Automatická identifikace entit

Transkript

1 Bankovní institut vysoká škola, a. s. Katedra matematiky, statistiky a informačních technologií Automatická identifikace entit Bakalářská práce Autor: Lukáš Toman Informační technologie, MPIS Vedoucí práce: Ing. Petr Kašpar, Ph.D. Praha Leden 2012

2 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou, práci zpracoval samostatně a v seznamu uvedl veškerou použitou literaturu. Svým podpisem stvrzuji, že odevzdaná elektronická podoba práce je identická s její tištěnou verzí, a jsem seznámen se skutečností, že se práce bude archivovat v knihovně BIVŠ a dále bude zpřístupněna třetím osobám prostřednictvím interní databáze elektronických vysokoškolských prací. Ve Strakonicích, dne 14. ledna 2012 Lukáš Toman

3 Poděkování Děkuji vedoucímu této práce panu Ing. Petru Kašparovi, Ph.D. za vstřícné vedení a cenná doporučení v průběhu práce.

4 Anotace Bakalářská práce shrnuje důležitá fakta týkající se problematiky systémů automatické identifikace. Postupně objasní základní principy a pojmy. Dále obsahuje dva příklady využití těchto systémů, které jsou podrobněji popsány a vyhodnoceny. Klíčová slova: čárový kód, RFID, identifikace, entita, značka, systém, čtecí zařízení, znak Annotation Bachelor thesis summarizes the important facts concerning the issue of automatic identification systems. Progressively explain the basic principles and concepts. It also includes two examples of the use of these systems which are described in detail and evaluated. Keywords: barcode, RFID, identification, entity, tag, systém, reader, character

5 Obsah Úvod Základní pojmy Entita Identifikace Identifikátory Systémy automatické identifikace Technologie pro automatickou identifikaci Čárové kódy Konstrukce čárových kódů Typy čárových kódů Čtečky čárových kódů Tiskárny pro čárové kódy Normy pro čárové kódy Výhody čárových kódů Radiofrekvenční technologie Základní součásti RFID systému Druhy systémů Frekvence pro RFID Čtecí zařízení Normy pro RFID Využití a výhody Praktický příklad aplikace technologií automatické identifikace čárové kódy Knürr s.r.o Popis linky a identifikace

6 4.3 Zhodnocení Možnosti zlepšení do budoucna Praktický příklad aplikace technologií automatické identifikace RFID METRO Group a real Future Store Aplikace RFID Výhled do budoucna Zhodnocení Závěr Seznam použitých zdrojů Seznam zkratek Seznam obrázků Přílohy

7 Úvod Bakalářská práce je shrnutím faktů na téma automatická identifikace entit. Tato problematika je v dnešní době aktuální a hojně využívána v každém oboru. Lidé denně přicházejí do styku s těmito systémy, aniž si to vůbec uvědomují. Cílem této bakalářské práce je seznámení s problematikou některých vybraných systémů a vypracování příkladů jejich aplikace. Detailního rozebrání se dočkají technologie čárového kódu a rádio-frekvenční identifikace. V první kapitole je postupně probrána historie a vývoj čárových kódů. Dále jsou přiblíženy principy konstrukce a využití nejpoužívanějších typů čárových kódů. A to kódů jak, jednodimenzionálních, tak i dvojdimenzionálních. Následující kapitola je věnována popisu hlavních principů klíčových součástí a rozdělení systémů rádio-frekvenční technologie. V praktické části jsou popsány dva příklady aplikace systémů automatické identifikace. První pro aplikaci čárových kódů a druhý pro RFID technologii. V příkladech je nastíněn princip využití a porovnání z něj pramenících výhod a nevýhod. Ačkoliv se na první pohled může zdát, že tyto technologie spolu moc nesouvisí, není tomu tak. Rádio-frekvenční technologie je totiž dnes představována jako nástupce čárového kódu, který již nedostačuje nárokům v některých jeho aplikacích. Na pomyslném rozhraní těchto technologií stojí dvojdimenzionální čárové kódy, které se těší mimořádné oblibě a podpoře v asijských zemích. Ať už je to díky možnosti kódovat znaky abecedy Kanji a Kana nebo tím, že zde tyto kódy poprvé spatřily světlo světa. I přesto se však zdá, že v dnešní době již využití čárových kódů dosáhlo maxima, a ke slovu tak přichází technologie budoucnosti s širokým spektrem využití RFID, která je ještě na začátku své cesty. 7

8 1 Základní pojmy 1.1 Entita Co je entita? Entita je typ objektů, ať už konkrétních (osoby, místa, věci) či abstraktních (katalogové položky, kategorie), natolik důležitých v dané realitě, že se o takových objektech mají vést záznamy. S objekty se setkáváme všude kolem nás, vytvářejí naši každodenní realitu. Důležité je, že entita je jednoznačně daná, určená, odlišitelná od dalších entit a schopná nezávislé existence. Společným znakem objektů je to, že se jim nějak říká mají svůj název. A to ať již se jedná o skupinu objektů (např. zaměstnanci), či jeden konkrétní objekt (např. František Novák). Je také potřeba stanovit si vhodné identifikační schéma, či identifikátor pro dané entity nebo skupinu entit (např. skupinu zaměstnanců podle pracovní náplně, konkrétního zaměstnance podle rodného čísla). [2] 1.2 Identifikace Slovo identifikace se v poslední době stalo často používaným moderním termínem. Je to způsobeno tím, že lidská společenství, státy, státní instituce, veřejně právní i privátní organizace a nakonec i jedinci mají stále větší zájem nebo jsou okolnostmi donuceni ve své praktické činnosti důsledně rozlišovat a přesně ztotožňovat nejrůznější jevy a jejich důsledky, akce a činnosti, zájmy a potřeby, osoby, předměty, materiály apod. a podle toho korigovat své cíle, způsob jejich dosažení, udržení, dalšího rozvoje a celkového chování. [1] Identifikace je proces porovnání rozmanitých objektů (entit) na základě jejich shod nebo rozdílů ve vlastnostech, formách, složení, významu nebo v čase, s cílem zjistit, zda se jedná či nejedná o shodné (identické) objekty. [47] Dříve byl pojem identifikace spojován hlavně s vojenskými a bezpečnostními aplikacemi. S rozvojem moderních technologií, ekonomiky, politiky a lidstva jako takového je identifikační potřeba stále větší. K potřebám může docházet jak z pohledu bezpečnostního (ochrana určitých zájmů, osob), tak i logistického (potřeba pružného skladového hospodářství). V dnešní době je nepřípustná záměna zboží způsobená jeho špatným určením identifikací. S profesionální identifikací je mnohdy také spojen další sběr a ověřování informací o daném objektu. [1] 8

9 Identifikaci můžeme rozdělit na: konkrétní - osob - živočichů - rostlin - předmětů - materiálů a látek abstraktní - jevů, projevů - procesů, činností - potřeb, chování - zájmů atd. 1.3 Identifikátory Identifikátor je jednoznačný výraz, který odlišuje jednotlivé entity, které patří do stejné skupiny objektů. Právě tato jednoznačnost, nejlépe v globálním, ale i lokálním rámci, je velice důležitá. Společnost si v průběhu své existence vyvinula velké množství identifikátorů, které využívá k přesnější identifikaci entit v automatizovaných provozech nebo v běžném životě. Identifikátor se obvykle skládá z čísel, znaků nebo je to kombinace obojího. V podobě specificky tvořených či generovaných údajů (kódů) pak zastupují definovanou entitu v různých procesech. [4] Příklady identifikátorů z různých odvětví: - čárový kód - identifikátory bankovních plateb - ISBN International Standard Book Number - adresa MAC - identifikační čip - otisk prstu - poštovní směrovací číslo - rodné číslo - sériová čísla výrobků - státní poznávací značka - URL Uniform Resource Locator 9

10 1.4 Systémy automatické identifikace Jedním z důsledků působení faktorů úspěšnosti, jako je zvyšování kvality, snižování nákladů, zvyšování pružnosti, je požadavek na zdokonalení informačních a řídicích systémů a jejich automatizaci. Výrazně tak stoupají nároky na rychlost a bezchybnost pořizování dat, na rychlou a bezchybnou identifikaci prvků, k nimž se informace vztahují. V informačních a řídicích systémech ekonomických subjektů je nutné významné hmotné, ale i nehmotné prvky nezaměnitelně identifikovat. Jde nejen o materiály, výrobky, zboží a logistické jednotky (doprava, skladování, distribuce), ale i o činnosti nehmotné povahy např. služby. Identifikace těchto prvků je účelná v rámci jednotlivých podniků, hraje však významnou roli i v mezipodnikové a mezinárodní komunikaci mezi výrobci a spotřebiteli.[5] Obecně každý systém automatické identifikace sestává z těchto komponentů: nosič kódu zabezpečuje uchování kódu a umožňuje jeho čtení. Nosičem kódu může být přímo výrobek nebo jeho obal, štítek, visačka, etiketa, magnetická páska nebo proužek, karta apod. Typ nosiče kódu je závislý na použité identifikační technologii. snímací zařízení zajišťuje snímání identifikačního kódu a jeho následnou transformaci do požadovaného tvaru vhodného pro další zpracování. programová jednotka umožňuje uložení informace (identifikačního kódu) na programovatelný nosič dat. Uplatňuje se u systémů automatické identifikace používajících programovatelná média. vyhodnocovací jednotka umožňuje převedení snímaného kódu do formy srozumitelné pro člověka, nebo automatické vyhodnocení. [6] 1.5 Technologie pro automatickou identifikaci Technologie pro automatickou identifikaci by se daly rozdělit na dotykové a bezdotykové. Bezdotykové dále pak podle fyzikálního principu na optické, rádiofrekvenční, magnetické a biometrické. [7] 10

11 1.5.1 Optické technologie Optické technologie používají světlo, které je odráženo z tištěných vzorů, snímáno světlocitlivými přístroji a potom dekódováno. V kategorii optických systémů existuje několik technik. Z nich přední místo zaujímá čárový kód, který se skládá z tmavých čar a světlých mezer, ve kterých jsou zakódovány různé informace (číslo artiklu, číslo výrobce, cena, hmotnost, skladové informace, jméno osoby atd.). Ke čtení a dekódování čárového kódu slouží snímače, které na principu světla dokáží převést informace v podobě čísel a znaků do počítače či jiného zařízení, kde lze s těmito informacemi dále pracovat. [8] Další rozšířenou technologii je OCR. Touto metodou se rozpoznává psané i tištěné písmo, které je snímačem převáděno do digitální formy, a další zpracování je již prováděno v této digitální podobě. Vizuální technologie pracují rovněž na bázi optické technologie jako OCR s tím rozdílem, že rozpoznávají různé obrazce či bodové kódy, které po převedení do digitální formy jsou dále zpracovány v informačním systému. [5] Magnetické technologie Využívají principu magnetizmu, magnetického zakódování údajů na povlaku nebo proužku karty, které čtou pomocí snímací hlavy s digitálními obvody. Obecně jsou rozšířeny dvě základní technologie: magnetický proužek a MICR. Magnetický proužek karet funguje na principu magnetického záznamu, jakého se používá například u magnetofonových kazet či počítačových disket. Proužek obsahuje množství magnetických částic kovového základu, schopných svou orientací uchovávat údaje. Takový magnetický proužek má poté dvě nebo tři datové stopy pro záznam identifikačních údajů. [13] MICR je technologie, která umožňuje přesně a bezpečně rozeznávat znaky. Vyžaduje to ovšem užívání speciálního tisku, zpravidla dražšího, a instalaci čtecího zařízení. Proto je také nejčastější využití této technologie ve finanční sféře (např. při kontrole šeků, třídění dokumentů). [1] 11

12 1.5.3 Radiofrekvenční technologie Radiofrekvenční technologie (RFID) je metoda automatické identifikace založená na rádiové komunikaci mezi čtečkou a identifikačním prvkem tagem (značkou, štítkem) RFID. Čtečka vysílá rádiový signál, tag odpovídá vysíláním svého identifikačního čísla (unikátní identifikátor daného čipu RFID), popř. odesláním obsahu své datové paměti. Výhodou těchto zařízení je bezkontaktní čtení i zápis. RFID technologie by se dala rozdělit na aktivní a pasivní. Za pasivní RFID se považuje, když tag nemá vlastní zdroj napájení a energii pro odeslání informace získává přeměnou rádiového signálu čtečky na elektrický proud. Z toho je zřejmé, že vysílací výkon tagu je velmi malý a tag nemůže komunikovat na velké vzdálenosti (pouze několik centimetrů až několik metrů). Proto byla vyvinuta aktivní technika RFID, která využívá tagy vybavené vlastním napájecím zdrojem. Tím velmi vzrůstá vzdálenost pro komunikaci mezi čtečkou a tagem. Musíme se ovšem smířit s většími rozměry tagů (přibližně hranolky o velikosti poloviny krabičky cigaret) a hlavně s vyšší cenou. Aktivní RFID se proto uplatňují zejména v kontejnerové dopravě, kde je cena kontejneru a zboží úměrná vyšší ceně aktivního tagu. [14] Biometrické technologie Biometrie zkoumá a prakticky využívá jedinečné fyziologické znaky lidského těla nebo projevy člověka. V drtivé většině případů se užívá ke zjištění nebo ověření identity osob. Nejnovější biometrické technologie umožňují člověka identifikovat automaticky, rychle a spolehlivě. Navíc identifikace / ověření identity založené na biometrii, nabízejí výrazně vyšší úroveň bezpečnosti než tradiční metody, protože využívají charakteristik, které jsou pro každou osobu unikátní, stálé v průběhu času a je takřka nemožné je odcizit nebo padělat. Současná biometrická řešení se zaměřují převážně na oblast bezpečnosti osobní identifikační doklady, automatizace přechodu státních hranic, bezpečný vstup do budov, oddělování pracovních zón, přístup na internet atd., avšak využití biometrie je možné i v komerčních oblastech (věrnostní programy, usnadnění pro uživatele aj.). [10] 12

13 Nejznámější využití biometrie v praxi: otisky prstů využíváno je množství moderních principů (např. optický, teplotní, kapacitní stejnosměrný a střídavý, ultrazvukový a radiofrekvenční), scan oční duhovky oko je snímáno speciální černobílou kamerou ze vzdálenosti několika decimetrů, scan oční sítnice sítnice oka je vyšetřena přímým měřením laserovým paprskem, rozpoznávání obličeje snímání obličeje přístrojem s velkou rozlišovací schopností, rozpoznávání hlasu frekvenční analýzou hlasového spektra, klasifikací intonace hlasu a jejího rytmu, porovnání DNA naprosto spolehlivá, avšak pro masové využití v praxi není analýza DNA jako biometrická metoda vhodná (využívá se však s úspěchem v jednotlivých případech biometrie). [11] 13

14 2 Čárové kódy Čárové kódy spadají do oblasti tzv. automatické identifikace. Je to nejrozšířenější metoda automatické identifikace. Všeobecně je považován za nejlevnější a nejúčelnější technologii. Pro tuto technologii byla vyvinuta řada dokonalých technických zařízení na tisk a snímání. Dnes je známo více než 225 symbolů čárového kódu. Každý symbol má svoje charakteristická pravidla, způsob kódování a dekódování, požadavky na tisk, přezkušování chyb a jiné. Čárové kódy se nejčastěji odlišují ve svých charakteristikách. Některé kódují pouze čísla, jiné nabízejí 256 znaků ASCII, dovolují kódovat různé jazyky, speciální nebo dodatková data mohou dokonce rekonstruovat data, je-li symbol poškozený. Tradiční čárové kódy jsou lineární, tzn., že kódované informace jsou pouze v jedné horizontální rovině (1D). Později ale začaly být zaváděny dvojrozměrné (2D) symboly kódování ve vertikální a horizontální rovině, které mají vysokou informační hustotu a schopnost zakódovat velké množství informací. Jedním z nich je kód PDF 417, který umožňuje zaznamenat 1800 znaků na ploše, kde standardní čárový kód může zobrazit třeba jen 20 až 30 znaků. Kód 16 K při podstatně vyšší informační hustotě je čitelný i při miniaturním provedení na ploše 5 5 mm a je jím možno označovat i kovové předměty pomocí laserového paprsku. Nově se také do povědomí dostávají QR kódy. Tyto nově vyvinuté kódy rozšiřují tradiční aplikační oblasti čárového kódu (např. identifikace a sledování majetku, zboží a zařízení, záznam o pracovních operacích) o nové pole působnosti (např. v reklamních kampaních, v palubních letenkách, informovanosti o nutričních hodnotách potravin). [5] První reálná myšlenka čárového kódu a jeho využití přišla v roce Jednalo se pouze o projekt, který počítal s tím, že si zákazníci zvolí zboží z katalogu odtržením příslušných kupónů. Skladník by poté kupóny vložil do čtečky, systém vybral zboží ze skladu a dopravil k přepážce, kde by byl vystaven kompletní účet. Ovšem opravdu první čárový kód vznikl až v roce 1949, kdy zažádali o patent pánové Norman Joseph Woodland a Bernard Silver. První čárové kódy si však zákazníci supermarketů mohli vyzkoušet až po vyvinutí nezbytného scanneru, v roce Prvním komerčně uvedeným výrobkem, který byl načten pomocí čárového kódu, byly žvýkačky Wrigley's Juicy Fruit v supermarketu Marsh v Troy v Ohiu. [16] 14

15 2.1 Konstrukce čárových kódů Každý čárový kód je tvořen sekvencí čar a mezer. Nositelem informace mohou být jak bílé mezery, tak černé čáry nebo kombinace obojího. Snímací zařízení dokážou tyto postupnosti analyzovat a vytvářet kód srozumitelný počítači. Při čtení kódu jsou generovány elektrické impulsy, které odpovídají skladbě tmavých a světlých čar. Pokud čtení proběhne v pořádku, na výstupu dostaneme odpovídající znakový řetězec. I když se na první pohled zdají kódy stejné, je mezi nimi rozdíl. Čárky nejsou vždy stejně silné a mezery mohou být také různě široké. Pravidla, jak jsou k sobě řazeny čárky a mezery, jejich šířky, jsou specifická pro jednotlivé kódy. Kódy proto mají různou kapacitu dat na daný rozměr. [18] Obr. 1 Čárový kód s rozměry [17] X = šířka modulu. Jedná se o nejužší element kódu, čárku nebo mezeru. Tato hodnota bývá vyjadřována v jednotách jménem mils. 1 mils odpovídá tisícině palce (2,54 / 1000 = 0,0254 mm). [19] H = výška čárového kódu. Pro ruční čtení se doporučuje výška minimálně 10 % délky kódu, pro čtecí pistole je doporučená výška 20 % délky, minimálně však 20 mm, pro kódy EAN je doporučená výška 70 až 80 % délky. R = světlé pásmo. Toto pásmo má být 10krát širší než šířka modulu, minimálně však 2,5 mm. L = délka kódu. Start = startovací znak. Stop = ukončovací znak. Kód = kódovaný řetězec. 15

16 Velikost výsledného čárového kódu se odvíjí od toho, jaká hodnota modulu X se zvolí. Čím je modul menší, tím jsou kladeny větší nároky na čtecí zařízení i na kvalitu tisku čárového kódu.[17] Podle hustoty zápisu rozlišujeme tři základní skupiny - Low Density (nízká hustota), Medium Density (střední hustota) a High Density (vysoká hustota). Nízká hustota je více spolehlivá pro tisk i čtení, protože při případném poškození se poškodí značnější část kódu. [19] Abychom zajistili správné čtení, musí být kód dostatečně kontrastní, aby čtecí zařízení bylo schopné přesně analyzovat kód. Pro dostatečný kontrast by měla být dodržena následují podmínka: Codrazpoza í čdraz odrazpoz í 7.0 Při dodržení doporučených podmínek pro výrobu a provoz jsou čárové kódy velice spolehlivé. Pokud není čárový kód nějakým způsobem mechanicky poškozen jako například na obr. 2 Mechanické poškození kódu a obr. 3 Roztržení kódu. [17] Obr. 2 Mechanické poškození kódu [52] Obr. 3 Roztržení kódu [53] 2.2 Typy čárových kódů Existuje mnoho typů čárových kódů, z nichž každý je něčím zajímavý nebo jedinečný a bývá určen pro specifické použití. Některé typy čárových kódů mohou kódovat pouze číslice, jiné mohou kódovat i písmena a speciální znaky. Rozeznáváme čárové kódy jednodimenzionální 1D a dvojdimenzionální 2D. 1D kódy mají omezenou kapacitu a obvykle kódují numerický nebo alfanumerický řetězec, který je klíčem k identifikaci označeného předmětu do nějaké externí databáze. 2D kódy 16

17 vzhledem k vyšší kapacitě obvykle obsahují veškerou potřebnou informaci o označeném předmětu v sobě. V následujícím výčtu nemohou být ani zdaleka zmíněny všechny kódy, které existují. Jsou zde zmíněny a popsány pouze ty nejrozšířenější, nejpoužívanější nebo velice odlišné a specifické. Některé druhy kódů se totiž liší pouze v detailech (např. délka nebo tvar Start/Stop znaku), tudíž není důležité se jimi příliš zaobírat. [20] Kód 2/5 Industrial Kód 2/5 (2 z 5) patří mezi nejstarší čárové kódy. Byl vyvinut v roce 1968 a je pouze numerický. To znamená, že kód mezi znakem Start a Stop, může být tvořen pouze číslicemi. Délka kódu není fixní. Každý znak v kódu je vytvořen pomocí dvou širokých a tří úzkých čar. Nositelem informace jsou zde pouze čáry, mezery ne, tudíž se mohou lišit svojí šířkou. Poměr mezi šířkou širokých a úzkých čar bývá 3:1, ale může se pohybovat v rozmezí od 2:1 do 3:1, musí ale být vždy v celém kódu stejný. Výhodou tohoto kódu je široké toleranční pásmo, které umožňuje snímání i za ztížených podmínek nebo nekvalitně tištěných kódů. Nevýhoda je malá informační hustota a od toho se odvíjející větší délka kódu. [21] Kódovací tabulka (viz příloha 1.1 Kódovací tabulka kódu 2/5 Industrial) definuje pravidlo řazení čar diskrétního kódu. Za diskrétní kód považujeme sekvenci čar konkrétního znaku. Oddělovací znaky mezi diskrétními kódy nejsou jeho součástí. Příklad výstavby kódů vidíme na obr. 4 Příklad kódu 2/5 Industrial (ve skutečnosti jsou čáry ve vodorovné linii). Obr. 4 Příklad kódu 2/5 Industrial [17] 17

18 Pokud se bude požadovat zavedení kontrolních čísel, délka kódu se o tato čísla prodlouží. Kontrolní číslice není nutností, používá se však ke zvýšení přesnosti kódování. V praxi stačí počítat s jedním kontrolním znakem. Výpočet kontrolní číslice je uveden v příloze 2.1 Výpočet kontrolního znaku pro kód 2/ Kód 2/5 Interleaved (prokládaný) Další kód ze skupiny 2/5 je také známý pod označením ITF. Byl vyvinut v roce 1972 a jedná se také o numerický kód. Každý znak v kódu je vytvořen pomocí pěti symbolů dvou širokých a třech úzkých. Informaci tedy tvoří jak čáry, tak i mezery, a to tak, že první znak je tvořen z čar a druhý z mezer mezi nimi. Počet kódovaných znaků tedy musí být vždy sudý. Pokud kódujeme lichý počet znaků, využije se přidaný párový znak jako kontrolní, nebo se použije vedoucí nula. Výpočet kontrolního znaku se provádí již popsaným způsobem pomocí Modulo 10 (viz Kód 2/5 Industrial). Poměr mezi šířkou širokých a úzkých symbolů bývá 3:1, ale může se pohybovat v rozmezí od 2:1 do 3:1, musí ale být vždy v celém kódu stejný. Tím, že se využívají i mezery, se dosahuje vysoké hustoty zápisu, tím jsou ale kladeny větší nároky na kvalitu tisku. Kódovací tabulka (viz příloha 1.2 Kódovací tabulka kódu 2/5 Interleaved) je stejná jako u 2/5 Industrial, liší se pouze v Start a Stop znaku, definuje pravidlo řazení čar diskrétního kódu. Příklad výstavby kódů vidíme na obr. 5 Příklad kódu 2/5 Interleaved (ve skutečnosti jsou čáry ve vodorovné linii). [17] Obr. 5 Příklad kódu 2/5 Interleaved [17] 18

19 Zvláštním případem 2/5 Interleaved kódu jsou kódy s označením ITF-6, ITF-14 a ITF-16. Číslovka za zkratkou udává počet znaků a tím i jeho délku. Ta je (na rozdíl od normálního 2/5 Interleaved) fixní. Poměr mezi šířkou širokých a úzkých symbolů je daný 1:2,25. Kód je ohraničen nosnou čarou. Tato čára obklopuje celý kód a uzavírá ho do obdélníku. V určitých případech je postačující, aby nosná čára ohraničovala kód pouze na jeho obou podélných stranách. Kódy ITF se používají hlavně pro značení distribučních jednotek beden, palet atd. tedy uskupení, které obsahuje několik kusů, ale přepravuje se jako jeden celek. [22] Obr. 6 ITF-14 s neúplnou a úplnou nosnou čarou [54] Kód Code 39 Code 39 (také nazýván Kód 3 z 9) je alfanumerický čárový kód. Byl vyvinut v roce 1974 firmou Intermac. Kód má variabilní délku a je schopen kódovat 26 velkých písmen (A-Z), 10 číslic (0-9) a 7 speciálních znaků. Každý symbol je tvořen pomocí sekvence 5 čar a 4 mezer, nosičem informace jsou jak čáry, tak mezery. Tři tyto elementy jsou široké a šest je úzkých. Ze specifikace také vyplývá název 3 z 9. Standardní poměr mezi širokým a úzkým elementem je 3:1. Tato hodnota se může pohybovat v rozmezí od 2:1 do 3:1. Při nejmenší přípustné šířce modulu X = 0,19 mm odpovídá hustota zápisu vysoké hustotě (High Density). Ovšem jeho informační hustota na jednotku délky je nízká. [17] Existuje také rozšířený Code 39 Full ASCII, který umožňuje pracovat s celou ASCII tabulkou znaků. Ten si bere za základ i způsob kódování z kódu Code 39 a rozšíření se 19

20 dosahuje kombinací speciálních znaků ($, /, %, +) s již používanými symboly. Na rozpoznání toho, kdy se pracuje s kódem Code 39 nebo s Rozšířeným kódem Code 39, se používají dvě sekvence speciálních znaků. Znaky '*+$* ' označující začátek vstupu a znaky '*-$*'označují konec vstupu znaků z úplné ASCII sady. Kód Code 39 se používá ve zdravotnictví, automobilovém a jiném průmyslu a různých odvětvích obchodu. [24] Kódovací tabulka (viz příloha 1.3 Kódovací tabulka kódu Code 39) definuje pravidla řazení čar diskrétního kódu. Příklad výstavby kódů vidíme na obr. 7 Příklad kódu Code 39 (ve skutečnosti jsou čáry ve vodorovné linii). Výpočet kontrolního znaku viz příloha 2.2 Výpočet kontrolního znaku pro kód Code 39. Obr. 7 Příklad kódu Code 39 [17] Kód Code 93 Code 93 byl navržen k doplnění a zlepšení kódu 39. Byl vytvořen v roce 1982 a jedná se o alfanumerický kód s proměnnou délkou. Tvoří ho identický Start a Stop znak, numerické 0 až 9, 26 znaků velké abecedy (A-Z), 7 speciálních znaků (-,.,, $, /, +, %) a 4 znaky řídící ($), (%), (/), (+). Podobně jako kód Code 39 dokáže pracovat s plnou ASCII tabulkou a to kombinací základních znaků se znaky řídícími. Oproti kódu 39 má jiné kódování a vytváří kód s větší hustotou zápisu. Každý znak je tvořen sekvencí 6 elementů, třemi čárkami a třemi mezerami. Také u tohoto kódu jsou mezery i čárky nosičem informace. Také tento kód je běžně používán při inventarizaci majetku. [31] 20

21 U kódu Code 93 jsou definovány dva kontrolní znaky. Jejich hodnoty vypočítáme jako Modulo 47. Stejně jako u kódu Code 39 jsou znaky v kódovací tabulce seřazeny a očíslovány od 0 do 46. Pro výpočet prvního kontrolního znaku se používá váhový faktor (1,2,...,20,1,...,20,1,...) aplikovaný na kódovaný řetězec zprava doleva. Pro druhý kontrolní znak se používá váhový faktor (1,2,...,15,1,2,...,15,1,...), aplikovaný na kódovaný řetězec, rozšířený o první kontrolní znak, také zprava doleva. Výpočet viz příloha 2.3 Výpočet kontrolního znaku pro kód Code 93. Kódovací tabulka (viz příloha 1.4 Kódovací tabulka kódu Code 93) definuje pravidla řazení a velikosti čar diskrétního kódu. Čísla 1-4 v tabulce vyjadřují jednotkovou šířku čáry/mezery, součinem této hodnoty a modulové šířky X dostaneme skutečnou hodnotu. Pod číslicí 4 si tedy můžeme představit 4 čáry/mezery těsně vedle sebe, což vytvoří jednu velkou čáru/mezeru. Čáry nám zde také symbolizují jedničky a mezery nuly. V tom případě se například číslice 0 zapíše jako: 1 (1 C1) 000 (3 M1) 1 (1 C2) 0 (1 M2) 1 (1 C3) 00 (2 M3) = B. [33] Zakódování příkladového řetězce GRADAJQ vidíme na obr. 8 Příklad kódu Code 93 (ve skutečnosti jsou čáry ve vodorovné linii). Obr. 8 Příklad kódu Code 93 [17] Kód Code 128 Byl vyvinut v roce 1980 firmou Computer Identics. Je to alfanumerický kód s variabilní délkou, který, jak název napovídá, je schopen zakódovat 128 znaků. Jako jeden z mála umí u znaků rozlišovat a zachovat velikost písmen v kódu. Každý znak se skládá ze tří čar a tří mezer, informace se tedy přenáší jak pomocí mezer, tak i čar. Má tři znakové sady 21

22 (A, B a C), které se jedním ze speciálních znaků na začátku kódu nastaví a mezi nimiž je možno v průběhu kódu přepínat. Sada A obsahuje numerické znaky, znaky velké abecedy, řídicí a speciální znaky. Sada B obsahuje znaky numerické, znaky velké i malé abecedy, řídicí a speciální znaky. Sada C obsahuje dvojice numerických znaků od 00 do 99, řídicí a speciální znaky. Poslední znaky (některé z nich stejné pro všechny sady) mají většinou speciální význam. Pokud má Code 128 nést ryze číselný kód, většinou nastaví znakovou sadu C a číslo zakóduje po dvojicích číslic, čímž může být úspornější než některé jiné čárové kódy, které umí kódovat pouze číslice. Pomocí této sady je tedy možné kódovat numerická data s dvojnásobnou hustotou. Code 128 se používá v logistice nebo například k označování patentů. [25] Kódování probíhá podle kódovací tabulky (viz příloha 1.5 Kódovací tabulka kódu Code 128), která definuje pravidla řazení a velikosti čar diskrétního kódu. Pravidla i princip tabulky jsou obdobné jako u Code 93 (viz Kód Code 93), s těmi rozdíly, že jsou zde navíc speciální znaky (kód A, kód B, kód C, SHIFT a řídící znaky (FNC1, FNC2, FNC3, FNC4). Speciální a řídicí znaky slouží jako příkazy pro dekodér. Pomocí speciálních znaků je možné průběžně měnit znakovou sadu. Zvolená znaková sada je platná do následující změny. Výpočet kontrolního znaku viz příloha 2.4 Výpočet kontrolního znaku pro kód Code 128. [17] Zakódování příkladového řetězce HI s rozfázováním na jednotlivé bloky, vidíme na obr. 9 Příklad kódu Code START-A H I 8 Kontrolní číslice 67 4 kód C 9 STOP Konec Obr. 9 Příklad kódu Code 128 [34] 22

23 2.2.6 Kód Codabar Kód Codabar vyvinula v roce 1972 firma Monarch Marking Systems pro označování cen v maloobchodě. Tento původní kód sloužil později jako vzor při návrhu jiných kódů, jejichž využití směřovalo do potravinářské oblasti a do zdravotnictví. Bývá také nazýván Codeabar, Ames Code, USD-4, NW-7, 2 of 7 Code. Codabar je numerický kód s variabilní délkou, který je tvořen numerickými znaky 0 až 9, šesti speciálními znaky (-, $, :, /,., +) a čtyřmi identickými Start/Stop znaky. Každý znak je tvořen sekvencí sedmi elementů, 4 čáry a 3 mezery, přičemž z toho mohou být 2 nebo 3 elementy široké a tedy 5 nebo 4 úzké. Nositelem informace jsou zde pouze čáry.[25] U tohoto kódu jsou definovány dva tiskové poměry mezi širokými a úzkými elementy. První definuje poměr mezi širokou/úzkou čárkou, druhý mezi širokou/úzkou mezerou. Obě tyto hodnoty se mohou pohybovat v rozmezí od 2:1 do 3:1. Pro kódy s modulovou šířkou X < 0,5 mm platí poměr 2,25:1. Poměr i šířka modulu musí být v rámci celého kódu konstantní. Dělicí mezera mezi diskrétními kódy bývá stejně široká jako modul X, povolené maximum je trojnásobek hodnoty X. Jako Start/Stop znak může být použit kterýkoliv z těchto znaků. Protože jsou tyto znaky přenášeny, mohou sloužit jako nosič dodatkové informace. [17] V roce 1977 American Blood Commission položila kód ABC-Codabar jako standard k označováni krevních vzorků. Tím byl vytvořen předpoklad k širokému uplatnění kódu hlavně ve zdravotnictví. Tento kód se prakticky od základního Codabaru neliší, specifická je jeho obsahová definice. Kód musí tvořit minimálně 5 znaků, jeden Start znak, 3 kódované znaky a jeden Stop znak. Tento kód je mezinárodně využíván při označování krevních bank v transfúzních stanicích, v knihovnictví a expresních přepravních službách. [21] Tabulka (viz příloha 1.6 Kódovací tabulka kódu Codabar) ukazuje posloupnost čar a mezer pří kódování Codabaru. Jedničky a nuly v tabulce udávají jejich šířku. Nula vyjadřuje úzkou čáru nebo mezeru a jednička širokou čáru nebo mezeru. Takže například znak 0 definován jako bude zakódován jako úzká čára, úzká mezera, úzká čára, úzká mezera, úzká čára, široká mezera, široká čára. Na obr. 10 Příkladový řetězec kódu Codabar je vidět již zakódovaný příkladový řetězec i s přidanou kontrolní číslicí. [35] Obr. 10 Příkladový řetězec kódu Codabar [55] 23

24 2.2.7 Kód EAN Čárový kód EAN vznikl v roce Toto značení je aplikací v USA a Kanadě již zavedeného kódu UPC. Dnes je systém značení EAN uznaným světovým standardem. Mezinárodní nevládní organizace IANA EAN řídí a koordinuje používání tohoto systému. Dnes jsou členy této organizace zástupci z více než 60 zemí světa. Existují dvě nejrozšířenější varianty kódu EAN a to EAN-8 a EAN-13. Rozdíl v nich tvoří počet kódovaných číslic (číslo za v názvu) a malá odlišnost v kódování. Kód bývá často doplněn arabskými, případně jinými "lidsky čitelnými" číslicemi, které uvádí, co je vlastně pomocí čárového kódu zakódováno. [17] EAN je tedy numerický kód s pevnou délkou 7 základních jednotek. Je tvořen dvěma identickými okrajovými znaky Start/Stop, dělícím znakem a numerickými znaky 0 až 9, kterých je buď 13 nebo 8 v závislosti na typu kódu. [21] Pokud se podíváme na číselné vyjádření, tak první tři čísla zadaného čárového kódu označují zemi původu (Country code). Country code přiděluje globální autorita GS1 jednotlivým regionům a lze je najít na oficiálních webových stránkách (viz také příloha 3.1 Seznam GS1 kódů pro vybrané země a jiné využití.). O dalších devět znaků se dělí Manufacturer code (producent) a Product code (jednotlivý výrobek). Manufacturer code má proměnlivou délku, která závisí na tom, jak velkou sadu kódů chce producent přidělit od lokální autority GS1 pro Českou republiku je to GS1 Czech republic. Zbytek čísel potom připadá na Product code, který již jednotlivým výrobkům přiděluje sám producent. Poslední 13. znak je kontrolní číslice. [26] Kódy EAN-13 jsou používány po celém světě k označování jednotlivých druhů výrobků a zboží. Upravená podoba tohoto kódu například umí uchovávat ISBN kódy knížek nebo ISSN kódy časopisů a jiných periodik. Z kódu EAN-13 lze zjistit zemi původu výrobce nebo způsob užití daného zboží. Méně jsou používány kódy EAN-8, které jsou vyhrazeny a používány pro menší položky, na které je problém umístit 13 místný kód, jako jsou třeba cukrovinky. [25] U kódů EAN je možné k zakódování dodatkové informace použít jednomístného, dvoumístného nebo pětimístného dodatkového kódu. Tyto kódy se používají např. u časopisů a knih jako přídavná informace k ISSN a ISBN pro přesnější označení vydání. Využití dodatkových kódů se řídí podle pokynů národního střediska EAN v souladu s IANA EAN. Dodatkový kód se umísťuje vpravo za symbolem EAN. Tento kód se potom vyhodnocuje 24

25 jako jeho součást. Po přečtení obou kódů dostaneme na výstupu složený znakový řetězec, který funguje jako jeden celek. Dodatkový symbol je tvořen levým okrajovým znakem Start, prvním numerickým znakem, případně dělicím znakem a dalším numerickým znakem a dalším dělícím atd., v závislosti na délce dodatkového kódu. Pravý okrajový znak Stop chybí. Kontrolní znak se nevyužívá. [27] Obr. 11 EAN čárový kód pro příkladový řetězec [12] Na základě pevné délky kódu znaku (7 jednotek) byly pro kódování EAN vytvořeny tři znakové sady, pojmenované A, B a C (viz příloha 1.7 Kódovací tabulky pro EAN). Dělící znak rozděluje kód na dvě pole. První pole je vlevo od dělicího znaku, druhé pole je vpravo. [37] Pokud by byly všechny kódy brány z jedné znakové sady, bylo by možno do každého pole zakódovat 6 znaků. Pro kódování levé strany se tedy používá kombinace sad A a B, aby bylo možné zakódovat znaků 7. Je to z důvodu umístění kódu země a kódu výrobce vlevo od dělícího znaku. Pomocí jakých a jak zkombinovaných znakových sad udává číslice na 13. pozici (číslováno zprava doleva). Tato číslice se i na tištěném čárovém kódu vyskytuje osamocena vlevo od okrajového znaku. Jak můžeme zjistit z příloh, Česká republika má přidělen kód země 859. První číslice před Start znakem je tedy 8, v prvním poli budou kódy číslic 5 a 9 plus další čtyři číslice. Podle převodní tabulky údajových znaků (příloha 1.8 Převod údajových znaků do čárového kódu) tedy zjistíme, že v našem případě budou brány kódy šesti znaků v prvním poli ze znakových sad A, B, A, B, B, A. Dekodér čárového kódu pak z této skutečnosti odvodí, že první číslicí má být číslice 8. U kódu EAN-8 se pro čtyři údajové znaky z levé poloviny symbolu vždy použije tabulka A liché parity. [28] V druhém poli vpravo, je zakódováno číslo výrobku (5 číslic) a znak kontrolního součtu (1 číslice). Všechny znaky jsou zde kódovány ze znakové sady C. Pro EAN-8 se také všechny 4 znaky kódují dle sady C sudé parity. [17] 25

26 2.2.8 Kód UPC-A Kód UPC-A byl zaveden v roce Je navržen k jednoznačné identifikaci výrobku a jeho výrobce, stejně jako EAN. UPC-A kód, je zdaleka nejčastější a nejznámější ve Spojených státech amerických. Je to numerický kód pevné délky. Každý znak se kóduje 4 prvky 2 čáry a 2 mezery. UPC-A kóduje 11 numerických znaků (0 až 9) a jednu koncovou kontrolní číslici. Celkem se tedy skládá z 12 čísel. Lze ho rozdělit na 4 části. První číslice je znak systému číslování, dalších 5 je identifikační číslo výrobce (Manufacturer code), dalších 5 je číslo výrobku (Product code) a poslední číslice je kontrolní znak. Číselné kódy pro jednotlivé firmy přiděluje GS1 United States. UPC-A je založen na shodných principech jako EAN-13 a je k nalezení na spotřebním zboží, knihách, časopisech atd. [29] UPC-E je varianta UPC-A, který umožňuje vytvořit velikostně menší čárový kód tím, že odstraní přebytečné nuly. Délka kódu je fixní 8 znaků. Ve vymezených pozicích vždy obsahuje sekvence čtyř nul, které jsou v průběhu kódování vynechávány. Původně byl vyvinutý pro identifikaci malých spotřebitelských jednotek na americkém trhu a je obdobou EAN-8. Protože výsledný UPC-E je asi poloviční velikosti jako UPC-A, obvykle se používá pro výrobky s velmi malým balením, kam by se UPC-A těžko vešel. [30] Obr. 12 Porovnání kódu UPC-A a UPC-E [30] Jak již je napsáno výše, UPC-A je spíše variace kódu EAN. Jakýkoliv čárový kód UPC-A by se dal charakterizovat jako čárový kód typu EAN s první číslicí (na 13. pozici bráno zprava) nastavenou na hodnotu 0. To znamená, že výpočet kontrolní číslice a způsob kódování je stejný jako u EANu. Hardware i software, který umí zpracovávat EAN, je automaticky schopen zpracovávat i UPC-A. Opačně to však platit nemusí. [29] 26

27 2.2.9 Kód PDF417 PDF417 je dvojrozměrný (dvojdimenzionální 2D) čárový kód s velmi vysokou informační kapacitou a schopností detekce a oprav chyb. Vyvinul ho v roce 1991 Ynjiun P. Wang z firmy Symbol Technologies. Délka kódu je variabilní. Na rozdíl od tradičních (1D) čárových kódů, které obvykle slouží jako klíč k vyhledání údajů v databázi externího systému, která obsahuje potřebné informace, si PDF417 nese všechny údaje s sebou a přístup do databáze není nezbytný. Tím se stává více nezávislý na vnějším systému. Je schopen zakódovat až 1 kb dat, jako přibližně 1800 písmen textu nebo 2700 číslic. PDF417 podporuje všechna data ASCII, binární a numerická a může kódovat také národní znakové sady. Data o větším objemu se mohou zakódovat jako více PDF kódů za/pod sebou. [28] Obr. 13 Rozvržení kódu PDF417 [57] Tištěný kód se skládá z několika řádek seskládaných kódových slov. Kódových slov je dostupných pro data a 29 pro speciální funkce. Každé kódové slovo je reprezentováno číslicí od 0 do 928 včetně. Kódová slova jsou zakódované vzory tmavých čar a světlých mezer. Označení PDF 417 vychází ze struktury kódu. Každý ze vzorů obsahuje čtyři čáry a čtyři mezery. Celková šířka je 17krát X, tedy nejužší povolená šířka elementu. Každý čára nebo mezera může nabývat rozměru X až 6krát X. Každý vzor začíná čárou a končí mezerou. Existují tři různé vzory použitelné k reprezentaci každého kódového slova. Tyto vzory jsou rozděleny do tří skupin, známých jako clustery. Clustery jsou označeny 0, 3 a 6. Řádky symbolů cyklují skrz tyto tři clustery, takže řádek 1 používá vzory z clusteru 0, řádek 2 využívá clusteru 3, řádek 3 využívá clusteru 6, řádek 4 opět využívá clusteru 0, atd. Celý řádek se tedy kóduje vzory z jednoho clusteru. Každý řádek je ohraničen indikátorem levé a pravé strany. Tyto indikátory obsahuji znaky v závislé na číslu řádky, celkovém počtu řádek, počtu sloupců a úrovní korekce chyb. [39] 27

28 PDF417 využívá Reed Salomon korekci chyb místo kontrolních znaků. Tato metoda umožňuje provádět opravy chybějících dat, způsobené poškozením nebo počmáráním etikety. Část etikety může dokonce chybět, avšak redundance zabudovaná v PDF417 může způsobit, že budou čitelné veškeré zakódované informace. Pokud nelze přečíst veškeré informace, nebudou k dispozici žádná data. Úrovně korekce chyb jsou v rozsahu 0 (žádné chyby) až 8 (maximální korekce); čím je vyšší úroveň korekce, tím je čárový kód rozměrnější. [40] Kapacita PDF417 může být užitečná v aplikacích, kde data musí cestovat s označenou položkou, protože není možné nahlédnout do databáze, kde jsou data uskladněna. Je používán pro označování nebezpečných látek, skladování technické specifikace a kalibračních údajů o přístrojích, identifikačních karet (hlavně v USA), zakódování diagnózy pacientů nebo je i poštou v USA. [21] Data Matrix Data Matrix je velmi efektivní, dvojrozměrný (2D) čárový kód, skládající se z černých a bílých buněk nebo vzorů utvářejících tvar čtverce nebo obdélníku. Je schopen zakódovat text i syrová data. Obvyklá velikost se pohybuje mezi pár až 1500 bajty. Buňky jsou tedy nejzákladnějším elementem a představují jednotlivé bity. Většinou symbolizuje světlá plocha logickou nulu a tmavá plocha logickou jedničku. Každý Data Matrix kód je tvořen dvěma plnými čárami, které jsou spojeny do tvaru L a dvou zbylých okrajových čar, které jsou tvořeny z tmavých a světlých buněk. Mezi těmito hranami se nachází řádky a sloupce zakódovaných informací. Dvě plné hraniční čáry slouží ke zjištění polohy a orientace kódu, zatímco dvě zbylé hraniční čáry udávají počet řádek a sloupců v kódu. Díky tomu je Data Matrix možno číst v libovolném natočení a čtecí zařízení vám může sdělit přesný úhel, v jakém proběhlo čtení. V závislosti na množství dat roste i počet buněk (řádek a sloupců). Velikost celého kódu je tedy variabilní a může se pohybovat od 8 8 do [42] Data Matrix využívá Reed-Solomon korekci chyb, která algoritmem ECC200 umožňuje správné přečtení i u kódu, který je poškozen až ze 30 %. V závislosti na úrovni korekce nám také roste redundance dat a tím i velikost celého kódu. Chybovost je u Data Matrixu na úrovni méně než jedné chyby za 10 miliónů skenovaných kódů. Data Matrix je jednou z nejmenších a nejspolehlivějších kódovacích technologií. V porovnání s ostatními 28

29 zabírá přibližně 30krát menší plochu než Code 39 při stejné informační hodnotě. [41] Malé fyzické rozměry, malé požadavky na kontrast tisku a snadnost čtení jsou příčinou, proč se tento kód široce rozšířil v oblasti identifikace plošných spojů, mikroelektroniky, křemíkových čipů a dalších součástek během výroby. Dále k označení farmaceutických výrobků nebo chirurgických nástrojů. Může být použit také pro ověřování identifikace součástek, jejich orientace a rozmísťování v automatizovaných výrobních a řídicích systémech. [43] Data Matrix je i doporučenou volbou při odesílání dokumentů faxem, protože je schopen fungovat i při menších rozlišeních a problémech s kvalitou, které se vyskytují u skenování. [41] Obr. 14 Příklad Data Matrix kódu [58] QR kód QR kód je dvojrozměrný (maticový) kód, který vytvořila firma Denso Wave pro firmu Toyota. Jedná se o alfanumerický kód, původně používán pro sledování aut na výrobní lince, později se však dočkal velkého rozšíření. Zkratka QR pochází z anglického quick response, což v doslovném překladu znamená rychlá odpověď. Oproti klasickému čárovému kódu dokáže nést několikasetnásobně větší množství informací, přitom však může zabírat daleko méně místa. [44] Kód je zapisován do tvaru čtverce. Ten má ve třech vrcholech poziční značky ve formě soustředných čtyřúhelníků, ve čtvrtém vrcholu značku ve tvaru menšího čtyřúhelníku a ve spojnicích mezi těmito hraničními čtyřúhelníky úsečky tvořené střídavě bodem a mezerou. U menší verze micro QR některé tyto prvky chybí, a proto je schopna zaznamenat menší objem dat. [25] QR kód pojme obrovské množství dat. Pokud je alfanumerický, dokáže zakódovat znaků, pokud je pouze numerický, dokáže zakódovat dokonce znaků. Existuje celkem 40 velikostí matic QR kódů, nejmenší matice, která nese označení verze 1, je 29

30 čtvercem o rozměrech bodů s tím, že každá další verze má vždy o čtyři body výšky a šířky více než verze předchozí. Největší verze 40 je tedy čtvercem o rozměrech bodů. Právě na velikosti matice záleží, kolik informací kód může nést. To, jak bude matice velká či naopak malá, je dáno potřebou zadavatele nebo uživatele a také technickými možnostmi (například u fotoaparátů v mobilních telefonech). [45] Protože může dojít k mechanickému poškození i QR kódy používají korekci chyb Reed Solomon. Jsou definovány celkem čtyři standardy: L, M, Q, H. Standard L umožní číst kód poškozen ze 7%, naopak standard H opraví až 30 % poškozené matice. Čím nižší standard je použit, tím více informací lze zakódovat a naopak. [46] Technologie QR kódů začala být velice populární v Japonsku a Jižní Koreji a to i z důvodu, že je schopen kódovat znaky Kana a Kanji. V dnešní době se používání QR kódů velice rozšiřuje do různých odvětví jako například značkování zboží při přepravě, reklama, marketing, etiketování zboží, předávání ucelených informací o zboží atd. Velké rozšíření se dočkal hlavně s rozšířením smartphonů s fotoaparáty, které jsou schopné pomocí aplikací QR kódy číst. Pomocí nich mohou načítat adresy URL a rovnou na ně přecházet pomocí mobilního internetu nebo si načíst informace o filmu, produktech, potravinách atd. QR kódy se používají i v oblasti cestovního ruchu pro označení významných míst. Turista si pak může jednoduše zobrazit informace o památce, místu či významné osobnosti. V České republice se o větší rozšíření do povědomí zasloužil například Seznam.cz, a.s., který ve svém katalogu firem přiřadil ke každé firmě QR kód s odkazem na její webové stránky. I některé další české firmy se již snaží využívat výhod, jež tyto kódy nabízejí. [45] Obr. 15 Příklad QR kódu [59] 30

31 2.3 Čtečky čárových kódů Na to, aby se informace z čárového kódu dostaly ke zpracování na počítači, je nutno přečíst je. Čtečka čárových kódů, nebo také skener čárového kódu, je elektronické zařízení pro čtení tištěných čárových kódů. Principielní složení každé čtečky se v zásadě neliší a dalo by se konstatoval, že se skládá z několika modulů. Vstupní modul je v kontaktu s čárovým kódem a má za úkol vyzařovat a usměrňovat infračervené záření. Většinou se skládá ze zdroje záření, optického systému a světlocitlivé elektronické součástky. Způsob koncentrování informací je u všech zařízení na čtení čárového kódu přibližně stejný. V podstatě se liší jenom tím, jestli se čárový kód snímá sériově (čtecí pero) nebo paralelně (CCD ruční scannery, laserové scannery). [48] Modul pro elektronické zpracování signálu má za úkol dopravit dalšímu modulu data. Jeho součástí jsou také filtrační obvody, které mají za úkol upravit signál do zpracovatelné podoby a odfiltrovat rušivé vlivy - viz obr. 16 Původní signál a upravený signál. Obr. 16 Původní signál a upravený signál [9] Primárně má tedy na starost převod elektrických veličin, získané vstupním modulem, na logické hodnoty. Podle hodnoty napětí pak tedy přiřadí logické jedničky a nuly (obr. 17 Kvantování signálu). Výsledný řetězec dat pak odešle na další zpracování. Obr. 17 Kvantování signálu [17] 31

32 Modul pro logické zpracování signálu musí vyhodnotit data, která dostane od modulu pro elektronické zpracování signálu. Jedná se tedy o dekodér, který pomocí kódovacích tabulek pro jednotlivé kódy a algoritmů dokáže přeměnit logické hodnoty na znaky. Pokud je k dispozici kódovacích tabulek více (pro více různých kódů), dekodér postupně aplikuje jednu po druhé, než narazí na tu správnou a po rozkódování pošle výsledek k dalšímu zpracování. [17] Výstupní modul zabezpečuje export údajů k uživateli. Jako interface mezi modulem pro logické zpracování údajů a výstupním modulem bude opět vystupovat paměť, ve které je uchován výsledek po dekódování. Název výstupní dostal modul proto, že z hlediska uživatele poskytuje údaje je výstupem. Je pravdou, že tento modul funguje i pro komunikaci se zařízením, takže je to vlastně vstupně-výstupní modul, a mohl by se i tedy nazývat komunikační modul. Jako komunikační rozhraní se ve velké většině případů používají PS2, RS-232 a v poslední době hlavně USB. V praxi se využívají zejména tři druhy čtecích zařízení: čtecí pero, CCD čtečky a laserové čtečky Čtecí pera Čtecí pero na čárový kód se svým tvarem podobá běžnému kuličkovému peru. Čárový kód se snímá sériově. Pro správné načtení čárového kódu je třeba tento ruční snímač přiložit na symbol čárového kódu a pohybovat jím přes celou délku symbolu. Jelikož je pohyb prováděn ručně, neobsahují tyto snímače žádné pohyblivé části. Snímač je proto levný, lehký a snadno použitelný. [49] Perový snímač obsahuje v jednom pouzdru zdroj světla i světelné čidlo. Světlo ze zdroje vyzařuje přes otvor ve špičce snímače. Tento otvor nebo čočka je chráněn průhledným krytem. Hroty jsou vyráběny převážně ze syntetických materiálů. Kvalita hrotu je velice důležitá, protože tato část zařízení je mechanicky namáhána a při styku s povrchem nosiče čárového kódu by mohlo dojít k poškození jeho i nosiče. Toto mechanické porušení by mělo za následek zhoršení kvality čtení i funkce celého zařízení. Aby bylo možno dekódovat symbol čárového kódu, musí být nalezeny a změřeny šířky čar a mezer. Po přiložení špičky snímače na symbol čárového kódu a při pohybu přes tento symbol se vyzářené světlo odráží zpět od světlých mezer mezi čarami. Tmavé čáry jej 32

33 naopak absorbují. Odražené světlo postupuje zpět do špičky snímače a přes tubus se zaostřovacími čočkami dopadá na fotočlánek viz obr. 18 Funkční nákres hlavy čtecího pera. [17] Protože požadavky na intenzitu světla nejsou vysoké, jako světelný zdroj většina tužkových snímačů používá diody LED. Tyto jsou ideální pro energetickou nenáročnost a miniaturní rozměry. Vyzařují světlo s vlnovou délkou 630 až 720 nm (jasná až temně červená), nebo 720 až 900 nm (infračervené). Snímače pracující s viditelným světlem mohou číst symboly vytištěné inkoustem na bázi karbonu i barviva. Snímače pracující na okraji infračervené oblasti (820 nm) obvykle čtou spolehlivě pouze symboly čárového kódu vytištěné inkoustem na bázi karbonu. V případě použití jedné diody LED jako světelného zdroje je světelný paprsek odrážen pomocí zrcadla do spojné optické čočky, která ho usměrní na hrot. Část odraženého světla je od povrchu čárového kódu vrácena zpět k hrotu a přes něj na čočku. Ta usměrní paprsek na světlocitlivou elektronickou součástku. V případě použití systému s několika diodami LED je vynecháno zrcadlo. Výhodou tohoto systému je vynechání jedné optické součástky, čímž se zvyšuje spolehlivost výrobku. Obr. 18 Funkční nákres hlavy čtecího pera [17] CCD snímače Většinou bývají řešené jako ergonomické ruční čtečky, jejichž vstupní modul se skládá z ochranné části, několika diod LED a optického systému. Výhodou vstupního modulu oproti vstupnímu modulu čtecího pera je bezkontaktní čtení. Jsou vhodné pro aplikací v menších obchodech (klenotnictví, květinářství, sportovní, hudební apod.), kancelářském prostředí i méně náročném průmyslovém prostředí. Oproti laserovým jsou zpravidla levnější a menší, ale nemohou číst kódy na větší vzdálenost. 33

34 Způsob snímání je velice podobný jako u čtecího pera. Světlo ze zdroje světla (LED diody) se po odrazu od povrchu kódu dostává za pomoci optického systému na světlocitlivý snímač CCD. Obraz tmavých čar symbolu dopadne na některé z těchto fotočlánků, světlé mezery se zobrazí na jiných fotočláncích. Pole CCD je ovládáno elektrickými signály a postupně se přečte hodnota osvětlení z každého fotočlánku. Signál z pole CCD je možno zpracovat a dekódovat stejným způsobem jako signál z aktivního snímače. [28] Obr. 19 Princip snímání čtečky s CCD snímačem [50] Maximální čtecí šířka čteného čárového kódu je omezena kvalitou (rozlišovací schopnost, šířka) světlocitlivého pole. Tato šířka však není u všech CCD scannerů stejná. Momentálně nejpoužívanější jsou CCD ruční scannery s aktivní šířkou 60 a 80 mm. Dostupná jsou i zařízení s aktivní šířkou 100 mm. Při použití v praxi to ale není tak veliký problém, protože se nasazují do prostředí, kde nemůže dojít ke zpracování delšího kódu, než je možné přečíst ručním CCD scannerem. [17] Laserové snímače Bezkontaktní laserové snímače najdeme jak v pevně zabudovaných, tak i ručních snímačích. Vyzařovaný paprsek může být stabilní nebo pohyblivý. Výhodou laserového světla oproti jiným zdrojům světla je, že může být soustředěno do velmi tenkého paprsku. Jelikož se jedná o koherentní záření, paprsek se příliš nerozptyluje s rostoucí vzdáleností. Průměr paprsku zůstává dostatečně malý pro rozlišení širokých a úzkých čar i při změnách vzdálenosti od čteného symbolu čárového kódu. Tato vlastnost umožňuje snímat čárové kódy na větší dálku nebo ze zakřivených ploch. Laserové snímače se využívají v malých i velkých obchodech, v lehkém i těžkém průmyslu. Mohou být konstruovány tak, aby obstály v těžkých provozních systémech i za náročných povětrnostních podmínek. [28] 34

35 Vstupní modul se skládá ze zdroje laserového paprsku, optického systému a světlocitlivé elektronické součástky. Zdrojem laserového paprsku bývá převážně laserová dioda nebo laserová trubice. Zmíněná dioda produkuje světelné záření o vlnové délce 670 nm, avšak může se lišit podle výrobce. Zdroj emituje laserový paprsek, který je za pomoci optických součástek usměrněn na povrch štítku s čárovým kódem. Tímto způsobem bychom ale získali odraz z jediného bodu. Abychom paprskem obsáhli celou šířku čteného kódu, obsahuje optický systém kromě čoček a zrcadel polygonomické zrcadlo. Díky němu se paprsek bude odrážet (kmitat) pod různými úhly a tak dosáhneme jeho cestování po celém kódu. Odrazy se pak za pomoci optických součástek soustředí na světlocitlivé součástce (viz obr. 20 Funkční nákres laserového snímače). U samočinných snímačů kmitá paprsek laserového světla ve vodorovné rovině rychlostí 40 až 800 kmitů/s. Při velké rychlosti snímání se jeví úzký paprsek laserového skeneru jako souvislá čára nebo geometrický tvar. Některé laserové snímače pracují pouze se stacionárním světelným paprskem. V tomto případě je nutný pohyb buď snímače, nebo symbolu, aby paprsek přeběhl po celé délce symbolu. Toho se využívá v průmyslových aplikacích, například pro snímání výrobků na dopravníku. Jelikož při nesprávném zacházení může být laser zdraví škodlivý, musí být skutečnost použití laseru uživateli oznámena značkou, aby se předešlo poškození zraku. [17] Obr. 20 Funkční nákres laserového snímače [17] 2.4 Tiskárny pro čárové kódy Předpokladem úspěšného čtení čárových kódů je jejich kvalita. Čárový kód je možné vytvořit různým i tiskovými technikami. Má-li být zaručena čitelnost kódu, musí být výtisk v definovaném tolerančním pásmu. Zavedeným pojmem šířka modulu X můžeme vyjádřit hustotu zápisu. Pod pojmem modul rozumíme šířku nejužšího elementu (tmavá čára, světlá mezera) jako konstrukčního elementu čárového kódu. 35

36 Hustota zápisu: šířka modulu [mm]: 0. Ultra High Density (velmi vysoká hustota) X < 0,19 1. High Density (vysoká hustota) 0,19 < X < 0,24 2. Medium Density (střední hustota) 0,24 < X < 0,30 3. Low Density (nízká hustota) 0,30 < X < 0,50 4. Ultra Low Density (velmi nízká hustota) X > 0,50 Je zřejmé, že na výrobu čárových kódů s vyšší hustotou jsou kladeny větší nároky, toleranční pásmo šířky modulu X bude užší. Z toho vyplynou zvýšené nároky na přesnost tisku při výrobě čárového kódu a na citlivost snímacích zařízení. Čárové kódy je možné tisknout různými způsoby. Volbu vhodné metody podmiňuje řada kritérií (např. kvantita čárových kódů, hustota čárového kódu, cena kódu. životnost čárového kódu atd.). [17] Jehličková tiskárna Jehličkové tiskárny jsou historicky nejstarší technologií. Jejich nespornou výhodou je především nízká cena a nízké provozní náklady, dále pak vysoká flexibilita. Nevýhodou nepříliš vysoká kvalita tisku, nemožnost tisku kódů s vysokou hustotou, pomalost a hluk. Princip tisku je následující. Mechanismus podavače podává válci jednotlivé listy papíru. Otáčením válce se listy nasunují pod tiskovou hlavu (posun po řádcích). Hlava je v horizontálním směru vedena po vodící tyči. Tisk začíná z levé strany a postupně se tiskne celý řádek. Používá se elektromagnetická hlava, která obsahuje jeden nebo dva sloupce jehliček. Jedličky jsou pomocí elektromagnetu vystřelovány vpřed a z barvicí pásky přenášejí na papír jednotlivé body (viz obr. 21 Princip tisku jehličkové tiskárny). Výsledný obraz je složen z množství těsně sousedících bodů. Při standardní kvalitě tisku se jeden řádek tiskne zleva doprava a řádek pod ním se tiskne zprava doleva. Při zvýšené kvalitě tisku se jeden řádek tiskne dvakrát. Hlavy prvních jehličkových tiskáren byly osazeny devíti jehličkami. Postupně se počet jehliček zvyšoval na 12, 18 nebo i 24 jehliček. Čím více jehliček hlava obsahuje, tím je tisk kvalitnější. [51] 36

37 Obr. 21 Princip tisku jehličkové tiskárny [51] Laserová tiskárna Vytváření obrazu u laserové tiskárny je založeno na elektrofotografickém procesu. Výhodou laserových tiskáren je jejich výkon, vysoká kvalita tisku, možnost tisku kódů High- Density a vysoká flexibilita. Pomocí nabíjecí jednotky se rovnoměrně nabije hlavní selenový fotocitlivý válec. Laserový paprsek se pomocí otočného zrcadla směruje po řádcích na povrch válce. Elektrický náboj fotocitlivého místa se vybíjí, dopadne-li na něj laserový paprsek. Na vybitá místa se nanáší tonerový prášek, který se následně přenese na papír. Dále se obraz na papíře stabilizuje za vysoké teploty a tlaku. Tím se stane obraz nesmazatelný. [17] Obr. 22 Princip tisku laserové tiskárny [51] 37

38 2.4.3 Tepelné tiskárny (termotiskárny) Tyto tiskárny umožňují tisk na speciální teplocitlivý papír. Výhodou těchto tiskáren je, že dosahují dobrou kvalitu tisku, mají méně pohyblivých mechanických částí, nepotřebují barvicí pásky, mají přijatelnou cenu. Nevýhodou je, že se tiskne na speciální, teplotně nestabilní papír. Za vysokých teplot a slunečního záření může dojít ke zničení etikety. Není možné tisknout kódy s vysokou hustotou. Rychlost tisku bývá okolo 50 mm/s. Často se používají v supermarketech. Tisková termohlava je tvořena elementy, jejichž ohřívání a ochlazování řídí mikroprocesor. V místě dotyku ohřáté hlavy s teplocitlivým papírem dojde na povrchu k chemické reakci, a tím k jeho zčernání. Protože se při tisku termopapír pohybuje, dostáváme požadované grafické symboly. Tiskárny tohoto typu bývají specializovány na tisk čárových kódů. [17] Obr. 23 Princip tisku termo tiskárny [17] Termotransfér tiskárny (TTR tiskárny) Tyto tiskárny jsou více univerzální, neboť umožňují tisk jak na teplocitlivý papír, tak i na běžné materiály. Výhodou těchto tiskáren je dosahovaná vysoká kvalita tisku, možnost použít termo i normální papír, flexibilita a vícebarevný tisk na papír i jiné materiály. Nevýhodou tisku metodou termotransfér je vysoká cena barvicí pásky. Jedno i vícebarevný tisk se používá v tiskárnách na potisk štítků, plastových karet nebo při tisku fotografií ve vysoké kvalitě. Při tisku čárových kódů, kdy jsou čáry rovnoběžné se směrem pohybu média, jsou tiskárny TTR nejpřesnějším zařízením pro tisk strojově čitelných čárových kódů. 38

39 Konstrukčně jsou tiskárny upraveny tak, aby bylo možné zavést jednu či několik barvicích pásek. Tím je umožněn jedno i vícebarevný grafický tisk. Zařízení tedy může pracovat ve dvou režimech. V režimu termo a režimu termotransfér. [17] Stejně jako u přímého tepelného tisku je srdcem tepelná tisková hlava, která produkuje tepelnou energii potřebnou pro tisk. Tiskovou hlavu tvoří lineární pole tepelných článků. Šířka tiskové hlavy musí být taková, aby pokryla celou šířku média, které se posouvá pod ní. Stejnou šířku musí mít i páska TTR. Při tisku poté tepelná tisková hlava zahřívá termotransferovou pásku. Na protilehlé straně TTR pásky je nanesen inkoust voskovité konzistence, který se vlivem tepla taví. Roztavený inkoust se přichytí na tiskové médium (etiketu), kde po ochladnutí ztuhne a vytvoří požadovaný obraz. [28] Obr. 24 Princip tisku TTR tiskárny [17] 2.5 Normy pro čárové kódy Vybrané mezinárodní a české normy, vztahující se k zmiňovaným čárovým kódům. [12] ISO/IEC 15420:2000 ISO/IEC 16390:1999 ISO/IEC 15417:2000 Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Specifikace čárového kódu EAN/U.P.C. Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Specifikace čárového kódu 2 z 5 Interleaved. Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Specifikace čárového kódu Code

40 ISO/IEC 16022:2006 ISO/IEC 15416:2000 ISO/IEC 15415:2004 ISO/IEC 15419:2001 ISO/IEC :2006 ISO/IEC :2001 ČSN :1999 ČSN :2002 ČSN :2002 ČSN :2002 Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Specifikace čárového kódu Data Matrix. Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Specifikace testování tisku čárových kódů Lineární symboly. Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Specifikace testování tisku čárových kódů Dvojdimenzionální symboly. Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Provedení testování návrhu a tisku čárových kódů. Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Specifikace ověřování shody čárových kódů Část 1: Lineární. Informační technologie Automatická identifikace a způsoby uchovávání dat Provedení testovaní snímačů a dekodérů čárových kódů Část 1: Lineární. Čárové kódy Terminologie. Čárové kódy Označování knih a hudebnin čárovým kódem systému EAN/UCC. Čárové kódy Označování seriálových publikací čárovým kódem systému EAN/UCC. Elektronická výměna dat Základy realizace normy EDIFACT v systému EAN/UCC (EANCOM ). Speciální kapitolou je organizace GS1. GS1 je mezinárodní nezisková asociace s členskými organizacemi ve více než 100 zemích světa. Je zaměřena na navrhování a praktické zavádění globálních standardů, postupů a řešení k zlepšování efektivity a průhlednosti vztahu nabídky a poptávky v celosvětovém měřítku a napříč odvětvími. GS1 byla založena sjednocením UCC (Uniform Code Council), ECCC (Electronic Code Council 40

41 of Canada) a EAN International. Jejími partnerskými organizacemi jsou UN/EDIFACT, AIM, ISO, CEN a NSA. Systém GS1 je celosvětovým standardem pro identifikaci, automatický sběr dat a jejich komunikaci mezi obchodními partnery. Zabývá se tvorbou globálních standardů a jejich implementací pro zvýšení efektivity a transparentnosti logistických a dodavatelskoodběratelských řetězců. Hlavní sektory, kde je systém GS1 využíván, jsou maloobchod, logistika a doprava, spotřební elektronika, zdravotnictví, státní správa, bezpečnost a energetika. Systém GS1 je tvořen čtyřmi základními pilíři: AutoID, ecom, GDSN a EPCglobal. [68] 2.6 Výhody a nevýhody čárových kódů Výhody: - přesné zmapování informací, o každé jednotlivé části řetězce (výroba, příjem, výdej, inventura), exaktní a aktuální hodnocení průtoku a prostojů vedoucí ke snížení zásob vázajících finanční prostředky, - vysoká přesnost a rychlost čtení, čárový kód je prokazatelný a přesný identifikátor, který již ze své podstaty vylučuje chyby včetně chyb obsluhy, - dohledatelnost, při kvalitním a komplexním systému v podniku lze přesně určit celou cestu jednotlivých produktů ve výrobním řetězci včetně časových razítek, - produktivita a efektivnost, zvýšení o desítky až stovky procent při zachování spolehlivosti údajů, - finanční úspory - velmi nízké náklady na tisk, - kontrola toku výroby, výrobku a počtu vyrobených produktů, - evidence osoby, která výrobní operaci provedla - zpětné sledování procesu výroby, - možnost převést téměř libovolnou informaci na čárový kód. [66] 41

42 Nevýhody: - nutnost číst kódy speciálními zařízeními s optickými snímači, - nutnost přímé viditelnosti při snímání, - snadné poškození kódu, - identifikuje pouze produktovou řadu, nikoli konkrétní výrobek, - nutnost dodržení barvy kódu a pozadí. 42

43 3 Radiofrekvenční technologie Historie radiofrekvenční technologie (RFID Radio Frequency Identification identifikace na rádiové frekvenci) začala během druhé světové války. V 90. letech společnost IBM vyvinula UHF (Ultra High Frequency) tag a provedla pilotní projekty se společností WalMart za účelem zavedení technologie RFID do oblasti maloobchodního prodeje. Zlom pro RFID technologii přinesl až rok 1999, kdy byla založena společnost Auto-ID Center na Massachussettské univerzitě. Zde totiž došlo ke změně pohledu na RFID, kdy RFID čip přestal být nosičem samotné informace, ale informace byla uložena na síti a čip sloužil pouze jako nositel kódu, ke kterému je informační balík přiřazen. Došlo tak ke značnému zlevnění RFID čipu a tím i celé technologie. V roce 2003 pak vznikly Auto-ID Labs jako náhrada za Auto-ID Center a společnost EPCglobal. V současnosti technologie RFID představuje rozpoznávání objektů na bázi radiových vln. Identifikační systémy RFID využívají bezkontaktní rádiové identifikace prostřednictvím paměťových čipů. Paměťové čipy obsahují jedinečnou informaci určenou výrobním číslem čipu. Čipy jsou k dispozici v provedení pro čtení nebo pro čtení a zápis. Čipy využívají různých, celosvětově uznávaných frekvencí. Pokud se v blízkosti čtecího zařízení objeví pasivní RFID čip, využije přijímaný signál k nabití svého napájecího kondenzátoru (jeho kapacita je dostatečná k odeslání odpovědi). V případě, že se jedná o aktivní systém, nosič informace okamžitě odpoví. Tento signál snímač od nosiče informací přijme a po jeho vyhodnocení (rozšifrování atd.) jej předá dále do systému viz obr. 25 Blokové schéma komunikace. [60] Obr. 25 Blokové schéma komunikace [61] 43

44 3.1 Základní součásti RFID systému RFID systémy se skládají ze tří základních komponentů: čipu, antény a čtecího zařízení. Čtvrtá důležitá součást RFID systémů je databáze, ve které jsou uchovávány informace o označených entitách Čip Většinou je vyroben z křemíku a obsahuje informace o objektu, se kterým je spojen. Čipy používané maloobchodníky a velkovýrobnami k identifikaci spotřebního zboží obsahují EPC (Electronic Product Code). EPC se řídí přesnými mezinárodními pravidly tak, aby bylo možné kód přesně rozpoznat po celém světě a byla zajištěna určitá unifikace. Skládá se ze 4 částí hlavičky, která identifikuje typ kódu; identifikace výrobce; identifikace výrobkové řady; sériového čísla výrobku. Právě ono sériové číslo výrobku představuje velký přínos RFID. Díky němu je totiž možné sledovat každý konkrétní výrobek a ne pouze výrobkovou řadu, jako je tomu například u čárových kódů. Dnešní nejdelší unifikovaný kód má velikost 96 bitů, což plně dostačuje maximální kapacitě pasivního tagu. [65] Anténa Je napevno spojena s čipem a skrze anténu komunikuje čip s čtecím zařízením. Anténa má za úkol zesílit signál, který směřuje z čipu nebo do čipu. Čím je anténa delší, tím má větší dosah. Celek, který utváří anténa s čipem, se nazývá transpondér nebo také již zmíněný tag viz obr. 26 Různé druhy RFID tagů. [61] Obr. 26 Různé druhy RFID tagů [65] 44

45 3.1.3 Čtecí zařízení Slouží ke sběru informací, které v sobě uchovává tag. Má také svoji vlastní anténu, kterou využívá ke komunikaci s tagem. Čtečky mohou být, na základě rozměrů, váhy a napájení, stacionární nebo mobilní Databáze Rozumíme nějaký systém, ve kterém jsou uschovány informace o označených entitách. Nemusí to být tedy jenom databáze, ale i celý systém pro zpracování složený z databáze, middlewaru a aplikačního softwaru. Čtecí systémy musí mít přístup do konkrétních databázových systémů, aby mohly získat informace z RFID tagů a porozumět jim. V závislosti na druhu interpretace dat musí být čtečky schopny komunikovat s databázovým systémem nebo počítačovou aplikací. [65] 3.2 Druhy systémů RFID tag je tedy nejzákladnějším prvkem celého systému. Základní dělení tagů je na aktivní a pasivní. Každý druh má své specifické vlastnosti, které ho předurčují k různým využitím. Pasivní tagy nemají vlastní zdroj napájení a samy nikdy nezahajují komunikaci. Čtecí zařízení nejprve musí požádat pasivní tag vysíláním elektromagnetických vln. Působením magnetického pole získá pasivní tag energii a odpoví čtečce posláním uložených informací. V závislosti na použité frekvenci a velikosti antény mohou být tagy čteny až na vzdálenost 9 metrů. V praxi však z důvodu všudypřítomného rušení lze počítat se vzdáleností do 3 metrů. Tag sám o sobě nenese přímou informaci o daném objektu, ale pouze jeho identifikační kód, podle kterého lze vyhledat informace v databázi, jež je přístupná přes síť. V závislosti na velikosti paměti nebo kódovacích schopnostech se cena tagů pohybuje od 20 centů do několika amerických dolarů (spíše výjimečně). Polopasivní tagy stejně jako pasivní tagy samy nezahajují komunikaci, disponují však vlastní pamětí. Energie z vlastní baterie je využívána k napájení zařízení, které uchovává informace o okolí (např. teplota okolí). Polopasivní tagy mohou být kombinovány se senzory pro vytvoření tzv. Smartdustu, což je bezdrátový systém zařízení určený ke sběru 45

46 dat o teplotě, osvětlení, pohybu, záření atd. Cena takového tagu se pohybuje rámcově v desítkách amerických dolarů. [61] Aktivní tagy mají svůj vlastní zdroj energie, a je tedy sám schopen vysílat. To mu umožňuje komunikovat až na vzdálenost několika desítek metrů. Má také zpravidla větší paměť, a je tedy schopen pojmout více informací o daném produktu. Může také obsahovat (podobně jako polopasivní tag) různá čidla pro sběr informací, které může uschovávat pro další použití. Cena aktivního tagu se pohybuje v rozmezí deseti až padesáti amerických dolarů a odvíjí se od počtu funkcí, dosahu a fyzické i paměťové velikosti. [62] 3.3 Frekvence pro RFID Komunikace mezi tagem a čtečkou je rovněž ovlivněna používanou radiovou frekvencí, které určuje rychlost a vzdálenost pro čtení. Vyšší užívaná frekvence zpravidla znamená větší dosah pro čtení. Nízkofrekvenční (Low frequency LF) tagy pracují na frekvencích menších než 135 khz, jsou označovány jako systémy s malým dosahem a jsou používány například pro identifikaci zvířat, systémy proti krádežím nebo pro automobily. Vysokofrekvenční (High Frequency HF) systémy pracují na frekvenci 13,56 MHz. Jak nízkofrekvenční tak i vysokofrekvenční tagy mohou být pasivní. Nejčastější využití VF tagů je hlavně v bezkontaktních smart kartách nebo čipových klíčenkách pro omezení přístupu osob. Poslední skupinou jsou Ultra vysoko-frekvenční systémy (Ultra High Frequency UHF), které pracují na frekvencích v řádech MHz a GHz. Konkrétně to jsou hodnoty 865 MHz, 915 MHz, 2,45 GHz 5,8 GHz a 24,125 GHz. Tyto systémy jsou hojně využívány u maloobchodníků, kteří mohou označovat palety se zbožím atd. Ze všech systémů mají největší dosah, avšak jsou velice náchylné na přírodní podmínky, které znesnadňují čtení. [61] 46

47 3.4 Čtecí zařízení Vedle různých druhů transponderů existuje na trhu rozsáhlá řada čtecích/zapisovacích jednotek ke zdokonalování systému RFID. Tyto jednotky se skládají z elektronických modulů s firmwarem pro vysílání a přijímání LF, HF a UHF kmitočtových pásmech. Většinou užívají kmitočtovou nebo amplitudovou modulaci a z příslušné elektricky přizpůsobené antény s různou konstrukcí. Rozlišují se jednotky s poduškovými anténami, s bránovými anténami (jednostranné a dvoustranné) a tunelové jednotky s uspořádáním dvou horizontálních a dvou vertikálních antén. [72] Další členění je na stacionární a mobilní jednotky. Stacionární jednotky jsou pevně vestavěny v určeném identifikačním bodu (například vjezdová vrata, výstup ze skladu, začátek dopravníku). Stacionární čtečky mají také poměrně často další digitální nebo analogové vstupy a výstupy. Přímo ke čtečce tak lze připojit čidlo pohybu, světelnou či zvukovou signalizaci nebo jiná zařízení. Mobilní jednotky jsou k dispozici jako zařízení držená v ruce a skenery. Jsou to v podstatě kompaktní počítače se čtecím modulem RFID s různými možnostmi komunikace (kabel, Wi-Fi, GSM atd.) a programování. U ručních snímačů existují i zařízení schopná hybridního použití, která mohou jak snímat čárový kód, tak číst transpondér a zapisovat do něho. [64] Jelikož kdokoliv s přístupem ke konkrétní čtečce může načíst RFID tag, RFID systémy mohou využívat autentizaci a zakódování k prevenci, vůči nechtěnému načítání dat. Na rozdíl od čárových kódů je výhodou RFID systémů, že tagy a čtečky spolu mohou komunikovat aniž by byla jedna druhému na dohled. Čtečka tedy nemusí tag fyzicky vidět, stačí pokud je v dosahu vln. Navíc, RFID čtečky dokáží obsluhovat (načítat) více tagů v jednom okamžiku, takže se několika násobně zvyšuje rychlost čtení. 47

48 3.5 Normy pro RFID Vybrané mezinárodní a české normy, vztahující se k RFID. [63] ISO 14223:2003 ISO/IEC 14443:2008 ISO/IEC 15693:2000 ISO/IEC 18000:2004 ISO/IEC 18092:2004 ISO/IEC 21481:2005 ISO 18185:2007 Radiofrekvenční identifikace zvířat Pokročilé transpondéry. Identifikační karty, Bezdotykové čipové karty. Identifikační karty, Bezdotykové čipové karty. Informační technologie Radiofrekvenční identifikace pro řízení. Informační technologie Telekomunikace a výměna dat mezi systémy. Informační technologie Telekomunikace a výměna dat mezi systémy. Přeprava elektroniky Nákladní kontejnery. 3.6 Využití, výhody a nevýhody RFID Technologie RFID (Radio Frequency Identification, identifikace na rádiové frekvenci) byla původně koncipována jako rádiová náhrada čárových kódů a zavedení RFID iniciováno od firmy, která před desetiletím prosadila i čárové kódy - od WalMartu. Enormní výhoda RFID technologie je však ta, že zatímco u čárového kódu má každý výrobek stejného druhu stejný čárový kód, v případě RFID má každý jednotlivý kus svůj jednoznačný 96bitový identifikátor EPC. Lze tedy sledovat pohyb jednotlivých kusů zboží, ztrátovost, prošlé lhůty a mnoho dalších údajů, které lze bezprostředně zpracovat formou primárního i sekundárního výzkumu. Do budoucna se uvažuje i o možnosti tzv. chytré domácnosti, ve které by lednička sama poznala, čeho je nedostatek, a toto zboží objednala přes internet. 48

49 Výhody: - real-time informace - komplexnější informace o prodejích (marketing) - zrychlení produkce - zlepšení kvality výroby - velký výběr možných variant zařízení - patentová ochrana - opakované použití některých značek (tagů) - snížení nákladů na obsluhu - více informací unikátní data - redukce provozních nákladů, zásob a ztrát - zvýšení kvality řízení zásob - umožňuje čtení na delší vzdálenosti. Nevýhody: - vysoká nákladová struktura zavedení, údržba - vzrůstající náklady na jednotku - obrovské množství dat ztráta přesnosti - vyšší náklady na údržbu katalogu výrobků - možné prolomení technologie zloději - otázka soukromí - každý produkt je vystopovatelný - ochrana dat osobní data - obavy zákazníků - ztráta dat, zákaznické profily. [67] 49

50 Velké využití zatím RFID nachází v následujících oblastech: [60] logistika zrychlení příjmu, výdeje, přesunu a inventarizace produktů, zpřesnění evidence produktů, opakovaný zápis údajů o zboží během pohybu, přesná evidence spotřebitelských jednotek, kartonů, palet, rychlé načtení. výroba řízení toku materiálu ve výrobě, dohled na správnou kompletaci celku, zpětná dohledatelnost až na úroveň jednotlivých materiálů, okamžitá informace o stavu výroby, Zdravotnictví identifikace pacientů a léků, lze zapisovat například každé měření teploty, transfuze krve, infuze, injekce, podávané léky atd. pohyb osob docházkové systémy, omezení pohybu osob v rámci objektu nebo podniku, vymezení autorizovaných zón, sledování osob. velkoobchod, maloobchod rychlejší a pružnější zásobování, doplňování zboží, ochrana před krádeží. 50

51 4 Praktický příklad aplikace čárových kódů 4.1 Knürr s.r.o. Jako příklad aplikace čárových kódů byl vybrán způsob a průběh identifikace výrobků firmy Knürr s.r.o. během téměř celého výrobního cyklu. Firma Knürr platí celosvětově za spolehlivého partnera v obchodních segmentech telekomunikace, datové komunikace, serverové a síťové technologie, lékařské techniky, automatizační a směrovací techniky. Kvalitní řešení mechanických, elektrotechnických a termických komponentů z ní dělá jednoho z vedoucích celosvětového trhu v oblastech: - vyspělé modulární skříňové a domovní systémy - nosiče konstrukčních skupin a sběrnicové systémy - komponenty klimatizační techniky - zásobování elektrickým proudem a rozsáhlý doprovodný program. [74] MPX Branch Receptacle Modul (BRM) zajišťuje distribuci výstupní energie a vzdálenou správu a sledování připojených uživatelských zařízení. Moduly BRM jsou vyráběny v několika variantách, které se liší funkcemi sledování. Zařízení je schopno monitorovat a řídit připojené zátěže jako celek nebo i nezávisle na sobě. Pomocí komunikační sběrnice pak odesílá data do dalšího modulu, který je připojen k datové síti.[75] 4.2 Popis linky a identifikace V momentě, kdy je odsouhlasena objednávka, vytvoří se zakázka na vyhotovení výrobků. To je podmíněno dostatečnou kapacitou materiálních a lidských zdrojů, schopností splnit termínové požadavky atd. Informační systém, který se stará i o vytváření a správu objednávek, výrobků a dat s nimi souvisejících, vytvoří a přiřadí identifikátory, pomocí kterých budou výrobky vedeny v systému viz příloha 4.1 Výpis sériových čísel výrobků z prostředí systému BPCS. Jako informační systém se ve firmě používá Business Planning and Control Systém (BPCS) od firmy SSA. V současnosti se plánuje přechod na systém od firmy Oracle. 51

52 Jako identifikátory se používají samolepící štítky s čárovým kódem příloha 4.2 Příklad identifikátoru výrobku. Jedná se o čárový kód typu Code 128, který umožňuje kódovat číslice a znaky abecedy, které se používají pro identifikaci. Štítky se tisknou na termotransfér tiskárně Zebra ZM600 (viz příloha 4.3 Tiskárna Zebra ZM 600 a periferie a příloha 4.4 Náhled na stav zásobníku tiskárny Zebra ZM600), která zajišťuje dobrou odolnost vůči poškození a čitelnost. Zakázka putuje do skladu a po vyskladnění nezbytného materiálu je připravena pro montáž. Při montáží se výrobek již fyzicky označí čárovým kódem a je tak napevno identifikován. Výrobek je poté zaznamenán do vnitřního databázového systému spolu s vybranými součástmi. Ty jsou vedeny také pomocí čárových kódů typu PDF417 (příloha 4.5 Identifikátor PDF417 desky tištěných spojů) a Code 128. Každá deska tištěných spojů má svůj jednoznačný identifikátor viz příloha 4.6 Výpočetní deska tištěných spojů spodní strana a příloha 4.8 Zdrojová deska tištěných spojů horní strana, navíc jsou dodávány jako pár a i tento pár má svůj identifikátor. Evidence těchto desek je nezbytná, jelikož je zde možná zpětná dohledatelnost, zda byl materiál správný a také z důvodu reklamací. Jelikož jsou desky dodávány externím dodavatelem, existuje i zpětná vazba při řešení reklamací nebo při oznámení vadné série, či sériového problému. Pro načítání kódů se používá čtečka Datalogic PowerScan D8530 (příloha 4.9 Čtečka Datalogic PowerScan D8530), která nemá problém číst jedno i dvojrozměrné čárové kódy. Má výborný čtecí mechanismus, který je schopen číst z většiny pozorovacích úhlů, a to i méně kvalitní kódy. Spolu s až předimenzovanou odolností vůči pádu, prachu a poškození zajišťuje kvalitní sběr dat. Vyhotovený výrobek poté přichází na měření a kontrolu. Zde se měří správnost zapojení, funkčnost a provádí se úprava továrního nastavení. Toto je realizováno pomocí dvou měřících stanovišť (příloha 4.11 Měřící stanoviště pro výrobky BRM). Na každém se nejprve výrobek správně umístí, poté je načten jeho čárový kód (viz příloha 4.12 Snímání identifikátoru před měřením) a provede se měření. Díky tvaru identifikátoru měřící systém přesně ví, jaký měřící program má použít (příloha 4.13 Náhled do prostředí měřícího programu K9010). Výsledek měření se poté uloží do interní databáze systému, do které je možné i s odstupem nahlížet, například kvůli reklamacím, protokolech o prototypech atd. Načítání čárového kódu na měřícím stanovišti je realizováno pomocí čtečky Datalogic Gryphon GD4130 (viz příloha 4.10 Čtečka Datalogic Gryphon GD4130), která spolehlivě čte 52

53 jednorozměrné čárové kódy. Velkým snímacím úhlem usnadňuje práci a zajišťuje precizní dekódování a načítání. Samozřejmostí je i zvýšená odolnost vůči pádu, prachu a poškození a ergonomický tvar. Po změření následuje přesun na druhé stanoviště, kde se kontroluje hlavně funkční stránka výrobku. Měření probíhá analogicky jako na 1. stanovišti. Po kontrole je zařízení připraveno pro zabalení. Každý kus je zabalen a krabice je označena etiketou s čárovým kódem, který je shodný s evidenčním číslem výrobku (příloha 4.14 Výrobky v krabicích opatřených identifikátory). To je nezbytné pro identifikaci toho, co se v uzavřené krabici nachází. Zboží je pak umístěno na paletu a po kompletaci je i paleta na daném místě označena čárovými kódy, aby při expedici zákazníkovi bylo možné co nejrychleji, zjistit jaké zboží se na paletě nachází viz příloha 4.15 Zkompletovaná zakázka k expedici. 4.3 Zhodnocení Popsané využití čárových kódů má rozhodně své klady i zápory. Nejedná se o převratné využívání výhod čárových kódů, avšak přináší podstatné a nezanedbatelné výhody, z nichž si některé rozebereme. a) Klady Jako největší plus lze uvést totální jednoznačnost při operacích s výrobkem. Ať už se jedná o zaznamenání do databáze, či měření výrobku. Tím, že přenecháváme práci technice, minimalizujeme prostor pro chybu, jelikož čtecí zařízení mají chybovost řádově jedna chyba za milión záznamů. Jelikož sériová čísla jsou přibližně 20 znaků dlouhá, tak pokud by číslo musel opisovat člověk ručně, prostor pro chybu bude několikrát větší. Pokud by se chyba vyskytla v databázi, mohl by nastat problém se záměnou desek, avšak pokud by se chybné načtení/opsání kódu vyskytlo při měření, mohlo by dojít k poškození, či nenávratnému zničení výrobku. V extrémním případě by i takto poškozený kus mohl odejít k zákazníkovi a tam působit další škodu. Dalším kladem je bezpochyby úspora času. Opisování 19 znakového sériového čísla trvá 20 sekund, načtení čárového kódu 2 sekundy. To je 18 sekund rozdíl na jednom kusu. Při produkci 100 kusů denně, což je průměrná produkce této linky, se dostáváme až na úsporu 10 hodin pracovního času za měsíc. 53

54 s [hod/měsíc] Pokud budeme počítat načítání dvou desek, výrobku a poté 2krát výrobku při měření, dostáváme se na 50 hodin pracovního času za měsíc, potažmo 600 hodin za rok [hod/rok] A to už je množství času, které stojí za zmínku, obzvlášť pokud počítáme pouze ty nejnezbytnější operace v rámci linky. V reálném případě bude toto číslo ještě vyšší. b) Zápory Mezi zápory lze zařadit pořizovací náklady. Ceny čtecích zařízení jsou následující Datalogic PowerScan D Kč vč. DPH (lze použít i levnější variantu) [69], Datalogic Gryphon GD Kč vč. DPH [70]. Cena tiskárny Zebra ZM Kč vč. DPH [71]. V případě užití pouze znakových identifikátorů, bez čárových kódů, by se štítky musely na tiskárně tisknout také, avšak pomocí nenáročnější tiskárny s menšími pořizovacími náklady. Dalším záporem může být počáteční implementace systému automatické identifikace pomocí čárových kódů. Nastavení systémů tak, aby fungovaly správně, zaškolení zaměstnanců apod. 4.4 Možnosti zlepšení do budoucna Provázanost databází do budoucna by bylo určitě vhodné uvažovat o možnosti provázat jednotlivé databáze tak, aby bylo možné ihned nahlédnout na jednotlivé zakázky, kusy, díly a výsledky. Přístup by byl samozřejmě omezen na kvalifikované zaměstnance s využitím přístupových hesel a práv. Přechod na RFID technologii kombinace RFID a čárových kódů by přinesla velké usnadnění hlavně pro další operace, které následují po montáži. Jedná se hlavně o naskladnění, expedici a logistiku. RFID tagy by se tiskly a umístily jak na palety, tak i na jednotlivé kusy. Expedovaná paleta by prošla RFID branou, čímž by se odchozí zboží identifikovalo a mohlo ihned zamířit k distribuci. Ve většině případů výrobky zamíří do distribučního skladu v Německu, kde by pomocí RFID technologie mohlo dojí ke snadné identifikaci, příchozího zboží. Tímto způsobem by se značně urychlil proces snímání a načítání a také výrazně snížil prostor pro chybu. Přechod na tento systém s sebou ovšem 54

55 přináší velké počáteční náklady na tiskárny, na kterých se tisknou etikety s RFID tagy a čtecí zařízení. Poté následují provozní náklady pořizovací ceny tagů. Dále by musel doznat změn informační systém, aby byl schopen zpracovávat a uchovávat nové množství dat navíc. Automatické čtečky automatické, stacionární čtecí zařízení by mohly být instalovány na měřících stanovištích, kde by tím pádem došlo k další úspoře času a ještě větší automatizaci měření. To by s sebou přinášelo i nemožnost zaměnit mezi sebou měřené výrobky. 55

56 5 Praktický příklad aplikace RFID 5.1 METRO Group a real Future Store Počátkem nového tisíciletí firma METRO nabyla přesvědčení, že RFID technologie, má velkou budoucnost využití v mnoha ohledech. Proto spolu se svými partnery postupně úspěšně zavádí technologii do celého dodavatelského řetězce a prodeje už od roku Přibližně 100 dodavatelů, 8 distribučních center a přibližně 250 velkoobchodních a maloobchodních prodejen firmy METRO Group v Německu se postupně zapojilo do zavádění RFID. Zpočátku RFID transpondéry byly umístěny na vybraných logistických jednotkách (palety, bedny). V další fázi budou použity i na obchodní jednotky (kartony, sady balení). METRO Group odhaduje, že většina obchodních firem nezačne zavedení označování na úrovni položek dříve než v následujících deseti až patnácti letech. Díky aplikacím založeným na RFID je METRO Group schopna plnit rostoucí požadavky zákazníků na neustálou dostupnost kvalitních, ale cenově výhodných produktů. Nasazení RFID ve skupině METRO splňuje firemní strategické koncepty, které mají za cíl optimalizovat účinnost procesů, kvalitu výrobků a služeb ve spolupráci s ostatními partnery a také záruku konkurenceschopnosti. Společnost METRO Group se pečlivě připravovala na postupné zavádění RFID technologie a neustále se snaží sledovat, analyzovat a zlepšovat použití technologie, aby v porovnání s ostatními neztratila krok. Přibližně 50 národních a mezinárodních IT, spotřebních a servisních společností vkládá a aplikuje svoje expertýzy díky projektu METRO Group Future Store Initiative. Cílem všech zúčastněných je nabídnout spotřebitelům více služeb a pomáhat maloobchodníkům a průmyslu využít potenciálu RFID a zvýšit účinnosti v logistice. [3] The real Future Store (příloha 5.1 real Future Store) ve městě Toenisvorst představuje budoucnost maloobchodu. Na prodejní ploše cca 8600 m 2 partneři skupiny METRO Group Future Store Initiative testují nové koncepty a technologie, které umožní zákazníkům ještě pohodlnější, zajímavý a poučný zážitek z nakupování v budoucnosti. Díky Future Store firmy METRO postupuje vpřed inovační proces v oblasti maloobchodu. Některé technologie se již spolehlivě využívají ve vybraných prodejnách skupiny METRO. Jsou to například RFID tagování, samoobslužné pokladny nebo chytré váhy. 56

57 První Future Store byl otevřen 28. dubna 2003 v Rheinbergu. Během čtyř let navštívilo Future Store návštěvníků z 63 zemí. Na konci května 2008 se Future Store přestěhoval z Rheinbergu do Toenisvorstu na Dolním Rýnu. Zákazníci si tak mohou již dnes vyzkoušet špičkové technologie a inovace, které by v budoucnu mohly usnadnit a zpříjemnit nakupování. [15] 5.2 Aplikace RFID Logistika Procesy v rámci dodavatelského řetězce maloobchodní společnosti jsou zaměřené hlavně na zajištění dodávek zboží. Platí zde pravidlo, že supermarkety a obchodní domy jsou zásobovány z distribučních skladů. Zboží, které bylo objednané, se naloží na smíšené palety před tím, než je odvezeno do vlastního skladu obchodu. Použití technologie RFID mnohé úkoly, jako je zpracování, zhotovení a kontrola objednávek, umožňuje zpracovat rychleji, levněji, efektivněji a také spolehlivěji. Pokud supermarket objedná zboží z distribučního skladu, je zboží naloženo na smíšené palety. Zaměstnanci pak na zvláštní přebalovací stanici umístí transpondéry na jednotlivé kusy a také na každou paletu. Tyto transpondéry jsou vytvořeny pomocí RFID tiskárny a obsahují Electronic Product Code (EPC). Jakmile je produkt označen a umístěn na dopravník, je automaticky načten a zaregistrován pomocí RFID čtečky. Nakonec pracovníci skladu vše zabalí zpět na paletu, zatímco údaje shromážděné čtecím zařízením jsou přenášeny na centrální server. Palety a jednotlivé produkty určené pro supermarket projdou bránou s RFID čtečkou pro odchozí zboží z ústředního distribučního skladu a načtená data jsou automaticky srovnána s daty z přebalování stanice. Díky tomu může být okamžitě odhalen chybějící produkt či špatná kombinace produktů. Zboži ze skladu do obchodu putuje nákladními automobily. Při příjmu zboží projde bránou s RFID čtečkou a transpondéry se opět automaticky načtou a předají centrálním serveru pro srovnání s původními daty viz příloha 5.2 RFID brány pro příjem zboží a příloha 5.3 Systém pro kontrolu přijímaného zboží. To slouží primárně k ověření, že je zásilka kompletní. Uložená data také slouží k detailnějšímu řízení zásob, což zvyšuje i celkovou efektivnost procesu. [3] 57

58 Tagování se využívá i pro řízení mezinárodního toku zboží. Od začátku projektu ALA (Advanced Logistics Asia) v roce 2006 využívá METRO Group technologie pro sledování zásilek zboží a kontejnerů na jejich cestě z jihovýchodní Asie do Evropy. V distribučním centru pak společnost používá RFID ke kontrole, zda všechny objednané položky byly doručeny. Jedním z ALA subprojektů je Tag it easy ( Tagni to snadno ), který je zaměřen na výrobce z Číny, Vietnamu a Indie, kteří nemají technické předpoklady pro plnou implementaci RFID. Partneři technologické skupiny METRO Group poskytují těmto výrobcům vhodné transpondéry, které již obsahují všechny potřebné informace. Výrobci pak musejí opatřit svoje výrobky těmito tagy opatřit. [23] V podobném duchu by měly využívat RFID technologii všechny části zásobovacího řetezce firmy METRO Group. Využití RFID v této oblasti se tedy nevztahuje pouze na obchod real Future Store. Avšak nejen na logistiku zacílilo METRO svoje úsilí Obchodní oddělení V oddělení oděvů je nabízené zboží opatřeno RFID tagem a inteligentní zkušební kabinky, smart (chytré) regály, zobrazovací displeje nebo stojany s oblečením toho dokáží využít. Mohou poskytnout informace o výrobku a komplexní servis. Velkého zjednodušení a zrychlení také doznal systém placení. Inteligentní šatna (příloha 5.4 Inteligentní šatna) má integrovanou čtečku RFID a rozpozná připojené štítky na oděvech a dodá další informace o každé položce velikosti k dispozici, materiál. K dispozici je také tlačítko, kterým může zákazník využít zaměstnance, aby mu dodal oděvy v jiné velikosti nebo barvě. Díky smart regálům si může zákazník, pokud si vybere zboží, přečíst na monitoru (příloha 5.5 Reklamní obrazovky) informace vztahující se k danému kusu, jako je cena a velikost a samozřejmě reklama. Tyto informace se pak dynamicky mění v závislosti na zboží. Zaměstnanci prodeje jsou poté informováni v okamžiku, kdy některé položky dochází a mohou je doplnit. U pokladny jsou všechny RFID štítky na oděvech načteny současně, nikoliv po jednom. RFID tagy není možné odejmout, dokud není za zboží zaplaceno. Přítomen je také ochranný systém proti krádeži, který sleduje, zda štítky byly odstraněny nebo deaktivovány. Pokud tomu tak není, alarm se spustí. [56] 58

59 5.2.3 Supermarket Využití RFID aplikací přináší mnoho možností jak zlepšit komfort zákazníka a současně i zvýšit tržby a zefektivnit prodej. Podle firmy METRO může nakupování začít již doma. METRO totiž podporuje elektronický nákupní seznam, který si může člověk vytvořit v prostředí svého domova nebo i prostřednictvím aplikace v telefonu Mobile Shopping Assistant app (příloha 5.6 Aplikace Mobile Shopping Assistant). Ten je pak průběžně aktualizován i při nakupovávání, a zákazník tak může mít kompletní přehled o nákupu. Podobné usnadnění přináší i osobní nákupní asistent (Personal Shopping Asistent PSA), což je přenosný minipočítač instalovaný na madle nákupního vozíku. Osobní nákupní asistent registruje výrobky vložené do koše a informuje zákazníka o nákupu. Na pokladně zákazník již nemusí přemístit každou položku na pás, ale jednoduše přiloží PSA k pokladnímu systému, který pak zahájí platební proces. Zařízení také sděluje zákazníkovi, kde nalezne hledaný produkt, poskytuje informace o speciálních akcích a umožňuje přístup k elektronickému nákupnímu seznamu. Pravidelný zákazník si také může vytvořit členský profil, na který mu je vydána členská karta a ke kterému se váží členské výhody. [38] Několik dalších inovací pak usnadňuje proces nakupování jako takový. Smart vozík (příloha 5.7 Smart nákupní vozík) dělá nakupování ještě pohodlnější, protože položky se již nemusí snímat jednotlivě. Každý vozík je totiž vybaven čtečkou RFID a automaticky identifikuje produkty v košíku pomocí tagů. Na informačních terminálech si zákazník může zjistil libovolné informace o produktu, jako je původ nebo nutriční hodnoty. Pokud si zákazník vybere odlišný produkt, displej mu ukáže místo, kde jej nalezne. Přítomen je i plně automatizovaný mluvící robot Ally (příloha 5.8 Robot Ally). Smart váhy pomocí kamery automaticky identifikují výrobek, který je na nich umístěn. Tato položka se zobrazí na obrazovce, aby ji zákazník potvrdil, poté je zvážena a vytiskne se štítek s odpovídajícím tagem nebo čárovým kódem. Smart regály využívají technologie RFID pro zajištění úplného a aktuálního stavu zásob a zobrazují reklamu související s výrobky. [56] Technologie mohou sloužit i k pobavení návštěvníků. Například děti si mohou ukrátit dlouhou chvíli s interaktivní podlahou, skrze kterou se mohou účastnit her. V procesu platby za zboží pak METRO vidí velikou úsporu času pomocí inovativních pokladen. V budoucnu se počítá s integrací deaktivátoru a RFID čtečky do normálních pokladen. Čtečka by snímala EPC kódy na výrobcích a pokud by se vyskytl výrobek bez 59

60 tagu, byl by načten jeho čárový kód. Jakmile je výrobek zaplacen, ochrana proti krádeži se deaktivuje. V případě potřeby však může být zpětně aktivována, pokud by bylo zboží vráceno. Další způsob, jak platit a deaktivovat tagy, jsou samoobslužné inteligentní pokladny (příloha 5.9 Samoobslužná pokladna). Zákazníci umístí obsah nákupního košíku na pult, kde se nachází i RFID čtečka, která registruje všechny položky v košíku. Po stisknutí tlačítka položky sečte a nabídne způsob platby: kartou (příloha 5.10 Platba kartou) nebo hotovost (příloha 5.11 Platba hotovostí). Zákazník má také možnost deaktivovat čipy na všech nebo pouze na vybraných položkách. Zákazníci pak mohou i samostatně využít deaktivátoru (příloha 5.12 Deaktivátor RFID tagů), který trvale znehodnotí RFID tag. Po deaktivaci již není možné přečíst EPC kód a tag je dále nepoužitelný. [56] 5.3 Výhled do budoucna Skupina firmy METRO a jejich partnerů však pracují s vizemi dalších využití RFID technologie. Jedná se například o domácí spotřebiče. Teorie je taková, že v domácnosti budoucnosti budou spotřebiče řízeny pomocí komunikace po bezdrátové síti. Samozřejmě automatizovaná domácnost, ať už pomocí technologie i bez ní, je vize poměrně daleké budoucnosti. Poté však bude možné spravovat domácnosti efektivněji a snadněji. Sjednotí a zjednoduší se také řízení zásob, plánování a nakupování pro domácnost. Smart chladnička by sama pomocí RFID rozpoznala, kterých produktů je dostatek a které se musejí dokoupit. Spotřebitel by určil produkty a nastavil minimální limity zásob. Při poklesu pod limit by pak systém automaticky upozornil a odeslal požadavek do elektronického nákupního lístku. Případně by byla schopna i sama vytvořit objednávku u dodávkové služby. Sledovala by také data o trvanlivosti potravin a zpřístupňovala obsah ledničky přes internet. Chladící box na víno by pak poznal, jaká vína se v něm nachází, a sám by upravil podmínky tak, aby byly ideální. Pračka, také vybavena čtečkou RFID, by umožňovala automaticky identifikovat textil, který je umístěn v bubnu. Přístroj poté doporučí adekvátní program, případně ho i sám zvolí. Byl by i schopen upozornit, pokud se smísí různé druhy prádla, které se mají prát odděleně. [56] 60

61 V úvahu také připadá možnost nutnosti opatřit všechny výrobky RFID tagem, čímž by pak vznikl tlak na výrobce RFID tagů a také poptávku po nich. Ceny tagů, které v poslední době klesají až na přijatelnou mez, by mohly klesnout ještě níž, a aplikace by tak byla výhodná na všechny položky, ne pouze na drahé zboží. Díky osvojování a šíření informací mezi konečnými uživateli dochází ke značnému nárůstu pilotních projektů. Zvyšuje se tak prodej systémů RFID technologií. Velkou otázkou je také návratnost investic po zavedení RFID technologie. S rostoucí dostupností RFID komponentů se doba návratnosti snižuje, avšak pro některé oblasti pořád zůstává v nekonečnu. Dokonce i firma METRO přiznala, že na zavádění některých inovací finančně prodělává. I přesto má ale toto zavádění v konečném důsledku přínos, protože firma si vyzkouší, které techniky mají v blízké či vzdálené budoucnosti smysl podporovat a dále rozvíjet. Zákazníci sami pak také zhodnotí, které služby jsou jim příjemné a které nikoliv. Toto je i jedna z hlavních myšlenek skupiny METRO Group Future Store Initiative a obchodu real Future Store. 5.4 Zhodnocení Vize a projekt real Future Store firmy METRO jsou velice zajímavé a možná již nepříliš vzdálené i pro obyčejného člověka. Přínos zde může být značný jak pro zákazníka, tak i pro prodejce. Podle společnosti METRO by se měli stát minulostí rozzlobení zákazníci před prázdnými regály, dlouhé fronty u pokladen a zmatení zákazníci v různých odděleních. Dokud však bude cena tagů vyšší než jednotky amerických centů, těžko lze počítat s nasazením pro všechny výrobky. A na tom velké množství inovativních vylepšení a technologií stojí. a) Klady Hlavní přínos, který je již otestován a plně funkční, nejenom v pilotním real Future Store, je v logistických procesech. Ať se již jedná o zrychlení příjmu, výdeje, přesunu a invetarizace nebo o evidenci spotřebitelských jednotek, kartónů, palet. U systémů jsou výrazně nižší výdaje na pracovní síly díky eliminaci některých procesů. Přispívají také ke zefektivnění a snižují riziko prázdných skladů. Pomocí RFID lze i provádět inventuru rychleji než běžnou inventuru, je i možné ji dělat častěji a tím získat větší přehled o stavu zboží ve skladu. To umožňuje, aby peníze zbytečně nestály na skladě ve formě zboží či zásob, ale mohly být využity pro investici. 61

62 Využití RFID tagů také zcela eliminuje chyby obsluhy při práci se zbožím a umožňuje fyzicky smísit výrobky bez vzniku chyb. Nevzniká zde také nutnost přeštítkování či jiných úprav, protože informace o dopravě a vykonaných operacích se zapíší do jednoho čipu. V oblasti prodeje je výhoda ve značném zrychlení celého procesu nakupování. Je zde možnost nákup si předpřipravit doma a poté obchodem rychle proletět díky systému, který nás navede. Markantní urychlení je však k vidění u systému placení. Ten může být plně automatizován nebo poloautomatizován bez přítomnosti pokladních. Zaměstnanci pak nemusí obsluhovat pokladnu, ale mohou být využiti pro zásobování nebo pro obsluhu zákazníků i v jiných odděleních. Další výhodou je ochrana proti krádežím. To se využívá již v dnešní době, ale pouze pro věci větší hodnoty. V budoucnu by se tímto způsobem nechalo ochránit všechno prodávané zboží. b) Zápory Samozřejmě obrovskou nevýhodou jsou velké pořizovací náklady při zavádění. Čtecí brány, mobilní čtečky, regály, zobrazovače i tagy stojí nemalé peníze. Samotné tagy neustále zlevňují pod tíhou tlaku, který je neustále vyvíjen na masové rozšíření technologie RFID v obchodním prodeji. Avšak vezmeme-li množství položek, které by bylo potřeba opatřit tagy, a porovnáme-li ceny tagů a čárových kódů, technologie RFID zatím prohrává na celé čáře. V úvahy musíme také brát investici do informačního systému, který bude zpracovávat všechna data a příkazy. S tím také souvisí obrovské množství dat, které je potřeba uchovávat a průběžně zpracovávat. Nevýhodou RFID je také malá odolnost vůči některým typům rušení. Například pokud je výrobek obalen hliníkovou fólií, ochrana proti krádežím úplně selhává. Firma METRO se také nevyhnula různým dílčím neúspěchům v oblasti aktivity tagů. Při představení deaktivátoru, který má spolehlivě zničit tag, aby nemohl být přečten, došlo ke zjištění, že nefunguje zcela spolehlivě. Společnost METRO věc prozkoumala a následně i zjednala nápravu, avšak tato skutečnost budí v některých lidech nedůvěru ke společnosti i technologii jako takové. Objevují se tak různé spekulace, ohledně nechtěného zviditelnění zákazníka či sledování. Někteří lidé se tak obávají nechtěných statistik o nákupech a vytváření nákupních profilů. 62

63 Závěr Práce slouží k uvedení do teorie systémů automatické identifikace. Konkrétně pak do problematiky identifikace pomocí čárových kódů a rádio-frekvenční technologie. Teoretická část slouží jako základ pro pochopení principů, na kterých tyto technologie staví, a usnadňuje čtenáři pochopení praktického využití. Tomu se věnuje praktická část, ve které je detailněji rozpracován příklad pro každou z těchto technologií. První je využití čárových kódů, které jsou dnes již zavedená technologie a většina lidí se s ní denně setkává. Případová studie se zaobírá využitím v sériové výrobě firmy Knürr s.r.o. Čárové kódy se zde využívají jako jednoznačné identifikátory pro výrobky a součástky v nich. Tím, že zboží má jednoznačný identifikátor, zpřehledňujeme výrobu, získáváme snadnou rozpoznatelnost výrobku a předcházíme tím možnosti záměny. Tím, že používáme čárový kód a nikoliv pouze označení pomocí nekódovaných znaků, urychlujeme a zpřesňujeme některé operace. Díky načítání pomocí čteček, místo prostého opisování, u zaznamenávání do systému snižujeme možnost chyby až na jedna ku miliónu. Tím vnášíme do systému přehlednost a řád. U měření výrobků získáváme jistotu, že výrobek nebude poškozen nebo výsledek testu zaznamenán pod nesouhlasným označením. Spolu s možností nesrovnatelně rychlejší manipulace dostáváme ty nejdůležitější výhody aplikace systému. Ty určitě stojí za obětování prvotních nákladů na pořízení a nákladů na provoz, které jsou dnes na minimu z důvodu technologického vývoje. Druhým příkladem je využití rádio-frekvenční technologie. Té se v poslední době dostává stále většího a většího zájmu. Kromě již dnes aplikovaných využití, jako jsou docházkové systémy, sledování, či omezení pohybu osob, zvířat nebo věcí, dochází k rozšíření i do dalších oblastí. Případová studie ukazuje využití RFID technologie na poli obchodu se zbožím, se kterým se možná budeme setkávat již v nedaleké budoucnosti. Použití aktivních, či pasivních tagů na této úrovni, umožňuje snadnější, rychlejší a příjemnější nakupování pro zákazníka, má však také přínos pro prodejce. Umožňuje zefektivnit proces plánování, logistiky, zásobování obchodu zbožím a tím snižovat náklady. Tím, že se zrychluje celý proces nakupování a objem prodaného zboží, rostou i tržby podniku. Nárůst ale zatím není takový, aby vyvážil velké náklady na pořízení a provoz. Ceny technologií sice neustále klesají, ale v hodnotách, které by umožnily ekonomický provoz, stále nejsou. 63

64 Pokud srovnáme výhody a nevýhody těchto dvou technologií, je patrné, že technologie RFID nám přináší to samé jako čárový kód plus něco na víc, ale také si něco navíc žádá. Dokáže načítat identifikátory rychleji a na větší vzdálenost i bez nutnosti viditelnosti. Umožňuje nám také uchovávat neporovnatelně větší množství dat, než-li jednodimenzionální čárové kódy. Ovšem má svoje stinné stránky, jako jsou například pořizovací a provozní náklady nebo nedořešená otázka bezpečnosti a soukromí. Pokud bychom uvažovali o integraci RFID technologie do prvního příkladu, dospějeme k názoru, že technologie by přinesla další zrychlení a zpřesnění, které by však ani zdaleka nestálo za tak velké náklady. I u druhého příkladu zatím z čistě ekonomických hledisek provoz není bez chyby. Je patrné, že skupina METRO Group se snaží zjistit, zdali a jak, by bylo možné v budoucnu využít technologii RFID v prodejních řetězcích tak, aby byla aplikována co nejužitečněji a nejvýdělečněji. Přechod na tuto technologii tedy nebude okamžitý, neboť nasazení RFID v určitých sektorech má svojí logiku a dynamiku, ale i ekonomiku. A i když je ze stran velkých korporací a řetězců vyvíjen velký tlak, zatím to vypadá, že čárové kódy a RFID budou fungovat pospolu a budou rozdělovat zboží na dvě skupiny to dražší s RFID tagy a to levnější s čárovými kódy. 64

65 Seznam použitých zdrojů Bibliografické [1] RAK, Roman; MATYÁŠ, Václav; ŘÍHA, Zdeněk. Biometrie a identita člověka : ve forenzních a komerčních aplikacích. Vyd 1. Praha : Grada Publishing, s. ISBN [3] METRO GROUP. Strengthening customer orientation and improving operational efficiency with new technologies.metro Group Future Store Initiative. 2010, 33 s. [4] ANDROVIČ, Alojz. Identifikátory informačných prameňov. Bratislava : Centrum vedecko-technických informácií SR, s. ISBN [5] JEŢEK, Vladimír. Systémy automatické identifikace : Aplikace a praktické zkušenosti. Vyd. 1. Praha : Grada Publishing, s. ISBN [7] Identifikační systémy Pepperl+Fuchs. Automa. 2000, 2000, 03, Dostupný také z WWW: < ISSN [9] MAŤÁTKO, Jan. Elektronika. Vyd 4. Praha : Idea Servis, Světlocitlivé součástky, s ISBN [11] Biometrie. Automa. 2003, 2003, 07, Dostupný také z WWW: < ISSN [14] RFID principy, typy, moţnosti pouţití. Automa. 2011, 2011, 07, Dostupný také z WWW: < ISSN [17] BENADIKOVÁ, Adriana ; MADA, Štefan ; WEINLICH, Stanislav. Čárové kódy automatická identifikace. Vyd 1. Praha : Grada Publishing, s. ISBN [23] METRO GROUP. METRO Group and RFID : Information about the new technology in trade and retailing. METRO Group Future Store Initiative. 2008, 37 s. [38] METRO GROUP. Mobile Shopping at METRO GROUP : Increased convience thanks to innovative applications.metro Group Future Store Initiative. 2011, 6 s. 65

66 [51] ŠIMKOVÁ, Dagmar. Hardware pro začátečníky : průvodce nitrem počítače na první pokus. Vyd. 1. Praha : Grada Publishing, Tiskárny, s ISBN [56] METRO GROUP. METRO Group RFID Innovation Center : An information and development platform for the future of commerce. METRO Group Future Store Initiative. 2007, 51 s. [60] ŠTĚDROŇ, Bohumír; BUDIŠ, Petr; ŠTĚDROŇ, Bohumír jr. Marketing a nová ekonomika. Vyd. 1. Praha : CH BECK, RFID, s ISBN [61] FINKENZELLER, Klaus. RFID handbook : Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards and Identification. edition 2nd. Chichester : John Wiley & Sons Ltd., s. ISBN [62] OECD. OECD Information Technology Outlook Paříţ : OECD Publishing, Emerging Technology Applications, s ISBN [65] GLOVER, Bill; BHATT, Himanshu. RFID essentials. edition 1st. Sebastopol : O'Reilly Media, Inc., Tags, s ISBN [75] KNÜRR, GmbH. Knürr IT Special Catalog, Arnstorf, 2011, Libert MPX, s Dostupný také z WWW: < 66

67 Webografické [2] Krokodýlovy databáze [online] [cit ]. Entity a vztahy mezi nimi. Dostupné z WWW: < [6] Doprava Logistika profi.cz [online] [cit ]. Systémy automatické identifikace. Dostupné z WWW: < identifikace-sai-uniqueidmrrwsbk196fnf8- jvuh4eoxiypjyget9prxymrgkrqo/?query=syst%e9my+sai&serp=1>. [8] Carovykod.com [online] [cit ]. Čárový kód. Dostupné z WWW: < [10] Logica.cz [online] [cit ]. Biometrie. Dostupné z WWW: < [12] GS1 Czech Republic [online] [cit ]. Normy. Dostupné z WWW: < >. [13] Pendatron.cz [online] [cit ]. Karty s magnetickým pruhem. Dostupné z WWW: < [15] METRO GROUP Future Store Initiative [online] [cit ]. History of Future Store. Dostupné z WWW: < [16] Quido.cz [online] [cit ]. Čárový kód. Dostupné z WWW: < [18] Kzk.cz [online] [cit ]. Čárový kód a RFID. Dostupné z WWW: < [19] Barcodehq.com [online] [cit ]. Bar Code Basics Primer. Dostupné z WWW: < [20] KODYS [online] [cit ]. Čárový kód. Dostupné z WWW: < [21] PROKOPOVÁ, Olga. KISK [online] [cit ]. Čárový kód. Dostupné z WWW: < [22] BarCode-1 [online] [cit ]. All About Interleaved 2 of 5 Barcode. Dostupné z WWW: < 67

68 [24] BarCode-1 [online] [cit ]. All About Code 39 Barcode. Dostupné z WWW: < [25] Čárový kód. In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, , last modified on [cit ]. Dostupné z WWW: < [26] Tvrzov [online] [cit ]. EAN-13. Dostupné z WWW: < [27] ALEF-CZ [online] [cit ]. Čárové kódy - automatická identifikace. Dostupné z WWW: < [28] Martin.Smetana [online] [cit ]. Čárové KÓDY. Dostupné z WWW: < [29] Barcode Island [online] [cit ]. UPC-A SYMBOLOGY. Dostupné z WWW: < [30] Barcode Island [online] [cit ]. UPC-E SYMBOLOGY. Dostupné z WWW: < [31] BARTECH [online] [cit ]. Čárové kódy. Dostupné z WWW: < [32] Barcode Island [online] [cit ]. STANDARD 2 OF 5 SYMBOLOGY. Dostupné z WWW: < [33] Barcode Island [online] [cit ]. CODE 93 SYMBOLOGY. Dostupné z WWW: < [34] Barcode Island [online] [cit ]. CODE 128 SYMBOLOGY. Dostupné z WWW: < [35] Barcode Island [online] [cit ]. CODABAR SYMBOLOGY. Dostupné z WWW: < [36] Barcode Island [online] [cit ]. EAN 13 SYMBOLOGY. Dostupné z WWW: < [37] ALEF-CZ [online] [cit ]. Čárové kódy - automatická identifikace. Dostupné z WWW: < 68

69 [39] PDF417. In Wikipedia : the free encyclopedia Dostupné z WWW: < [cit ]. [40] Morovia [online] [cit ]. PDF417 Specification. Dostupné z WWW: < [41] ID Automation [online] [cit ]. Data Matrix Barcode ISO/IEC FAQ. Dostupné z WWW: < [42] Data Matrix. In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, , last modified on [cit ]. Dostupné z WWW: < [43] Gaben [online] [cit ]. Teorie čárových kódů. Dostupné z WWW: < [44] QR-KODY.CZ [online] [cit ]. QR KÓDY (QR CODE). Dostupné z WWW: < [45] RÖSSLEROVÁ, Klára. IKAROS [online] [cit ]. QR kódy jako zvláštní druh dvourozměrného kódu. Dostupné z WWW: < [46] QR Code. In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, 10. [cit ]. Dostupné z WWW: < [47] Identifikace. In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, , last modified on [cit ]. Dostupné z WWW: < [48] ALEF-CZ [online] [cit ]. Čárové kódy - automatická identifikace. Dostupné z WWW: < [49] BarCode-1 [online] [cit ]. How Bar Codes Are Read. Dostupné z WWW: < [50] DENSO-WAVE [online] [cit ]. Basic info. Dostupné z WWW: < [52] VITRONIC [online] [cit ]. Barcode reading. Dostupné z WWW: < 69

70 [53] CHIP [online] [cit ]. Damaged barcode. Dostupné z WWW: < [54] Stroke Scribe [online] [cit ]. ITF-14. Dostupné z WWW: < [55] Barcoding [online] [cit ]. Codabar Generator. Dostupné z WWW: < [57] Wikimedia [online] [cit ]. Example PDF417 barcode. Dostupné z WWW: < 496px-PDF417_Example.svg.png>. [58] THEKRUSER [online] [cit ]. Example Data Matrix. Dostupné z WWW: < [59] Kerem Erkan [online] [cit ]. QR code and 2D code generator. Dostupné z WWW: < gin=1&otype=png&ctype=q&fg=% &bg=%23ffffff&hid=47c7d &free_text=luk%c3%a1%c5%a1%20toman%2c%20automatick%c3%a1 %20identifikace%20entit>. [63] ISO [online] [cit ]. Home page. Dostupné z WWW: < [64] KODYS [online] [cit ]. Čtečky RFID. Dostupné z WWW: < [66] Combitrading [online] [cit ]. Výhody čárového kódu. Dostupné z WWW: < [67] Economic Wizard [online] [cit ]. Supply chain, logistika a optimalizace procesů. Dostupné z WWW: < [68] GS1 [online] [cit ]. Overview. Dostupné z WWW: < [69] MarkIT [online] [cit ]. Datalogic PowerScan D8530. Dostupné z WWW: < 70

71 [70] MarkIT [online] [cit ]. Datalogic Gryphon GD4130. Dostupné z WWW: < [71] NETRA.CZ [online] [cit ]. Zebra ZM600. Dostupné z WWW: < [72] RFID Journal [online] [cit ]. What You Need to Know About RFID Reader Antennas. Dostupné z WWW: < [73] ŘÍZENÍ & ÚDRŢBA průmyslového podniku [online] [cit ]. Automatická identifikace čárový kód, nebo RFID?. Dostupné z WWW: < [74] Knürr [online] [cit ]. Podnikový profil firmy Knürr s.r.o. Dostupné z WWW: < [76] METRO GROUP Future Store Initiative [online] [cit ]. IMAGEGALLERY real,- Future Store innovations. Dostupné z WWW: < [77] METRO GROUP Future Store Initiative [online] [cit ]. IMAGEGALLERY RFID at galeria Kaufhof. Dostupné z WWW: < [78] METRO GROUP Future Store Initiative [online] [cit ]. IMAGEGALLERY METRO GROUP RFID Innovation Center, Neuss. Dostupné z WWW: < 71

72 Seznam zkratek ALA ASCII CCD ČSN EAN EPC HF IANA IEC ISBN ISO ISSN LED LF MICR QR RFID UHF UPC Advanced Logistics Asia American Standard Code for Information Interchange Charge-Coupled Device Česká Technická Norma European Article Number Electronic Product Code High Frequency Internet Assigned Numbers Authority International Electrotechnical Commission International Standard Book Number International Organization for Standardization International Standard Serial Number Light-Emitting Diode Low Frequency Magnetic Ink Character Recognition Quick Response Radio Frequency Identification Ultra High Frequency Universal Product Code 72

73 Seznam obrázků Obr. 1 Čárový kód s rozměry Obr. 2 Mechanické poškození kódu Obr. 3 Roztržení kódu Obr. 4 Příklad kódu 2/5 Industrial Obr. 5 Příklad kódu 2/5 Interleaved Obr. 6 ITF-14 s neúplnou a úplnou nosnou čarou Obr. 7 Příklad kódu Code Obr. 8 Příklad kódu Code Obr. 9 Příklad kódu Code Obr. 10 Příkladový řetězec kódu Codabar Obr. 11 EAN čárový kód pro příkladový řetězec Obr. 12 Porovnání kódu UPC-A a UPC-E Obr. 13 Rozvržení kódu PDF Obr. 14 Příklad Data Matrix kódu Obr. 15 Příklad QR kódu Obr. 16 Původní signál a upravený signál Obr. 17 Kvantování signálu Obr. 18 Funkční nákres hlavy čtecího pera Obr. 19 Princip snímání čtečky s CCD snímačem Obr. 20 Funkční nákres laserového snímače Obr. 21 Princip tisku jehličkové tiskárny Obr. 22 Princip tisku laserové tiskárny Obr. 23 Princip tisku termo tiskárny

74 Obr. 24 Princip tisku TTR tiskárny Obr. 25 Blokové schéma komunikace Obr. 26 Různé druhy RFID tagů

75 Přílohy - Příloha 1 Kódovací tabulky. - Příloha 2 Kontrolní výpočty. - Příloha 3 Seznam kódů. - Příloha 4 Knürr s.r.o. - Příloha 5 real Future Store. 75

76 Příloha 1 Kódovací tabulky 1.1 Kódovací tabulka kódu 2/5 Industrial. [17] 76

77 1.2 Kódovací tabulka kódu 2/5 Interleaved. [17] 77

78 1.3 Kódovací tabulka kódu Code 39 [17] Znak C1 M1 C2 M2 C3 M3 C4 M4 C A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Space * $ / % C1-C5 čáry 1-5 M1-M4 mezery široká čára/mezera 0 úzká čára/mezera Start a Stop znaky jsou realizovány znakem "* " 78

79 1.4 Kódovací tabulka kódu Code 93 [17] Znak C1 M1 C2 M2 C3 M A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z Space $ / % I % / ± S/S C1-C3 čáry 1-3 M1-M3 mezery vyjadřuje jednotkovou šířku čáry/mezery, součinem této hodnoty a modulové šířky X dostaneme skutečnou hodnotu S/S Start/Stop znak 79

80 1.5 Kódovací tabulka kódu Code 128 [17] Kód A Kód B Kód C Č1 M1 Č2 M2 Č3 M3 0 SP SP i! ti li # # $ $ % % & & ' ( ( ) ) * * ,, / / : : ; ; < < = = > > ?? A A B B C C D D E E F F G G H H I I J J K K L L M M N N O O P P Q Q R R S S T T U U V V W W X X Y Y Z Z [ [ \ \ ] ]

81 62 A A NUL ' SOH a STX b ETX c EOT d ENQ e ACK f BEL g BS h HT i LF j VT k FF I CR m SO n SI DLE P DC1 q DC2 r DC3 s DC4 t NAK u SYN v ETB w CAN X EM y SUB z ESC { FS I" GS } RS ~ US DEL FNC3 FNC FNC2 FNC SHIFT SHIFT kód C kód C kód B FNC4 kód B FNC4 kód A kód A FNC1 FNC1 FNC START (kód A) START (kód B) START (kód C) Č1 M1 Č2 M2 Č3 M3 Č4 STOP (kód A, B,C) Č1 - Č4 čáry 1 až 4 M1 - M3 mezery 1 až vyjadřuje jednotkovou šířku čárky/mezery, součinem této hodnoty a modulové šířky X dostaneme skutečnou hodnotu kód A, kód B, kód C, SHIFT - speciální znaky FNC1, FNC2, FNC3, FNC 4 - řídicí znaky 81

82 1.6 Kódovací tabulka kódu Codabar [17] Znak Č1 M1 Č2 M2 Č3 M3 Č $ : / A B C D Č1-Č4 čáry 1 až 4 M1-M3 mezery 1 až 3 A, B, C, D start/stop znaky 82

83 1.7 Kódovací tabulky pro EAN [17] Tabulka Sady A liché parity Tabulka Sady B sudé parity Tabulka Sady C sudé parity Proměnlivost parity znaků na 12. až 1. pozici a ž 1 0 A A A A A A C 1 A A B A B B C 2 A A B B A B C 3 A A B B B A C 4 A B A A B B C 5 A B B A A B C 6 A B B B A A C 7 A B A B A B C 8 A B A B B A C 9 A B B A B A C A volí se znak. sada A B volí se znak. sada B C volí se znak. sada C 83

84 1.8 Převod údajových znaků do čárového kódu [28] číslice znakové sady 0 AAAAAA 1 AABABB 2 AABBAB 3 AABBBA 4 ABAABB 5 ABBAAB 6 ABBBAA 7 ABABAB 8 ABABBA 9 ABBABA 84

85 Příloha 2 Kontrolní výpočty 2.1 Výpočet kontrolního znaku pro kód 2/5 [32] Příklad: pro řetězec 5ti znaků Použijeme váhový faktor 4 a Modulo 10. Krok 1 Váhovým faktorem vynásobíme v každé liché číslo (bráno zprava), každé sudé vynásobíme jedničkou. Kódovaný řetězec Váhový faktor Výsledná hodnota Suma hodnot = 28 Krok 2 Sumu hodnot vydělíme 10 (Modulo 10), zbytek odečteme od 10 a výsledek je kontrolní číslice, která se dosadí na konec řetězce. 28 / 10 = 2 zbytek 8 Rozdíl 10-8 = 2 Výsledný řetězec bude: Výpočet kontrolního znaku pro kód Code 39 Výpočet kontrolního znaku u kódu Code 39 se provede jako Modulo 43. V kódovací tabulce (viz Příloha 3), vidíme, že znaky jsou seřazeny a očíslovány od 0 do 43. Každý znak má tedy svůj číselný ekvivalent, který se použije pro získání kontrolního znaku. Příklad: pro řetězec ALEF LTD. Krok 1 Sečteme číselné ekvivalenty všech znaků řetězce. Kódovaný řetězec A L E F L T D. Číselný ekvivalent Výsledná suma

86 Krok 2 Sumu hodnot vydělíme 43 (Modulo 43) a znakový ekvivalent vypočítané hodnoty je hledaný kontrolní znak. Modulo /43 = 4 zbytek 16 Kontrolní znak G Výsledný řetězec bude: ALEF LTD.G 2.3 Výpočet kontrolního znaku pro kód Code 93 [17] Příklad: pro řetězec GRADA. Krok 1 - Přiřadíme referenční hodnoty znaků z kódovací tabulky, provedeme součin referenčních hodnot a váhových faktorů. Sečteme výsledné hodnoty. Výsledek vydělíme 47 (Modulo 47). Zbytek nám určuje první kontrolní znak. Kódovaný řetězec G R A D A Váhový faktor Referenční hodnota Součin a součet = 254 Modulo / 47 = 4 zbytek 19 První kontrolní znak J Krok 2 - Výpočet druhého kontrolního znaku probíhá stejně jako u prvního. Kódovaný řetězec G R A D A J Váhový faktor Referenční hodnota Součin a součet = 449 Modulo / 47 = 9 zbytek 26 Druhý kontrolní znak Q Výsledný řetězec bude: GRADAJQ 86

87 2.4 Výpočet kontrolního znaku pro kód Code 128 [34] Výpočet kontrolního znaku, který je součástí kódu, se provádí pomocí Modula 103 a váhového faktoru 1. Ten se aplikuje zleva doprava od jednotky a každou další pozicí se zvyšuje o 1. Je třeba poznamenat, že do výpočtu vstupuje i startovací znak (ten bude nabývat referenčních hodnot 103, 104 nebo 105, v závislosti na užívané sadě), kterému se přiřazuje hodnota 1.[34] To snižuje pravděpodobnost výskytu chyby na 1 : Kontrolní číslice je součástí kódu, nepíše se však do textu pod ním. [25] Příklad: pro řetězec HI Krok 1 Na řetězec použijeme váhový faktor 1, přiřadíme referenční hodnoty a provedeme součet součinů. Kódovaný řetězec Start (kód A) H I kód C Váhový faktor Referenční hodnoty Součiny a suma = 1406 Krok 2 Sumu vydělíme 103 (Modulo 103) a zbytek vytvoří kontrolní číslo. Modulo / 103 = 13 zbytek 67 Kontrolní znak Výpočet kontrolního znaku pro kód Codabar [17] Příklad: budeme mít řetězec A0123/498B Výpočet kontrolního znaku se provede tak, že k jednotlivým znakům kódu, včetně Start/Stop znaků, se přiřadí referenční hodnota. Provede se součet všech hodnot. Kontrolní číslice normálně nebývá součástí kódu, pokud ji tedy do kódu implantujeme, riskujeme, že ostatní aplikace ji budou brát jako normální znak, který je součástí kódu. Krok 1 - K jednotlivým znakům, včetně Start/Stop znaků, se přiřadí referenční hodnota. Provede se součet všech hodnot Kódovaný řetězec A / B Referenční hodnoty Součet 73 87

88 Krok 2 Na sumu použijeme Modulo 16 a zbytek určí kontrolní znak. Modulo / 16 = 4 zbytek 9 Kontrolní znak 9 Výsledný řetězec A0123/4989B 2.6 Výpočet kontrolního znaku pro kód EAN-13 [36] Příklad: pro řetězec Použijeme váhový faktor 3 a Modulo 10. Krok 1 váhovým faktorem vynásobíme v každé liché číslo (bráno zprava), každé sudé vynásobíme jedničkou. Kódovaný řetězec Váhový faktor Výsledná hodnota Suma hodnot 85 Krok 2 Sumu hodnot vydělíme 10 (Modulo 10), zbytek odečteme od 10 a výsledek je kontrolní číslice, která se dosadí na konec řetězce. 83 / 10 = 8 zbytek 5 Rozdíl 10-5 = 5 Kontrolní číslice 5 Analogickým způsobem se provádí výpočet i pro kód EAN-8. 88

89 Příloha 3 Seznam kódů 3.1 Seznam GS1 kódů pro vybrané země a jiné využití a USA a Kanada a a vyhrazené pro lokální užití (obchody/sklady) poukázky, sázenky Francie Německo a Japonsko Rusko 471 Tchaj-wan 489 Hongkong Velká Británie 520 Řecko 560 Portugalsko 590 Polsko Finsko Čína Švédsko Kanada Švýcarsko Itálie Španělsko 858 Slovensko 859 Česká republika 890 Indie 955 Malajsie 977 ISSN ISBN 980 Vratné účtenky Běžné platební poukázky Poukázky 89

90 Příloha 4 Knürr s.r.o. 4.1 Výpis sériových čísel výrobků z prostředí systému BPCS 4.2 Příklad identifikátoru výrobku 90

91 4.3 Tiskárna Zebra ZM 600 a periferie 4.4 Náhled na stav zásobníku tiskárny Zebra ZM600 91

92 4.5 Identifikátor PDF417 desky tištěných spojů 4.6 Výpočetní deska tištěných spojů spodní strana 4.7 Výpočetní desky tištěných spojů horní strana 4.8 Zdrojová desky tištěných spojů horní strana 92

93 4.9 Čtečka Datalogic PowerScan D Čtečka Datalogic Gryphon GD

94 4.11 Měřící stanoviště pro výrobky BRM 4.12 Snímání identifikátoru před měřením 94

95 4.13 Náhled do prostředí měřícího programu K Výrobky v krabicích opatřených identifikátory 95