Übung: AutoID Barcodes Teil 1

Transkript

1 Identifizierungs- und Automatisierungstechnik Übung: AutoID Barcodes Teil 1 Prof. Dr. Michael ten Hompel Sascha Feldhorst Lehrstuhl für Förder- und Lagerwesen TU Dortmund 1

2 AutoID - Barcodes Gliederung 1D-Barcodes: 1. Codefamilie 2/5 2. Code EAN13 4. Code D-Barcodes erkennen 2

3 Semesterprojekt: Gruppenbildung Nutzen Sie bitte das Forum im EWS-Arbeitsraum der Vorlesung: Stimmen Sie sich untereinander ab! (Thema anlegen oder auf ein Thema antworten) 3

4 Aufgabe 1 Codefamilie 2/5 Eigenschaften: Zweibreitencode 2 von 5 Strichen sind dick Selbstüberprüfend (EDC) Nutzdaten: Ziffern 0 bis 9 Start- / Stoppsymbol Diskreter Code Hohe Fehlertoleranz Geringe Informationsdichte 4

5 Aufgabe 1.1 Code 2/5 Industrial Erklären Sie die Kodierung der Zeichen im Code 2/5 Industrial und bestimmen wie viele verschiedene Zeichen kodiert werden könnten. 5

6 Lösung 1.1 Code 2/5 Industrial Ein Zeichen wird durch 5 Striche kodiert Zwei Striche sind dick, drei sind dünn ( 2 aus 5 ) Code 2/5 Industrial kodiert nur Ziffern von 0 9 Breiter Strich = 1, Schmaler Strich = 0 Zuordnung der Striche zur binären Wertigkeit Binäre Kodierung Zeichen aus Code 2/5 Industrie 6

7 Lösung 1.1 Code 2/5 Industrial Alphabet von Code 2/5 Industrial: Zeichen werden hintereinander geschrieben, zwischen dem Startund dem Stoppzeichen Der Nutzzeichenvorrat (ohne Start/Stop) entspricht also 10 Zeichen: Anzahl der möglichen Symbole = Anzahl der k-elementigen Teilmengen aus einer n-elementigen Grundmenge (hier k=2, n=5) oder formal 7

8 Aufgabe 1.2 Code 2/5 Industrial Kodieren Sie die Ziffern sowie deren Prüfziffer 3 mit dem Code 2/5 Industrial und zeichnen Sie die einzelnen Barcodesymbole. Hinweis: Stellen Sie die einzelnen Barcodesymbole zunächst als Bitfolge dar. 8

9 Lösung 1.2 Code 2/5 Industrial Kodieren Sie die Ziffern sowie deren Prüfziffer 3 mit dem Code 2/5 Industrial graphisch als Barcode. Bitfolge gemäß Kodierung: Wertigkeit: (z.b. 1*1 + 0*2 + 0*4 + 1*7 + 0*0 = 8) Barcode:

10 Aufgabe 1.3 Code 2/5 Interleaved Zeichen E1 E2 E3 E4 E Dekodieren Sie Daten aus dem Code 2/5 Interleaved (hier ohne Prüfziffer) S1 L1 S1 L1 START STOP Warum hätte man an diesen Code nicht einfach eine Prüfziffer anhängen können? 10

11 Lösung 1.3 Code 2/5 Interleaved Zeichen E1 E2 E3 E4 E S1 L1 S1 L1 START STOP Lösung: Start Warum hätte man an diesen Code nicht einfach eine Prüfziffer anhängen können? Stop Nur gerade Anzahl Ziffern kodierbar Auffüllen mit 0, falls Prüfziffer gewünscht 11

12 Aufgabe 2 Code 39 Eigenschaften: Zweibreitencode 3 von 9 Elementen sind dick Selbstüberprüfend (EDC) Nutzdaten: Buchstaben A bis Z, Ziffern 0 bis 9, 7 Sonderzeichen Prüfziffernpflicht Diskreter Code Mittlere Fehlertoleranz Mittlere Informationsdichte Start- /Stoppsymbol: * * ( ) nicht symmetrisch 12

13 Aufgabe 2.1 Code 39 Warum ist es wichtig, dass * nicht symmetrisch ist? Berechnen Sie die Prüfziffer für die folgenden Nutzdaten: X1Y2Z3 13

14 Lösung 2.1 Code 39 Warum ist es wichtig, dass * nicht symmetrisch ist? Antwort: Damit das Lesegerät die Lage des Codes erkennen kann (von r->l oder l->r). Berechnen Sie die Prüfziffer für die folgenden Nutzdaten: X1Y2Z3 r(x)=33, r(1)=1, r(y)=34, r(2)=2, r(z)=35, r(3)=3 r(x)+r(1)+r(y)+r(2)+r(z)+r(3)= mod 43 = 22 Bestimmung des zu kodierenden Zeichens über die Referenzzahl: hier 22 = M 14

15 Aufgabe 3 EAN13 EAN13 ist ein Barcode zur Kennzeichnung von Artikeln und Gütern Hält sich an Regeln der GTIN vormals EAN Inzwischen auf vielen Produkten genutzt Eindeutige Identifizierbarkeit der Artikel ist Pflicht des Unternehmens z.b. durch Nutzungsblockierung eines Codes Hohe Sicherheit durch Feste Stellenanzahl Verwendung eines Mittelsymbols Prüfziffer 15

16 Aufgabe 3.1 Aufbau des EAN13 Wie viele Ziffern werden mit EAN13 durch die Barcode-Balken repräsentiert? Tragen Sie die Ziffernverteilung des EAN13 in die schematische Darstellung ein und erklären Sie die Bedeutungen der einzelnen Ziffern. Wo ist die Prüfziffer platziert und nach welchem Schema wird Sie berechnet? 16

17 Lösung 3.1 Aufbau des EAN13 13 Ziffern werden kodiert, jedoch nur 12 durch Barcode-Balken repräsentiert Prüfziffernpflicht besteht (1 Prüfziffer), Berechnung nach Modulo 10 (Gewichtung von 3) Bedeutung der (13) Ziffern: Basisnummer: 7-9 Ziffern (ersten1-3 Ziffern kodieren Länderkennung oder Klassifizierung, z.b. ISBN) Artikel: 3-5 Ziffern Prüfziffer: 1 Ziffer Verhältnis der Basisnummer und des Artikelbezeichners kann variieren ( z.b. 7/5 oder 9/3) 17

18 Aufgabe 3.2 Zeichensätze des EAN13 Drei verschiedene Zeichensätze verfügbar Eine Ziffer wird durch 7 Modulbreiten kodiert, z.b (0=schwarz, 1=weiß) Rechte Seite wird mit Zeichensatz C kodiert Linke Seite ist gemäß einer bestimmten Zeichensatzfolge aufgebaut Diese Zeichensatzfolge kodiert die Startziffer (erste Klartextziffer) Startziffer wird also nicht als Barcode repräsentiert Zeichensatz A Zeichensatz B Zeichensatz C Ziffer Muster Ziffer Muster Ziffer Muster = weiß 1 = schwarz Startziffer Zeichensatzfolge (linke Seite) 0 AAAAAA 1 AABABB 2 AABBAB 3 AABBBA 4 ABAABB 5 ABBAAB 6 ABBBAA 7 ABABAB 8 ABABBA 9 ABBABA 18

19 Aufgabe 3.2 Zeichensätze des EAN13 Auf welche Weise hängen die Zeichensätze A, B und C zusammen? Erklären Sie warum. Zeichensatz A Zeichensatz B Zeichensatz C Ziffer Muster Ziffer Muster Ziffer Muster Start- und Stoppzeichen sind identisch. Wieso ist der EAN13 dennoch beidseitig eindeutig ablesbar? 19

20 Lösung 3.2 Zeichensätze des EAN13 Auf welche Weise hängen die Zeichensätze A, B und C zusammen? Erklären Sie warum. B und C können aus A abgeleitet werden C stellt die Invertierung von A dar Durch Spiegeln von C erhält man B Ziffer A B C Start- und Stoppzeichen sind identisch. Wieso ist der EAN13 dennoch beidseitig eindeutig ablesbar? Es gibt zwei Möglichkeiten für die Kodierung des ersten Nutzzeichens: Zeichensatz A oder C Auf der linken Seite wird das erste Zeichen immer mit A kodiert Auf der rechten Seite wird das erste Zeichen immer mit C kodiert Erstes Zeichen aus A => Lesung von links nach rechts Erstes Zeichen aus C => Lesung von rechts nach links 20

21 Aufgabe 3.3 EAN13 zum selber bauen Sie haben von der GS1-Germany GTIN-13 lizensiert und den Unternehmensbezeichner 6842 sowie Landeskennziffer 415 zugeordnet bekommen. Zeichnen Sie einen EAN13-Barcode für die Artikel-Nr Zum Üben verwenden Sie das Applet auf 21

22 Lösung 3.3 EAN13 zum selber bauen Sie haben von der GS1-Germany GTIN-13 lizensiert und den Unternehmensbezeichner 6842 sowie Landeskennziffer 415 zugeordnet bekommen. Zeichnen Sie einen EAN13-Barcode für die Artikel-Nr Zum Üben verwenden Sie das Applet auf 22

23 Denksportaufgabe EAN13 im Alltag Was fällt Ihnen auf? Welchen Barcode würden Sie zuerst scannen? Ist die Zeichenfolge P 97477& 41301K eine gültige GTIN-13? Ist dieser Code lesbar? Was ist der Grund für diese exotische Kennzeichnung? Warum hat man keine gültige GTIN-13 verwendet? 23

24 Aufgabe 4 Code 128 Eigenschaften: Mehrbreitencode (4 Breiten) Selbstüberprüfend (EDC) 11 Modulbreiten pro Symbol (Stoppzeichen 13 Module) Anzahl Module pro Symbol geradzahlig (3*schwarz, 3*weiß) Nutzdaten: 128 ASCII-Zeichen, Zifferntupel 00 bis 99 3 umschaltbare Zeichensätze Mehrfachlesung möglich Fortlaufender Code Hohe Informationsdichte Hohe Fehlertoleranz 24

25 Aufgabe 4.1 Code 128 Prüfziffer Berechnen Sie die Prüfziffer für das Wort stur, wobei w(s A ) = 103 w(s B ) = 104 w(s C ) = 105 Bildquelle: [thf+07] 25

26 Lösung 4.1 Code 128 Prüfziffer Berechnen Sie die Prüfziffer für das Wort stur, wobei w(s A ) = 103 w(s B ) = 104 w(s C ) = 105 Rechnung: p = (w(s B ) + 1*w(s) + 2*w(t) + 3*w(u) + 4*w(r)) mod 103 p = ( *84 + 3*85 + 4*82) mod 103 p = 938 mod 103 = 11 Zuordnung über den Wert, d.h. w(<?>) = 11 in Ebene B, hier w(+)=11 26

27 Aufgabe 5 Barcodes erkennen (a) (b) Abgebildet sind 1D-Codes, die alle die folgenden Nutzdaten kodieren: Um welche Barcodes es sich handelt? Anhand welcher Merkmale können Sie die verschiedenen Codes erkennen? (c) (d) 27

28 Lösung 5 Barcodes erkennen (a) Daten: Zuordnung: a) Code 2/5 Interleaved b) EAN-8 (b) c) Code 39 d) Code 2/5 Industrial Wichtige Unterscheidungsmerkmale: (c) (d) Breite der Elemente (Ein- oder Mehrbreitencode) Länge der Codes Start- und Stoppsymbole Kodierte Zeichen (falls Klarschrift vorhanden) Zeichenanzahl Nummerisch Alphanummerisch Klein- oder Großbuchstaben Sonderzeichen 28

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 29

30 Ansprechpartner Lehrstuhl für Förder- und Lagerwesen LogistikCampus Joseph-von-Fraunhofer-Str Dortmund Telefon: Fax: Prof. Dr. Michael ten Hompel Dipl.-Inform. Sascha Feldhorst Telefon: Lehrstuhl für Förder-und Lagerwesen Technische Universität Dortmund Prof. Dr. Michael ten Hompel 30