Системы оптической идентификации

Лабораторная работа №1

Системы оптической идентификации

Цель работы: изучить технологию оптической идентификации, механизм сканирования штрих-кодов.

Краткие теоретические сведения

Системы оптической идентификации сегодня настолько широко используются в сфере торговли и услуг для быстрой идентификации товара, при отпуске, складировании, на поточных линиях производств и в других отраслях, что стали практически незаменимы.

В виду того, что наиболее широкого и повсеместного распространения получили сканеры штрих-кодов, то далее мы будем рассматривать системы оптической идентификации именно на примере данных устройств. Они однозначно идентифицируют предмет по штрих-коду, нанесенному на него. Уникальный штрих-код, несущий в себе сведения об изделии, наносит изготовитель либо при производстве непосредственно на упаковку, либо его печатают с помощью специализированного принтера.

Сканеры извлекают эту информацию, считывая код, и передают ее в учетную программу. Устройство для считывания штрих-кода подключается к компьютеру (на складе) или POS-терминалу (в торговом зале), который формирует чек на проданные товары, хранит информацию об их наименованиях, количестве и стоимости и периодически или по команде производит обмен ею с учетной программой. В учетной программе заполняется список товаров и в зависимости от выполняемой операции оформляется их приход или продажа. Использование сканеров позволяет существенно увеличить скорость обработки данных, поступающих в систему учета, сократить временные затраты и уменьшить вероятность возникновения ошибки в процессе ввода данных. При их отсутствии эту операцию приходится осуществлять, набирая код для каждого товара на клавиатуре компьютера вручную. Следует отметить, что применение сканера при необходимости не исключает возможность и такого ввода информации.

Сканер штрих-кода - это устройство, которое считывает штрих-код, нанесённый на упаковку товара, и передаёт эту информацию в компьютер, кассовые аппараты, POS-терминалы [1].

Устройство сканера штрих-кода

Известны разные типы устройств считывания штрих-кода: световой карандаш, лазерный сканер, ПЗС-сканер. Независимо от типа все считыватели в своей конструкции содержат [4]:

)   источник света - устройство, излучающее красный свет длиной волны 645-690 нм (светодиод или лазер);

2)      фотодетектор (фотодиод или ПЗС-микросхема - полупроводниковый прибор с зарядовой связью);

3)      устройство для обработки сигнала.

Принцип функционирования

Волны определенной длины от источника света попадают на штрих-код, отражаются обратно в сканер и фокусируются на фотодетекторе (рис. 1).

Рис. 1 «Принцип функционирования сканера штрих-кодов»

Фотодетектор преобразует оптическую информацию в электрический сигнал. Далее в работу включается устройство для обработки сигнала. Оно его «очищает» и преобразует в формат, распознаваемый устройством, к которому подключен сканер (компьютеру, терминалу сбора данных, принтеру и т.д.). Для получения оптимальной работы фотодетектора источник света оптимизируется по длине волны и интенсивности [2].

Типы сканеров

По устройству считывающего элемента сканеры штрих-кода подразделяются на [1]:

)   светодиодные, излучающим элементом является светодиод, считывающим - ПЗС-матрица. Эти сканеры самые дешевые и очень надежные, но имеют небольшую дальность считывания, штрих-код надо подносить почти вплотную.

2)      лазерные, считывают с гораздо большего расстояния и с более высокой скоростью. Но механизм развёртки лазерного луча с помощью системы зеркал имеет подвижные детали, а потому чувствителен к падениям.

)        имидж-сканеры, самые передовые модели считывателей, появились на рынке относительно недавно. Считывающий элемент имидж-сканеров штрих-кода использует технологию цифровой фотокамеры. Благодаря этому появляется целый ряд преимуществ. Это и возможность считывать мелкие или плохо пропечатанные штрих-коды, работать при плохом освещении или при ярком солнечном свете, распознавать штрих-код на экранах компьютеров, мобильных телефонов, через пленку или вакуумную упаковку. Имидж-сканеры гораздо устойчивее к внешним воздействиям, чем лазерные - внутри имидж-сканера нет подвижных частей, таких как механизм разворачивания лазерного луча, поэтому от возможного удара внутри ничего сдвинуться не может.

По типу исполнения:

)   ручные, которые оператор подносит к считываемому штрих-коду;

2)      стационарные, которые закреплены на одном месте, и в этом случае уже к ним надо подносить промаркированный штрих-кодом объект. Стационарные сканеры штрих-кода могут просто стоять или встраиваться в кассовый бокс.

)        конвейерные, используются в промышленности.

Способы подключения сканера штрих-кодов к компьютеру [1]:

1) через разъем RS-232 - рис. 2.

Рис. 2 «Интерфейс RS-232»

Если сканер штрих-кода подключается в разъем RS-232, то данные передаются от сканера в последовательный порт в виде последовательности ASCII символов. Особенности:

требуется дополнительный внешний источник питания;

можно подключить к кассовому аппарату, ПК или POS-системе;

нужно специальное ПО (драйвер сканера штрих-кода) при подключении сканера к ПК или POS-системе.

)   через «разрыв клавиатуры» - рис. 3.

Если сканер штрих-кода подключается в клавиатурный разъем, то после считывания штрих-кода данные передаются, эмулируя нажатие клавиш на клавиатуре.

Рис. 3 «Подключение через «разрыв клавиатуры»

Особенности:

для ручных сканеров штрих-кода не требуется внешний источник питания;

можно подключить только к ПК или POS-системе;

не нужно специальное ПО для подключения сканера к ПК или POS-системе.

Рис. 4 «USB-кабель»

)   при помощи USB - кабеля - рис. 4.

Если сканер штрих-кода подключается в порт USB, то данные от сканера передаются в порт USB в виде последовательности ASCII символов, либо происходит эмуляция COM-порта (в зависимости от сканера и его настроек). Особенности:

возможность выбора режима: разрыв клавиатуры, эмуляция COM-порта;

возможность «горячего» подключения (то есть, не выключая ПК);

возможность подключения к шине USB до 127 устройств;

не требуется дополнительный внешний источник питания (кроме некоторых видов).

)   беспроводная передача данных.

Существует несколько способов:

инфракрасный канал;

радиоканал;

технология Bluetooth.

Пример работы со сканером штрих-кодов

Рассмотрим работу со сканерами штрих-кодов на примере имидж-сканера Proton ICS-1100. Он предназначен для считывания штрих-кода на расстоянии до 30 см. Благодаря новейшим технологиям, использованным при создании сканера, ICS-1100 уверенно считывает не только идеально напечатанные штрих-коды, но и коды плохого качества (бледные, потертые, потрепанные и т.д.), так как создает высокую и яркую линию освещения [5].

.   Подключение

1.1 Интерфейс «разрыв клавиатуры»

Для того чтобы подключить сканер в «разрыв клавиатуры» выполните следующие действия:

. Выключите головное устройство.

. Отключите от головного устройства внешнюю клавиатуру.

. Подключите к сканеру интерфейсный кабель.

. Вставьте 6-контактную вилку кабеля сканера в розетку клавиатурного разъема головного устройства, а в розетку кабеля сканера вставьте вилку кабеля внешней клавиатуры.

. Включите головное устройство.

6. Считайте указанный на рис. 5 код.

Рис. 5 «Штрих-код для настройки подключения через «разрыв клавиатуры»

1.2 Интерфейс RS-232 (COM-порт)

Для того чтобы подключить сканер к COM-порту головного устройства выполните следующие действия:

. Выключите головное устройство.

. Подключите к сканеру интерфейсный кабель.

. Найдите на головном устройстве 9-контактную вилку COM-порта. Узнайте, какой контакт этого разъема обеспечивает питание +5B. Если питание обеспечивает первый или девятый контакт, то подключите к этому разъему вилку интерфейсного кабеля сканера. Если питание обеспечивает другой контакт, то к такому разъему нельзя подключать кабель сканера без дополнительных приспособлений.

. Если ни один из контактов вилки COM-порта не обеспечивает питание, то подключите к интерфейсному кабелю сканера PROTON источник стабилизированного питания 5В. Со стороны сканера прозвучит звуковой сигнал, подтверждающий включение сканера.

. Включите головное устройство.

. Считайте указанный на рис. 6 код.

Рис. 6 «Штрих-код для настройки подключения через COM-порт»

1.3 USB интерфейс «разрыв клавиатуры»

Для того чтобы подключить сканер к последовательному USB интерфейсу, эмулирующему ввод данных с клавиатуры, выполните следующие действия: оптический сканирование штрих код

. Подключите к сканеру интерфейсный кабель USB с литерой «К» на 4-контактном USB разъеме.

. Подключите интерфейсный кабель сканера к разъему USB интерфейса головного устройства. После этого со стороны сканера прозвучит звуковой сигнал, который подтвердит включение сканера.

. Считайте указанный на рис. 7 код.

Рис. 7 «Штрих-код для настройки подключения через USB интерфейс «разрыв клавиатуры»

Для того чтобы подключить сканер к последовательному USB интерфейсу, выполните следующие действия:

. Подключите к сканеру интерфейсный кабель USB с литерой «S» на 4-контактном USB разъеме.

. Подключите интерфейсный кабель сканера к разъему USB интерфейса головного устройства. После этого со стороны сканера прозвучит звуковой сигнал, который свидетельствует о включении сканера.

. Считайте указанный на рис. 8 код.

Рис. 8 «Штрих-код для настройки подключения через USB-интерфейс»

2. Настройка

2.1 Сканирование в ручном режиме

Направьте окно сканера PROTON от себя. Нажмите кнопку. Появится сканирующий луч. Удостоверьтесь, что штрих-код находится в поле «зрения» сканера и сканирующий луч пересекает его от начала и до конца (каждую черную и белую полосы). Как только сканер прочтет штрих-код, прозвучит звуковой сигнал и на короткое время загорится зеленый индикатор, которые вместе подтверждают, что штрих-код считан правильно.

2.2 Сканирование в автоматическом режиме на подставке

Сканер PROTON может считывать штриховой код в автоматическом режиме, без нажатия на кнопку. В этом режиме сканер автоматически включается и выключается через заданный промежуток времени. При установке сканера на подставку рекомендуется перевести его в автоматический режим работы. Для этого последовательно сканируйте четыре штрих-кода (рис. 9).

Рис. 9 «Штрих-коды для настройки сканера на автоматический режим работы»

2.3 Первоначальные (заводские) настройки сканера

Для того чтобы вернуть сканер к режиму включения при нажатии на кнопку считайте управляющий штрих-код «первоначальные установки» (рис. 10).

Рис. 10 «Штрих-код для настройки сканера на ручной режим работы»

3. Применение

Рассмотрим применение сканера штрих-кодов Proton ICS-1100 на примере работы с условно-бесплатной программой «Тирика-Магазин».

3.1 Установка программы «Тирика-Магазин»

Скачать программу можно по данной ссылке: <#"659195.files/image011.gif">

Рис. 11 «Добавление новой группы товаров»

после нажать клавишу «Ок», либо «Enter» для добавления группы.

Для добавления товара в базу данных необходимо выполнить следующие действия:

в главном меню выбрать пункт «Справочники»-«Товары»;

в рабочем поле вызвать контекстное меню и выбрать пункт «Добавить», либо нажать клавишу «Insert» на клавиатуре;

в появившемся диалоговом окне (рис. 12) ввести наименование товара, цену, артикул и выбрать группу из заранее созданных. Для заполнения поля штрих-кода требуется поместить курсор в поле ввода, а затем провести сканером по штрих-коду товара под прямым углом к нему;

Рис. 12 «Добавление нового товара»

заполнить поля на остальных вкладках диалогового окна, если это необходимо;

после заполнения нажать кнопку «Ок» для добавления товара в базу данных.

.3 Продажа товара

С помощью штрих-кода можно быстро найти необходимый товар в базе данных. При этом наиболее длительной процедурой является сам процесс ввода штрих-кода в поле поиска. Для его моментального ввода и используются сканеры. Теперь рассмотрим процесс продажи товара. Для этого необходимо провести следующие действия:

в главном меню выбрать пункт «Товары»-«Продажа»;

поместить курсор в поле «Поиск» и считать сканером штрих-код требуемого товара. После этого программа автоматически найдет его в базе данных товаров;

далее необходимо добавить выбранный товар в список покупок, нажав кнопку «Добавить товар», либо клавишу «F2». В появившемся диалоговом окне (рис. 13) заполнить все необходимые поля;

Рис. 13 «Добавление товара в заказ»

после того как товар будет добавлен в список, его можно продать. Для этого требуется нажать кнопку «Продать товар» или клавишу «F12» [3].

Задания к работе:

.   Подключите сканер штрих-кодов через один из возможных интерфейсов.

2.      Проведите настройку сканера на считывание в автоматическом режиме.

.        Верните настройки сканера на считывание в ручном режиме.

.        Создайте базу данных с тремя произвольными группами товаров. Каждая группа должна содержать не менее четырех товаров.

.        Осуществите продажу пяти различных видов товаров.

.        Оформите отчет о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Что представляют собой системы оптической идентификации и где они применяются?

2.      Для чего используются штрих-коды?

.        Что такое сканер штрих-кода? Каково его устройство?

.        Как функционирует сканер штрих-кода?

.        Какие существуют типы сканеров штрих-кода?

.        Какими способами сканер штрих-кода подключается к компьютеру?

.        Каким образом осуществляется настройка сканера Proton ICS-1100 на работу в различных режимах?

.        Что представляет из себя процесс создания базы данных товаров в программе «Тирика-Магазин»?

.        Как осуществляется процесс продажи товаров в программе «Тирика-Магазин»?

Библиографический список

1. Сканер штрих-кода [Электронный ресурс] - Электрон. текстовые дан

2.      Краснобаев, А.А. Алгоритмы распознавания штриховых кодов [Электронный ресурс] / А.А. Краснобаев. - Электрон. текстовые дан. - Москва: 2004

.        Тирика-Магазин [Электронный ресурс] - Электрон. текстовые даные

.        Scientific American. Как это устроено [Электронный ресурс]/ Scientific American. - Электрон. текстовые данные

.        Универсальный сканер штрих-кода Proton ICS-1100. Краткое руководство пользователя [Электронные ресурс] - - Электрон. текстовые дан. - Режим доступа: свободный;