Čárový kód

příklad ručního skeneru čárového kódu

Čárový kód je prostředek pro automatizovaný sběr dat. Je tvořen černotiskem vytištěnými pruhy (v některých novějších verzích kódu mozaikou) definované šířky, umožňující přečtení pomocí technických prostředků - čteček (pro jednorozměrné kódy) či skenerů (pro jedno- i dvourozměrné kódy). Patent na čárový kód byl poprvé udělen v roce 1949. Podle způsobu, jakým se konkrétní znak kóduje do skupiny pruhů, se kódy dělí do skupin. Nejpoužívanější skupiny kódů jsou:

• Code 2/5 (poprvé použit v roce 1968)
• prokládaný 2/5 (Interleaved 2 of 5; Codabar) (1972)
• UPC (1973)
• Code 3/9 (1974)
• EAN (1976)
• Code 11 (1978)
• Code 128 (1981)
• Code 93 (1982)

V současné době je definováno přibližně 200 různých standardů čárových kódů.

[editovat] Konstrukce čárového kódu

Každý čárový kód je tvořen sekvencí čar a mezer s definovanou šířkou. Ty jsou při čtení transformovány podle své sytosti na posloupnost elektrických impulsů různé šířky a porovnávány s tabulkou přípustných kombinací. Pokud je posloupnost v tabulce nalezena, je prohlášena za odpovídající znakový řetězec. Nositelem informace je nejenom tištěná čára, ale i mezera mezi jednotlivými dílčími čarami. Krajní skupiny čar mají specifický význam - slouží jako synchronizační pro čtecí zařízení, které podle nich generuje signál Start/Stop. Technická specifikace pak vyžaduje ochranné světlé pásmo bez potisku před a za synchronizačními čarami.

[editovat] Základní prvky čárového kódu

• X - šířka modulu - jde o nejužší element kódu, tedy nejmenší přípustnou šířku čáry či mezery
• R - světlé pásmo - doporučeno minimálně desetinásobek šířky modulu, nejméně však 2,5 mm
• H - výška kódu - udává svislý rozměr pásu kódu, doporučeno je minimálně 10 % délky pásu pro ruční čtení, pro čtení skenerem se doporučuje 20 % délky pásu, minimálně však 20 mm, pro kód EAN je doporučeno 75 % délky pásu.
• L - délka kódu - obsazená délka pásu od první značky Start po poslední značku Stop, ale bez světlého pásma
• C - kontrast - je poměr rozdílu jasu odrazu pozadí a odrazu čáry k jasu odrazu pozadí a pro uspokojivě čitelný kód by měl přesahovat 0,7.

[editovat] Popis některých čárových kódů

[editovat] Kódy typu 2 z 5 (2/5)

Skupina kódů 2/5 patří historicky k nejstarším - kód Industrial 2/5 byl vyvinut firmou Identicon Corp. již v roce 1968. Kód je tvořen znakem Start, znaky 0 až 9 a znakem Stop, je tedy schopen kódovat pouze numerické informace. Kód je proměnné délky a každý jeho dílčí znak je tvořen pěticí čar, z nichž tři jsou úzké a dva široké. Mezery v tomto kódu nenesou žádnou informaci. Poměr šířky širokého a úzkého elementu je roven 3:1, šířku mezery je doporučeno použít rovnou šířce modulu X. Kód má velmi široké toleranční pásmo, je tedy vhodný i pro nekvalitní tisk, podklad, špatně přijímající barvu a ztížené podmínky čtení. Nevýhodou je značná délka. Ukázka kódování je v tabulce - 0 odpovídá úzkému, 1 širokému elementu.

Kód zvaný Interleaved 2 of 5 (prokládaný 2/5) zakódovává data i do mezer a tím využívá větší prostor čárového kódu pro přenos dat.

[editovat] Kódy typu EAN

Zkratka EAN znamená European Article Number. Nejčastější EAN kód a pravděpodobně nejčastější čárový kód vůbec je EAN-13, který byl definován standartizační organizací GS1.

Kódy EAN-13 jsou používány po celém světě k označování jednotlivých druhů 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 nebo způsob užití daného zboží. Méně jsou používány kódy EAN-8, které jsou vyhrazeny a používány pro menší položky, na které je problém umístit 13místný kód, jako třeba cukrovinky.

V EAN-13 jednotlivé symboly kódují 13 čísel, které jsou rozděleny do čtyřech částí:

• Systémová číslice, první dvě nebo tři číslice, obvykle identifikují zemi, kde je zaregistrovaný výrobce (nemusí označovat zemi původu výrobku). V případě, že EAN-13 vznikl konverzí z ISBN nebo ISSN kódu, systémový kód je 978 nebo 979 v případě ISBN nebo 977 v případě ISSN.
• Kód výrobce, skládající se ze čtyř nebo pěti číslic v závislosti na systémovém kódu.
• Kód výrobku, skládající se z pěti číslic
• Kontrolní číslice. Je dopočítána pomocí funkce modulo 10 (jedná se tedy o tzv. samodetekující kód).
  • Postup výpočtu (kód 8594026341404):
    • Sečtu čísla na lichých pozicích (8+9+0+6+4+4=31)
    • Přičtu součet čísel na sudých pozicích vynásobený třemi ((5+4+2+3+1+0)*3=45)
    • Výsledek zaokrouhlím na celé desítkové číslo a odečtu od něj. Tím získám kontrolní číslici (45+31=76; 80-76=4)

Stejným způsobem se kontrolní číslice vypočítavá i pro EAN/UCC8, EAN/UCC14 nebo pro číslo SSCC (v němčině NVE).

[editovat] Kódy zemí

Podrobnější informace naleznete v článku GS1 kódy zemí.

První tři číslice označují zemi, ve které je zaregistrován výrobce produktu. Občas se používají EAN kódy začínající číslicí 0, v tomto případě to je jen rozšířený UPC kód. Většina skenerů a pokladen dokáže číst a používat oba druhy kódu, ale hodně výrobců v USA stále používá jen UPC kód.

[editovat] Kódování

K zakódování se číslice nejprve rozdělí na tři skupiny:

• První číslice
• První (levá) skupina po 6 číslicích
• Druhá (pravá) skupina po 6 číslicích

Pro zakódování posledních 12 číslic existují tři schémata – levý s lichou paritou, levý se sudou paritou a pravý. Každé schéma pro každou číslici definuje permutaci dvou čar a dvou mezer, tlustých až čtyři X (viz výše) z celkových sedmi. První číslice nemá ekvivalent v sekvenci čar čárového kódu, ale určuje, která z číslic v levé části bude zakódována schématem s kterou paritou. Pro číslice v pravé skupině je použito pravé schéma vždy. Schéma pro levou skupinu s lichou paritou se shoduje se starším kódováním UPC-A a je dáno, že pro nulu coby první číslici kódu budou všechny číslice levé skupiny zakódovány podle tohoto schématu (což simuluje zpětnou kompatibilitu s čárovým kódem UPC, viz výše).

[editovat] Codabar

Codabar je další z jednorozměrných čárových kódů. Umí zakódovat 10 číslic, 4 písmena (A-D) a znaky - + . : / a $ do sekvence tří mezer mezi čtyřmi čarami různých šíří na každý znak, přičemž kód by měl začínat a končit znakem. Obecně může mít různě definované šířky, verze Rationalized Codabar však definuje pouze dvě: úzká a široká. Mezera mezi znaky nenese žádnou informaci a může mít různou šířku. Codabar nemá žádný kontrolní mechanismus (kontrolní součet apod.).

Používá se většinou pro vnitřní potřeby v oblasti služeb (krevní banky, některé knihovny nebo například označování zásilek obsahující vyvolané fotografie).

Byl vyvinut v roce 1972 firmou Pitney Bowes Corp. Některé jeho verze se nazývají Codeabar, Ames Code, NW-7, Monarch, Code 2 of 7, Rationalized Codabar, ANSI/AIM BC3-1995 či USD-4.

[editovat] Code 128

Jednorozměrný kód, název napovídá, že je schopný zakódovat 128 znaků (spodní polovinu ASCII) - jako jeden z mála u znaků umí rozlišovat a zachovat velikost písmen v kódu. Má tři znakové sady (A, B a C), která se jedním ze speciálních znaků na začátku kódu nastaví a mezi nimiž je možno v průběhu kódu přepínat.

První znaková sada obsahuje mimo jiné spodních 32 tzv. řídicích znaků ASCII, druhá ASCII znaky s kódy 32 až 128, třetí umí pojmout dvojciferná čísla od 00 do 99. Poslední znaky (některé z nich stejné pro všechny sady) mají většinou speciální význam.

Každý znak Code 128 se skládá ze tří čar a tří mezer definované šíře, která je 1 až čtyřnásobek atomární šířky (X). Kód každého znaku má délku 11 X, s výjimkou posledního znaku (stop bits), který je dlouhý 13 X. Předposlední znak je kontrolní součet daný součtem násobků jednotlivých kódů (nikoli ASCII ale počítáno od 0) vynásobených jejich pozicí, to celé modulo 103. To snižuje pravděpodobnost výskytu chyby na 1 : 5 000 000. 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.

Code 128 se používá v logistice nebo například k označování patentů. Byl vyvinut v roce 1980 firmou Computer Identics (součást Robotic Vision Systems, Inc.)

[editovat] QR Code

QR Code je příklad dvojrozměrného kódu, zapisovaného do čtverce. Ten musí mít ve třech vrcholech poziční značky ve formě soustředných čtyřúhelníků, ve čtvrtém vrcholu značku ve tvaru menšího čtyřúhelníku a ve spojicích mezi těmito hraničními čtyřúhelníky úsečky tvořené střídavě bodem a mezerou. U menší verze micro QR některé tyto prvky chybí a je schopna zaznamenat menší objem dat. QR Code velmi výhodně kóduje japonská (a obecně některá asijská) znaková písma, proto je v těchto zemích oblíbený. Má vyspělý mechanizmus kontroly chyb, který dokáže obnovit 7 až 30 % dat. Patent pro QR Code patří společnosti Denso Ware Inc., nicméně patentová práva nejsou vykonávána.^[1] Společnost také v mnoha zemích vlastní obchodní známku „QR Code“.^[2] Specifikace QR Code je od června 2000 standardem ISO 18004. Standard byl upraven v roce 2006.^[3] QR Code má 40 tzv. verzí, které jsou určeny velikostí samotného kódu v bodech. Kód nejmenší verze 1 má velikost 21×21 bodů. Každá následující verze je 4 body širší a vyšší. Poslední (verze 40) má tedy velikost 177×177 bodů. QR code verze v, o délce strany n = 17 + 4·v může data zaznamenat do n²–193–2·(n–16) bodů.

[editovat] Data Matrix

Další dvojrozměrný čárový kód, který umí zakódovat celou ASCII tabulku znaků. Je čtvercový s velikostmi od 8×8 po 144×144 bodů. Pro větší vstupní data se dělí na menší části, z nichž každý obsahuje tzv. „tichou zónu“ (levý a dolní černý okraj), která nenese žádné informace. Data Matrix obsahuje algoritmy korekce chyb (Reed-Solomon). Užívá se v některých průmyslových úsecích (např. jsou jimi označována sériová čísla některých počítačových komponent). Data Matrix byl vyvinut společností RVSI/Acuity SyMatrix (nyní pod Siemens) v říjnu 2005. Na rozdíl od QR Code je zcela public domain.

[editovat] Kruhový kód

Kruhový (cirular) kód není další standard, ale způsob zobrazení prakticky libovolného jednorozměrného kódu nikoli jako sled čar ale spojení těchto čar do soustředných kružnic. Výhodou je to, že poloha čtečky kódů vůči kódu může být libovolná; nevýhodou je větší nárok na místo pro záznam kódu.

[editovat] Související články

• GS1
• ISBN
• ISSN
• RFID

[editovat] Externí články

Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu

Čárový kód

anglicky

• The Barcode FAQ — často kladené otázky o čárových kódech
• Barcode Symbology — Ukázky jednotlivých kódů
• EAN-13 Encoding — Jak to vlastně pracuje?
• BarCode Writer — generátor čárových kódů podle zadaných parametrů

česky

• Budoucnost a současnost „čárových“ kódů pro mobily, Daniel Dočekal – 31. 7. 2008

[editovat] Reference

1. ↑ QR Code Standardization [online]. [Cit. 2008-05-06]. „…patent right owned by Denso Wave is not exercised.“. Dostupné online. (anglicky)
2. ↑ QR Code [online]. [Cit. 2008-05-06]. „QR Code ® is registered trademarks of DENSO WAVE INCORPORATED in JAPAN and other countries.“. Dostupné online. (anglicky)
3. ↑ ISO/IEC 18004:2006 [online]. [Cit. 2008-05-06]. Dostupné online. (anglicky)