Codici a Barre e la loro evoluzione


Creato da LordTzeentch per MenteDigitale.org – 2009
Concesso a “Il Connettivista”, 10/03/10
Informazioni reperite sulla rete

É da un po’ che penso di scrivere una guida su un argomento che molti potrebbero trovare interessante, l’argomento di cui vorrei trattare, fa, oramai, parte della nostra vita quotidiana, sto parlando dei codici a barre, si proprio codici a barre, oggi come oggi questi codici vengono riportati su qualsiasi oggetto messo in vendita, come ad esempio sul cibo, giornali e comunque su oggetti di varia natura.
Però, anche rischiando di annoiarvi più del dovuto, vorrei prima introdurre questo argomento parlandovi di quando fu inventato il codice a barre e chi fu l’ideatore.
Ci troviamo nel 1948, in quel tempo il presidente di un’azienda del settore alimentare aveva l’esigenza di automatizzare le operazioni di cassa, il problema fu ascoltato da Norman Joseph Woodland e Bernard Silver, all’epoca studenti di ingegneria dell’Università di Drexel, i due ragazzi presero sul serio questa esigenza e da li nacque una prima idea, i codici a barre, e subito fu sviluppata. Questa prima idea consisteva nell’utilizzare il Codice Morse stampato ed esteso in senso verticale, realizzando così barre strette e barre larghe. In seguito utilizzarono dei codici a barre ovali e brevettarono la loro invenzione.
I primi tentativi di riconoscere i codici a barre con un fotomoltiplicatore originariamente utilizzato per la lettura ottica delle bande audio dei film non ebbero successo: l’eccessivo rumore dei dispositivi termoionici, il calore generato dalla lampada utilizzata per l’illuminazione e il peso risultante dall’insieme erano ostacoli insormontabili.
L’idea risultava irriproducibile per le condizioni spiegate in precedenza, ma con l’avvento dei laser, si permise di costruire lettori a prezzi più accessibili e lo sviluppo dei circuiti integrati permise la decodifica vera e propria dei codici. Silver morì nel 1963 a soli 38 anni, prima di vedere le numerose applicazioni pratiche del suo brevetto.

Nel 1972, un grande magazzino di Cincinnati fece degli esperimenti con un lettore con l’aiuto della RCA, ma i codici a barre ovali si macchiavano facilmente o si producevano delle sbavature durante la stampa, per cui l’esperimento fu un insuccesso. Nel frattempo, Woodland sviluppò presso IBM i codici a barre lineari, che furono adottati il 3 aprile 1973 con il nome UPC (Universal Product Code). Il 26 Giugno 1974 presso un supermarket a Troy, nell’Ohio, il primo prodotto (un pacchetto di gomme americane) veniva venduto utilizzando un lettore di codici a barre.

Lettura dei codici a barre
La tipologia dei lettori di codice a barre è andata ampliandosi con l’avvento di nuove tecnologie e con la miniaturizzazione della componentistica elettronica.
Questo è un lettore di codice a barre moderno

Tipo di collegamento

Oltre ai lettori collegati ad un personal computer o ad un registratore di cassa, troviamo dei lettori dotati di memoria e quindi in grado di immagazzinare un certo numero di letture prima che vi sia la necessità di scaricarle utilizzando un’unità base (detta calamaio nel caso delle penne ottiche). Altri lettori sono dotati di un trasmettitore di piccola potenza per comunicare in tempo reale ad un’unità ricevente i dati che vengono letti.

Tecnologia di lettura

La tecnologia prevalente e più affidabile impiega uno o più raggi laser, abbinato di solito ad una testina oscillante e in taluni casi ad un sistema di specchi, al fine di moltiplicare le probabilità che qualsiasi codice stampato su un oggetto venga letto al primo tentativo. Esistono anche dei lettori più economici che utilizzano una barra di LED per illuminare i codici a barre e un sensore CCD (Charged Coupled Device). Si ottengono così dispositivi più leggeri e più resistenti, adatti per scanner da impugnare, che però devono essere portati quasi a contatto con i codici a barre da leggere. Inoltre, in ambito industriale, le ultime tecnologie permettono la lettura del codice a barre tramite l’acquisizione di un’immagine fornita da un sistema video. Questo, tramite l’apposito software, permettono di “fotografare” l’oggetto, riconoscere nella fotografia il codice a barre da leggere e successivamente interpretarlo.

Tipi di codici a barre
Tra i tipi più diffusi in Italia, senz’altro troviamo il codice EAN (European Article Number) che viene utilizzato nella grande distribuzione, seguito dal Farmacode o codice 32 (una rielaborazione matematica del Codice 39), adottato per l’identificazione dei Farmaci e delle specialità vendibili al banco nelle farmacie. Nell’ambito industriale hanno trovato grande diffusione il codice 128, il codice 39 (alfanumerico) e il 2/5 (si legge 2 di 5) interleaved.

La maggior parte dei codici ha un codice di controllo (check digit) che l’unità di lettura è in grado di ricalcolare e verificare per assicurare la corretta lettura e l’integrità dei dati.

Vediamo in dettaglio uno di questi codici a barre.

Prendiamo in considerazione il farmacode (o codice 32), come detto in precedenza, è un codice di identificazione a barre attualmente usato dal Ministero della Sanità italiano per identificare i medicinali.
Esso fa parte della famiglia dei codici a barre ed è composto da un carattere (asterisco *) di start e di stop, ovvero di delimitazione del codice stesso, e da 9 caratteri in base 32 codificati in modo binario. I 9 caratteri in base 32 corrispondono ad altrettanti caratteri in base 10, dei quali il primo carattere è 0 poi seguono 7 caratteri che identificano il prodotto ed infine l’ultimo carattere che rappresenta il codice di controllo (check-digit).
È un codice bidimensionale, ovvero esistono solo 2 spessori (stretto, largo) di barre/spazi. Lo spessore del modulo (ovvero del più piccolo spazio o barra presente nel codice) può essere di 0,250 o 0,254 mm
La codifica in base 32 usa le lettere dell’alfabeto anglosassone (meno A,E,I,O) più 10 numeri decimali (da 0 a 9), ottenendo la corrispondenza con la base 10 tramite una tabella.
Il codice di controllo (check-digit) viene calcolato nel modo seguente:
si usano le prime 8 cifre (in base 10) che chiameremo c1,c2,c3,…,c8
si calcolano i seguenti prodotti:

z1=2*c2

z2=2*c4

z3=2*c6

z4=2*c8

si calcola la somma S1 dei quozienti e dei resti di z1,z2,z3,z4 diviso 10

si calcola la somma S2 delle cifre c1,c3,c5,c7 del codice

si calcola la somma S=S1+S2

si divide S per 10

il codice di controllo (e quindi la nona cifra in base 10 del codice) è il resto della divisione di S per 10

Codice QR

Un Codice QR (in inglese, QR Code) è un codice a matrice (o codice a barre bidimensionale) creato dalla corporation giapponese Denso-Wave nel 1994. Il “QR” deriva da “Quick Response” (Risposta Rapida), poiché il creatore pensava ad un codice che consentisse una rapida decodifica del suo contenuto. I codici QR sono maggiormente comuni in Giappone e sono attualmente il più popolare tipo di codice bidimensionale in quel paese.
Sebbene inizialmente utilizzato per tracciare molti pezzi nella costruzioni di veicoli, i codici QR sono ora utilizzati per la gestione delle scorte in un’ampia varietà di industrie. Più recentemente, sono state sviluppate applicazioni orientate verso la comodità, finalizzate a sollevare l’utente dal noioso compito di inserire dati nel proprio telefono cellulare. Stanno diventando sempre più comuni in magazzini e pubblicità nel Giappone, i codici QR che memorizzano indirizzi e URL. Anche l’aggiunta di codici QR sui biglietti da visita sta diventando comune, semplificando notevolmente il compito di inserire i dettagli personali di una nuova conoscenza nella rubrica del proprio cellulare.
L’immagine del QR di destra, se ripreso con un Telefono dotato di lettore di codici QR, vi porterà alla pagina http://www.mentedigitale.org. Il codice è stato creato con una capacità di correzione errori di livello H (spiegato tra qualche paragrafo).
Beh, se andate sul sito http://www.janones.com.br/portal/index/qrcode/, potete creare i vostri QRCode, ci sono varie opzioni, tra cui quella di creare QRCode come testo, sms, url ecc.
Vi ricordo che quando si immette l’URL si deve omettere la parte dell’ HTTP://, cioè nell’indirizzo http://www.mentedigitale.org, quando viene immesso nel campo, si deve solamente scrivere http://www.mentedigitale.org, il motivo è semplice, al momento della codifica verrà automaticamente aggiunto http://, infatti se andate nella sezione lettura codice, quando si decodifica, vedrete che l’URL è comprensivo di http://
Poi potete creare anche delle Vcard, prorpio dei biglietti da visita da utilizzare con i cellulari, per permettere alla persona che effettua lo shot di memorizzare i vostri dati nella rublica, i campi comprendono varie informazioni, ad esempio, teniamo in considerazione i seguenti dati:

Nome: LordTzeentch
Occupazione: Programmatore
Impresa: il risultato è il seguente ===>
Indirizzo:
Telefono: 3471234567
Email: Virtualprogram@hotmail.com
Web: http://www.mentedigitale.org

eh si, è tutto dentro questo piccolo codice… l’indirizzo per la creazione delle Vcard è il seguente:
http://qr.treelogic.com/esp/vcard_info.html
Comunque torniamo a noi…
Lo standard giapponese per i codici QR, JIS X 0510, è stato rilasciato nel gennaio del 1999 e un corrispondente Standard Internazionale ISO, ISO/IEC 18004, è stato approvato nel giugno del 2000.
“Il codice QR è aperto nel senso che è rivelata la sua specifica e che il diritto di brevetto posseduto da Denso Wave non è esercitato.” — dal sito di Denso-Wave.

Capacità dati del codice QR
Solo Numerico Max 7.089 caratteri
Alfanumerico Max 4.296 caratteri
Binario (8 bit) Max 2.953 byte
Kanji/Kana Max 1.817 caratteri

Capacità di correzione degli errori
Livello L 7% delle parole in codice può essere ripristinato.
Livello M 15% delle parole in codice può essere ripristinato.
Livello Q 25% delle parole in codice può essere ripristinato.
Livello H 30% delle parole in codice può essere ripristinato.

I codici QR usano la correzione degli errori Reed-Solomon.

Micro QR Code
Il Micro QR Code è una versione ridotta dello standard codice QR per applicazioni con minore abilità di gestire grandi scansioni.

Ci sono anche diverse forme di Micro QR Code. La più alta di queste può contenere 25 caratteri.

Grafica QR

un’interessante opzione è quella della grafica, la grafica QR rende possibile incorporare immagini appariscenti di loghi, caratteri e foto all’interno del codice QR durante il calcolo e senza perdere alcuna informazione del codice.
Di seguito qualche esempio…
per riprodurre un QRCode come il secondo e il terzo esempio, potete scaricare liberamente un file java da questo indirizzo:
http://www.jaxo-systems.com/barshow/barshow.jar
con il software potrete creare molti tipi di Codici a barre sia a barre lineari che bidimensionali.

PM Codes

I QR code non sono però l’ultima frontiera in quanto a codici grafici, la ricerca da questo punto di vista sta tirando fuori altri codici con molta più capacità di immagazzinamento dati.
Accanto possiamo vedere un esempio di codice PM:
funziona come un codice QR che però utilizza altri colori oltre al bianco e nero, permettendo quindi di immagazzinare moltissime più informazioni. Mentre un codice QR di norma può immagazzinare circa 78KB di dati, un codice PM delle stesse dimensioni a 24 colori può immagazzinare 1.8MB, all’incirca come se fosse un floppy disk stampabile su carta. Mentre uno un po’ più grande a 256 colori può contenere 1.256GB!!

Ma non finisce qui, continuate a leggere perché le cose si fanno interessanti.

HCCB

Gli High Capacity Color Barcode (HCCB) sviluppati dalla Microsoft:
Anche qui si usano i colori ma invece dei puntini ci sono dei triangoli senza nessuno spazio tra loro, il codice funziona tramite la letture delle sequenze di colori ed ha il vantaggio di poter essere letto facilmente anche se l’immagine ad esempio non è messa perfettamente a fuoco dal vostro cellulare, in più può essere molto più piccolo degli altri, permettendo quindi di contenere più informazioni nello stesso spazio di un codice QR.
La ricerca in questo campo comunque va avanti, le possibilità sono infinite, i dati sono dati, quindi è possibile immagazzinare qualsiasi cosa con questi sistemi, pensate ad un film stampato su un pezzo di carta. O il backup del vostro Hard Disk su un immagine A4.

Rainbow Technology
A questo proposito Sainul Abideen, uno studente della Muslim Educational Society Engineering College a Kuttipuram, ha sviluppato la Rainbow Technology:

Un sistema che utilizza forme geometriche e colori e che dichiara di poter immagazzinare (udite udite!) 256GB di dati su un singolo foglio A4, inoltre tali dati sarebbero leggibili da un qualsiasi scanner casalingo. Questa tecnologia è ancora in via di sviluppo, ma Sainul prevede anche di creare dei Rainbow Versatile Disks (RVDs) con una capacità da 90 a 450GB.

L’RVD (Rainbow Versatile Disc) permette di immagazzinare, quindi, fino a 450GB di dati codificati su un foglio di carta in formato A4. Sembra incredibile, ma è la pura verità. Per l’evento, Sainul, ha presentato la sua idea tramite un esperimento durato circa 45 secondi che ha dimostrato la possibilità di codificare un film su un foglio di carta, utilizza per tale scopo una speciale procedura di scansione e stampa e permette di salvare su un pezzo cartaceo una quantità di dati enorme. La trovata, oltre che essere suggestiva, si dimostra interessante in primo luogo per la sua praticità (estendendo il progetto ad altre applicazioni potrebbe divenire possibile contenere un numero infinito di informazioni in uno spazio ridottissimo) ma anche e soprattutto per la sua economicità, nel momento che i costi di produzione di questa soluzione si aggirano intorno a un decimo di quelli necessari per i tradizionali CD e DVD. Una cosa del genere, se portata dunque a termine, significherebbe una rivoluzione globale del mondo dell’informatica e dell’intrattenimento generale, e potrebbe tranquillamente spazzare via qualunque tipo di supporto di lettura attualmente qualificato. In attesa di avere altre informazioni, incrociamo le dita perchè una così bella idea non resti appunto tale e venga presto progettata su vasta scala.

5 risposte a Codici a Barre e la loro evoluzione

  1. michelle Mauger scrive:

    Veramente interessante anche quest articolo…anche se a dire la verita nn ho capito tutta la parte tecnica..cmq sembra che siamo alla porta di un grande cambiamento in tutti i settore…commerci, farmaci, biblioteca ecc ecc
    Vorrei aggiungere in info pratica per i consommatori…
    Il server di telefonia Orange (nn ho nessuno interesso particolare con questo server ;P ) ha annunciato l’ apertura di l’ applicazione ” Orange Shopping” che permette agli utilisatori di telefoni portatili, che integrano questa funzione, di fare uno scan del codice-sbarra d’ un prodotto con l’ aiuto del loro apparecchio foto integrato. L’ applicazione compara allora in tempo reale il prezzo del prodotto fra più di 1.000 siti Internet mercantili. Il servizio è gratuito per i clienti titolari d’ un’offerta con un accesso ad Internet illimitato. Le altre persone che dispongono d’ un telefono portatile con un accesso Internet possono scaricare l’ applicazione via ” Orange World “ed paragonare il numero del codice-sbarra d’ un prodotto. Quest’ultimi avranno così la possibilità di consultare un elenco comparativo di prezzo istantaneamente. Interessante no? potremo comprare al prezzo piu conveniente possibile…😉

  2. ilconnettivista scrive:

    questo tipo di applicazioni ricadono dentro l’esempio di “realta aumentata” ecco un link che ti spiegherà meglio!🙂 http://it.wikipedia.org/wiki/Realtà_aumentata
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Réalité_augmentée

  3. Malcolm scrive:

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