه كامپیوتری و .. بر روی نوار مغناطیسی. اطلاعاتی كه روی نوار ظبط شده، با عبور نوار از مقابل هد مغناطیسی، بازیابی می گردد. از مزایای این روش، عدم حساسیت به گردوخاك و چربی محیط بوده و كاربرد آن بیشتر در كارتهای اعتباری ، بلیط ها و كارتهای شناسایی است .

٢-١ شناسایی نوری الفبا :
در این روش، کد به صورت حروف و اعداد طبق الگوی خاصی بر روی كالا نوشته و یا چاپ می شود. به هنگام شناسایی، دستگاه كد خوان حروف و اعداد را خوانده و اطلاعات را به كامپیوتر وارد می كند. مزیت مهم این روش، قابلیت تشخیص كد به وسیله انسان است، چراكه کد كاملا شبیه اعداد و حروف متداول الفبای انگلیسی است. متداولترین استاندارهای این روشOCR-A و OCR-B می باشند. كاربرد این تكنولوژی بیشتر بر روی چكها، اسناد بانكی و قبوض مختلف می باشد.

٣-١ فركانس رادیویی :
بهره گیری از امواج رادیویی بُعد دیگری از شناسایی خودكار می باشد. اساس این ایده بر ارسال سیگنال به شئ و دریافت بازتاب توسط گیرنده استوار است.در روش RF(Radio Frequency) ، امواج رادیویی در مسیر عبور شئ ارسال می گردد. گیرنده بسیار كوچكی متشكل از یك میكروچیپ و ارسال كننده علائم ( به ابعاد یك قوطی كبریت یا كوچكتر ) كه به شئ متصل شده، این علائم را دریافت و سپس کد موجود در حافظه خود را به فرستنده اصلی ارسال می دارد. با دریافت توسط فرستنده اصلی، عمل شناسایی انجام شده است.
پوشیده شدن گیرنده توسط رنگ ، گردوخاك ، سیمان و … نمی تواند از ارسال علائم جلوگیری نماید وبه همین دلیل بهترین كاربرد این سیستمها درمكانهای تولیدی به شدت آلوده ویا دارای موانع متعدد است .معمولا خطوط مونتاژكارخانجات اتومبیل سازی، بیشترین استفاده را از این سیستم می برند و همچنین استفاده مطلوب از سیستمهای حمل و نقل خودكار ( AGV ) بدون این سیستم مقدور نیست.

٤-١ تشخیص صوت :
استفاده از سیستمهای تشخیص صوت این امكان را می دهد تا ورود اطلاعات به كامپیوتر تنها با بازگویی كلمات توسط کاربرانجام شود.این امكان درمواردی كه مشغولیت كارگرد زیاد است وباید دستهایش آزاد باشند بسیار مفید بوده و بازده كار را بالا می برد.در این روش اصوات تولید شده انسان تبدیل به علائم دیجیتال شده و توسط نرم افزار دستگاه با لغات موجود در بانك اطلاعاتی مقایسه و مفهوم كلام توسط كامپیوتر درك می شود. این سیستمها معمولا قابلیت درك تا 1000 كلمه ( بسته به نوع و قیمت ) را دارند. مزیت فراوان این روش در حالاتی است كه به هر دو نیروی بینایی و دستی کارگر همزمان نیاز است، از جمله زمان دریافت و ارسال اجناس، كنترل كیفیت ، مرتب كردن كالا.

از محدودیتهای این سیستم می توان وابستگی و نیاز مبرم به تنظیم برای فركانس صوتی کاربر، محدودیت كلمات مورد استفاده و در نتیجه نیاز به آموزش کاربر برای بازگویی جملات به روش خاص و در آخر، هزینه نسبتا بالا در مقایسه با دیگر روش های شناسایی خودكار برشمرد.

٥-١ بینایی مصنوعی :
اساس كار این سیستم، تصویر برداری از شئ و تطبیق آن با الگوی موجود در حافظه كامپیوتر است. بدین ترتیب كه ابتدا با دوربین از آن تصویر برداری شده و این تصویر به نقاط ریز تجزیه میشود ، كه پس از بهبود عیوب ، با الگوهای موجود در حافظه مقایسه و تصمیم گیری انجام می شود.
با توجه به عملكرد این سیستم ها ، عمدتا كاربرد آنها در كنترل كیفیت قطعات ظریف و ارزشمند ( چون بردهای الكترونیكی ) و یا نظارت در موارد حساس ( چون رادار برجهای مراقبت ) می باشد.لازم به ذكر است كه این سیستمها در رده گرانترین نوع سیستمها شناسایی خودكار هستند.

٦-١ كارتهای هوشمند :
از جدیدترین تكنولوژی های شناسایی خودكار، کارتهای هوشمند می باشند. یك كارت هوشمند حاوی یك میكروچیپ است كه بر روی یك كارت پلاستیكی جایگذاری گردیده است . این میكروچیپ قادر به ذخیره یك كد و یا نهایت یك بانك اطلاعاتی ( بر حسب نوع برچسب ) می باشد. ساده ترین و ارزانترین این كارتها همانهایی هستند كه به منظور پرداخت اعتباری به كار می روند. نمونه ای كارتها هم اكنون در سیستمهای تلفن كشورمان استفاده می شود.
هم اكنون در دنیای صنعتی از كارتهای هوشمند استفاده وسیعی در زمینه های شناسایی افراد در سیستمهای حفاظتی، كنترل تردد، پرداخت وجه در فروشگاهها و جابجایی اطلاعات به عمل می آید.

٧-١ باركد :
تكنولوژی باركد از متداولترین روشهای شناسایی خودكار است. هر باركد شامل تعدادی نوارهای موازی رنگی (معمولا سیاه و سفید) با پهنای متفاوت می باشد. این خطوط عمودی توسط دستگاه كدخوان خوانده شده و وارد كامپیوتر می شود. به منظور ایجاد قابلیت خوانده شدن باركدهای مختلف توسط انواع باركد خوانها، استاندارهایی برای تهیه باركد به وجود آمده است. تفاوت هر یك از استاندارها در قابلیت كد كردن اعداد و حروف و نمادها،طول باركد حاصله، حجم ذخیره ســازی اطلاعات نسبت به پهنای باركد و برخی نكات فنی دیگر می باشد. به منظور خواندن هر استاندارد خاص ، باید دستگاه كدخوان قابلیت پشتیبانی آن استاندارد را داشته باشد.

٨-١ برتری های سیستم باركد به دیگر سیستمهای شناسایی خودكار :

-پایین بودن هزینه های كلی سیستم ( نصب، راه اندازی،نگهداری )

-كم حجم بودن تجهیزات سیستم

-گستردگی زمینه های كاربرد

-وجود استاندارهای جهانی پذیرفته شده در سطح كشورها

-امكان بهره گیری از تجهیزات موجود نرم افزاری و سخت افزاری ( عموما كامپیوترهای شخصی ) در محیط كار.

فصل دوم

بارکد:
١-٢ تعریف بارکد :

به زبان ساده مى توان گفت: مجموعه اى از میله ها یا خطوط سیاه رنگى که معمولاًبر روى زمینه اى سفید چاپ مى شود و به وسیله آن از کالاى خریدارى شده شناسایى لازم به عمل مى آید و قیمت آنمشخص مى شود و اگر به دنبال تعریف دقیق ترى هستید، باید گفت:بارکد عبارت است ازانتقال داده ها از طریق امواج نورى. آنها مجموعه اى از خطوط میله اى موازى باعرضهاى گوناگون (پهن و نازک)هستندکه اندازه هر خط معنا و مفهوم خاصى براى دستگاهبارکدخوان دارد.در حقیقت دستگاه بارکدخوان ماشینى است که اطلاعات را به شکل بصرى برروى صفحه نمایش مى دهد.

٢-٢ تاریخچه بارکد:
ایده بارکد بوسیله Norman Joseph Woodland و Bernard Silver بوجود آمد . در سال 1948 آنها از دانشگاه Drexel فارغ التحصیل شدند. آنها بعد از شنیدن اینکه رئیس یک شرکت فروش مواد غذایی می خواست روال پرداخت قیمت کالا را خودکار کند این ایده را خلق کردند. یکی از اولین طرحهای آنها این بود که از رمز مورس که چاپ شده و به صورت عمودی دراز شده است استفاده کنند . که بصورت نوارهای باریک و پهن نشان داده می شود . بعدا آنها به استفاده از بارکد از نوع دایره های هم مرکز (bulls-eye) معطوف شدند. آن دو در 20 اکتبر 1949 اختراعشان را با عنوان "Classifying Apparatus & Method" در اختراعات آمریکا به شماره 2,612,994به ثبت رساندند. اختراع در 7 اکتبر 1952 منتشر شد.
اولین بارکد خوان توسط Woodland ( آن موقع کارمند IBM بود ) و Silver در سال1952 ساخته شد و شامل یک لامپ 500 واتی و یک لوله خلا تشدید کننده نور بود که توسط شرکت RCA برای موسیقی فیلم ساخته شده بود
(به صورت نور روی فیلم نوشته می شد ) دستگاه خیلی قابل استفاده نبود ( دستگاه به سادگی یک نوسان نما بود ، و لامپ 500 وات تقریبا کاغذ اولین نمونه بارکد را سوزاند ) و برای مصرف تولید نشد . در 1962 آنها اختراع را به شرکت Philco فروختند ، که بعدا آن را به شرکت RCA فروخت . پیشرفت لیزر ممکن ساخت که بارکد خوان ها خیلی ارزانتر ساخته شوند ، و پیشرفت مدارات مجتمع ( IC ) رمزگشایی بارکد خوانده شده را ممکن ساخت . متاسفانه Silver در 1963 در سن 38 سالگی درگذشت قبل از اینکه چیزی از اختراع حاصل شود. در 1972 یک فروشگاه Kroger در شهر Cincinnati با استفاده از یک بارکدخوان از نوع دایره های هم مرکز (bull-eye) با کمک شرکت RCA آزمایشی را انجام داد . متاسفانه بارکد های دایره های هم مرکز به آسانی هنگام چاپ کثیف می شدند و خیلی موفق نبودند . در این مدت Woodland در IBM بارکد خطی را به وجود می آورد که در 3 آوریل 1973 به عنوان کد محصول جهانی (Universal Product Code) انتخاب شد . در 26 ژوئن 1974 ،در سوپرمارکت Marsh در ایالت Ohio شهر Troy اولین محصول فروشگاه ( یک بسته آدامس ) بوسیله یک دستگاه بارکد خوان فروخته شد ( این بسته آدامس حالا در موزه Smithsonian تاریخ آمریکا موجود است )
درسال 1992 مدال ملی تکنولوژی توسط رئیس جمهور George H. W. Bush به Woodland اهدا شد.
در حالی که ممکن است چنین به نظر برسد که بارکد ها همیشه با ما بوده اند ، اما بارکد ها تا دهه ی 1970 کاربردی نداشتند . تا اینکه در سال 1974 اولین اسکنر (بارکد خوان) ساخته شد و اولین محصول بارکد گذاری شد .
ایده استفاده از بارکد به مدتی قبل برمی گردد ،در سال 1932 والاس فلینت پیشنهاد داد که برای کنترل خرده فروشی ها می توان از یک سیستم اتوماسیون استفاده نمود ، در حالی که فکر و ایده او در آن زمان قابل انجام نبود اما او ایده اش را در حرفه ی خود پی گیری کرد . فلینت آدمی خسیس و صاحب یک فروشگاه زنجیره ای مواد غدایی بود. ایده های او در حدود 40 سال بعد منجر به توسعه کد UPCشد.
طی دهه ی 40 ، 50 و 60 چندین نمونه کد مختلف از جمله bull's eye , numeral و چند نمونه دیگر توسعه پیدا کرد ،تعداد زیادی از نرم افزاهای جزئی باعث توسعه بارکد شدند و کاربرد آن در صنعت رونق بیشتری یافت.

شامل ورد 65صفحه ای

فهرست :

مقدمه 4

چکیده 4

فصل اول 5

آشنایی با مفهوم شناسایی خودكار 5

١-١ نوارهای مغناطیس : 5

٢-١ شناسایی نوری الفبا : 6

٣-١ فركانس رادیویی : 6

٤-١تشخیص صوت : 7

٥-١ بینایی مصنوعی : 7

٦-١ كارتهای هوشمند : 7

٧-١ باركد : 8

٨-١ برتری های سیستم باركد به دیگر سیستمهای شناسایی خودكار : 8

فصل دوم 9

١-٢ تعریف بارکد : 9

٢-٢ تاریخچه بارکد: 9

٣-٢ ضرورت استفاده از بارکد : 11

١-٣-٢ سیستم بارکدگذارى چگونه آغاز شد؟ 11

٤-٢ فواید بارکد کردن : 13

٥-٢ انواع مختلف روشهای کدگذاری : 14

٩-٢ بارکدها چگونه خوانده میشوند 24

١٠-٢ بارکد خوانها: 24

١١-٢ اسکنر چکونه کار میکند؟ 26

فصل سوم 29

جدید ترین جانشین بارکد: 29

١-٣RFID )تشخیص هویت رادیویی ( 30

٢-٣ برخی کابردهای RFID ها عبارتند از: 31

٣-٣ انواع یا کلاس‌های برچسب‌‌های RFID: 31

٨-٣ آنتن 34

٩-٣ ابعاد و اشکال مختلف تگ غیرفعال 34

١٠-٣ فرکانس‌‌‌‌‌‌‌‌‌های رادیویی 34

١٢-٣ کاربردهای عمده RFIDها 35

١٣-٣ فرایند پرینت برچسب 36

١٥-٣ برچسب‌‌‌‌‌‌‌‌‌های هوشمند 36

١٦-٣ مقایسه سیستم‌‌‌‌‌‌‌‌‌های بارکدینگ 38

١٧-٣ مزیت RFID نسبت به بارکدها 38

١٨-٣ دیگر کاربردهای امنیتی 39

١٩-٣ فناوری RFID بدون نیاز به ریزتراشه 41

٢١-٣ معایب RFID: 42

فصل چهارم 44

نگاهی به آغاز اجرای طرح بارکد ژنتیکی) هویتی جدید برای گونه ها : ( 44

ضمیمه١ : نمونه ای از طراحی بارکد 46

ضمیمه ٢ : نرم افزار موبایل برای خواندن بارکد 48

ضمیمه٣ : جدول کد EAN•UCC مربوط به کشور های مختلف 49

ضمیمه٤ : جدولانواع بارکد ها 54

ضمیمه٥: اشکال متنوعی از بارکد 57

منابع 61