Data identificatie, data collectie en datacommunicatie

Automatische identificatie betreft het door computersystemen doen herkennen en identificeren van objecten zonder menselijke tussenkomst. Automatische datacollectie is het verzamelen van gegevens via computerprocessen en die gegevens doen interpreteren door software voor het automatisch besturen van processen of het integraal presenteren van informatie. Automatische datacommunicatie is de interactiewijze tussen collectie systemen en de verwerkende computers. Het in de computer invoeren van gegevens ten behoeve van bedrijfsprocessen (analyse, inkoop voorbereiden, inkoopregistratie, productie, verpakken, sorteren, opslag, orderverzamelen, transport, distributie, aflevercontrole, verkoopregistratie, dossiervorming, post sorteren, archiefbeheer, gereedschapbeheer, voertuigbeheer, onderdelenbeheer, reparatieregistratie, registratie van personeelsinzet, machine en materiaalregistraties, urenverantwoording, etc.) kan sneller, efficiënter en foutloos als gegevens niet via het toetsenbord van een computer worden ingevoerd maar worden 'gelezen' met een scanningsysteem. Voor scanning zijn gestandaardiseerde codesymbolen benodigd alsmede leessystemen, decoders, software voor de transacties met de computerdatabase en met de besturingssoftware van de bedrijfssystemen.
Het aantal codesymbolen is betrekkelijk groot. Codesymbolen zijn namelijk specifiek ontwikkeld voor bepaalde toepassingen. In dit artikel wordt met de diverse uitvoeringen kennis gemaakt.

Toelichting

De systemen voor het invoeren van gegevens maken gebruik van al dan niet omni-directioneel leesbare lineaire streepjes- of barcodes en/of tweedimensionale streepjes-, puntjes (dot)- of 'sneeuwvlok'-codes (2D-code). Het verschil tussen lineaire of conventionele respectievelijk eendimensionale barcodes en twee- of meerdimensionale barcodes komt tot uiting in de groepering van de streepjes. Een rij naast elkaar geplaatste streepjes - elk met een eigen breedte - vormt een eendimensionale code. Voorbeelden daarvan zijn de gestandaardiseerde EAN-codes. Enkele gestapelde rijen streepjescodes of in een matrix samengebrachte vierkanten respectievelijk puntjes vormen meerdimensionale codes. Voorbeelden daarvan zijn de PDF417- en DataMatrix-codes. Eendimensionale of enkelvoudige codes (de gebruikte benamingen worden in de praktijk voortdurend door elkaar gebruikt) kunnen een beperkte hoeveelheid gegevens opslaan. Meerdimensionale codes kunnen meerdere kB’s aan gegevens bevatten en vormen een datafile op zichzelf (vandaar de benaming ‘portable datafile’, PDF). Enkelvoudige codes zijn de sleutel tot een bepaald datafile in de database van een bepaalde computer.

Meerdimensionale codes kunnen zo'n sleutelfunctie hebben, maar bevatten de gecodeerde gegevens meestal in gecomprimeerde vorm. Het gebruik van eendimensionale codes zoals de artikelcodes op consumentenverpakkingen beperkt zich tot eenmalige scanning en eenmalige gegevensingave. Bijvoorbeeld de kassascanner leest de codering, de software van de kassa opent een datafile in de eigen database en presenteert de gegevens uit dat file (artikelnaam, prijs) op het kassadisplay en op de kassabon. Het gebruik van meerdimensionale codes is meer divers. In de zogeheten matrix- en PDF-codes kunnen complete recepten, medische dossiers, productie aanwijzingen of hoofdstukken uit een boek zijn opgeslagen.

Meerdimensionale codes kunnen ook grafische afbeeldingen bevatten. Ze kunnen zowel op PC’s of netwerkterminals informatie verschaffen zonder gebruikmaking van een database als bijvoorbeeld bewerkingsapparatuur aansturen (productiemachines, huishoudelijke apparatuur zoals magnetrons, ovens, koelkasten en diepvriezers, verwarmingssystemen). Ook kunnen er stand alone-systemen mee worden voorzien van besturingssoftware doordat via de scanner het complete datafile in het besturingssysteem van de hardware wordt geïncorporeerd.

Directioneel leesbare codes kunnen uitsluitend op dezelfde wijze met de scanner worden gelezen als waarop de Westerse mens teksten leest, namelijk van linksboven naar rechtsonder. Omni-directioneel leesbare codes kunnen vanuit elke blikhoek gescand worden. De decoderende software verwacht geen standaard leeswijze maar oriënteert zich aan 'begin'- en 'einde'-codes binnen het codepatroon. Directioneel leesbare codes worden gescand met een in de hand gedragen of met een vastgemonteerde – zoals bij een kassa – scanner. Omnidirectionele codes worden gescand met een gefixeerde, eveneens vast gemonteerde, veelal in een machine geïntegreerde scanner. Bijvoorbeeld een scanner in een scanraam boven een transportband bij sorteerwerkzaamheden, in een deurkozijn voor passageregistraties.

Alle andere codeervormen

Behalve streepjes(bar-)codes zijn er ook andere codeervormen. Dit zijn:

• zowel door mens als machine leesbare karakter-coderingen (OCR, Optical Character Recognition en OMR, Optical Mark Recognition);
• uitsluitend via magnetische veldenlezers decodeerbare magnetische inkten en magneetstrips (zoals op bankpassen en creditcards);
• uitsluitend via speciaal ontwikkelde antennes uitzendbare en ontvangbare radiogolven van codedragers (radio frequency identificatie of RFID, werkt met tags of transponders);
• uitsluitend via elektromagnetische velden herkenbare coderingen (EM/ID, speciaal bedoeld voor artikelbeveiliging) werken met zelfklevend materiaal;
• uitsluitend via bepaalde radiofrequenties herkenbare Dynamische Resonantie tags (DR/ID);
• uitsluitend via een niet door het menselijk oor waarneembaar geluidssignaal uitzendende Akoestische Identificatie tags voor artikelbeveiliging;
• uitsluitend op een zogeheten draaggolf reagerende RF-tags, informatiedragers zonder geheugencapaciteit (ook voor artikelbeveiliging);
• uitsluitend via infrarood fotocellen leesbare codes (IR/ID);
• Machine Vision-systemen, videosystemen voor optische herkenning van objecten of persoonskenmerken respectievelijk codesymbolen door de computer;
• Voice Recognition systemen, bestaande uit hardware als koptelefoons met keelmicrofoons (headsets) en software voor de herkenning van stemgeluiden en/of ingesproken teksten (woorden);
• Touch Memory systemen, bestaande uit gegevensdragers (TM-tags), die bij aanraken informatie, opgeslagen in computerdatabases, op beeldschermen of via geluidssystemen (boxen) presenteren;
• Biometrische systemen, werkende met de herkenning van vingerafdrukken, handpalmafdrukken, gelaatscontouren, oogkenmerken van individuen;
• Smart Card systemen, die door het integreren van een chip met grote geheugencapaciteit in een geplastificeerd kartonnen of kunststoffen kaartje autonoom een grote hoeveelheid gegevens kunnen meedragen, welke ook weer autonoom door separate computers kunnen worden ingelezen en op locatie via beeldschermen kunnen worden gepresenteerd;
• Combinaties van deze technieken binnen één systeem.

Scantechnieken

De gegevensoverdracht van streepjescodes vindt plaats met behulp van scantechnieken (laserscanners, CCD-scanners, leespennen). Laserscanners en leespennen zenden een (infra)rode lichtbundel uit, die door roterende spiegels wordt verspreid en na kaatsing wordt opgevangen. Het verschil in spectrumgegevens wordt vertaald in binaire getallen.
CCD-scanners maken een image (afbeelding, vergelijkbaar met een foto) van een aangeboden grafische afbeelding (streepjes), welke softwarematig wordt omgezet in binaire getallen. CCD-scanners werken niet met roterend materiaal en zijn daardoor minder kwetsbaar voor beschadiging of vervuiling. Een verfijnde uitvoering van CCD-scanners vormen de ‘imagers’, die elke grafische afbeelding lezen. Bijvoorbeeld logo’s, handtekeningen, gezichten, etc. Andere gegevensdragers worden gelezen met speciaal daarvoor ontwikkelde hard- en software zoals cardreaders, magnetic stripe-readers, etc.

Behoudens de leessystemen zijn decodeerhard- en software benodigd, lokale transmissie hard- en software alsmede veelal externe transmissiesystemen zoals EDI- en internet- of intranetverbindingen.
De keuze van het transmissiesysteem gaat vrijwel altijd samen met die van het codesysteem. Voor de identificatie van objecten, personen, vee, voertuigen, etc. en het gelijktijdig verwerken van de gegevens worden (draagbare) computers of computerterminals gebruikt. Voor specifieke processen zijn varianten ontwikkeld (orderverzamelterminals, distributieterminals met ingebouwde bonnenprinters, draagbare computers met touch screen of met elektronische pen, etc.).

Printen, graveren, ponsen

Het aanbrengen van streepjescoderingen gebeurt meestal met behulp van printers, soms ook met graveer- of ponssystemen. Het coderen van magneet- en chip-gegevensdragers gebeurt met digitale 'write'-systemen.
Optisch leesbare coderingen (niet-infrarode), streepjescodes, tweedimensionale-, dot- en sneeuwvlokcodes worden geprint met behulp van thermische of thermal/transferprinters (al dan niet voorzien van een applicatiesysteem), inkjet-printers of lasercodeersystemen.
Infrarode coderingen worden aangebracht met speciale inkt, waarbij uitsluitend een inkjetprintsysteem gebruikt kan worden.

Magnetische coderingen – waaronder zogeheten EM/ID-tags, op magnetische velden reagerende stukjes zelfklevend materiaal voor anti-diefstaldoeleinden – worden alleen vervaardigd met behulp van industriële processen (strippen, plaatjes) en magnetische strippen kunnen met behulp van een 'stripe-coder' van gegevens worden voorzien.
RFID-, AM/ID-, RF- en DR/ID-coderingen worden aangebracht op aan artikelen te bevestigen dragers (tags of transponders).

De meest bekende zijn de RF (RFID)-tags. De ‘enkelvoudige’ RF-tag is niet, de RFID-tag is wel voorzien van een integrated circuit en een ingebouwde antenne.
Er zijn twee uitvoeringen, te weten passieve tags, welke worden geactiveerd door een externe bron en actieve tags, welke voorzien zijn van een batterij en spontaan reageren op een bron. Deze gegevensdragers worden vaak onder de populaire benaming 'chips' samengebracht.

De AM/ID-tag wordt geactiveerd door een geluidssignaal en behoort tot de passieve tags. Bevat geen artikelinformatie, in tegenstelling tot de RFID-tag welke een soortgelijke code kan dragen als de lineaire barcode.

De DR/ID-tag werkt analoog aan de RF- en RFID-tag maar is inwendig niet voorzien van soldeerpunten, waardoor de tag minder kwetsbaar is in gebruik.

Verklarende woorden en uitdrukkingenlijst

Auto ID – Automatische Identificatie, verzamelnaam voor het herkennen door computers met behulp van scanners en/of sensoren van gecodeerde objecten, personen, dieren, etc.

A.I. – Automatische Identificatie, afkorting wordt nogal eens door Amerikaanse bedrijven en wetenschappers gebruikt.

AIDC – Automatische Identificatie en Data Collectie. Combinatie van namen voor identieke processen met afzonderlijke doelstellingen: AI is het herkennen van een gecodeerd object en het voor verwerking aanbieden van de geïdentificeerde code aan decodeer- en transmissie-hard- en software, terwijl DC staat voor het lezen van coderingen door AI-apparatuur en het opslaan van die coderingen in (tijdelijke) computerbestanden ten behoeve van het verwerken van die gegevens tot hetzij managementinformatie, hetzij informatie ten behoeve van computerprogramma's waarmee bepaalde apparatuur of processen worden bestuurd (bijvoorbeeld in geautomatiseerde productieomgevingen).

RF – Radio Frequency. Betekent het gebruik van een draadloze (radio)verbinding voor communicatie tussen een gegevensdrager en een leessysteem (RF/ID) of tussen een externe computer respectievelijk computerterminal en een host-computersysteem (RF/DC).

RFID – Radio Frequency IDentificatie. Het lezen van in een gegevensdrager (tag of transponder) opgeslagen informatie met behulp van een draaggolf die gebruik maakt van een bepaalde frequentie.

RFDC – Radio Frequency Data Communicatie. Het draadloos overseinen van gecomprimeerde gegevenbestanden via radioverbindingen (LAN) met een Narrow Band- of een Spread Spectrumsysteem. Kan ook via radiotelefonieverbindingen zoals GSM- (GPRS) en satelliettelefoons (WAN). Kan zowel data betreffen als spraak (voice of speech).

GSM – Global System for Mobile communication. Het draadloos overseinen van spraak en databestanden via mobiele telefoons waaraan (bijvoorbeeld) computermodems zijn gekoppeld.

GPRS – Generic Packed Radio Signal. Systeem van datacommunicatie per GSM-verbinding waarbij via een ‘open lijn’ pakketjes data worden verzonden en waarbij uitsluitend betaald wordt voor het abonnement (het gebruik van de lijn is gratis).

SATCOM – Satellietcommunicatie. Het wereldwijd overdragen van data en/of voiceberichten, via aan boord van voer- en vaartuigen of containers geplaatste boordcomputers waarmee tracking & tracinginformatie alsmede opdrachten en confirmaties kunnen worden doorgegeven.

Tracking & Tracing – Systeem van automatisch volgen van individuele eenheden (vaar- en voertuigen, containers, pallets, enkelstuks artikelen of verpakkingen) in een productie-, distributie-, opslag- of transportproces ten behoeve van het registreren van handelingen, voor artikel- en/of productiebeheer, opslagbeheer en andere taken. Wordt ook gebruikt voor opsporingen bij recalls en na ontvreemding. Wanneer dieren of mensen dragers zijn van een identificatiemiddel kunnen ook zij na uitlezen van dat middel gevolgd worden in omgevingen waar leessystemen aanwezig zijn.

Thermisch – (Direct) thermisch printen: het aanbrengen van afdrukken op thermisch (warmte- en lichtgevoelig) papier met behulp van een ‘inktlintloze’ printer.

Thermal (of thermo) transfer printen – het aanbrengen van afdrukken op ‘normaal’ papier, karton, kunststof, textiel en andere oppervlakken met een inktlint (ook folie, foil, carbon genaamd), waarvan de inkt warm wordt gemaakt door de hitte van de printkop.

Laser coderen – Het met zeer hoge snelheden aanbrengen van een niet-verwijderbare codering in harde materialen (glas, metaal, bepaalde kunststoffen) door middel van het wegbranden van de toplaag van dat materiaal via een laserbundel.

RFID labels – De combinatie van een (zelfklevend) etiket of een (prijs)kaartje, bedrukt met een barcode en/of optisch door de mens leesbare gegevens (artikelnaam, prijs) en een ingebouwde tag met een identieke code als bijvoorbeeld de barcode of met de oogleesbare gegevens opgeslagen in gecodeerde vorm in het geheugen van de tag.

Tag/transponder – Gegevensdrager, voorzien van een integrated circuit (IC) of een 'chip', waarop door middel van beschrijvende software een enkelvoudige code of een hoeveelheid gegevens in de vorm van een datafile is aangebracht. De gegevensdrager reageert op ontvangen elektromagnetische of radiografische signalen (RF) respectievelijk hoogfrequente radiografische (dynamic response of DR) signalen en stuurt de opgeslagen gegevens in antwoord op dat signaal naar de 'vragende' unit (antenne plus reader). Vandaar de naam 'transponder' (beantwoorder). Doordat de transponder altijd aan een object wordt gehecht (bijvoorbeeld door middel van schroeven of een pin), hebben de Engelstalige uitvinders hem de korte benaming 'tag' (aangehecht object) gegeven. Beide benamingen worden door elkaar gebruikt.

Narrow Band – Aanduiding voor een radio frequency zend- en ontvangsysteem ten behoeve van het overdragen van datafiles tussen een separate computer(terminal) en de hoofd(host)computer. Werkt met toegewezen frequenties in de 450 - 470 MHz band, heeft een maximaal zendvermogen van 1 Watt en een maximaal bereik van 300 - 1000 meter. Is bestemd voor lokaal gebruik (LAN) en verzendt data met een snelheid van 4800 tot 9600 bps (baud per seconde). Werkt met één zend- en ontvangantenne voor de gehele locatie. Frequentietoewijzing geschiedt door het ministerie van verkeer en waterstaat, hoofddirectie telefonie en posterijen. Aan frequentiegebruik zijn licentiekosten verbonden. Storingsvrij gebruik wordt gegarandeerd door KPN Telecom.

Spread Spectrum – Aanduiding voor een radio frequency zend- en ontvangsysteem ten behoeve van het overdragen van datafiles tussen een separate computer(terminal) en de hoofd(host)computer. Werkt in de 2,4 GHz-band, heeft een maximaal zendvermogen van 0,1 Watt en een maximaal bereik van 30 - 300 meter. Is bestemd voor lokaal gebruik (LAN) en verzendt data met een snelheid van 2 Mbps (megabaud per seconde). Frequentietoewijzing is naar keuze van de leverancier van de apparatuur. Werkt met meer zend-/ontvangantennes (access points) per locatie, waardoor bekabelingsysteem voor access pointverbinding benodigd is plus voedingkabels. Aan frequentiegebruik zijn geen licentiekosten verbonden. Storingsbeveiliging geschiedt door technische voorzieningen als frequency hopping en ‘direct sequence’.

Realtime of batch – Datacollectie en opdrachtenverstrekking via mobiele computerterminals met (real time) of zonder (batch) draadloze verbinding met de hostcomputer. Bij batch-terminals is sprake van tijdgaps tussen dataverstrekking, dataverwerking en actualisering van hostinformatie.

Interrogators – Leessystemen voor RF-tags. Ook wel tagreaders genoemd.

Barcode-analyzer – Scanner voor pré-controle op leesbaarheid van zojuist geprinte barcode door willekeurige scanners in de gehele keten. Voorkomt ‘no reads’ bij opvolgende scanmomenten. Wordt aangebracht op de printer waar de barcode wordt vervaardigd of in een automatisch kwaliteitscontrole-circuit.