Ünite 4: Barkod ve RFID Teknolojileri

Otomatik Veri Toplama

Otomatik tanıma; fiziksel olarak herhangi bir ortamda bulunan gerçek bir nesne ile o nesnenin herhangi bir örüntüsünün bulunduğu ara ortamda algılanması ve görünüş yapısının sayısal değerlere çevrilmesi işlemi ve yorumlanmasıdır.

Otomatik veri toplama (OVT); %100 doğrulukla fiziksel nesneleri tanımayı ve bu nesneler ile ilgili adet, konum, ürün bilgisi gibi ihtiyaç duyulan bilgilere ulaşmayı hedefleyen teknolojiler ailesini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. OVT teknolojileri, kullanıcının hızlı şekilde yazılıma veya bilgisayar sistemine veri girişi yapmasına izin verir. OVT teknolojileri Optik cihazlar, kablosuz teknolojiler, manyetik kartlar, dokunmatik teknolojiler ve biyometrik tanıma olmak üzere endüstriyel uygulamalarda beş farklı gruba ayırılmaktadır.

Barkod Teknolojileri

En yaygın OVT teknolojisi barkodlamadır. Barkod, verilerin görsel özellikli makinelerin okuyabilmesi için çeşitli kodlama yöntemleriyle sunulmasıdır. En temel barkod uygulamaları malzeme veya kişi takip sistemleridir. Veri toplama işleminin hızı ve doğruluğu barkodların en büyük faydalarındandır.

Bir barkod sembolü tarandığında, hem elle veri girişinden daha hızlı bilgi toplanır; hem de bu bilgi, anında işlem için bir bilgisayar sistemine aktarılır. Barkod tarama sistemleri Verinin doğruluğunu garanti altına alır. Barkodlama sistemleri barkod etiketleri, okuyucular ve yazıcılar olmak üzere genelde 3 parçadan oluşur.

Günümüzde kullanılan dikey çizgili, matris ve iç içe barkodlar mevcuttur. Bunlardan dikey çizgili barkodlar daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Barkod etiketi üzerinde yer alan her şey “sembol” olarak adlandırılır. Sembol üzerindeki her bir dikey çizgi, dikdörtgen ya da kare alan ile aralardaki boşluklar da “eleman” olarak adlandırılır. Barkod sembolünün yapısında durgun bölge, başlama ve durma bölgeleri ve veri karakterleri bulunur.

Durgun bölge, sembolün her iki ucundaki sessiz bölgeler koyu işaretler içermeyen açık boşluklardır ve gelecek barkod sembolünün başladığı yeri tarayıcıya işaret etmeye yararlar.

Kodların, her iki taraftan veya orijinalinde dik olarak oluşturulan sembollerin okunabilmesi için; başlama ve durma karakterleri, tarayıcıya mesajın nerde başlayacağını açıklamaktadır.

Veri karakterleri koddaki asıl mesajlardır. Bunlar alfabenin, numaraların, sembollerin (+,-, /, =) bir elemanı veya üçünün bir kombinasyonu da olabilmektedir.

Bir barkoddaki en dar çizgi veya boşluk “X” boyutu olarak adlandırılır. Bu genişlik 5 milden 50 mile kadar değişebilir. Bu genişlik bilgisi her bir dar ya da geniş çizgi ya da boşluğun, ne kadar genişlikte olduğunu belirlemektedir. Dar çizgiler/ boşluklar tek bir “X” genişliğindeyken, geniş barlar/boşluklar iki, üç, ya da dört “X” genişliğindedir. Bu nedenle, bir element tek bir “X” veya birçok “X” olabilmektedir. Bir sembolün okunabilirliği “X” boyutlarının genişliğiyle doğru orantılıdır.

Bir barkod sembolünde bilginin nasıl kodlandığını semboloji kontrol eder.

Barkodlar, ayrık veya devamlı olabilir. Ayrık olarak yazılan karakterler bir barla başlar, bir barla biter ve her karakterin arasında bir boşluk bulunur. Devamlı koddaki karakterler ise; bir barla başlar, bir boşlukla biterler ve bir karakter ile diğeri arasında bir boşluğa sahip değillerdir. En önemli farklılık; ayrık kodun yazımı ve okunması daha kolay olması iken, devamlı kodda her bir inç için daha çok karakter elde edilebilir.

Barkodlama sistemini seçerken sembolojileri değerlendirmek için aşağıdaki konulara dikkat etmek gerekir:

• Karakter takımı - hangi alfabeler, numaralar ve özel karakterler sembolojide bulunmaktadır?
• Semboloji tipi - ayrık veya devamlı?
• Eleman genişliklerinin sayısı - geniş barlar/boşluklarda kaç çeşit farklı “X” bulunmaktadır?
• Bir oluşumda sabit ya da değişken karakter uzunlukları mı var?
• Yoğunluk-her inçte kaç adet karakter bulunuyor?

Bir barkod sembolojisi seçildiğinde;

Barkod gerektiren uygulama, eğer bir dış uygulamaysa; semboller tarama için bir ürün ya da paketin neresine konulmalıdır?

Eğer uygulama bir iç uygulamaysa; Toplanacak verinin tipi nedir? Alfa mı, nümerik mi, alfanümerik mi? Ürün veya objenin üstünde uygun yazılım alanı neresidir? Bir sembol üzerinden ne kadar veri kodlanmalıdır? Kullanılabilecek ne tip yazım ve tarama ekipmanı mevcuttur? Hangi sembolojiler bu mevcut ADC ekipmanını güncel olarak desteklemektedir?

Bu sorulara verilecek yanıtlar belli bir semboloji için seçimleri daraltacaktır.

Barkod tipleri, zaman içerisinde çeşitli ihtiyaçlara göre özelleşmiştir. Bazı barkod tiplerinde karakter sayısı farklılık gösterirken, bazılarında karakterlerin alabileceği değerler ya da barkodun ilk karakteri farklılık gösterebilir. Günümüzde farklı sembolojilere sahip 50’den fazla barkod tipi çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır (s:79, Tablo 4.2).

Bir barkod okuyucu, bir barkod sembolüne optik olarak kodlanmış bilgiyi çıkartır ve daha sonra onu bilgisayar uyumlu dijital veri haline çevirir. Bir barkod okuyucunun girdi cihazı ve kod çözücü olmak üzere iki ana bileşeni vardır. Bunlardan girdi cihazı; ışık enerjisiyle barkod sembolünü aydınlatmaya yarar ve daha sonra sembolün lokalize bölgesinden yansıyan ışık miktarını inceler. Barkod sembol boşlukları barlardan daha fazla ışık yansıtacaktır. Kod çözücü ise; önce ışık enerjisini dijital formata dönüştürmeye yarar. Daha sonra dijital verileri insanların okuyabileceği karakterler haline çevirir.

Okuyucular sembolle temas halinde veya temas olmadan çalışabilirler. Elle tutulabilirler ya da sabit olabilirler.

Tarama kalemleri, taranan sembole fiziksel olarak dokunurlar. Kalemden çıkan ışık huzmesi fiziki kaplamasına göre sabittir; bu nedenle, tarama hareketi operatör tarafından sağlanmalıdır. Kalemler sembolü bir ışık seliyle tararlar ve bir delik boyunca ışığı odaklayarak bir nokta yaratırlar.

Bugün kullanımdaki en yaygın barkod okuma teknolojisi elle tutulan lazer diyot okuyucudur. Lazer tarayıcılar tarama hareketini tipik olarak, bir iç elektromekanik sistem kullanımı aracılığıyla sağlamaktadır. Sıklıkla bu teknoloji, sembol boyunca öne ve arkaya hareketle lazer ışınını yönlendirmeye yarayan titreyebilen pencereler kullanır. Tarama için lazer ışını kullanmanın bir avantajı, bir taramanın yapılabileceği uzaklıktan operatörün tarama yapabilmesidir.

CCD okuyucular, dijital fotoğraf makinaları ile aynı prensipte çalışır. Sembolün bir görüntüsünü yakalar ve kod çözümü için temel olarak kullanır. Sembol bir ışık seline tabi tutulur ve sonuçtaki görüntü, bir görüntü dedektörüne transfer edilir. Dedektör aldığı fotonları elektronik sinyallere dönüştürür ve onları piksel şeklinde organize eder ve kod çözümü için bu verileri sisteme gönderir. Görüntü dedektörü fotodiyotları n tek bir sırasını içerebilir ya da birden fazla fotodiyot sırasına sahip olabilir.

Kablosuz Veri Toplama

Otomatik Veri Toplama endüstrinin en hızlı gelişen bölümlerinden biri kablosuz veri toplama; klavyeler, veri terminalleri, optik karakter tanıma için okuyucular, barkodlar, manyetik şeritler, radyo frekansı tanımlama etiketleri vb. gibi bir veri kaynağı ile ana bilgisayar arasında radyo bağlantısı üzerinden veri aktarım sistemlerini ima etmektedir. Kablosuz veri toplama, birbirine bağlı bağlantıların sınırlaması olmaksızın iletişim bağlantı kapasitesini geliştirir.

Kablosuz veri toplama teknolojisinin şu anki endüstriyel ayarlarda Radyo frekans veri iletişimleri (RDFC) ve Radyo frekans tanımlama (RFID)olmak üzere kullanımının iki ana kategorisi vardır:

RFDC sistemleri, taşınabilir etkileşimli (interaktif) barkod okuyucularını kullanır. Taramada önce bir barkod sembolü oluşturulur, bilgi bir radyo sinyali yoluyla ana bilgisayara geri gönderilir. RFDC sistemleri raflar üzerinde depolanan malzemelerin toplanması ve yerleştirilmesi için depolarda oldukça faydalıdır.

Radyo frekansları aracılığıyla nesneleri tanımlama yöntemi ise RFID teknolojisidir. Temel anlamda etiket ve okuyucu arasındaki kablosuz iletişimden oluşan RFID sistemi, nesneler, üzerinde bilgi saklayabilen RFID etiketleri taşır. Bu etiketleri uzak mesafelerden algılayabilen RFID okuyucuları sayesinde nesnenin kimliği tanımlanmış olur.

Barkod sistemlerinin tam anlamıyla çalışmadığı durumlara bir alternatif olarak RFID sistemleri bir radyo sinyali kullanır. Bu sinyal izlenmek istenen malzemeye takılan küçük bir elektronik cihaz içinde depolanan veriyi geri almak için kullanılır.

Okuyucu, anten ve etiketler olmak üzere RFID sistemleri üç ana bileşene sahiptir. Okuyucu, anten yoluyla gönderilen bir radyo dalgası sinyali vasıtasıyla etiketi sorgular. Etiket istenilen bilgiye sahip başka bir sinyal gönderir. Bu sinyal anten tarafından yakalanır ve okuyucu tarafından okunur.

Kablosuz veri toplama sistemlerinin, geleneksel veri toplama sistemlerine göre fazla tercih edilebilir olmasının nedenleri arasında;

• Ucuz malzemenin doğrudan getirebildiği taşınabilirlik,
• Yaratıcı olmanın ve farklı çözümler ortaya koyabilmenin kolaylığı,
• Kablolu bağlantı ve onunla ilişkili maliyetlerin elenmesi nedeniyle daha düşük maliyete sahip olması,
• Kablolu bağlantının sınırlamalarını kaldırması

gibi pek çok madde sıralanabilir.

Barkod ve RFID teknolojilerinin birbirine karşı üstün olduğu durumlar, Tablo 3’te görülebilir (s:85, Tablo 4.3).

3 ana grupta ele alınabilen RFID etiketleri;

Sorgulanan RF alanından aldıkları enerjiyle üzerlerindeki mikroçiplere güç veren ve ardından yine aynı RF alanını kullanarak mikroçipteki veriyi okuyucuya ileten ve teknik adı modüle edilmiş geri serpme (modulated back-scatter) olan pasif etiketler;

Üzerinde küçük bir güç kaynağı barındıran ve üzerinde tutmuş olduğu bilgileri kendi güç kaynağı ile okuyucu cihaza gönderebilen aktif etiketler ve son olarak

Küçük bir güç kaynağı barındıran ancak okuyucu ile etiket arasındaki iletişimi, pasif etiketlerdeki gibi modüle edilmiş geri serpme yöntemiyle gerçekleştirilen yarı-aktif etiketlerdir.

Elektronik ürün kodu, EPC, bir önek ve 3 grup veriden oluşan bir numaradır.

Birinci kısımdaki Önek EPC’nin tür numarasını belirtir. Numaranın ikinci bölümü, EPC yöneticisini belirtir.

Üçüncü bölüm, Nesne Sınıfı olarak adlandırılır ve tam olarak ürünün tipine işaret eder. Dördüncü kısımdaki numara, o maddeye has olan seri numarasıdır.

RFID tipi ve uygulama metodu seçerken göz önünde bulundurulması gereken noktalar şunlardır:

• Etiket maliyeti
• Etiket boyutu
• Altyapı maliyeti
• Okuma mesafeleri
• Devlet düzenlemeleri
• Çarpışma önleyiciler
• Gizlilik kaygıları

RFID teknolojilerinin yoğun olarak kullanıldığı alanlar;

Varlık kullanımı; mobil varlıklar, tedarik zinciri boyunca kendi kullanımları için etiketlenir.

Envanter izleme ve bakım; belirlenmiş ve yüksek değerli varlıklar, bilgileri depolamak için etiketlenir.

Süreçlerdeki ürün / malzeme akış kontrolü; RFID etiketleri, tedarik zinciri boyunca ilerleyen ürünlere eklenir. Genelde basit bir kimlik numarasından fazla olan bilgiler, üretim süreçlerini kontrol etmek için etikete kaydedilir. Bu daha çok üretim sürecindeki pahalı hataları önlemeyi amaçlamaktadır.

Envanter denetimi; stok alım hızı ve verimliliğini artırmak ve etiket maliyetini en aza indirmek için etiket üzerine sadece kimlik numarası kaydedilir.

Hırsızlık kontrolü; öğe düzeyinde RFID etiketleri; satış noktasında veya tedarik zinciri boyunca hırsızlığı önlemek için kullanılır. Yalın bir formu da RFID tabanlı olabilen elektronik ürün takibidir.

Kimlik doğrulama; kişiler ve nesneler için, güvenli kimlik tanımlama mekanizmaları sağlamada kullanılır. Nesneler için, kimlik doğrulamada mevcut uygulama alanları; sahteciliği önlemek adına ilaç sektöründe ilaçların ve lüks tüketim sektöründe değerli malların etiketlenmesini kapsamaktadır.

Ödeme sistemleri; işlemlerin güvenliğini sağlamak için, ödeme sistemlerinde de kullanılır.

Bilgilerin otomatik olarak görüntülenmesi; ürünler okutulduğunda ürünler ve hizmetler hakkında ek bilgiler vermesi için etiketlenirler.

Tedarik zincirinde RFID kullanımının getirdiği kazanımlar Tablo 4.4’te gösterilmiştir (s:90, Tablo4.4).

Diğer Otomatik Veri Toplama Teknolojileri

Kalem bazlı sistemler; Portatif, taşınabilir veri toplama sistemleridir. Bu ürünler veri girişi için dokunmaya duyarlı bir ekran kullanır.

Çip kartlar; otomatik veri toplama ürünlerinin akıllı kart ailesinin bir üyesidir. Çip kartlar (ve genelde akıllı kartlar) içlerinde bir bilgisayar çipi olan plastik kredi kartları görünümdedir. Çip kartlar sadece yapısında bir EPROM (Silinebilir programlanabilir okunabilir bir hafıza) çipi bulunan hafıza kartlarıdır.

Dokunmatik sistemler; Kontak hafıza düğmeleri bir nesneye direkt olarak bağlanan fiziksel cihazlardır. Bu cihazlar bir okuma cihazı ile direkt fiziksel temas yoluyla okuma sağlarlar.

Otomatik ses tanıma (ASR); bir kişinin ses sinyallerinin sayısallaştırılması ile çalışır. ASR; verilen işlem veya görevi gerçekleştirecek bay veya bayanın elleri ve gözlerinin serbest olması gereken uygulamalarda en etkili şekilde kullanılır.

Gelecek Trendler

İleri teknoloji endüstrilerinin çoğu gibi, otomatik veri toplama endüstrisi de gelişen teknoloji hızında ve yeni ürünlerini sunarak hızla değişmektedir. Barkod uygulamasındaki gelişimler, kablosuz uygulama alanının artması, çip ve akıllı kart uygulamasının yaygınlaşması olarak özetlenebilir.

• Kalıcı barkodlar
• Direkt işaretleme
• Daha küçük barkod bileşen genişlikleri
• İki boyutlu barkodların kullanımının artması
• Akıllı kart teknolojileri
• Kablosuz endüstri

diğer eğilimler olarak karşımıza çıkacaktır.