Как это устроено?..

См. также № 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15/06

СЧИТЫВАТЕЛЬ ШТРИХОВОГО КОДА. Обратите как-нибудь внимание: почти на каждой вещи можно увидеть штриховой код – на упаковках с продуктами, книгах, журналах, письмах, хозяйственных товарах, печатных платах внутри вашего компьютера. Это своего рода высокотехнологичное граффити. Известны разные типы устройств считывания штрих-кода: световой карандаш, лазерный сканер, напоминающий пистолет, ПЗС-сканер. Но в любом из них находится устройство, излучающее красный свет длиной волны 645–690 нм (светодиод или лазер), и приёмник (фотодиод или ПЗС-микросхема – полупроводниковый прибор с зарядовой связью). Когда такое устройство перемещают поперёк рисунка штрихов, в приёмник поступает отражённый световой сигнал, который изменяется по интенсивности в соответствии с шириной и последовательностью штрихов. Приёмник преобразует световой сигнал в электрический, амплитуда которого пропорциональна интенсивности света. В результате на выходе получается электрический сигнал в виде меандра. Этот сигнал преобразуется далее в цифровой сигнал – последовательность логических «0» и «1» – и поступает на компьютер или кассовый аппарат. Световые карандаши относительно дёшевы и обычно используются в библиотеках и больницах. Однако воспользоваться ими без навыка не получится: при считывании необходимо выдерживать определённый угол наклона и определённую скорость перемещения. Более надёжны лазерные сканеры, их используют в магазинах, но они и дорогие – по 300, а то и 1100 долларов за штуку. Сканер можно держать на расстоянии от 10 до 40 см от товара, а специальные модели могут считывать штрих-код на расстоянии до
10 м. ПЗС-сканеры – со светодиодами, – они дешевле, чем лазерные, но считывают на расстоянии не более 20 см. Их обычно используют при дневном освещении или при слабоконтрастном рисунке штрих-кода.

  • В ЛАЗЕРНОМ СКАНЕРЕ (в центре) колеблющееся зеркало или вращающаяся призма посылают луч видимого красного света на штрих-код. Фотодиод считывает отражённый луч и выдаёт выходной электрический сигнал, соответствующий рисунку штрихов. Внутри СВЕТОВОГО КАРАНДАША (внизу) находятся свето- и фотодиоды: чтобы считать штрих-код, надо провести кончиком карандаша над ним. В ПЗС-СКАНЕРАХ (вверху) не один светодиод, а целая линейка, а считывает не один фотодиод, а тоже целая линейка ПЗС-приёмников.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО?..

  • ШТРИХ-КОДЫ ДЛЯ ПЧЁЛ. Чтобы отследить, когда и сколько пчёл летает за взятком, фирма Intermec Technologies разработала миниатюрные штрих-коды размером всего 3 мм, которые учёный-энтомолог Стефен Бухман приклеивал на спинки насекомым между крылышками (для этого пришлось сильно охладить несколько сотен пчёл!). Лазерный сканер поставили вблизи летка улья и с его помощью фиксировали, когда каждая пчёлка улетает и возвращается.
  • ЧАСТОТА ПОЯВЛЕНИЯ ОШИБОК. Устройства считывания штрих-кодов работают в 5–7 раз быстрее квалифицированных наборщиц, а частота появления ошибок составляет одну на 3 млн символов, в то время как у наборщицы в среднем одна на 300 ударов.
  • ИЗ ИСТОРИИ. История штрих-кодов началась с Уоллеса Флинта, сына оптовика-бакалейщика. В 1932 г. он защитил магистерскую диссертацию на тему «Автоматизация кассовых аппаратов в супермаркетах». В 1949 и 1959 гг. другими исследователями были запатентованы разные типы штрих-кодов, в том числе и со штрихами в виде поперечных полосок, а в 1960 г. разработанный инженерами фирмы IBM штрих-код UPC был утверждён как первый официальный стандартный код для торговли.

  • КОДЫ. Из двадцати разработанных в разное время штрих-кодов наибольшей популярностью в розничной торговле пользуется код UPC (Universal Product Code) из двенадцати цифр. Код 39 позволяет передавать текст в формате ASCII, цифры и буквы. На почтах США пользуются кодом PostNet Code, чтобы быстро считывать адреса на конвертах с помощью сортировочных автоматов. Код Parcel Service,s MaxiCode позволяет передавать ещё больший объём информации и считывать её правильно даже в случае утраты 25% содержания.

  • ИЗ ШТРИХОВ В ИМПУЛЬСЫ. Размер считывающего луча меньше ширины самого узкого штриха и пробела между штрихами, но всё же не такой маленький, чтобы реагировать на случайно прилипшие пылинки или волоски. Типичная толщина штриха 0,3 мм, т.е. как раз занимает четыре соседние точки изображения, отпечатанного с разрешением 300 точек на дюйм. Фотодиод принимает отражённый световой сигнал и преобразует его в аналоговый электрический, а дешифратор в свою очередь считывает его как точки-тире кода Морзе и преобразует в цифровой сигнал.

 Scientific American, 2001, May (№ 5, v. 284), p. 88-89.
Сокр. пер. с англ. Н.Д.КОЗЛОВОЙ

Продолжение в № 19

 

.  .