10 Principy periferních zařízení

Transkript

10 Principy periferních zařízení
Vnější paměti
Charakteristiky ve srovnání s hlavní pamětí: větší kapacita, nižší cena, energetická nezávislost,
nedestruktivní čtení dat, dlouhá přístupová doba, spolehlivost
Magnetický, optický, magnetoopt. záznam a čtení, magnetorezistentní čtení
Magnetický záznam - záznamové médium má tvar kruhové desky, pokryté aktivní magnetickou vrstvou
(disk, páska) nad ním štěrbina magnetického obvodu, magnetický tok se v místě štěrbiny rozptyluje.
siločáry zasahují i na médium a to zmagnetizují. Měníme směr proudu v cívce i směr magnetizace vrstvy.
Magnetické rezervace - jejich přítomnost či absence reprezentuje informaci.
Optický záznam - Optický záznam je odolný proti rušení (ale pozor na přímé sluneční záření). Záznam
má podobu prohlubní a ostrůvků. Jedničky se zapisují jako přechod mezi prohlubní a ostrůvkem nebo
naopak. Datové 0 se nezapisují. Obdoba magnetických rezervací. CD-R lokální změna krystalické
struktury, amorfní na krystalickou. Změny jsou vratné. CD-WOROM vyplnění otvoru v kovové vrstvě,
nebo lokální deformací. Nejlevnější média používají levné barvivo, jako aktivní vrstvu.
Magnetooptický disk - kombinuje oba principy, magnetický i optický. Využívá se lokální změny
magnetické orientace vznikajícího za současného působení tepla a elektromagnetického pole.
Zaznamenává se magneticky při současném ozáření zaznamenávaného místa výkonným laserem.
Magnetická vrstva, jejíž Curierův bod leží okolo 180°C (přichází z chování feromgnetického na
paramagnetickou - její stav se dá změnit podstatně slabším magnetem). Ohřeje se a přemagnetuje, pak
rychle vychladne a přejde do feromagnetického stavu. Magnetické pole však již nestačí na
přemagnetování.
Magnetorezistivní čtení – u pevných disků, MR hlavičky jsou jen pro čtení.
Čtecí hlava využívá změn vodivosti magnetorezistivních materiálů při změnách okolního magnetického
pole vyvolaných průchodem zaznamenaných bitů pod hlavou. MR senzor je obklopený stíněním.
Magnetorezistivita – závislost odporu na vnějším magnetickém poli.
GMR (Giant Magnetoresistive) - Čtecí element se skládá ze dvou magnetických vrstev obklopujících jako
sendvič vodivou vrstvu o tloušťce jen několika atomů, podle změn magnetického pole vyvolaného
průchodem média dochází ke změnám vodivosti. Tato technologie je poslední a umožňuje nejvyšší
hustotu záznamu ze všech uvedených hlav.
Kódování záznamu (zejména MFM a RLL)
MFM (Modifikovaná verze FM), vychází z FM ale některé rezervace jsou vypuštěny. FM je
samosynchorizovatelné. Vynechány jsou ty synchronizační značky, které nejsou mezi 2 nulami.
FM
MFM
RLL (Run Length Limited code). Počet bitových intervalů s 0 je shora omezen. nejsou žádné datové ani
synchronizační rezervace, vstup se prostě převede na obraz RLL. Obsahují menší počet 1. RLL (2,7)
(min, max vzdálenost). 1 se zapisují jako rezervace . Při stejných fyzických vlastnostech zkrátit délku
bitového intervalu na ½ ⇒ 2 x kapacita.
•
v optických i magnetických pamětech
•
samosynchronizovatelný, ale bez explicitních hodinových a datových reverzací
•
určen parametry run-length (minimální počet bitů bez reverzace) a run-limit (max. bitů bez reverzace)
•
na zakódování se používají vzory skupin bitů (nebo kódovací strom)
•
výrazně méně reverzací než MFM a FM - tedy lze uložit větší hustotu dat
NRZI – 0 ... stejná úroveň signálu, 1 ... reverzace, CD a DVD
FM (frequency modulation) – samosynchronizovatelný, 0 ... na každý bit 1 reverzace, 1 ... na každý bit 2
reverzace
M2FM – jako MFM, jen vynechá reverzaci i pro dvě následující nuly
Zabezpečení záznamu proti chybám (Reed-Solomonovi kódy)
Pro zajištění údaje zapsaného na disku slouží cyklické kódy. CRC snímají se data a ty se pak doplní o
CRD a zapíšou se. Jedná se o 1 x16 realizované jako XOR. zvláštní registr je u disku 16b a obsahuje
zbytek po dělení normalizovaným polynomem 1 x16 .
Reed-Solomonovy kódy - zajišťují celé Byty. Aritmetika je modulo 256. Pro zvýšení odolnosti proti
shlukům se prokládají. Časové prokládání = původně patřící bytu se prohodí mezi jiné byty a na médium
se pak zapíše výsledná posloupnost doplněná o CRC. Po přečtení se rozházené byty seřadí do původního
sledu. Opravné mechanismy je pak opraví. Shluky až tisíc chybných bytů.
Výstupní zařízení: principy funkce elektrooptických měničů (zvláště
barevných)
Barevný obraz vzniká: skládáním (aditivním míšením) několika obrazů v základních barvách. V CRT,
LCD i plazmové technologii se používá barevný model RGB (Red-Green-Blue). Odstín se tvoří různými
intenzitami jednotlivých složek.
Elektrooptický měnič převádí informace generované řadičem do oblasti viditelného světla.
Prokládané řádkování – aby postupně vytvářený obraz neblikal a aby nebyly takové technické nároky na
kvalitu přenosové cesty, používá televize prokládané řádkování (lichý/sudý). Počítačové monitory naopak
používají neprokládané řádkování.
Luminofor - Luminofory (látky na bázi fosforu) měnící energii získanou nárazem elektronu v
elektromagnetické záření z viditelného spektra (světlo), u CRT monitoru zdroj světla - obrazu
Jak se vytváří obraz na LCD? Světlo je příčné elektromagnetické vlnění. Vektor intenzity Eelektrického
pole je vždy kolmý na směr, kterým se vlnění šíří. V rovině kolmé k paprsku přirozeného světla se směr
vektoru E nahodile mění. Tomu říkáme nepolarizované světlo. Polarizované a nepolarizované světlo se od
sebe nijak neliší. K tomu abychom určili orientaci roviny polarizovaného světla musíme použít zařízení
zvané analyzátor.
Ilustrace 1: vznik barevného obrazu na LCD
princip CRT - luminofory jednotlivých složek jsou ostřelovány elektrony
princip LCD - bíle světlo prochází tekutými krystali (řízení intenzity) a po té barevným filtrem
V čem se liší a v čem podobají elektrooptické měniče na bázi LCD a elektroluminiscence?
•
stejná buňková struktura obrazovky
•
LCD není zdrojem světla, kdežto ECD je
Řadiče znakového a grafického displeje
Obrazový řadič (grafický adaptér), obvykle na zásuvné desce, obsahuje:
•
rozhraní k systémové desce
•
grafický čip
•
obrazová(video) paměť
•
rozhraník monitoru
Ilustrace 2: Struktura znakového rastrového displeje
V čem vidíte podobnosti a v čem rozdíly mezi pixelovou pamětí rastrového displeje a pamětí D-souboru
displeje vektorového?
•
Obě uchovávají informace o zobrazovaném obraze, ale každá jinak.
•
Rastrová uchovává informace o barvách jednotlivých pixelů obrazu. Obraz se obnovuje
postupným vykreslováním jednotlivých pixelů. Každý pixel je vykreslen před další obnovou
obrazu jen jednou.
•
V D-souboru vektorového displeje je uložena posloupnost příkazů. Obraz se obnovuje postupným
vykonáváním jednotlivých příkazů. Jedno místo na obrazovce může být překresleno i několikrát.
Obraz zůstává strukturovaný – leze odebrat časti obrazu(objekty).
Ilustrace 3: Struktura řadiče grafického displeje
Principy barevného tisku
Tiskárny pracují na subtraktivním principu míchání barev. Používají se tři základní barvy: Azurová
(Cyan), Purpurová (Magenta) a Žlutá (Yellow). Většina tiskáren používá ještě černou barvu (blacK)
případně další. Barvy označujeme CMYK. Technologie, které neumožňují barevný tisk jsou: termopapír a
konturový tisk.
Počítačová tiskárna nemůže dávkovat množství přenesené primární barvy do jednoho tiskového bodu1.
Využíváse nedokonalost lidského oka - libovolný barevný tón zobrazíme tak, že v matici tiskových bodů,
1 výjimkou jsou tiskárny požívající sublimaci barev a některé laserové tiskárny
(například 6x6) tiskneme jen některé body = dithering.
Grafické zapisovače (interpolace úseček)
Grafický zapisovač je výstupní zařízení pro pořízení trvalého grafického dokumentu. Podle způsobu
vytvoření obrázku se dělí na:
•
vektorový – dnes obecně v útlumu, používají se jen pro speciální aplikace, vrtání či frézování
(plošné spoje)
•
rastrový – nejběžnější, xerografická nebo inkoustová nebo elektrostatická hlava
Interpolace – Pohyb kreslící hlavy může být inkrementální (krokový motor) nebo spojitý (servomotor).
Někdo musí řídit servomotor – řadič.
•
spojitý interpolátor - generuje signál pro polohový servomechanismus, který řídí pohyb
pisátka/média.
•
diskrétní interpolátor - čáru v tomto případě tvoří diskrétní množina bodů
Ilustrace 4: Příklad na Bressenhamův algoritmus
Vstupní zařízení: fyzikální principy klávesnice, myši a podobných zařízení,
digitizéry
Zakódovaná klávesnice = Pro snížení počtu vodičů jsou klávesy adresovány dvojicí vodičů uspořádaných
do matice (typicky 8x16). O dekódování se stará řadič klávesnice.
Kontaktní spínače:
•
•
•
membránový (membrána vymezuje také mechanický odpor, ~106 sepnutí)
s vodivou gumou neboli odporová (velice levné, znacné mechanické nevýhody, používaly se u
starých kalkulacek, s jistou obmenou používány u moderních klávesnic)
jazýčkový spínač (magnet + jazýčkový spínač, ~107 sepnutí)
Vibrace - U vetšiny typu realizace kláves nastává problém s vibracemi kontaktů. Přechodový jev trvá
typicky 1 až 20 ms podle typu spínace. Filtruje se např. elektronicky (RS klopný obvod).
Bezkontaktní spínače: kapacitní nebo s hallovým prvkem
Přenosový protokol PC klávesnice
•
sériový, asynchronní, ale ne RS 232
•
jeden start bit (vždy 0), 8 datových bitů, jeden bit liché parity, jeden stop bit (vždy 1)
•
celkem 10 bitů
Myš – skládá se z koule, válečků, kódových kotoučků, infračervené LED, řadiče
Optická myš - Malá kamerka snímá 1500 obrázků/s osvětlených LEDkou. Obrázky zpracovává procesor
(18 MIPS) a detekuje pohyb obrazu. Není tedy nutná spec. Položka.
Další vstupní zařízení – Trackpoint IBM, Touchpad, Pencomputing, Optické dotykové obrazovky (prst
přeruší tok fotonů)
Digitizéry:
•
s pasivní nebo aktivní indukční sondou - tablety s drátěným rastrem, sonda s cívkou obsahuje
oscilátor, ten indukuje proudy v mřížce
•
s aktivní indukční sondou a meandrovým vinutím - sonda s cívkou pod střídavým napětím 4
meandrové vinutí => 4 snímaná napětí, sonda se musí pohybovat (pouze přírustkové měření),
jednodušší na konstrukci
•
kapacitní digitizér se zvýšenou rozlišovací schopností! - měření kapacity mezi místem dotyku a
vodiči mřížky, 3 vodiče s největší odezvou udávají souřadnice v jedné ose, dopočítá se ještě
relativní posun
Techonologie pro vstup obrazů a jejich sekvencí, optické čtení a OCR,
čárové kódy
Viz slajdy „Vstup obrazu – včetně komprese“ (dále) – pozn. jsou to tuny žvástů
OCR je zkratkou angl. spojení Optical Character Reading, případně Optical Character Recognition. Jedná
se v podstatě o automatickou identifikaci grafických znaků snímaných opticky, případně o metodu
elektronického čtení tištěných znaků a jejich převádění do digitální formy, které lze dále zpracovat
počítačem.
Ilustrace 5: OCR-A
Ilustrace 6: OCR-B
Obsah přednášky
Vstup obrazu
včetně komprese
Snímače obrazů,
čárové kódy a
RFID
36PZ - Periferní zařízení
M. Šnorek
1
Senzory pro přímý vstup optické informace.
Skenery.
Fotoaparáty/kamery včetně komprese.
2D čárové kódy,
3D čárové kódy,
RFID.
OCR.
M. Šnorek
2
Přehled snímacích prvků
Snímací prvky
M. Šnorek
3
CCD - historie
1971 – Bell Laboratories,
CCD (Charge-coupled device).
M. Šnorek
4
M. Šnorek
6
Technologie CCD
CCD senzor (Charge Coupled Device),
CMOS (Complementary MOS),
moderní: Super CCD, Foveon.
U skenerů také
CIS (Contact Image Sensor),
PMT (Photo Multiplier Tubes).
řádkové pole 96 x 1 pixel.
Jméno je podle způsobu čtení informace po
expozici.
36NM-4. přednáška
M. Šnorek
5
1
Princip CCD
Příčný řez buňkou snímače CCD
Křemíkový MOS kondenzátor (dioda)
M. Šnorek
7
Přesouvání náboje
M. Šnorek
8
CCD - rysy
Výhody:
vysoký výkon a kvalita,
„zaběhnutost“ výroby.
Nevýhody:
více různých napětí + vysoká spotřeba,
postupné čtení,
žádná integrovaná logika.
Dvoufázové přesouvání náboje pod transportní hradlo
M. Šnorek
9
Skutečné (?) provedení
CCD – donedávna jediná možnost:
CMOS – nový konkurent:
M. Šnorek
10
CCD konkurence
M. Šnorek
11
kvalita, výkon.
cena, spotřeba energie.
Všimněte si: i CCD je MOS struktura.
CMOS (Complementary MOS) je jiná
technologie výroby MOS!
Souboj desetiletí ??
M. Šnorek
12
2
Super CCD SR – princip
CMOS
CMOS senzory (Complementary Metal Oxide
Semiconductor) se vyrábí prakticky stejnými
postupy, jako běžné procesory.
Tato technologie umožňuje integraci specializovaných obvodů, například ke stabilizaci nebo
kompresi obrazu.
Nevýhodou dosavadních CMOS je jejich malá
citlivost na světlo. Nedostatek se řeší přidáním
miniaturních čoček.
Výhoda: jediné napájecí napětí!
Každá buňka je dělená na dvě. Tím simuluje rozdělení filmu na
oblasti s vysokou citlivostí (velká část buňky) a s nízkou citlivostí
(menší část buňky).
(zdroj: www.fujifilm.co.uk/digital)
M. Šnorek
13
M. Šnorek
14
Foveon
Princip tohoto senzoru je vidět na obrázku:
Skenery
Současná verze se označuje jako Foveon X3.
M. Šnorek
15
Skener - externí zařízení připojitelné k
počítači umožňující
převést předlohu do digitální podoby pro
následné počítačové
zpracování.
M. Šnorek
16
Technologie a
rozdělení skenerů
Co je to skener?
M. Šnorek
17
podle technologie snímacího prvku,
podle technologického provedení,
podle rozlišení,
podle barevných vlastností,
podle připojení k počítači.
M. Šnorek
18
3
Používané snímací prvky
Principy barevného snímání
CCD senzor (Charge Coupled Device),
CIS senzor (Contact Image Senzor),
PMT senzor (Photo Multiplier Tubes)
laserový skener.
M. Šnorek
19
Používají pouze jeden řádek senzorů, jež
jsou umístěny co nejblíže snímané
předloze.
Zdrojem světla jsou tři řádky LED diod v
základních barvách, které jsou přímo
integrovány do čtecí hlavy.
M. Šnorek
M. Šnorek
22
PMT skenery
Nevýhody:
neumožňují snímat transparentní předlohy
(diapozitivy a filmy),
mají nižší rozlišovací schopnost na
tmavších plochách předlohy
při větší vzdálenosti předlohy od plochy
skeneru (např. hřbet vázaného dokumentu)
rychleji klesá osvícení.
20
Výhody:
nemají složitý optický systém,
snížené napájecí napětí na 5 V,
nevyžadují ustálení světelného toku,
jsou levnější,
mají vyšší životnost snímací hlavy,
jsou lehčí.
21
CIS vs. CCD
M. Šnorek
CIS vs. CCD
CIS skenery
Skenování s barevnými filtry,
skenování barevným světlem,
skenování s paralelním rozkladem,
skenování s využitím barevných CCD
senzorů.
M. Šnorek
23
na každou barvu mají jeden senzor (RGB
model). Odpadají barevné chyby a
tolerance, které mohou vzniknout použitím
tisíců jednotlivých prvků.
Senzory jsou kalibrovatelné fotonásobiče
(díky zesilování světla postihnou odstíny i
velmi tmavých částí).
Konstruují se v bubnovém provedení.
M. Šnorek
24
4
Bubnové
Bubnové skenery
Bubnové
Bubnové skenery
Při použití této technologie jsou skenované předlohu umisťovány z
vnitřní strany speciálního skenovacího bubnu a to prakticky bez
nutnosti montování. Pouze s použitím oleje, který po roztočení
bubnu vytvoří tenkou filmovou vrstvu mezi předlohou a sklem
bubnu. Předloha je přitom na buben pevně fixována odstředivou
silou. Skenované předlohy není navíc nutné precizně čistit,
neboť nečistoty jsou vytlačeny z předlohy odstředivou silou a
soustředí se v horní části bubnu.
M. Šnorek
25
Laserový skener
snímání čárových kódů, nebo
3D snímání.
aktivní bezkontaktní snímač,
pasivní bezkontaktní snímač,
kontaktní tužkový snímač.
M. Šnorek
27
Rozlišení skenerů
Technologické provedení
udává se v bodech na palec - dpi (dots
per inch).
M. Šnorek
28
Optické rozlišení
Hardwarové (optické) rozlišení,
softwarové (interpolované) rozlišení,
26
Červený laserový paprsek kmitá
vpřed-vzad přes čárový kód.
Vzpomínáte si na svůj poslední
nákup v samoobsluze?
Vzdálenost kód - snímač může
být až několik metrů.
Příklad provedení:
M. Šnorek
Příklad technol. provedení
Jedná se vlastně o jiné zařízení. Jeho účelem
je
vertikální bubnový skener
ICG 360
M. Šnorek
29
Rozlišení, kterého je skener schopen fyzicky
dosáhnout.
Horizontální rozlišení je dáno počtem
snímacích prvků v řadě,
vertikální rozlišení je dáno velikostí kroku
mechanismu posunujícího
snímací hlavu.
M. Šnorek
30
5
Softwarové rozlišení
Možnosti připojení skenerů
Hodnota bývá vyšší než rozlišení optické,
předloha se snímá v rozlišení fyzickém.
Vyššího rozlišení se dosáhne softwarově
dopočítáním obrazu a barev.
Skener se nesnaží o dokonalejší kvalitu
obrazu, ale o jeho zvětšení,
může dojít k rozostření obrazu.
M. Šnorek
Paralelní port,
SCSI řadič,
USB řadič,
bez připojení k počítači - pracují i
samostatně.
31
M. Šnorek
32
JPEG - základní vlastnosti
Obrázkové kompresní metody jednotlivé snímky
M. Šnorek
JPEG - Joint Picture Expert Group, polovina
80. let.
Pracuje s barevným modelem YCbCr, do
modelu RGB lze ale jednoduše přejít:
33
Y = 0,3R+0,6G+0,1B,
Cb= 0,5(B-Y)+0,5 a
Cr= 10/16(R-Y)+0,5.
Podvzorkování chrominancí.
Princip podvzorkování
chrominancí
M. Šnorek
M. Šnorek
34
JPEG snímková
komprese
35
M. Šnorek
36
6
JPEG - dvoudimenzionální
kosínová transformace
JPEG dekomprese
M. Šnorek
Opačný postup, než je patrný z předchozího
obrázku.
Komprese je (v podstatě) symetrická,
dekomprese trvá stejně dlouho jako
komprese.
37
M. Šnorek
Budoucnost JPEG
JPEG vs.
vlnková
komprese
Kompresní algoritmus JPEG byl vybrán z cca
12 možných metod, přesto už dnes
překonán.
JPEG 2000 - zásady
38
kvalitní komprese s nízkým bitovým tokem,
ztrátová i bezeztrátová komprese,
odolnost proti chybám,
založen na vlnkové (wavelet) transformaci.
M. Šnorek
39
M. Šnorek
40
MPEG
Obrázkové kompresní metody videosekvence
M. Šnorek
MPEG - Moving Picture Expert Group
(expertní skupina vytvořená v roce 1988),
úkol:
41
vytvořit jednoduchý, levný a univerzálně
použitelný kompresní standard.
Škálovaná koncepce (MPEG-1, … , MPEG-7).
Zadání počítalo s nesymetrickou kompresí.
M. Šnorek
42
7
MPEG videokanál
Princip MPEG komprese
Obsahuje kódovanou video- i audio- složku a nezbytné
prostředky pro jejich rozdělení a synchronizaci,
je tedy nutné MPEG datový tok při dekódování rozdělit:
Základním komprimovatelným prvkem
videosekvence je snímek.
MPEG předpoklad:
M. Šnorek
43
MPEG filozofie
M. Šnorek
44
Skupina obrázků, videosekvence (GOP),
obrázek,
řez,
makroblok,
blok.
Obrázek je samovysvětlující:
45
M. Šnorek
46
Typy komprimovaných snímků:
MPEG terminologie
I-snímek (Intra-Frame),
47
kóduje se s ohledem na předchozí I- nebo Ptechni-kou pohybové kompenzace (Motion
Compensation).
B-snímek (Bi-directional Predicted Frame),
M. Šnorek
kóduje se samostatně (technikou JPEG).
P-snímek (Forward Predicted Frame),
M. Šnorek
MPEG terminologie
3 druhy komprimovaných snímků (I-, P-, B-)
s typickým datovým objemem 15 : 5 : 2.
mnohé informace se v následujících snímcích
opakují.
Proto se (u některých snímků) ukládají jen rozdíly
vzhledem k předcházejícím/následujícím.
jako vztažný používá předchozí i následující I- nebo
P-snímky.
M. Šnorek
48
8
Mezisnímková komprese pohybová kompenzace
I-, P-, B- snímky v MPEG
M. Šnorek
49
M. Šnorek
50
Jedna z
metod
hledání
vektoru
pohybu
Čárové kódy
M. Šnorek
51
Čárové kódy
číslo výrobku
číslo objednávky
místo uložení ve skladu
sériové číslo
datum výroby...
M. Šnorek
52
Čárové kódy - princip
nejstarší a nejrozšířenější metoda automatické
identifikace
kombinace tmavých čar a světlých mezer
data obsažená v čárovém kódu:
M. Šnorek
53
Tmavé čáry a světlé mezery jsou čteny snímači vyzařujícími
červené nebo infračervené světlo.
Světlo je tmavými čarami pohlcováno, světlými mezerami
odráženo.
Rozdíly v reflexi jsou převedeny v elektrické signály, které
odpovídají šířce čar a mezer.
Signály jsou převedeny ve znaky, které obsahuje příslušný
čárový kód.
Posloupnost čar a mezer je přesně dána použitým typem kódu.
M. Šnorek
54
9
Čárové kódy - příklad
Základní pojmy
Symbol
Vlastní čárový kód, který začíná znakem
znakem start, následují data s případným
kontrolním součtem a na konci znak stop.
Před ním a za ním musí být klidová zóna
– místo bez potisku.
Kódy souvislé (spojité)
Souvislé čárové kódy začínají čarou,
končí mezerou a nemají meziznakové
mezery
Kódy diskrétní
Diskrétní čárové kódy začínají čarou,
končí čarou a mezi jednotlivými znaky se
nachází meziznaková mezera.
M. Šnorek
M. Šnorek
57
Kód každého znaku
tvořen pěti čarami
(3 úzké, 2 široké).
Mezery pouze oddělují
čáry, nenesou informaci.
M. Šnorek
56
Nejčastější čárový kód, vyvinut 1974.
První plně alfanumerická symbolika - umožňuje zakódovat číslice,
písmena a některé interpunkční znaky.
Nepodporuje malá písmena.
Modifikace Code 39 Mod 43 obsahuje navíc kontrolní znak - součet
hodnot všech znaků řetězce modulo 43.
Code 93
Rozšíření Code 39.
Alfanumerická symbolika proměnné délky, souvislá,
kóduje všech 128 znaků ASCII – 43 znaků odpovídá Code 39.
M. Šnorek
58
Kódování znaků do kódů
European Article Numbering (EAN),
je nadstavbou U.P.C.
Snímače EAN dovedou dekódovat U.P.C., opačně to ale
nemusí platit.
Numerický kód je pevné délky.
Správu kódu EAN na evropském teritoriu provádí
nekomerční organizace EAN se sídlem v Belgii. Jejími
dobrovolnými členy jsou národní komise EAN všech
evropských zemí.
Česká republika má přidělen kód země 859.
EAN 13 a EAN 8
Code 39 a Code 39 Mod 43
Code 39 a Code 39 Mod 43
U.P.C. A
U.P.C. E0 a U.P.C. E1
EAN 13 a EAN 8
Code 93
Interleaved 2/5 a Interleaved 2/5 Mod 10
Code 128
Codebar
MSI
znakem Start
datovými znaky
znakem Stop
55
Jednotlivé typy čárových kódů
Informace kódována
kódem Industrial 2/5,
numerický kód
proměnné délky,
diskrétní
tvořen
M. Šnorek
59
Příklad pro EAN 13:
pevná délka kódu znaku (7 jednotek),
kódování číslic 0 až 9,
tři znakové sady, značené A, B a C.
Symbol čárového kódu EAN 13 je uprostřed
rozdělen dělicím znakem na dvě části, zvané
pole.
M. Šnorek
60
10
První pole
Druhé pole
čárový kód EAN 13 najdete
na obalu téměř každého
zboží v obchodě
symbol bývá doplněn
čitelnými číslicemi
pokud jsou první tři číslice
859, jedná se o zboží
vyrobené v ČR
dekódování první číslice
pomocí použitých sad
13. + 2 udává zemi, 4
výrobce.
Číslice
Znakové sady
Číslice
Znakové sady
0
AAAAAA
5
ABBAAB
1
AABABB
6
ABBBAA
2
AABBAB
7
ABABAB
3
AABBBA
8
ABABBA
4
ABAABB
9
ABBABA
číslo výrobku – 5 číslic
1 kontrolní číslice. Vypočte se jako suma číslic na sudých pozicích * 3 +
suma číslic na lichých pozicích , výsledek se zaokrouhlí nahoru na celé
desítky. Kontrolní číslice je rozdíl zaokrouhlené a původní hodnoty.
Příklad: Výpočet kontrolní číslice pro 859123412345
5+1+3+1+3+5 = 18, 18*3 = 54,
8+9+2+4+2+4 = 29
54+29 = 83 Zaokrouhleno:90, 90-83 = 7
Pro kód EAN 13 se tedy bude kódovat 8591234123457.
M. Šnorek
61
M. Šnorek
62
Proč 2D?
Začaly být větší nároky:
obsáhnout větší množství informace,
zmenšit velikost kódu.
2D čárové kódy
M. Šnorek
63
Historie 2D
M. Šnorek
64
Historie 2D - II.
1984 –standard složený ze čtyř Code 39 skup. AIAG (číslo dílu,dodavatel,množství,sériové číslo).
1988 - Code 49 - Intermec Copr. první
opravdový 2D kód.
jako např. Data Matrix, MaxiCode, MiniCode;
celkový přehled dále ..
1989 - Code 16K - Ted Williams.
1990 - PDF 417 - Symbol Technologies
⇒ velká podoba s 1D čárovými kódy.
M. Šnorek
Od 90 let se začaly objevovat i další typy 2D
kódů tvořené tzv. maticovým způsobem,
65
M. Šnorek
66
11
Dělení 2D kódů
snímání jak ve vertikálním, tak horizontálním směru =>
nejsou vertikálně redundantní.
Minimální velikost místa pro zakódování dat , až 30x
menší oproti 1D,
nesou 10 až 100 krát více informací než 1D,
techniky tisknutí stejné jako 1D kódů nebo
přímé/permanentní značení na materiál,
možnost značení na světlo odrážející materiál
všesměrové vysokorychlostní snímání,
vysoká přesnost a spolehlivost opravy informací.
M. Šnorek
Skládaný (Stacked) kód
vzniká skládáním 1D čárových kódů skládajících se z čar a mezer
proměnné délky do horizontálních vrstev
Maticový (Matrix) kód
kód je tvořen složením buněk ( modulů ) různého tvaru (čtverec,
šestiúhelník, kruh) připomínající dvourozměrnou matice.
67
68
Omezující faktory čárových kódů
Přehled 2D kódů
M. Šnorek
M. Šnorek
Požaduje se přímá
viditelnost,
trvanlivost,
dosah,
datová kapacita,
sekvenční čtení,
nemožnost zápisu.
69
M. Šnorek
70
RFID
RFID neboli
Radio Freqeuncy Identification
M. Šnorek
71
aktivní - napájeny baterií
pasivní - aktivovány čtecím zařízením
nízkofrekvenční - pomalejší; pracují na
principu indukční vazby
vysokofrekvenční - větší pracovní vzdálenost,
větší, dražší
M. Šnorek
72
12
RFID běžné frekvence
RFID - princip činnosti
Electromagnetic Spectrum
Electric
Waves
Radio
Waves
Infra-red
Visible
Light
UltraViolet
X-Rays
Gamma
Rays
Cosmic
Rays
Radio Spectrum
9kHz
30kHz
VLF
LF
300kHz
MF
Long
Wave
Medium
Wave
125-134 kHz
M. Šnorek
73
RFID and Barcodes
Technology
RFID
RFID Benefit
Example
Line of sight
requirement
Required
Not required
No need to orientate
scanned items
Number of items that
can be scanned
One
Multiple
Very fast inventory
scan
Automation & Accuracy
Manual read errors &
prone to misscanning
Fully automated and
highly accurate
Error free inventory
count
Identification
Only series or type
Unique item level
Targeted Recall
Up to several kB data
Real time data access
in any location
Data storage
Limited codes
M. Šnorek
75
Basic Operation
1. Tag enters RF field of Reader
2. RF signal powers Tag
300MHz
VHF
UHF
3000MHz
30GHz
SHF
300GHz
EHF
Short
Wave
VHF
UHF
SHF
EHF
Very Low Frequency
Low Frequency
Medium Frequency
High Frequency
13,56 Mhz
860-930
MHz
3000GHz
Not
designated
Very High Frequency
Ultra High Frequency
Super High Frequency
Extremely High Frequency
2,45 and 5,8 GHz
M. Šnorek
74
Microprocessor Cards
Contactless Smart Card
Bar Code
Capability
30MHz
HF
VLF
LF
MF
HF
The “RFID”
Frequencies
3000kHz
M. Šnorek
76
RFID Tags & Packaging
Antenna
3. Tag transmits ID, plus data
4. Reader captures data
5. Reader sends data to computer
6. Computer send data to reader
7. Reader transmits data to tag
Computer
Reader
M. Šnorek
Tag on
Item, box or
pallet 77
M. Šnorek
78
13

10 Principy periferních zařízení

Transkript

Podobné dokumenty

Horolezecká stěna Aztec Adventure Vertical 3

přídavná zařízení k traktorům

BEAD Bazooka TM - final

Prohlášení o shodě

Tryskací zařízení - Tryskacie stroje

G. Flaubert - Paní Bovaryová

vy_32_inovace_150

Termokamera

Stáhnout - AudioMaster CZ a.s

ZDE - Wakemaster