Le Dispense di AIM italia
Una introduzione alla tecnologia dei
codici a barre
A cura di AIM Italia
per
La tecnologia dei codici a barre
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AIM Italia e Franco Musiari
pag. 2
La tecnologia dei codici a barre
AIM ITALIA ..................................................................................................................... 6
CHE COS’È UN SISTEMA PER L’IDENTIFICAZIONE AUTOMATICA? ..................................... 6
LA CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI PER AIDC.................................................................. 8
I CODICI A BARRE ...................................................................................................... 10
COSA È UN “CODICE A BARRE” ? ................................................................................... 11
LE SIMBOLOGIE DEI CODICI A BARRE ............................................................................. 13
CODICI A BARRE LINEARI (1D)...................................................................................... 13
Gli standard più diffusi ............................................................................................. 15
Codice 39 (anche Alfa 39 o codice 3 di 9) ................................................................ 15
Codice 32 (Farmacode) ............................................................................................ 16
Codice 128 ................................................................................................................ 17
Interleaved 2 di 5 (ITF)............................................................................................. 17
UPC-A e UPC-E ....................................................................................................... 18
EAN 13 e EAN-8 ....................................................................................................... 18
Monarch codabar ..................................................................................................... 19
RSS ovvero Reduced Space Symbology..................................................................... 20
UCC/EAN-128 .......................................................................................................... 21
CODICI A BARRE BI-DIMENSIONALI (2D) ...................................................................... 22
Simbologia Multi-Riga.............................................................................................. 22
PDF 417 (Portable Data File).................................................................................. 23
Simbologia a Matrice................................................................................................ 25
CODICI A BARRE IBRIDI (O COMPOSTI) .......................................................................... 26
CC-A; CC-B; CC-C .................................................................................................. 27
LA STAMPA DEI CODICI A BARRE.......................................................................... 30
LE TECNOLOGIE DISPONIBILI ......................................................................................... 30
Stampanti ad Impatto a Matrice di Punti.................................................................. 30
A Getto di Inchiostro................................................................................................. 31
Le Stampanti Laser ................................................................................................... 32
Termico Diretto......................................................................................................... 34
Trasferimento Termico.............................................................................................. 35
RISOLUZIONE E LARGHEZZA DI STAMPA ....................................................................... 36
IL SOFTWARE PER LA STAMPA ....................................................................................... 37
STAMPA “IN-LOCO” O “ESTERNA”.................................................................................. 38
LA VERIFICA DELLA QUALITÀ DEI BARCODE ................................................................. 40
ALCUNE INDICAZIONI PER UNA CORRETTA LEGGIBILITÀ DEL CODICE ............................ 41
LA RACCOLTA DEI DATI (DATA CAPTURE) ....................................................... 44
COME LEGGERE I CODICI A BARRE ................................................................................. 44
Tecnologia Laser ...................................................................................................... 44
La tecnologia CCD ................................................................................................... 46
Comparazione tra le due tecnologie ......................................................................... 47
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LE CATEGORIE IN BASE ALL’UTILIZZO ........................................................................... 48
Lettori a contatto ...................................................................................................... 49
Lettori brandeggiabili o impugnabili, (Hand-held) .................................................. 49
Lettori fissi o a mani libere, (Free-hands o Fixed Mount)........................................ 50
Lettori indossabili, (Wearable) ................................................................................. 50
Lettori OEM, (Scan Engine o OEM Engine)............................................................. 53
Lettori Industriali...................................................................................................... 53
Sistemi Integrati o Terminali .................................................................................... 57
I SISTEMI PER LA RACCOLTA DATI: TIPOLOGIE FUNZIONALI ........................................... 57
Interattivi .................................................................................................................. 58
Sistemi Batch............................................................................................................. 59
Sistemi ibridi ............................................................................................................. 60
FAQ – LE DOMANDE PIÙ FREQUENTI. ................................................................. 62
APPENDICE A - LA STRUTTURA DEL CODICE PDF417 .................................... 64
APPENDICE B - STANDARD ISO .............................................................................. 69
APPENDICE C - CODE 128 ......................................................................................... 70
APPENDICE D - SITI CON NOTIZIE ........................................................................ 74
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AIM Italia
AIM Italia è l’associazione che raccoglie i principali fornitori di
sistemi per l’Identificazione Automatica e Raccolta Dati normalmente nota come AIDC (Automatic Identification & Data
Capture) – e si pone come obiettivo la diffusione delle tecnologie
relative e, soprattutto, dei vantaggi che ne derivano, oltre ad essere
un tavolo presso cui gli associati si scambiano pareri, impressioni e
si pongono obiettivi comuni.
AIM Italia è l’estensione italiana di AIM Global, l’associazione
internazionale che persegue gli stessi obiettivi a livello mondiale e
che aggiunge a questi il contatto proattivo con tutti gli organismi
internazionali che si preoccupano della standardizzazione degli
aspetti operativi dell’identificazione automatica portando a questi
organi decisionali il parere rappresentato dall’esperienza di migliaia
di associati.
La serie “Le Dispense di AIM” si prefigge quindi, come primo
obiettivo, di svolgere la missione base dell’associazione: creare
cultura sulle diverse tecnologie del settore cercando di dare le basi
conoscitive a chi fosse interessato a fare un primo passo verso
questo settore.
Nelle pagine seguenti si vuole quindi dare una panoramica delle
diverse tecnologie che sono coinvolte nell’identificazione
automatica per consentire una prima valutazione delle potenzialità
che queste possono offrire nella soluzione di migliaia di
problematiche che giornalmente si affrontano.
Che cos’è un sistema per l’identificazione automatica?
“Identificare” vuol dire assegnare un’identità univoca ad una
persona o riconoscere e distinguere una cosa all’interno di un
universo di oggetti equivalenti e simili ma non uguali.
“Automatico” è qualcosa che avviene senza l’intervento umano ma
grazie all’intervento di apparecchiature opportunamente
programmate.
Quindi un qualsiasi sistema che sia utilizzabile per l'identificazione
e/o la raccolta di dati realizzata in maniera automatica, sicura ed
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affidabile senza l’intervento manuale di un operatore e
normalmente, ma non necessariamente, collegato ad un sistema
informativo più ampio può essere considerato parte dell’AIDC.
Un sistema per l’identificazione automatica è normalmente
costituito da tre elementi che non necessariamente devono essere
presenti contemporaneamente:
il soggetto che deve essere identificato e che è portatore, attivo
o passivo, delle informazioni che ne consentano
l’identificazione;
l’unità di rilevazione in grado di riconoscere ed acquisire le
informazioni trasportate dal soggetto e di agire sulla base delle
stesse secondo una procedura ben definita;
il sistema per trasferire le informazioni al portatore in modo tale
che possano poi essere riconosciute dall’unità di rilevazione.
Quest’ultima parte del sistema diventa non necessaria quando il
soggetto sia portatore naturale delle informazioni necessarie alla
sua stessa identificazione, si pensi, per esempio, alle impronte
digitali.
Un altro esempio che incontriamo ogni volta che andiamo al
supermercato: il pacchetto di pasta che preleviamo dallo scaffale –
il soggetto (detto anche carrier ovvero “portatore”) – porta stampato
un codice a barre che contiene le informazioni necessarie alla sua
identificazione. Alle casse uno scanner rileva le informazioni
contenute nel codice a barre e le trasmette al sistema che sarà in
grado, accedendo ad un opportuno data base, di risalire al prezzo
che verrà quindi stampato sullo scontrino. A monte di tutto il
processo il produttore del pacchetto di pasta aveva stampato il
codice a barre secondo delle specifiche ben precise che lo
rendessero leggibile dallo scanner ed interpretabile dal sistema di
elaborazione a monte.
Ma l’informazione che il pacchetto è transitato in uscita dalle casse
viene anche essere utilizzata dal sistema per scaricare
automaticamente il magazzino ed avere quindi, in tempo reale, la
dimensione delle scorte senza che gli operatori debbano
provvedere ad alcuna una ispezione.
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La tecnologia dei codici a barre
La sola operazione della cassiera è stata quella di fare passare il
pacchetto di pasta davanti allo scanner – l’unità di lettura e
rilevazione - mentre tutte le altre operazioni sono avvenute in modo
totalmente automatico.
Gli stessi codici a barre sono utili all’arrivo dei prodotti all’ingresso
del magazzino: la lettura automatica, che può essere compiuta con
lettori (scanner) portatili, consente di trasferire al sistema
informativo la quantità di ogni singolo prodotto che sta per essere
immesso.
I vantaggi possono essere molteplici e tra i più evidenti ed
importanti immediatamente individuabili:
riduzione drastica degli errori, ottenuta dall’eliminazione
dell’intervento manuale, in tutta la catena (casse, contabilità,
magazzino,...)
riduzione dei costi del personale e di gestione per la maggiore
velocità delle operazioni stesse (casse, contabilità, magazzino,
scorte, ....).
La Classificazione dei Sistemi per AIDC
L’esempio dei codici a barre appena richiamato è sicuramente
quello più familiare ma non è il solo.
La stessa parola “identificazione” fa pensare al riconoscimento
dell’identità personale sulla base delle caratteristiche che ogni
individuo porta con sé come possono essere le impronte digitali od i
caratteri somatici del viso od i colori dell’iride dell’occhio. Si entra in
questo caso nel “riconoscimento biometrico”, legato cioè ai
parametri biologici degli individui, che è un settore emergente
dell’identificazione automatica.
Insieme a questa sotto il cappello AIDC sono raccolte diverse altre
tecnologie1:
Codici a Barre,
Schede (Card o Smart Card),
1
Ci scusiamo per la frammistione di italiano ed inglese dovuta al fatto che molte
delle sigle e/o acronimi utilizzati nel settore sono di pretta derivazione inglese ed
è inevitabile darne spiegazione nella lingua di origine.
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La tecnologia dei codici a barre
Sorveglianza Elettronica degli Oggetti – EAS (Electronic Article
Surveillance),
Trasmissione Dati,
Identificazione a Radio Frequenza - RFID (Radio Frequency
Identification),
Sistemi di localizzazione in tempo reale - RTLS (Real Time
Locating System)
Tecnologie emergenti (biometria)
Nel presente volumetto si vuole dare una panoramica generale
della tecnologia dei codici a barre. Altre dispense di AIM sono
pianificate per:
- l’identificazione a radio frequenza o RFID, e
- l’identificazione biometrica.
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I Codici a Barre
Più di 5 miliardi di codici a barre vengono letti ogni giorno a livello
mondiale ed il loro numero è destinato ad aumentare ancora per la
rapida introduzione in molti settori delle attività umane.
Il brevetto applicativo registrato a nome di Norman Joseph
Woodland e Bernard Silver fu emesso il 7 Ottobre 1952 con il
numero 2,612,994 del registro americano. La prima applicazione
concreta avvenne in un supermercato della cittadina di Troy
nell’Ohio solamente nel Giugno del 1974, ventidue anni dopo il
brevetto. Il sistema di scansione era stato prodotto dalla NCR
(National Cash Register) ed il primo prodotto a passare alla lettura
è stato un pacchetto di gomma americana della Wrigley’s oggi
conservato allo Smithsonian Institution's National Museum of
American History. (difficile immaginare sia proprio quel pacchetto
di gomme …. Ma conosciamo molto bene l’amore degli americani
per queste cose!).
Da allora la tecnologia dei codici a barre è entrata nella nostra vita
quotidiana grazie alla sua adozione sempre più ampia per i
riconosciuti vantaggi che porta.
La diffusione che ha goduto e che sta tuttora godendo sono legati a
due aspetti fondamentali:
- la standardizzazione delle simbologie a livello mondiale, ed
- il costante miglioramento, insieme alla riduzione dei costi, delle
apparecchiature elettroniche che ne supportano l’applicazione
Fin dalla loro introduzione nei primi anni 70 i barcode2 hanno
aiutato ad accelerare il flusso dei prodotti e delle informazioni in
tutte le aree di business. Il miglioramento apportato dall’adozione
di questa tecnologia, rispetto alla gestione manuale delle
informazioni è stato ed è tuttora un elemento fondamentale nella
2
Lungo il testo “barcode” e “codice a barre” sono utilizzate in modo
intercambiabile.
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La tecnologia dei codici a barre
conduzione dei rapporti commerciali di qualsiasi natura sia nel
business-to-business (B2B) che nel business-to-consumer (B2C).
Cosa è un “Codice a Barre” ?
Un codice a barre è un modo diverso di codificare lettere e numeri
in una sequenza di barre e spazi verticali che possono così essere
letti da sistemi automatici e trasferiti (trasmessi) a sistemi di
elaborazione in modo veloce ed accurato.
Ogni tipo di informazione può essere codificata e stampata in forma
di codice a barre: numeri d’ordine, numeri di lotto, codici prodotto,
nomi, cognomi ed indirizzi e quant’altro.
E la scansione, cioè la lettura, di un codice a barre fa partire lo
stesso tipo di azione che farebbe l’introduzione delle stesse
informazioni attraverso la tastiera di un terminale di computer.
Gli aspetti positivi normalmente riconosciuti ai codici a barre si
possono riassumere nei seguenti punti:
tecnologia ottica a sola lettura ormai ben assestata,
costi estremamente limitati con etichette ottenibili con diverse
tecnologie,
varie simbologie, codificate da enti internazionali, e sviluppate a
supporto di applicazioni specifiche ,
simbologie adattabili alle esigenze di protezione dagli errori in
lettura,
ampia scelta di tecnologie per la stampa su supporti adattabili a
specifiche esigenze ambientali,
leggibilità a vista con possibilità di lettura a distanze diverse: dal
contatto diretto fino ad alcuni metri dipendendo dal sistema e
dalle dimensioni dei simboli,
vastissima gamma di software per la formazione dei simboli, di
hardware per la stampa, di prodotti per l’etichettatura, di
apparecchiature di lettura (portatili e fisse) e di strumenti per la
verifica.
Ma vediamo di chiarire con qualche dettaglio le caratteristiche più
importanti appena richiamate:
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tecnologia ottica: la lettura avviene per via ottica (vedere il
capitolo “Scanner”);
a sola lettura: poiché una volta che il codice è stato stampato è
non più modificabile, e quindi può essere unicamente letto (e
non più riscritto e modificato) Questa caratteristica viene
spesso definita con l’acronimo WORM dall’inglese Write Once
Read Many.
costi estremamente limitati o, in alcuni casi, nulli. Se ripensiamo
al pacchetto di pasta il codice a barre viene stampato sulla
confezione nello stesso processo di stampa di tutto il resto della
confezione.
etichette di diverse tecnologie: dalla carta alla plastica, dalla
stoffa al metallo. Il supporto fisico su cui può venire impresso il
codice a barre può essere il più vario e la scelta dipende dalle
caratteristiche finali che si vogliono conferire al prodotto .
diverse simbologie: come vedremo nel paragrafo seguente
esistono diverse simbologie di codifica adatte a diversi mondi
applicativi.
protezione agli errori: durante la manipolazione dell’oggetto a
cui il codice a barre è collegato può avvenire che il codice venga
danneggiato. A questo scopo durante la generazione del codice
stesso insieme alle informazioni vengono anche inseriti dei
caratteri aggiuntivi detti di controllo (check character o
checksum) che consentono di rilevare se la lettura è coerente e,
in alcuni casi, se il danno è limitato, rendono il lettore in grado di
correggere l’errore.
Ai diversi vantaggi offerti si contrappongono alcuni piccoli nei
funzionali:
la quantità di informazioni codificabile è solitamente limitata a
poche decine di caratteri nei codici lineari e fino a 2.000-2.500
caratteri nei codici a matrice;
la tecnologia, come detto, è a “sola lettura” (Read Only);
essendo la lettura dei codici a barre effettuata con sistemi ottici,
tra l’unità di lettura ed il supporto del codice non devono esistere
ostacoli.
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Le simbologie dei codici a barre
Esistono diverse simbologie di codici a barre ovvero linguaggi.
Ogni simbologia ha le proprie regole per la codifica dei caratteri
(vale a dire lettere, numeri, punteggiatura), per la stampa e per le
necessità di decodifica, verifica degli errori ed altre caratteristiche.
Le diverse simbologie differiscono sia nel modo con cui
rappresentano i dati sia nel tipo di dati che possono codificare:
alcune possono codificare solo numeri altre numeri, lettere e
punteggiatura altre ancora possono gestire tutto l’insieme dei 256
caratteri della codifica ASCII.
Le simbologie più moderne
consentono, attraverso informazioni ridondanti, opportunamente
inserite, di ricostruire i dati anche in presenza di simboli
danneggiati.
All’ultima conta c’erano circa 225 simbologie note anche se solo
una decina di queste sono correntemente in uso.
La loro classificazione:
a) codici a barre di tipo lineare;
b) codici bidimensionali
b1) a riga multipla;
b2) a matrice;
c) codici ibridi ottenuti come combinazione dei precedenti.
Codici a Barre Lineari (1D)
Denominati anche 1D (da uniDimensionali) sono il formato più
diffuso e familiare: una serie di barre verticali di ampiezza variabile
intervallati da spazi bianchi.(vedi figura 1) Lungo gli anni sono state
sviluppate più di 100 simbologie ma le più comuni sono: Code 39,
sviluppato dall’industria dell’auto, l’U.P.C. (Universal Product Code)
utilizzato dalla Grande Distribuzione fin dal 1973; il Codebar, usato
inizialmente nelle banche del sangue, l’ITF (Interleaved 2 of 5) e il
Code 128.
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La tecnologia dei codici a barre
Figura 1 Struttura tipica di un
codice a barre lineare
Dipendendo dalla simbologia utilizzata i codici a barre possono
codificare solo dati numerici (per esempio U.P.C. e ITF), o tutto o
parte dell’insieme di caratteri del codice ASCII (per esempio Code
39 e 128).
La codifica avviene modulando lo spessore delle barre e degli spazi
bianchi.
L’ampiezza della barra o dello spazio più sottile viene definito la
dimensione X – normalmente misurata in mils3 (millesimi di pollice).
Questo parametro è la base per il dimensionamento di tutte le barre
e degli spazi e, in ultima analisi, della dimensione totale del codice.
Più grande il valore di X e più facilmente il lettore sarà in grado di
acquisirlo, ma più alto è il valore di X e maggiore sarà il costo
dell’etichetta che si fa necessariamente più lunga.
Normalmente i codici a barre lineari sono divisi in diversi campi –
vedi figura 1 - per consentirne la lettura e la corretta decodifica:
Un’area bianca all’inizio e una alla fine, definite “quiet zone”, che
devono essere almeno 10 volte la dimensione X;
Un carattere iniziale di start, insieme ad un carattere di stop a
chiusura, che consentono al lettore di decodificare il simbolo
nella direzione corretta;
La sequenza dei dati vera e propria che contiene l’effettivo set di
informazioni;
Uno o più caratteri di controllo – check character – determinati
in funzione di tutti i caratteri della sequenza e calcolati con
3
1 mil = 0,0254 mm
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La tecnologia dei codici a barre
algoritmi ben precisi. Questi caratteri consentono una verifica
della validità della conversione e che il codice a barre stesso
non sia stato danneggiato prima della sua lettura.
In genere sotto il codice a barre sono anche presenti dei
caratteri leggibili dall’operatore umano per permettere una
decodifica manuale in assenza di lettori automatici o di ridotta
leggibilità del codice a barre stesso.
Gli standard più diffusi
La standardizzazione è stata, e continua ad essere, essenziale per
la crescita fenomenale e l'ampia diffusione della tecnologia del
codice a barre. Gli standard si applicano alla stampa, alla
scansione, ed alla verifica dei codici a barre. AIM, che come
organizzazione si è fin dall’inizio impegnata nella loro definizione,
ha pubblicato le specifiche standard per diverse delle simbologie
correntemente in uso nell’industria dell’AIDC.
Inoltre l’UCC
(Universal Code Council) e l’EAN (European Article Numbering)
hanno pubblicato le specifiche per le simbologie EAN/UPC.
Queste specifiche disponibili pubblicamente consentono ai fornitori
di sistemi AIDC di produrre etichette, stampanti, scanner, unità di
verifica/controllo ed interi sistemi integrati che possono interagire
tra loro in un ambiente totalmente aperto. La standardizzazione dei
formati delle etichette per i codici a barre sotto l’egida di ANSI
(American National Standard Institute), di CEN e ISO/IEC hanno
consentito di ottenere grosse efficienze lungo tutta la filiera della
fornitura: dalla produzione all’immagazzinamento, alla distribuzione.
Nel seguito si presentano rapidamente alcuni dei codici a barre più
diffusi; quanto riportato non rappresenta che una piccola parte delle
specifiche dei diversi codici presentati e sono solo una base per
una valutazione di massima.
Codice 39 (anche Alfa 39 o codice 3 di 9)
Deriva il suo nome dalla struttura: ogni carattere è formato da 9
elementi (barre o spazi), di cui 3 larghi (e 6 stretti) sul totale di 9.
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La tecnologia dei codici a barre
Ideato da Intermec nel 1966 è il codice da anni più utilizzato per
l'automazione dei processi nel settore industriale.
Ha lunghezza variabile e può codificare caratteri alfanumerici (solo
maiuscoli) ed alcuni caratteri speciali, non richiede di norma
caratteri di controllo perché ha una struttura di codifica che offre
una notevole sicurezza contro gli errori di lettura. E’ stato scelto da
altri organismi internazionali per sviluppare nuovi standard (Odette,
Logmars, ecc).
Il rapporto tra barra larga e stretta può essere scelto da 2,2 a 3.
Del codice 39 sono inoltre state create alcune varianti a livello
nazionale, per utilizzi specifici, come il codice farmaceutico italiano.
Codice 32 (Farmacode)
È il codice a barre utilizzato in Italia sulle confezioni dei prodotti
medicinali.
La rappresentazione a barre è un normale codice 39 a 6 caratteri,
mentre la sottostante traduzione in chiaro, ottenuta con una
conversione in base 32, risulta in un codice numerico a 9 caratteri.
Questo consente la coerenza con i codici del prontuario
farmaceutico, con il vantaggio di occupare meno spazio sulla
confezione del prodotto. L'assegnazione del codice ai produttori dei
medicinali è controllata dal ministero della Sanità.
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La tecnologia dei codici a barre
Codice 128
L'utilizzo pratico di questo codice si sta affermando sempre più nel
campo industriale. Una versione particolare è il codice EAN 128,
utilizzato sugli imballi dei prodotti di largo consumo per codificare
informazioni utili all'azienda per l'automazione e il controllo del
processo produttivo (per esempio il lotto e la data di produzione).
Interleaved 2 di 5 (ITF)
Per la capacità di codificare la stessa quantità di caratteri in uno
spazio più ridotto, è l'alternativa più frequente al codice 39 per le
applicazioni nell'industria. Per contro, può però codificare solo
caratteri numerici.
Ogni carattere è formato da 5 elementi di cui 2 larghi; nelle barre
sono codificati i caratteri in posizione dispari nel codice, mentre gli
spazi intercalati (interleaved) alla barre sono utilizzati per la codifica
dei caratteri in posizione pari.
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La tecnologia dei codici a barre
Con il codice 2 su 5 Interleaved è sempre raccomandato l'uso di un
carattere di controllo!
Con la denominazione ITF 14 questo codice viene utilizzato quale
standard europeo per la codifica all'origine degli imballi (confezioni
multiple) dei prodotti di largo consumo.
UPC-A e UPC-E
L’Universal Prode Code (UPC) è stata la prima simbologia adottata
dalle catene distributive di generi alimentari americane e la sua
data di nascita è normalmente riconosciuta nel 3 Aprile 1973.
Esistono oggi cinque versione dei codici UPC ma quelle definite
UPC-A ed UPC-E sono le più diffuse.
Nella versione -A si ha la codifica di 11 caratteri più un carattere di
controllo che porta il totale a 12 ma questa è l’unica differenza
rispetto all’europeo EAN-13.
L’UPC-E è una codifica derivata dal primo dove con algoritmi
particolari si riescono a sopprimere gli “0” riducendo la dimensione
del codice totale.
Entro il 2005 tutti i negozi di Stati Uniti e Canada dovranno essere
equipaggiati con lettori in grado di operare con le codifiche
EAN/UCC nelle varie versioni rendendo questi ultimi di fatto
standard universali destinati a sostituire i vecchi codici UPC.
EAN 13 e EAN-8
E’ il codice più utilizzato nella Grande Distribuzione Organizzata
(GDO) per la codifica dei prodotti “a peso fisso” siano essi “food”
che “non-food”. E’ un codice esclusivamente numerico a lunghezza
fissa e le due versioni si differenziano per il numero di caratteri
codificabili: 13 per il primo ed 8 per il secondo.
Dato per esempio il codice 80 12345 67890 7 i diversi gruppi di
cifre hanno la seguente interpretazione:
80 – codice nazione (Italia ha assegnati i codici da 80 a 83);
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La tecnologia dei codici a barre
1234567 – codice produttore (viene assegnato da Indicod4);
identifica il proprietario del marchio;
890 – codice prodotto (definito dal produttore); può identificare
fino a 1000 prodotti;
7 – carattere di controllo, calcolato automaticamente dal
generatore del codice.
Il codice EAN può essere dotato di un "postambolo" a 2 o 5
caratteri; viene così utilizzato per la codifica su libri (ISBN =
International Standard Book Numbering) e su periodici, per
agevolare il controllo dei resi invenduti.
Monarch codabar
Per le sue caratteristiche di elevatissima sicurezza contro il pericolo
di errori di lettura, questo codice viene tipicamente utilizzato nel
settore medico-sanitario, per l'identificazione e l'associazione al
paziente di provette, referti di analisi e sacche di sangue.
Trova inoltre utilizzi nel settore fotografico, sulle buste consegnate
ai/dai laboratori di sviluppo, sui rullini foto/diapo ecc. È un codice
numerico, corredato però di caratteri start/stop alfanumerici.
4
Indicod [www.indicod.it] rappresenta in Italia lo European Article Numbering
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La tecnologia dei codici a barre
La tavola seguente fa il sommario delle caratteristiche generali delle
diverse simbologie lineari fin qui brevemente analizzate:
Tabella 1 Sommario caratteristiche dei principali codici lineari
Lungh.
Code 39
Code 128
ITF (I 2 di 5)
UPC-A
UPC-E
EAN-13
EAN-8
Ext.39
Codabar
qual.si
“
“
12
8
13
8
Qual.si
“
Checksum
Caratteri**
*
NR
N,M,P
AUTO
N,M,m,P,C
RACC.
N
AUTO
N
“
N
“
N
“
N
NR
N,M,m,P,C
“
N,P
Note
Il più comune
Migliore come set di caratteri
Codice numerico più denso
Standard americano per la GDO
Il più compatto
Std internazionale per la GDO
Versione ridotta dell’EAN-13
Code 39 esteso
Richiede caratteri di start/stop
* AUTO = automatica necessaria; NR = non richiesta; RACC.= raccomandata
** N = numeri (0-9); M = Maiuscole (A-Z); m = minuscole (a-z); P = punteggiatura; C
= Caratteri di Controllo
RSS ovvero Reduced Space Symbology
La necessità di riportare i barcode anche su oggetti estremamente
piccoli – confezioni di medicinali, singoli prodotti alimentari, ecc.. ha dato l’impulso allo sviluppo di questa nuova famiglia. Nel 1966
l’UCC ne ha iniziato la definizione terminata con la pubblicazione
degli standard relativi da parte di AIM International nell’Ottobre del
1999. Rimandiamo ai riferimenti per una più completa
documentazione.
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La tecnologia dei codici a barre
UCC/EAN-128
In realtà questo standard non fa riferimento alla codifica tipica dei
barcode per come l’abbiamo vista fino a questo punto poiché
utilizza la stessa simbologia grafica del Code 128 ma è sicuramente
utile capirne la costruzione concettuale per la portata interpretativa
che sta a valle.
L’UCC/EAN-128 è stato sviluppato per fornire un formato ed uno
standard mondiale per lo scambio di informazioni (particolarmente,
ma non solo, nel settore dei trasporti). Mentre altri barcode
semplicemente codificano i dati senza curarsi di quello che questi
rappresentano l’UCC/EAN-128 codifica i dati ed anche quello che
essi rappresentano.
Per esempio se si dovesse codificare il peso di una confezione –
15,32 Kg – in uno qualsiasi dei codici visti in precedenza si
potrebbe semplicemente riportare la sequenza 1532.
Ma
un’applicazione che leggesse il barcode non saprebbe se 1532
rappresenta un codice del prodotto, un prezzo od un qualsiasi altro
parametro. Anche ammesso che sappia che 1532 rappresenta un
peso non saprebbe quantificarlo se come 15,32 o 1, 532 e se sia
effettivamente in chilogrammi.
Naturalmente in un sistema chiuso è possibile realizzare uno
standard interno che sappia far riconoscere il metodo di codifica del
peso. Se il barcode così concepito viene spedito ad un cliente
anche questi deve essere informato della metodologia di
interpretazione del numero 1532 trasportato dal barcode. Se quel
cliente riceve confezioni da diversi fornitori che hanno diverse
metodologie di codifica del peso il risultato per lui sarà la
confusione totale.
Si intuisce quindi che il problema non è la codifica dei dati in un
barcode ma la sua successiva decodifica. E, più importante
ancora, è che ognuno nella catena lungo cui il barcode si muove sia
capace di interpretare quella etichetta senza dover modificare il suo
sistema.
L’UCC/EAN-128 risolve questo problema definendo una lista di
“Identificativi dell’Applicazione” (AI ovvero Application Identifier).
Ogni AI dice al sistema che tipo di dati seguiranno ed in quale
formato.
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La tecnologia dei codici a barre
Per esempio AI=310 indica che i dati seguenti rappresentano un
peso netto espresso in chilogrammi. La cifra successiva indica il
numero di decimali per cui AI=3102 (il 2 indica il numero di
decimali) seguito dai sei numeri 001532 verrà letto dal sistema
esattamente come dovuto: 15,32 Kg.
Oltre al vantaggio della compatibilità internazionale tra utilizzatori
dell’UCC/EAN-128, il formato offre il vantaggio di poter essere
ampliato senza rendere obsoleti quanto già esistente. Se diventa
necessario codificare una nuova applicazione un nuovo AI può
essere semplicemente aggiunto a quelli esistenti. Le applicazioni
esistenti non ne vengono danneggiate vale a dire che l’AI 3102
continuerà a rappresentare un peso netto in chilogrammi con due
cifre decimali.
Quindi l’UCC/EAN-128 non è una simbologia di barcode ma
definisce lo standard con cui i dati sono formattati usando il Code
128. Può di conseguenza essere letto da qualsiasi scanner in
grado di acquisire il Code 128 ma l’applicativo a monte deve essere
in grado di interpretarlo secondo gli standard di formattazione
relativi.
Codici a Barre Bi-Dimensionali (2D)
La necessità di inserire più informazioni in uno spazio più piccolo ha
guidato lo sviluppo, la standardizzazione e la crescita dei codici a
barre 2D. Se il codice 1D tipicamente serviva a trasportare
l’indicazione di dove reperire l’effettiva informazione all’interno di un
database il codice 2D può soddisfare la necessità di trasportare
tutte le informazioni necessarie e quindi a garantire la completa
portabilità dell’oggetto che la trasporta.
Correntemente sono disponibili due categorie di codici 2D: i codici
multi-riga e quelli a matrice:
Simbologia Multi-Riga
Questa simbologia è una semplice evoluzione di codici 1D, in
particolare di Code 39 e Code 128, che sono impilati
orizzontalmente per costituire una simbologia multi-riga originando
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Fig 2 Esempi di codici 2D
multi-riga.
rispettivamente il Code 49 e il Code 16K. Nei primi anni ’90 seguì il
PDF417 con caratteristiche atte ad aumentare la capacità di dati
codificabili aumentandone anche la leggibilità da parte degli
scanner. Le specifiche USS (Uniform Symbol Specification) per
Code 49, Code 16K e PDF417 sono disponibili preso AIM.
PDF 417 (Portable Data File)
Fra i codici a barre bidimensionali merita una citazione particolare il
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La tecnologia dei codici a barre
PDF 417, creato da Symbol Technologies nel 1990, e che
recentemente ha cominciato a trovare applicazioni pratiche anche
in Italia.
La sigla 417 deriva dalla struttura del codice, composta di moduli
denominati "code words" ognuno dei quali contiene 17 elementi,
composti in 4 barre e 4 spazi e con la disposizione su righe
multiple.
In grado di gestire l’intero set di caratteri ASCII questo codice, che
consente di raccogliere fino a circa 2.000 caratteri con una densità
di 70/80 caratteri per cm2, è stato concepito per rappresentare esso
stesso un "file di dati portatile" direttamente accessibile con la
lettura mediante uno scanner manuale o fisso.
L’introduzione del PDF 417 rivoluziona il concetto di barcode fino a
quel momento riconosciuto unicamente come “elemento di targa”. I
pochi caratteri dei codici lineari non consentivano che di assegnare
al carrier un suo numero di codice identificativo. Da questo
identificativo era poi possibile risalire alle informazioni totali relative
al prodotto accedendo ad un database che avesse memorizzato il
legame codice identificativo-prodotto- informazioni relative.
Con il PDF 417 il carrier porta invece con sé tutte le informazioni
necessarie e sufficienti ad attivare direttamente la transazione. In
tal modo diventano possibili applicazioni di enorme interesse, per
esempio, nel settore dei trasporti e spedizioni e nel campo delle
prevenzione sanitaria: tutti i dati di una bolla di accompagnamento
merci, oppure tutte le informazioni della cartella clinica di un
paziente, possono essere contenuti in uno spazio ridottissimo,
volendo anche su un badge, ed essere catturati e immessi nel
sistema informativo in un istante, semplicemente con l'azione della
lettura automatica di uno scanner.
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Simbologia a Matrice5
Questa offre, in molti casi, una densità ancora maggiore dei
Fig 3 Esempi di codici a matrice
precedenti
così
come
una
scansione
indipendente
dall’orientamento. Il codice a matrice è costituito da una sequenza
di celle, che possono essere di forma quadrata, esagonale o
circolare. I dati sono codificati come posizione relativa delle aree
scure e chiare e lo schema di codifica prevede normalmente
caratteri di controllo per la rilevazione e la correzione di errori in
lettura.
I codici a matrice sono scalabili, adattabili cioè
dimensionalmente alle esigenze applicative, così da poter
realizzare sia piccole etichette di identificazione come simboli molto
grandi e tali da essere leggibili anche su oggetti in movimento lungo
nastri di convogliamento.
5
Sopratttutto nei codici a matrice il concetto di “barra” viene a sparire sostituito
da diversi simboli – quadrati, esagoni, cerchi, ecc.. – ma rimane la terminologia
barcode che ha nel frattempo acquisito il più generico significato di codice per
lettura ottica.
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Codici a Barre Ibridi (o composti)
Questa è una nuova classe emergente di simbologie in cui due
diverse codifiche sono stampate in stretta vicinanza tra loro (la
posizione relativa è fissa) e contenenti dati correlati. Tipicamente
uno dei due simboli è un codice lineare mentre l’altro è multiriga o a
matrice.
Questi codici si rendono necessari in quelle applicazioni dove le
diverse parti dell’informazione codificata possono essere
necessarie in diversi momenti della vita del prodotto che le
trasporta o nel caso in cui esistano restrizioni sullo spazio
disponibile in cui, per esempio, si potrebbe collocare un altro codice
lineare.
Le applicazioni maggiori sono quelle della simbologia composita
UCC.EAN che è stata sviluppata per rispondere alle esigenze
dell’industria farmaceutica dove la necessità di identificare il
prodotto è accompagnata dall’esigenza di riportare informazioni
aggiuntive quali, per esempio, il lotto di produzione e la data di
scadenza in spazi estremamente limitati della confezione.
Queste simbologie includono normalmente uno degli standard
UCC.EAN di tipo lineare come l’EAN-13 o l’UPC-A, o l’UCC.EAN
128 oppure la nuova famiglia di simbologie a spazio ridotto come
l’RSS in combinazione con una simbologia bidimensionale multiriga
Le regole che governano la struttura e la posizione relativa dei due
simboli sono normalmente molto stringenti e precise così come
normalmente vengono definiti dei collegamenti tra i due codici per
indicare all’unità di lettura la necessità di guardare per un altro
componente durante il processo di decodifica. Alcuni utilizzatori di
questi codici avranno la necessità di leggere unicamente la codifica
lineare per identificare il prodotto, altri potranno necessitare tutto il
set di informazioni supplementari portate dalla parte bidimensionale
del codice composito.
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CC-A; CC-B; CC-C
Sono le tre tipologie generali oggi codificate tra quelle composte; il
sistema di identificazione primario è sempre una codifica lineare,
che può essere acquisita con lettori a basso costo, mentre le
informazioni aggiuntive come i dati relativi all’Application Identifier
(AI) sono codificati con una simbologia 2D che occupa molto meno
spazio.
La componente lineare può essere scelta tra i seguenti standard:
- UCC/EAN-128: fino a 48 digits
- EAN/UPC: 8 o 13 digits
- RSS Expanded: fino a 74 digits
- Altri RSS: 16 digits.
Mentre la componente 2D dipende dalla quantità di caratteri che è
necessario codificare; la distinzione tra le tre categorie – A / B / C –
dipende sostanzialmente da questo:
- CC-A: fino a 56 digits codificati in una variante del
MicroPDF417, previsto per una codifica efficiente delle
informazioni aggiuntive relative all’AI;
- CC-B: fino a 338 digits codificati in MicroPDF417 con un codice
chiave nei primi caratteri a denotare la compattazione dei dati;
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-
CC-C: fino a 2.361 digits codificati in PDF417 con un codice
chiave nei primi caratteri a denotare la compattazione dei dati.
I caratteri di controllo per la rivelazione/correzione d’errore
dipendono dalle specifiche delle singole simbologie che vanno a
formare il codice finale.
Il nome finale del codice così costruito viene derivato dal nome
della simbologia lineare seguito dal termine “Composite” (vedi
figure relative).
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La Stampa dei Codici a Barre
I codici a barre possono essere prodotti in una miriade di modi: per
marcatura diretta, con stampanti siano esse laser che a getto
d’inchiostro, oppure, più comunemente, prestampando delle
etichette che vengono successivamente incollate al soggetto
portatore. Allo scopo della nostra esposizione i termini “stampa” e
“stampante” si vogliono riferire in generale al processo ed al
sistema per ottenere un codice a barre su un qualsiasi supporto
indipendentemente dal processo fisico effettivo. L’importanza di
una stampa precisa non può essere dimenticata perché da essa
dipende il successo dell’integrazione di tutta la filiera distributiva del
prodotto.
Le tecnologie disponibili
Diverse sono le tecnologie disponibili per la stampa di bar code e
riportiamo nel seguito le più diffuse tra quelle alla portata di
installazioni medie o medio/piccole:
ad Impatto a Matrice di Punti (Dot Matrix Impact,
a Getto d’Inchiostro (Ink Jet),
Laser (Xerografia),
Termico Diretto (Direct Thermal) ,
a Trasferimento termico (Thermal Transfer).
Stampanti ad Impatto a Matrice di Punti
È una delle tecnologie più
mature e la prima utilizzata per
la stampa dei barcode. La
testina
di
stampa
è
normalmente costituita da una
o più file verticali di aghi che
attivati selettivamente da un
solenoide vanno a premere
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La tecnologia dei codici a barre
contro un nastro impregnato di inchiostro interposto tra la testina ed
il supporto da stampare. L’immagine viene costruita con passate
successive della testina attivando nell’opportuna sequenza i diversi
aghi della matrice. I diversi passaggi creano delle righe di punti
sovrapposti che vanno a costituire l’immagine finale. Le stampanti
cosiddette seriali producono, semplificando, carattere per carattere
mentre le “line printer”, adatte a lavori più gravosi, producono una
linea di caratteri ad ogni passaggio.
Vantaggi:
y Poco costose consentono la stampa di più copie
contemporaneamente (copie carbone) non possibile su altri tipi di
stampanti;
y Utilizzano nastri multipassaggio, cosa che riduce normalmente i
costi di stampa.
Limitazioni:
y Possono essere utilizzate solamente con codici a densità medio
bassa vista la dimensione minima del punto di stampa;
y Il continuo riutilizzo del nastro che passa ripetutamente sotto la
testina può portare ad una stampa insufficientemente nitida. È’
quindi richiesto un costante monitoraggio della qualità ottenuta.
A Getto di Inchiostro
La tecnologia ink-jet è sicuramente una delle più diffuse sul mercato
consumer ma la tecnologia utilizzata nella stampa di barcode è
diversa da quella delle stampanti che comunemente affiancano i
PC di casa.
Nella tecnologia per la stampa diretta adatta ad alti volumi viene
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La tecnologia dei codici a barre
utilizzata la tecnologia detta “a deflessione”: una testina emette
piccole gocce di inchiostro ad intervalli regolari e calibrati. Il flusso
di gocce di inchiostro transitando attraverso un sistema di
deflessione elettrostatico viene diretto verso l’obiettivo, se
necessarie, o verso un canale di recupero quando non utili a
costruire l’immagine. Il canale di recupero riporta ovviamente
l’inchiostro non utilizzato nel serbatoio principale da cui la testina di
stampa lo ripesca.
Questa tecnologia è l’ideale per la marcatura diretta su cartoni ed
imballi e quella favorita nelle linee di produzione con volumi
significativi di produzione dove è richiesta alta velocità di stampa.
Vantaggi:
y La stampa diretta richiede un solo passaggio (contro i due
necessari normalmente: stampa dell’etichetta e quindi
trasferimento dell’etichetta sul prodotto);
y Alta velocità;
y Possibilità di stampa su cartoni ed altri supporti.
Limitazioni:
y Installazione particolarmente costosa,
y È’ richiesta una manutenzione ed una supervisione
particolarmente attenta per assicurare una costanza nei risultati;
y L’accuratezza della stampa e la risoluzione/densità sono limitate
dalla diffusione dell’inchiostro e per il movimento costante della
superficie di stampa;
y Su alcuni materiale l’inchiostro può facilmente colare
restringendone l’uso;
y La stampa su materiali scuri può facilmente causare problemi di
contrasto;
y La scelta dei lettori deve essere fatta attentamente.
Le Stampanti Laser
Nelle stampanti laser un motore di stampa proietta un fascio laser
sulla superficie di un tamburo elettrosensibile caricato
positivamente. Dove il fascio laser colpisce la superficie la carica
elettrostatica presente viene annullata, si viene così a creare
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La tecnologia dei codici a barre
un’immagine formata da aree cariche e non. Il transito di queste
davanti ad un distributore di toner – inchiostro solido in polvere
finissima – fa sì che le cariche attraggano le particelle di toner che
vengono poi trasferite sulla carta e successivamente fissate per
pressione e riscaldamento.
Vantaggi:
y Ottime per produrre documenti su pagina intera;
y Alta qualità nei grafici e nei testi con cui si possono scambiare il
carico di lavoro;
y Buona risoluzione e densità ottenibile nella stampa di barcode.
Limitazioni:
y Non adatte a produzioni industriali né alla produzione di singole
etichette poiché necessitano normalmente di un’intera pagina per
consentire la gestione adeguata del foglio;
y Le etichette autoadesive devono essere attentamente scelte per
sopportare il riscaldamento e la compressione subiti durante il
fissaggio dell’immagine.
Un adesivo inadeguato potrebbe
debordare ed entrare nei meccanismi di stampa o catturare
particelle di toner disperso;
y A causa della pressione combinata con la temperatura non tutti i
materiali sono compatibili con questa tecnologia;
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La tecnologia dei codici a barre
y La resistenza agli agenti chimici o alle sollecitazioni ambientali
delle etichette, necessariamente su carta, è limitata così come la
durata;
y I costi di toner possono andare alle stelle per la differenza
sostanziale della copertura del nero che passa dal 5% per pagine
di testo al 30% o più nella stampa di barcode.
Termico Diretto
È’ una tecnologia da
anni
presente
sul
mercato e la prima ad
entrare nelle macchine
fotocopiatrici e nei fax
e, da allora, è stata
adottata con successo
anche nella stampa di
codici a barre.
La
carta
viene
chimicamente trattata
e ricoperta di uno strato di materiale termosensibile che cambia
colore, tipicamente da bianco a nero, quando la sua temperatura
supera una certa soglia.
La testina di stampa è normalmente costituita da una lunga fila di
piccoli elementi resistivi – chiamati “dot” (punti) - allineati
perpendicolarmente al movimento della carta. Un piccolo impulso
di corrente nell’elemento resistivo ne causa il riscaldamento che
viene trasferito alla sostanza termosensibile immediatamente
sottostante attivando così la reazione chimica che ne modifica il
colore. In corrispondenza di ognuno degli elementi resistivi che
sono stati riscaldati viene così a formarsi un punto nero. La testina
di stampa è costituita da centinaia, se non migliaia, di punti – da
200 a 400 o più per pollice – e l ’immagine finale è costruita da
righe successive di punti allo scorrere della carta sotto la testina
(che rimane invece immobile).
È’ da ricordare che il rivestimento chimico della carta termica
continua a rimanere attivo anche dopo la stampa e quindi soggetto
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La tecnologia dei codici a barre
a modificare il suo colore se esposto a sorgenti di calore, luce
intensa o raggi ultravioletti.
Vantaggi:
y Buona qualità di stampa con bordi netti ed ottimo contrasto;
y Ideale per applicazioni dove la vita del barcode è limitata:
etichette per spedizioni o per ricevute;
y Semplicissime nell’uso;
y Nessun materiale di consumo, al di fuori della carta, rendono i
costi di manutenzione veramente limitati;
y Possibilità di produrre per lotti o per singola etichetta;
y Nessun materiale di scarto viene generato dalla stampa;
y Silenziosità assoluta.
Limitazioni:
y Può essere usata solamente per etichette con aspettativa di vita
non particolarmente lunga;
Trasferimento Termico
La tecnologia della testina di stampa è la stessa di quella utilizzata
sulle stampanti a tecnologia termica diretta. Il supporto su cui
avviene la stampa non è rivestito da materiale termosensibile ma
può essere qualsiasi supporto quale la carta normale. Tra la testina
ed il supporto viene fatto scorrere un nastro, normalmente di
poliestere, ricoperto
da un inchiostro a
secco che, per
effetto del
riscaldamento
prodotto dalla
testina, fonde
distaccandosi dal
nastro e
depositandosi sul
supporto a cui aderisce definitivamente una volta raffreddato. Il
nastro di poliestere viene quindi rimosso mentre l’inchiostro
depositato solidifica nuovamente ancorandosi al supporto.
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La tecnologia dei codici a barre
Vantaggi:
y Fornisce stampe nette, precise, ad alto contrasto e ad alta
definizione consentendo parimenti la stampa di testi e di grafici;
y L’immagine che si ottiene ha lunga durata con notevole stabilità
dei parametri;
y Possibilità di produrre per lotti o per singola etichetta;
y Costi di manutenzione limitati;
y La stampa può essere eseguita praticamente su qualsiasi tipo di
materiale;
y Silenziosità assoluta.
Limitazioni:
y Il costo dei nastri è leggermente più alto della carta chimica;
y Il nastro per il trasferimento termico è a passaggio singolo, se la
percentuale di nero di stampa è basso l’utilizzazione finale è
ridotta;
y I nastri sono poco candidabili al riciclo;
Il materiale su cui avviene la stampa DEVE essere compatibile con
la tecnologia pena l’incollaggio tra nastro e supporto.
Tabella 2 - Caratteristiche delle Tecnologie di Stampa
Tecnologia
Qualità di
Stampa
Matrice
Getto
d’Inchiostro
Laser
Termico Diretto
Trasferimento
Termico
Sufficiente
Sufficiente
Leggibilità
Scarsa
Scarsa/
Sufficiente
Buona
Buona
Buona/Ottima Buona/Ottima
Ottima
Ottima
Costi
Iniziali
Bassi
Alti
Costi di
Manutenzion
e
Medi
Medio/Alti
Moderati
Medio/Alti
Moderati
Bassi
Moderati/Alti Bassi
Risoluzione e Larghezza di Stampa
La risoluzione, o la capacità di definire il dettaglio più piccolo
stampabile, è normalmente espressa in DPI (Dot Per Inch) ovvero
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punti per pollice . 203 DPI ( o 8 punti per mm) è una risoluzione
normalmente sufficiente e la maggiore parte dell’offerta si attesta su
questa risoluzione ma sono disponibili stampanti in grado di
operare a 300, 400 ed anche 600 DPI. L’alta risoluzione diventa
indispensabile nella stampa di barcode ad alta densità.
A parità di tecnologia si possono avere poi diverse soluzioni sul
fronte della capacità produttiva – numero di etichette per unità di
tempo – che può variare dalle poche unità al minuto per le piccole
stampanti termiche portatili su fino alle grandi macchine di stampa,
definite normalmente heavy duty, in grado di stampare diverse
centinaia di etichette al minuto e con tutte le varianti intermedie.
Il Software per la stampa
Scelto il tipo di barcode che si vuole utilizzare e la stampante da
impiegare è necessario installare il software che sia in grado di
gestire quel tipo di codice con quella stampante ……. ed a questo
punto si apre una scelta infinita di possibilità che è impossibile
percorrere.
Le stampanti per barcode vengono normalmente fornite con un loro
proprio linguaggio di programmazione che supporta la maggioranza
delle simbologie e sono normalmente in grado di ripetere la stampa
di etichette con contenuti statici o variabili sequenzialmente senza
grossi interventi manuali. Ma se l’etichetta richiede testi aggiuntivi
o porzioni grafiche diventa necessario acquisire insieme alla
stampante anche un pacchetto software per disegnare la grafica
totale del prodotto che si deve ottenere. Nel caso la stampante
venga fornita da un distributore specializzato del settore che vi ha
fornito una stampante espressamente dedicata allo scopo non
avrete che da installare sul vostro sistema:
- i driver per la stampante,
- il set dei caratteri (font6) relativo alla simbologia scelta,
- il programma per l’editing dei diversi formati di etichette che vi
servono
6
Per font si intende la grafica puntuale che viene a costituire ogni singolo
carattere.
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La tecnologia dei codici a barre
ed il gioco è fatto.
Ma l’offerta di programmi e di font per far sì che una qualsiasi
stampante collegata ad un PC possa diventare una stampante per
barcode è la più ampia immaginabile.
Correntemente sono
disponibili centinaia di tali pacchetti in grado di supportare le più
svariate piattaforme software e che consentono anche a non
programmatori di ottenere risultati assolutamente soddisfacenti
grazie alle interfaccie grafiche oggi offerte dalla maggior parte degli
strumenti disponibili.
Anche programmi già esistenti come MicrosoftWord e PowerPoint
equipaggiati con l’appropriato set di caratteri possono diventare dei
rudimentali editor per barcode soprattutto se la simbologia scelta è
semplice come, per esempio, Code 39. Diversi siti sono in grado di
fornire direttamente la codifica nei vari codici lineari: i barcode di
copertina di questa dispensa sono stati ottenuti con questo sistema.
È comunque da ricordare come la qualità finale del barcode
dipenda anche dal software di stampa ed è quindi, se l’applicazione
non è hobbistica, consigliabile rivolgersi sempre a fornitori
professionali in grado di dare assistenza non solo al momento della
stampa ma anche all’eventuale verifica di problemi relativi alla
lettura degli stessi.
Stampa “in-loco” o “esterna”
La stampa dei barcode prende normalmente due strade: “in-loco”
controllata direttamente dall’utilizzatore od “esterna” vale a dire
subappaltata a fornitori specializzati nella stampa di etichette . Una
scelta quindi di “make or buy”. I parametri da considerare in questa
scelta sono particolarmente complessi ed esulano dallo scopo
principale di questo manualetto. Quanto segue vuole solo essere
una nota per ricordare al lettore le due possibili alternative.
Stampa “in-loco”
La stampa in-loco avviene ovviamente presso il punto di utilizzo
delle etichette o, comunque, dei supporti su cui viene riportato il
codice a barre. I dati da codificare sono generalmente diversi o
variano con una frequenza alta rispetto al volume di etichette
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La tecnologia dei codici a barre
utilizzato. I dati sono immessi da un operatore per mezzo di una
tastiera o sono scaricati dal sistema informatico o da un PC.
Le tecnologie più comunemente utilizzate in queste applicazioni:
y Stampanti di linea a matrice di punti o a getto d’inchiostro
quando i volumi siano consistenti;
y Normali stampanti desk-top sia laser che a matrice di punti che
a getto d’inchiostro, quando i volumi sono più limitati,
y Stampantine portatili, tipicamente a trasferimento termico,
quando le etichette devono essere stampate sul campo.
Chiaramente, visto l’offerta così vasta, è necessario valutare
attentamente le necessità effettive dell’applicazione prima di
procedere all’acquisto di una stampante.
Stampa esterna
Il diagramma a lato, relativo ad un sintetico flusso decisionale, si
pone alcune domande per portare ad una scelta di “make or buy”
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La tecnologia dei codici a barre
ma sono solo le domande più significative di una catena molto più
complessa dove anche il bilancio dei costi è parte importante.
“È richiesto un materiale od un processo di stampa particolare?”
In questo caso l’outsourcing è sicuramente la strada migliore da
percorrere; fornitori di etichette possono offrire procedimenti di
stampa tra i più sofisticati – litografia, fotocomposizione,
flexografia, stampa a caldo, offset - e spingere addirittura il loro
servizio all’intera confezione del prodotto.
“I dati da stampare sono noti a priori e rimangono fissi?” Se NO
diventa quasi indispensabile procedere con una produzione inloco. Ma se SI entrano in campo i tempi di consegna del
fornitore esterno che potrebbero non soddisfare le esigenze di
produzione.
Anche se è sempre più facile avere tempi di consegna
estremamente ridotti con una gestione adeguata del rapporto
commerciale rimane pur sempre un possibile ostacolo.
Anche se non riportato deve essere anche valutato il tipo di servizio
che un fornitore specializzato può offrire: spesso il servizio offerto
copre la gestione degli standard del barcoding, l’archiviazione e la
traccia dei codici utilizzati mantenendoli in un data base e la
garanzia della qualità del prodotto. Per piccole società con risorse
limitate questi servizi aggiuntivi possono valere più di altre
considerazioni.
La verifica della qualità dei BarCode
All’estendersi delle applicazioni dei codici a barre la sensibilità alle
problematiche legate alla qualità di stampa degli stessi si è fatta più
estesa. La mancata lettura di un codice può oggi causare
inconvenienti in grado di influenzare non solo la funzionalità di
un’azienda ma anche la sua immagine sul mercato. Wall-Mart, il
gigante americano della distribuzione, è diventato famoso per aver
portato al livello di 50.000 dollari la penale ai fornitori che avessero
mostrato ripetuti errori di lettura.
Conseguentemente i verificatori di barcode, una volta usati quasi
esclusivamente dai produttori di stampanti e fornitori di etichette
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La tecnologia dei codici a barre
prestampate, sono diventati di diffusione comune ed utilizzati
spesso presso ogni postazione di stampa.
Un verificatore è uno strumento di precisione per la misurazione del
simbolo che confronta le misurazioni effettuate con il possibile
rendimento allo scanning. La misurazione del simbolo permette di
monitorare il processo di produzione e adeguare le attrezzature o
procedure in modo da correggere eventuali deviazioni dagli
standard di qualità.
I verificatori qualificano un simbolo come inaccettabile o con diversi
gradi di accettabilità secondo criteri definiti e pubblicati nello
standard internazionale per la qualità della stampa dei codici a
barre ISO/IEC 15416. Lo standard ISO è conforme e sostituisce gli
standard ANSI X3.182 ed EN 1635 comunemente conosciuti come
standard CEN/ANSI.
I dispositivi di verifica possono essere integrati nei dispositivi di
stampa e consentono il monitoraggio della qualità di ognuna delle
etichette stampate oppure possono essere utilizzati come unità a sé
stante per una verifica a campionatura sui lotti di produzione delle
etichette.
Alcune indicazioni per una corretta leggibilità del codice
Esistono alcune regole generali da rispettare durante la stampa e/o
l’applicazione del barcode al fine di avere poi una lettura senza
problemi.
La dimensione: insieme al parametro fondamentale che è la
“dimensione X” (l’ampiezza della barra più piccola) esistono
dimensioni ideali di riferimento, per il barcode nel suo
complesso, che sono basate su rapporti proporzionali ben
definiti (fattori di ingrandimento). Per ogni fattore di
ingrandimento esistono tolleranze consentite. Per esempio le
dimensioni minime suggerite per l’EAN 13 sono di 29,8 per 20,7
mm, corrispondenti ad un fattore di ingrandimento pari a 0,80.
I colori: come si vedrà nel paragrafo successivo il principio alla
base della lettura del barcode è la rilevazione della diversa
capacità riflettente delle barre nere, totalmente non riflettenti, e
delle barre chiare.
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Il nero e il bianco sono i colori ideali da adottare per la stampa,
ma tinte fredde come il blu (con alto livello di ciano), il verde
(con basso livello di giallo), il marrone (con basso livello di
rosso) possono essere comunque accettate per la riproduzione
delle barre.
Colori caldi come il giallo, l’arancio e il rosso sono invece
utilizzabili per il fondo, che dovrà comunque avere sempre
colore e tonalità uniformi.
E’ importante ricordare che le barre vanno stampate usando un
colore solido, puro e non utilizzando un
processo di stampa che combina più colori.
E’ inoltre indispensabile:
- non usare colori ombreggiati;
- non usare materiali riflettenti (per esempio l’alluminio);
- non usare superfici troppo lucenti (anche carta) che possono
ridurre il contrasto;
- adottare spazi bianchi di rispetto posizionati attorno al simbolo di
dimensioni sufficienti;
- non posizionare l’etichetta vicino agli angoli, su lembi o parti
nascoste della confezione;
- centrare la stampa del codice all’interno dei margini (se è
decentrata ne potrebbe conseguire la perdita di informazioni).
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La raccolta dei dati (Data Capture)
Come leggere i codici a barre
Una volta che il codice a barre è stato stampato si presenta,
ovviamente, la necessità di leggerlo con sistemi automatici. Le
apparecchiature destinate allo scopo sono denominati lettori o
scanner – il termine fa riferimento all’azione di scandire cioè
percorrere – termine che è rimasto ancora oggi anche se in molti
casi il processo di lettura non è più eseguito per scansione ma per
acquisizione dell’intera immagine come può avvenire per una
macchina fotografica. Proprio per questo aspetto questi ultimi
vengono più propriamente chiamati “image reader”- lettori di
immagini - o “imager” .
Una prima distinzione fa riferimento alla tecnologia adottata che
può essere:
- laser, o
- CCD
anche se questa categorizzazione è parzialmente incoerente
facendo riferimento la prima al tipo di sorgente luminosa utilizzata
per illuminare l’oggetto mentre la seconda richiama il tipo di
sensore utilizzato per l’acquisizione dell’immagine.
Tecnologia Laser
In questa tecnologia il sistema è normalmente costituito da tre unità
funzionali:
- la sorgente di luce fissa che è normalmente un diodo laser con
lunghezza d’onda nel visibile e chiamato normalmente VLD
(Visible Laser Diode);
- un sistema ottico di prismi rotanti e/o specchi oscillanti che
serve a deflettere il fascio laser emesso dal VLD in modo che
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La tecnologia dei codici a barre
quest’ultimo percorra l’oggetto da illuminare con una traccia ben
definita, (vedi figura)
- un fotorivelatore che raccoglie la luce riflessa e traduce
l’intensità relativa in un segnale elettrico che può essere,
successivamente, interpretato e tradotto.
Viene utilizzata la luce laser per la sua caratteristica di coerenza
cioè la capacità di rimanere focalizzata in un piccolo fascio
luminoso anche su lunghi percorsi. La lunghezza d’onda tipica
della luce emessa è normalmente tra 630 e i 680 nanometri che si
trova nella banda del rosso. La parola “laser” non deve
preoccupare poiché l’intensità luminosa è particolarmente limitata
ma deve in ogni caso essere usata una certa cautela nell’evitare di
dirigere il fascio verso gli occhi dell’osservatore.
La luce coerente consente inoltre di focalizzate il fascio su
dimensioni particolarmente piccole aumentando quindi la
risoluzione e quindi la capacità di distinguere anche simboli di
piccolissime dimensioni.
Proprio questa capacità della luce laser offre la possibilità di
utilizzare questa tecnologia per letture a grande distanza: con un
opportuno dimensionamento del barcode è possibile fare letture
fino a 10-11 metri di distanza, cosa impossibile ai lettori con CCD
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La tecnologia dei codici a barre
Come si diceva un sistema di specchi e/o prismi rotanti fa si che il
fascio di luce venga fatto scorrere avanti e indietro sul barcode da
40 a 2.000 volte al secondo mentre la luce riflessa viene misurata
dal fotorivelatore. Quando i barcode erano esclusivamente lineari
la sequenza di scansione era come quella riportata nel caso b) di
figura: diversi percorsi paralleli venivano eseguiti in sequenza, la
figura in b) viene normalmente definita “raster”. All’emergere dei
barcode bidimensionali il tracciato della scansione si è
necessariamente dovuto fare più complesso per poter coprire tutti i
dettagli dell’immagine . Nella figura in c) è riportato una traccia
esemplificativa: la stessa scansione lineare vista in b) viene ripetuta
in diverse direzioni. Normalmente per poter gestire barcode
bidimensionali sono richieste teste particolari degli scanner proprio
a questo scopo.
La tecnologia CCD
I CCD, acronimo di Charge Coupled Devices, sono ormai una
diffusissima tecnologia a semiconduttore che consente di integrare
in un singolo componente elettronico l’equivalente di diverse
centinaia di microscopici fotorivelatori in grado di tradurre la luce
che li colpisce in una corrispondente quantità di carica elettrica.
I tipi più diffusi di dispositivi CCD hanno struttura lineare ed
integrano da 1.000 fino a 4.000 elementi sensibili normalmente
chiamati pixel (contrazione di picture element). Sono anche
disponibili sensori CCD organizzati a matrice con capacità di varie
decine di migliaia di pixel che sono ovviamente più costosi ma che
possono essere vantaggiosamente usati per la lettura di barcode
bidimensionali.
Nei lettori a CCD un sistema di illuminazione proietta impulsi di luce
diffusa sul barcode ed un sistema ottico si preoccupa di focalizzare
l’immagine riflessa sulla matrice sensibile. In questa tecnologia non
viene eseguita la scansione ma, praticamente, viene eseguita
un’istantanea che è successivamente analizzata punto per punto
dall’elettronica. L’illuminazione gioca un ruolo importante poiché,
come ci insegna la fotografia, più è illuminata la scena più l’apertura
dell’obiettivo può essere ridotta pur mantenendo un’esposizione
adeguata; minore è l’apertura e maggiore è la profondità di campo
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(DoF o Depth of Field) cioè l’intervallo di distanze a cui il soggetto è
comunque a fuoco. Ad oggi la profondità di campo di questi lettori
non va oltre i 45-50 centimetri: massima distanza di lettura che è
consentita loro. Anche l’ampiezza del campo di visione soffre di
qualche limitazione il che vuol dire che non sono la soluzione ideale
per leggere barcode di una certa lunghezza.
I promotori di questa tecnologia richiamano il vantaggio della
mancanza di parti in movimento che questa offre, in
contrapposizione ai sistemi ottici di scansione dei sistemi a laser,
conseguendo da questo una maggiore affidabilità del sistema
finale.
L’altro aspetto che li rende comunque molto attraenti è il costo
decisamente inferiore rispetto ai loro cugini a tecnologia laser che
vengono adottati quando la soluzione a CCD non può soddisfare i
vincoli di lettura.
Comparazione tra le due tecnologie
Nella Tabella 2 è riportata una comparazione di massima delle
caratteristiche generali delle due tecnologie dove si vede che la
principale limitazione dei lettori CCD è la distanza massima
raggiungibile che è normalmente ridotta a soli 50 centimetri7.
Tabella 3 Comparazione delle caratteristiche generali delle due tecnologie
Distanza dal barcode
Barcode bidimensionali
(PDF417; DataMatrix,…)
Velocità di scansione
Barcode di bassa qualità
Affidabilità
Street Price
CCD
Laser
Fino a 50 cm
Fino a 9 m
+
Richiesto motore di
scansione speciale
Fino a 600 / sec.
=
=
500 – 2.000 €uro
Fino a 12.000 / sec.
++
++
200 – 700 €uro
7
L’indicazione è relativa ai più diffusi lettori portatili presenti sul mercato in
questo momento ma l’evoluzione tecnologica potrebbe consentire di ampliare la
portata anche di questa tipologia di lettori.
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Parametro significativo, insieme alla profondità di campo, è
l’ampiezza del campo leggibile dallo scanner che definisce la
larghezza massima del simbolo che il lettore può correttamente
acquisire a quella data profondità di campo. Diagrammi del tipo di
quello riportato in figura 4 sono normalmente allegati ai data sheet
dei dispositivi e vengono riferiti ai diversi tipi di barcode: 1D o 2D.
Per esempio un Code 39 a 20 mil (il riferimento è alla dimensione X
vale a dire alla misura della barra più sottile) ha un campo di lettura
che va da 1,3” fino a 23,9” (circa 60 cm) e quando lo scanner è
posizionato a questa distanza la larghezza massima del simbolo
che è possibile acquisire è di circa 6” (approssimativamente 15 cm).
Questa si ottiene misurando l’ampiezza del cono di proiezione dello
scanner alla distanza scelta (le linee rosse in figura delineano il
metodo di misura appena descritto).
Nella pagina seguente è riportato un foglio specifiche di un lettore
brandeggiabile (portatile) come esempio di una delle tante offerte
disponibili sul mercato.
Le categorie in base all’utilizzo
La distinzione per tecnologia è sicuramente restrittiva e non
disegna il quadro completo di questa famiglia di prodotti che
vengono spesso catalogati in funzione del loro uso o delle loro
caratteristiche peculiari. Una catalogazione in questo senso può
essere la seguente:
y lettori a contatto,
y lettori brandeggiabili o impugnabili, (Hand-held)
y lettori fissi o a mani libere, (Free-hands o Fixed Mount)
y lettori indossabili, (Wearable)
y lettori OEM, (Scan Engine o OEM Engine)
y lettori industriali,
y sistemi integrati.
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Lettori a contatto
Lo dice la definizione: la testa del lettore deve entrare in contatto o
comunque in stretta vicinanza – normalmente meno di 4/5 cm - con
il simbolo che deve essere letto.
A questa categoria appartengono le “penne ottiche” o “wands”
(bacchette) che possono dirsi i primi lettori apparsi sul mercato. In
questi sistemi la luce emessa dalla punta della penna viene raccolta
da un fotorivelatore posto anch’esso in prossimità della punta e la
lettura avviene facendo scorrere manualmente la penna sul
barcode (necessariamente lineare). Richiedono una certa
manualità per ottenere uno scorrimento il più uniforme possibile e
che il barcode sia su di una superficie piana per evitare la perdita di
contatto durante la scansione. La scarsa funzionalità è compensata
dai costi estremamente contenuti che riescono a mantenere il
mercato ancora parzialmente attivo. Per le problematiche
accennate sono utilizzabili solo quando il numero di operazioni da
effettuare è particolarmente limitato.
Come accennato in apertura appartengono anche a questa
categoria i lettori con profondità di campo al di sotto di 4/5 cm che
sono quindi normalmente realizzati con tecnologia CCD. Il dover
portare il soggetto in stretta prossimità della testa di lettura, o
viceversa, li rende adatti ad applicazioni di non alti volumi quali
l’uso nell’automazione dell’ufficio e nella piccola e media
distribuzione o come primo approccio all’uso della tecnologia.
Lettori brandeggiabili o impugnabili,
(Hand-held)
Probabilmente la categoria più diffusa e
con la più vasta possibilità di scelta.
Entrambe le tecnologie – laser e CCD –
sono utilizzate in questa tipologia e con
profondità di campo (DoF) che va da
La forma a pistola, tipica
degli scanner hand-held
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10/15 centimetri fino a 9/10 metri. Le applicazioni più tipiche del
settore, dove ovviamente si concentra l’offerta di tutti i produttori,
rientrano normalmente nell’intervallo 10 – 35 cm. Al riguardo uno
studio eseguito da Datalogic ha evidenziato come la distanza a cui
l’operatore tende istintivamente a posizionare lo scanner è nell’area
3-18 cm. Sulla base di queste considerazioni la società di Bologna
ha sviluppato una famiglia espressamente dedicata a questo
intervallo di lettura.
Valori più alti del DoF vengono invece dedicati alle applicazioni
industriali e nella gestione del magazzino.
Lettori fissi o a mani libere, (Free-hands o Fixed Mount)
Sono i dispositivi di scansione che si trovano in tutte le casse dei
supermercati o nei chioschi all’interno dei punti vendita dove è
possibile verificare le informazioni relative al prodotto. Sono
normalmente incassati nel punto vendita ed è il prodotto che deve
essere presentato alla finestra di lettura con il barcode
opportunamente presentato verso di essa
Lettori indossabili, (Wearable)
Una nuova generazione di lettori ultracompatti lanciata da Symbol
che grazie alle ridottissime dimensioni raggiunte dalle teste di
scansione è riuscita ad inserire la parte ottico-meccanica di uno
scanner a tecnologia laser in un parallelepipedo di 28 x 43 x 23
mm3 e del peso di soli 48 grammi che viene indossato come un
anello sul dito indice e che si collega poi all’unità di elaborazione,
con visualizzatore e tastierina, che viene allacciato al polso
dell’operatore. È sufficiente puntare il dito verso il codice da
leggere ed il gioco è fatto senza dover ogni volta impugnare e
riporre la classica pistola. Ovviamente l’unità colloquia con il
sistema per mezzo di un collegamento a radio frequenza tagliando
quindi ogni cordone ombelicale tra l’operatore ed il sistema e
lasciandolo completamente libero nei movimenti.
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Figura 4
Specifiche tipiche di un lettore portatile
Caratteristiche fisiche
Dimensioni:
17 x 11,2 x 6,4 cm
Peso:
255 g senza batteria e cavo
Alimentazione:
+5 V, 390 mA
Memoria:
Standard: 64K RAM/128K Flash 256K RAM/256K Flash
opzionale
Lunghezza cavo:
Cavo standard 1,8 m; 4,25 m opzionale
Prestazioni
Tipo di interfaccia:
Tecnologia di scansione:
Fonte luminosa:
Velocità di scansione
(asse x):
Velocità di lettura quadri
(asse y):
Definizione:
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RS-232 inclusa, altre con supporto di cavi intelligenti
opzionali (emulazione tastiera, OCIA, RS-232 passante
ecc.)
scansione raster, retrocollettiva
diodo laser da 675 nm, max. 1,2 mW
560 scansioni al secondo
25 quadri al secondo
dimensione min.: asse X: 0,17 mm Per PDF417, dimensione
min. Y= 3X
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Prestazioni
Differenza min. di
contrasto:
Caricamento programma:
Simbologie decodificate:
Gruppo batterie integrato
opzionale:
Ambiente di utilizzo
Temperatura d'esercizio:
Temperatura di
immagazzinaggio:
Umidità relativa:
Resistenza agli urti:
Tolleranza alla luce
ambiente:
25% (codici 1D); 35% (PDF417) valutata a 675 nm
parametri impostabili tramite codici a barre; su memoria
flash per aggiornamento del software
PDF417, UPC-A / -E, EAN 8 / 13, Code 39, Code 39 Full
ASCII, Code 128, Interleaved 2 di 5, Codabar, UCC/EAN
128 con riconoscimento
solo modello xxyyyy: 5 celle NiCad- 650 mA h.,150g
da -20° a 40° C
da -40° a 60°C
da 5% a 95% (senza condensa)
caduta da un'altezza di 1,5 m su superficie di cemento
Luce naturale max: 86100 lux / 8000 lumen per piede2. Luce
incandescente, neon, a vapori di sodio e di mercurio: 450
lumen per piede2, 4,845 Lux. Tollera l'esposizione diretta
all'illuminazione normalmente presente in uffici o fabbriche
Protezione dai fattori
ambientali:
MIL-STD-810E vento, polvere e pioggia
Certificazioni:
CDRH Classe II, IEC 825 Classe II, FCC Classe A, UL,
CSA, VDE
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Lettori OEM, (Scan Engine o OEM Engine)
Di scarso interesse per gli utenti finali sono lettori che gli OEM
(Original Equipment Manufacturer) possono integrare nei loro
prodotti per dotarli della capacità di lettura dei barcode. Mancano
della carrozzeria disegnata dallo stilista di grido e vengono di norma
utilizzati come componenti per il montaggio in sistemi integrati
prodotti da terze parti. Anche questo segmento è particolarmente
popolato e con offerte che coprono tutto lo spettro : dalle unità di
pochi centimetri cubi – le stesse montate negli scanner impugnabili
– fino alle unità con profondità di campo di metri.
Lettori Industriali
Definiti anche “sistemi di lettura senza operatore” vengono di norma
utilizzati in sistemi automatizzati dove il riconoscimento e la lettura
dei barcode deve essere fatta su oggetti in movimento come sono
per esempio pacchi o bagagli su nastri trasportatori.
La progettazione di tali sistemi può essere alquanto complessa e
deve tenere in considerazione diversi
parametri come per esempio:
il tipo di standard utilizzato nei barcode (1D,
2D, Composito, Code 39, EAN-13,……);
il livello qualitativo dei barcode;
dimensione X ed altezza dei simboli;
distanza minima tra scatole e tra barcode;
con quale orientamento e posizione si
presentano i barcode (sempre orizzontali,
verticali, casuale).
Quest’ultima domanda è particolarmente
importante perché porta la massima influenza, insieme alla
profondità di campo necessaria, nella scelta del tipo di lettori
utilizzabili nell’applicazione e nella definizione dell’architettura finale
del sistema. Le possibili casistiche che si possono incontrare sono
le più svariate e richiedono sicuramente l’assistenza di tecnici che
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La tecnologia dei codici a barre
abbiano maturato una certa esperienza nel settore per poter
rispondere alle diverse esigenze applicative. Nei paragrafi seguenti
si vuole dare una piccola panoramica al solo scopo di individuare le
problematiche generali senza pretendere di coprire tutti i possibili
aspetti applicativi.
Sistemi a Scanner Singolo
Quando le barre del barcode sono posizionate orizzontalmente
(orientamento a scala) o con una minima deviazione rispetto alla
verticale un singolo scanner è sufficiente per la lettura del barcode
che verrà sempre e comunque intercettato grazie al movimento
dell’oggetto.
Quando le barre sono invece posizionate verticalmente
(orientamento a picket fence) e la posizione del barcode può essere
a diverse altezze rispetto al piano di scorrimento lo scanner deve
poter essere in grado di percorrere tutta l’altezza della finestra in cui
il barcode si può presentare. Si utilizzano in questi casi lettori a
specchio oscillante che consentono appunto di poter intercettare, in
almeno una delle passate di scansione, tutto il barcode.
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La tecnologia dei codici a barre
In entrambi i casi la deviazione
del posizionamento del barcode
rispetto all’asse principale deve
essere contenuta entro un
valore massimo a meno che non
vengano utilizzati algoritmi di
ricostruzione del codice che
siano in grado di ricomporre il
codice nella sua totalità dalle
diverse letture parziali ottenute in passaggi di scansione seguenti.
Una tecnica utilizzata per rendere più facile la lettura con un minore
impatto dell’orientamento delle
etichette è l’uso di “codici a T” dove lo
stesso barcode è riprodotto due volte
ma con orientamento complementare:
il secondo è ruotato di 90° rispetto al
primo
Scanner Omnidirezionali
Nei sistemi automatici di lettura è comunque frequente il caso in cui
l’orientamento dei barcode che si presentano al lettore sia casuale,
a diverse distanze dal lettore e con inclinazioni diverse (per
esempio scatole e imballaggi di forme irregolari).
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La tecnologia dei codici a barre
Si rendono indispensabili in questo caso gli scanner
“omnidirezionali” così definiti per la possibilità che hanno di leggere
i barcode qualsiasi sia l’orientamento con cui questi si presentano
nella finestra di lettura. Esempi di applicazioni tipiche di queste
unità:
y smistamento e tracking di pacchi in applicazioni postali/corrieri,
y sistemi di identificazione in magazzini automatizzati,
y smistamento cargo bagagli in sistemi aeroportuali,
dove non solo la lettura deve essere omnidirezionale ma eseguita
su oggetti normalmente in movimento su nastri trasportatori.
Esistono in questo caso vincoli da rispettare sulle dimensioni dei
codici che dipendono dalla velocità degli oggetti come dalle
caratteristiche del barcode.
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La tecnologia dei codici a barre
ALTEZZA MINIMA DEL CODICE
0,5
m/s
1
m/s
1,5
m/s
2
m/s
10 mils
14
17
20
23
12 mils
16
19
22
25
14 mils
15 mils
20 mils
17
19
24
20
22
27
23
25
30
27
29
34
Velocità del nastro
RISOLUZIONE
DEL
CODICE
Questa tabellina è solo un esempio (relativo ad un dispositivo
specifico) delle restrizioni da tenere in considerazione nel
dimensionamento del sistema: la velocità di transito degli oggetti e
la dimensione X del barcode impongono un’altezza minima al
barcode stesso perché la lettura possa essere eseguita
correttamente.
Sistemi a Scanner Multipli
Quando l’orientamento dei barcode che si presentano alla lettura
non è noto a priori è pratica comune utilizzare diverse unità di
lettura con l’obiettivo di coprire tutte le possibili finestre con cui il
barcode può presentarsi alla lettura.
Sistemi Integrati o Terminali
Definita la tecnologia base e le categorie più diffuse abbiamo
appena sfiorato la punta dell’iceberg di una famiglia di prodotti che
sta diventando sempre più ampia in
……….
I sistemi per la raccolta dati: tipologie funzionali
La raccolta dei dati, la parte fondamentale della catena del barcode,
raccoglie le tipologie dei sistemi in tre categorie funzionali a
seconda di come questi interagiscono con il sistema informatico:
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y Interattivi, in un sistema di questo tipo uno o più terminali sono
collegati direttamente ed in tempo reale con il computer centrale;
y Batch, i terminali – normalmente portatili – memorizzano i dati
delle diverse transazioni eseguite e solo in un momento
successivo, quando il collegamento con il sistema informatico può
essere stabilito, esegue il trasferimento verso l’unità centrale e
l’eventuale aggiornamento del data base locale;
y Ibridi; semplicemente una combinazione delle due funzionalità
Interattivi
Sono terminali direttamente e costantemente collegati con il
sistema centrale con cui scambiano dati in tempo reale
relativamente alla transazione in essere al terminale. In questo
modo è il computer centrale che gestisce la verifica dei dati e la
relativa raccolta nello stesso momento in cui l’operatore li entra.
Sono facilmente identificabili i vantaggi che sistemi di questo tipo
possono offrire rispetto alle altre soluzioni:
1. Verifica immediata dei dati: come l’operatore entra i dati il
computer li verifica e può dare risposte diverse a seconda della
situazione,
2. La verifica può essere particolarmente sofisticata: i parametri
verso cui viene fatta la verifica possono essere anche complessi
ma, soprattutto, aggiornati in tempo reale. Per esempio la
verifica sulla disponibilità di un certo prodotto in un terminale
batch può essere fatta solamente sulla situazione relativa
all’ultimo aggiornamento dei dati scaricati sul terminale stesso
tempo prima.
3. Interattività: al verificarsi di situazioni anomale il sistema può
offrire soluzioni alternative o proporre correzioni all’errore
riscontrato,
4. Riduzione degli errori: quanto detto sopra porta ad una
sostanziale riduzione dei possibili errori riducendo quindi il
tempo necessario alla correzione degli stessi.
Programmazione più facile: nei sistemi batch la programmazione
deve prevedere i possibili errori e la relativa correzione dopo che
questi sono avvenuti
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Sistemi Batch8
Questa filosofia di gestione dei dati è nella maggior parte dei casi
applicata nei lettori portatili ma anche in sistemi fissi dove sia
necessario garantire l’operatività del terminale anche in mancanza
di servizio da parte dell’unità centrale (per esempio se il terminale è
connesso a mezzo di linea telefonica).
Mentre i sistemi interattivi sono superiori per gli aspetti sopra
richiamati i sistemi batch offrono altri tipi di vantaggi:
1. Economicità: la portabilità dei terminali richiede che non vi sia
connessione fisica (cavi) ma la connessione con il sistema
centrale può essere implementata attraverso la ricetrasmissione dei dati in radio-frequenza (RF). Il costo di queste
unità è però decisamente più elevato: normalmente un rapporto
1 a 2, così come la realizzazione e la manutenzione di una rete
in RF,
2. Affidabilità in applicazioni critiche: nella struttura batch la
capacità di elaborazione è per definizione distribuita ed
indipendente dal computer centrale. Se una unità si guasta è
facilmente sostituibile e se il computer centrale non è in grado di
operare la raccolta dei dati può ugualmente proseguire sui
terminali,
Terminata la raccolta dei dati questi terminali vengono inseriti nella
loro base (cradle) e viene avviata la trasmissione dei dati verso
l’unità centrale (e la ricarica delle batterie). Nella maggior parte dei
sistemi batch la trasmissione avviene in modo unidirezionale da
terminale a sistema centrale. Nei sistemi più sofisticati vengono
invece anche scaricati verso il terminale gli aggiornamenti dei data
base che vengono successivamente usati per una verifica delle
operazioni una volta sconnessi.
8
Il termine inglese batch ha significato di lotto, partita; nel senso di un insieme
uniforme di oggetti che attraversano contemporaneamente un processo
produttivo qualsiasi.
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La tecnologia dei codici a barre
Sistemi ibridi
Sono diversi i sistemi che combinano le funzionalità dei sistemi
interattivi e batch integrando le due tipologie di funzionalità ma i più
comuni sono quelli a radiofrequenza che utilizzano questo sistema
per trasmettere e ricevere dati al e dal sistema. Si va da quelli più
semplici, dove il terminale è un semplice lettore che comunica con
un singolo ricevitore collegato al computer o al terminale fisso, ai
sistemi più complessi in cui si vengono a costituire le cosiddette
Wireless LAN. L’argomento verrà affrontato in maggior dettaglio in
una delle prossime “dispense di AIM”
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La tecnologia dei codici a barre
FAQ – le domande più frequenti.
D: Che tipo di Barcode dovrei usare?
R: Non esiste una risposta univoca a questa domanda poiché
dipende molto dall’applicazione. Provate a rispondere a queste
domande:
- esiste già uno standard nel settore in cui operate? Se si
utilizzate quel barcode;
- è unapplicazione commerciale? Se sì utilizzate l’EAN-13. In
questo caso dovrete iscrivervia ad INDICOD che vi assegnerà
un codice aziendale univoco (vedi domanda seguente);
- dovete codificare anche caratteri alfabetici? Se si la prima
scelta è il Code 39 oppure il Code 128 (se la codifica Code 39
risulta troppo lunga).
D: Come facciamo a codificare i nostri prodotti?
R: Il codice relativo al proprietario del marchio deve essere richiesto
ad INDICOD, l’associazione italiana che raggruppa aziende
industriali e distributive operanti nel settore dei beni di largo
consumo. Una volta iscritti all’associazione vi verrà assegnato un
codice univoco di 2+7 cifre. Al sito www.indicod.it potete trovare
tutte le informazioni del caso
D: Cosa significa “mil” ? Come faccio a sapere i mil del mio
barcode?
R: “Mil” è una misura americana che indica un millesimo di pollice
cioè 0,0254 millimetri. In mil viene misurata la “dimensione X” cioè
la barra più sottile, bianca o nera che sia. Questa misura definisce
il grado di risoluzione necessario nella lettura del barcode.
Normalmente chi fornisce le etichette prestampate è in grado di
fornirla. Normalmente i fornitori di sistemi per barcode hanno un
servizio clienti in grado di rilevarla.
D: Abbiamo stampato un barcode campione ma il lettore del
supermercato non riesce a leggerlo?
R: Le motivazioni potrebbero essere diverse:
- il barcode non ha la qualità sufficiente alla lettura,
- il vostro codice non è ancora stato inserito nel database.
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La tecnologia dei codici a barre
D: La luce laser emessa dagli scanner può procurare danni agli
occhi?
R: Quando lo scanner è adeguatamente installato e maneggiato la
risposta è NO. I prodotti che emettono luce Laser sono raggruppati
in categorie: dalla Classe I alla Classe IV. La Classe I è
considerata non dannosa mentre la Classe IV richiede un controllo
attento ed un comportamento adeguato. Molti scanner utilizzati nel
settore dell’identificazione automatica sono di Classe I o II. Il
Laser Institute of America*, definisce i laser di Classe II nel
seguente modo: “ …a causa della sua brillantezza un laser di
Classe II può causare abbagliamento se viene osservato per un
tempo prolungato. La visione momentanea non è considerata
pericolosa poiché la massima potenza radiante emessa è minore di
quella consentita per un’esposizione temporanea minore di 0,25
secondi. L’osservazione intenzionale per periodi estesi di tempo è
comunque da considerarsi potenzialmente pericolosa”.
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Appendice A - La struttura del codice
PDF417
Come altri barcode anche il codice PDF417 ha una struttura fisica
ben definita ed in questa sezione si vuole dare qualche cenno
ulteriore sulla sua composizione.
La dimensione X
La dimensione X, così come negli altri codici definisce la
dimensione della barra più piccola, sia essa bianca o scura,
utilizzata nel tracciarne la grafica. Il disegno che segue è un
barcode PDF417 come se fosse stampato su una carta millimetrata
per rendere più facile la misura degli spazi come multipli della
dimensione X. Guardando attentamente si nota come ogni barra è
sempre un multiplo esatto della dimensione della barra più piccola.
La prima barra è 8 volte X (8X), lo spazio che segue è 1X, ecc. In
un codice ben stampato non deve essere possibile avere barre o
spazi che non siano multipli interi di X.
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La tecnologia dei codici a barre
Sequenze di Start e Stop
Ogni barcode ha una sequenza di inizio– start – sulla sinistra e una
sequenza di fine – stop – alla sua destra. Queste sequenze sono
uniche per ogni tipo di barcode e quelle del PDF417 sono come
riportato nella figura che segue.
I Codewords
In un codice PDF417 i dati non sono codificati in ogni barra o
spazio ma in ogni cella definita “codeworde” (parola-codice). Ogni
codeword è una sequenza di 4 barre e 4 spazi che in totale hanno
una dimensione di 17X. Il 417 della sigla è proprio derivato da
questo. Tutta l’area compresa tra la sequenza di start e quella di
stop è ricoperta da codewords che riportano diversi tipi di
informazioni. La figura che segue evidenzia uno dei codeword della
codifica PDF417.
Codeword indicatori di riga
Immediatamente adiacenti alle sequenze di start e di stop sono
allocate due aree definite indicatori di riga destro e sinistro. Questi
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La tecnologia dei codici a barre
indicatori sono dei codeword che servono a memorizzare le
informazioni necessarie a decodificare il sesto del simbolo: il
nemero della riga, il numero di righe, il numero di colonne ed il
livello di correzione d’errore.
Area Codeword Dati
I dati veri e propri vengono prima codificati in valori dei codeword
che sono a loro volta convertiti nei codeword fisici rappresentati da
barre e spazi così come poi appaiono graficamente. I codeword dei
dati sono localizzati tra gli indicatori di riga destro e sinistro come
evidenziato nella figura seguente.
Righe e colonne
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pag. 66
La tecnologia dei codici a barre
Osservando attentamente un simbolo PDF417 appare evidente
come esso sia, nella parte tra i due simboli di start e stop, costituito
da più righe. Può infatti contenere da 3 a 90 righe.
Anche se meno evidente l’area dati è anche suddivisa in colonne il
cui numero può variare da 3 a 30. Nel simbolo che segue sono
evidenziate 5 righe per 3 colonne.
La flessibilità nel dimensionamento della matrice righe x colonne
rende quindi possibile adattare il simbolo finale alle eventuali
esigenze di spazio che lo deve contenere. Riducendo il numero di
colonne e possibile avere un simbolo finale più corto ovviamente a
scapito dell’altezza che aumenta. Anche se potrebbe apparire che
il numero massimo di codeword possibili sia 2.700 (90 righe x 30
colonne) in realtà il numero massimo di codeword che il codice può
gestire è pari a 928 che consente in ogni caso di registrare fino a
circa 1.800 caratteri (a livello di correzione d’errore 0; vedi
paragrafo che seguente).
Correzione d’errore
Ma una delle caratteristiche più significative della simbologia
PDF417 è la possibilità che esso offre di memorizzare codeword
aggiuntivi (ridondanti) in grado di consentirne la lettura e la
decodifica anche in presenza di codeword, e quindi simboli,
danneggiati e quindi solo parzialmente leggibili. Quanti danni il
simbolo possa essere in grado di sostenere rimanendo leggibile è
definito dal livello di correzione che l’utilizzatore può definire
nell’intervallo da 0 ad 8 (vedi tabellina). Al livello “0” un simbolo
danneggiato non può essere recuperabile ma l’errore viene in ogni
caso rilevato. All’aumentare del livello di correzione che si sceglie
diventa maggiore il numero di codeword aggiunti al simbolo e quindi
maggiore la superficie del barcode finale. Il vantaggio che
comunque offre questo tipo di protezione può valere un’etichetta più
grande.
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Tabella 3 Ad ogni livello di correzione d'errore corrisponde un
numero crescente di codeword dedicati ma anche il numero di
errori accettabili.
Livello di
correzione
d’errore
0
1
2
3
4
5
6
7
8
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Codeword
Quantità
Massima
dedicate accettabile di
Capacità
alla
Codeword
di Testo
correzione danneggiati
2
0
1850
4
1
1846
8
3
1838
16
7
1822
32
15
1790
64
31
1726
128
63
1598
256
127
1342
512
255
830
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La tecnologia dei codici a barre
Appendice B - Standard ISO
Specifiche delle Simbologie dei Bar Code
- ISO 16388 - Code 39
- ISO 15417 - Code 128
- ISO 15420 - EAN/U.P.C.
- ISO 16390 - Interleaved 2 of 5
- ISO 15438 - PDF417
- ISO 16023 - MaxiCode
- ISO 16022 - Data Matrix
- ISO 18004 - QR Code
Standard di conformità dei Bar Code
- ISO 15416 - Print Quality Test Spec - Linear symbols
- ISO 15415 - Print Quality Test Spec - 2D symbols
- ISO 15426-1 - Verifier Conformance Spec - Linear
- ISO 15426-2 - Verifier Conformance Spec - 2D
- ISO 15423-1 - Scanner & Decoder Performance Testing - Linear
- ISO 15423-2 - Scanner & Decoder Performance Testing - 2D
- ISO 15419 - Digital Imaging, Printer Performance Testing & Bar
Code Printing Software
- ISO 15421 - Master Test Specification
Standard applicativi dei Bar Code
- ISO 15394 - Packaging - Bar Code and Two-dimensional
Symbols for Shipping, Transport, and Receiving Labels
- ISO 22742 - Packaging - Linear bar code and two-dimensional
symbols for product packaging
- IEC 62090 - Product Package Labels for Electronic
Components Using Bar Code and Two Dimensional
Symbologies.
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Appendice C - Code 128
Codifica dei caratteri
La tavola seguente mostra i tre diversi set di caratteri con il valore
decimale relativo utilizzato per il calcolo del carattere di controllo
(check character). L’ultima colonna mostra la sequenza di
Barre/Spazi con il relativo valore numerico delle ampiezze.
Valore
Code
A
Code
B
Code
C
Pattern
BSBSBS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
SP
!
"
#
$
%
&
'
(
)
*
+
,
.
/
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
:
;
<
SP
!
"
#
$
%
&
'
(
)
*
+
,
.
/
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
:
;
<
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
212222
222122
222221
121223
121322
131222
122213
122312
132212
221213
221312
231212
112232
122132
122231
113222
123122
123221
223211
221132
221231
213212
223112
312131
311222
321122
321221
312212
322112
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pag. 70
La tecnologia dei codici a barre
Valore
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
pag.71
Code
A
=
>
?
@
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
[
\
]
^
_
Code
B
=
>
?
@
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
[
\
]
^
_
Code
C
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
Pattern
BSBSBS
322211
212123
212321
232121
111323
131123
131321
112313
132113
132311
211313
231113
231311
112133
112331
132131
113123
113321
133121
313121
211331
231131
213113
213311
213131
311123
311321
331121
312113
312311
332111
314111
221411
431111
111224
Copyright
AIM Italia, Franco Musiari
La tecnologia dei codici a barre
Valore
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
Copyright
AIM Italia e Franco Musiari
Code
A
NUL
SOH
STX
ETX
EOT
ENQ
ACK
BEL
BS
HT
LF
VT
FF
CR
SO
SI
Code
B
'
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
Code
C
64
65
66
67
68
69
70
61
72
73
74
75
76
77
78
79
Pattern
BSBSBS
111422
121124
121421
141122
141221
112214
112412
122114
122411
142112
142211
241211
221114
413111
241112
134111
pag. 72
La tecnologia dei codici a barre
Valore
Code A
Code B
Code C
80
DLE
81
DC1
82
DC2
83
DC3
84
DC4
85
NAK
86
SYN
87
ETB
88
CAN
89
EM
90
SUB
91
ESC
92
FS
93
GS
94
RS
95 (Hex 7F)
US
96 (Hex 80)
FNC 3
97 (Hex 81)
FNC 2
98 (Hex 82)
SHIFT
99 (Hex 83) CODE C
100 (Hex 84) CODE B
101 (Hex 85) FNC 4
102 (Hex 86) FNC 1
p
q
r
s
t
u
v
w
x
y
z
{
|
}
~
DEL
FNC 3
FNC 2
SHIFT
CODE C
FNC 4
CODE A
FNC 1
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
CODE B
CODE A
FNC 1
Valore
Start Code
103 (Hex 87)
104 (Hex 88)
105 (Hex 89)
START (Code A)
START (Code B)
START (Code C)
Valore
Stop Code
106
STOP
pag.73
Pattern
BSBSBS
111242
121142
121241
114212
124112
124211
411212
421112
421211
212141
214121
412121
111143
111341
131141
114113
114311
411113
411311
113141
114131
311141
411131
Pattern
BSBSBS
211412
211214
211232
Pattern
BSBSBSB
2331112
Copyright
AIM Italia, Franco Musiari
La tecnologia dei codici a barre
Appendice D - Siti con notizie
informazioni, specifiche relative alla tecnologia del BarCode
Indicod è la più ampia associazione italiana che
raggruppa aziende industriali e distributive
operanti nel settore dei beni di largo consumo.
Fondata nel 1978 per diffondere in Italia il sistema
EAN di codifica a barre,
Indicod ha il compito di assegnare i codici
produttore da inserire nella codifica EAN-13/-8.
Nel sito si trovano manuale e specifiche
dettagliate relative alle codifiche UCC/EAN.
EAN International and The Uniform Code Council
www.eanare voluntary standards organizations charged
ucc.org/
with the co-management of the EAN.UCC System
and the Global Standard Management Process
(GSMP). The EAN.UCC System standardizes bar
codes, EDI transactions sets, XML schemas, and
other supply chain solutions for more efficient
business. By administering the assignment of
company prefixes and coordinating the
accompanying standards, EAN International and
the Uniform Code Council maintain the most
robust item identification system in the world.
www.aim.org
AIM Global è l’associaziome internazionale per
l’AIDC. Nel sito informazioni generali e specifiche
internazionali, link ed informazioni generali utili.
www.barcodeStoria, indicazioni generali sui barcode a maggior
1.com
diffusione mondiale, link a siti strettamente
correlati. Collegamento al “Barcode Mill” che
fornisce on line la traduzione in barcode di
qualsiasi testo.
www.barcodeislan Altra sorgente di informazioni generali.
d.com
www.indicod.it/
Copyright
AIM Italia e Franco Musiari
pag. 74
AIM Italia è il punto di riferimento italiano degli operatori nel
settore delle tecnologie per l’identificazione automatica.
Capitolo italiano di AIM Global, AIM Italia persegue l’obiettivo
della diffusione della conoscenza delle tecnologie AIDC
(Automatic Identification and Data Capture) realizzando eventi,
conferenze, convegni e seminari.
A questo scopo collaborazioni importanti come quelle con il
CATTID/La Sapienza e l’Università di Parma consentono di
portare al grande pubblico informazioni aggiornate ed obiettive e
di offrire occasioni di dibattito, confronto, scambio commerciale e
comunicazione tra aziende, istituzioni e mercato,
(www.aim.tecnoimprese.it).
Scarica
