DE102017101364A1 - Maschinenlesbarer code mit reaktiven eigenschaften - Google Patents

Maschinenlesbarer code mit reaktiven eigenschaften Download PDF

Info

Publication number
DE102017101364A1
DE102017101364A1 DE102017101364.4A DE102017101364A DE102017101364A1 DE 102017101364 A1 DE102017101364 A1 DE 102017101364A1 DE 102017101364 A DE102017101364 A DE 102017101364A DE 102017101364 A1 DE102017101364 A1 DE 102017101364A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
code
bits
machine
readable
message
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017101364.4A
Other languages
English (en)
Inventor
David Snelling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of DE102017101364A1 publication Critical patent/DE102017101364A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06009Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking
    • G06K19/06037Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking multi-dimensional coding
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/14Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation using light without selection of wavelength, e.g. sensing reflected white light
    • G06K7/1404Methods for optical code recognition
    • G06K7/1408Methods for optical code recognition the method being specifically adapted for the type of code
    • G06K7/14172D bar codes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06009Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking
    • G06K19/06046Constructional details
    • G06K19/06075Constructional details the marking containing means for error correction
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06009Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking
    • G06K19/06046Constructional details
    • G06K19/0614Constructional details the marking being selective to wavelength, e.g. color barcode or barcodes only visible under UV or IR
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/06009Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code with optically detectable marking
    • G06K19/06046Constructional details
    • G06K19/0615Constructional details the marking being of the rewritable type, e.g. thermo-chromic barcodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F3/00Labels, tag tickets, or similar identification or indication means; Seals; Postage or like stamps
    • G09F3/02Forms or constructions
    • G09F3/0291Labels or tickets undergoing a change under particular conditions, e.g. heat, radiation, passage of time

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Printing Methods (AREA)

Abstract

Eine Technik zum Anzeigen eines Zustands einer Umgebungsbeeinflussung eines Dings (z. B. eines Gegenstands) unter Verwendung eines maschinenlesbaren Codes (z. B. eines QR-Codes), wobei eine „aktive” Substanz verwendet wird, welche unter der Umgebungsbeeinflussung ihr Aussehen ändert. In einer Ausführungsform wird ein einzelner Code, gedruckt mit normaler Tinte und in einem ausgewählten Teil (AT) mit einer aktiven Tinte, gedruckt, um auf der Basis von chemischen Veränderungen in der aktiven Tinte eine mögliche Zustandsänderung in einem Produkt zu repräsentieren, an welchem er angebracht ist. Es wird eine Kombination aus Botschaftsinhalt und den entsprechenden Fehlerkorrektureigenschaften identifiziert, so dass die Botschaftsinhalte des Codes, bevor (10U) und nachdem (10A) die aktive Tinte durch Umgebungsbeeinflussung aktiviert ist, beide lesbar sind. Jeder Botschaftsinhalt zeigt einen Zustand des Dings an, mit welchem der Code verbunden ist, z. B. „kühl gehalten” oder „nicht kühl gehalten”, „beeinflusst” oder „unbeeinflusst”, „unsterilisiert” und „sterilisiert” usw., wodurch derselbe Effekt erzielt wird wie bei der Verwendung mehrerer aktiver Tinten.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technik zum Anzeigen eines Zustands einer Umgebungsbeeinflussung eines Dings (z. B. eines Gegenstands) unter Verwendung eines maschinenlesbaren Codes (z. B. QR-Codes), wobei eine „aktive” Substanz verwendet wird, welche unter Umgebungseinflüssen ihr Aussehen ändert.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es sind viele Arten von maschinenlesbaren Codes bekannt, umfassend eindimensionale (1D) Codes, z. B. Balkencodes verschiedener Typen, und zweidimensionale (2D) Codes, z. B. QR-Codes, Data Matrix und PDF 417.
  • 1 veranschaulicht diese Code-Typen, wobei 1(a) einen Balkencode des UPC-A-Typs zeigt, 1(b) einen QR-Code zeigt, 1(c) einen Data-Matrix-Code zeigt und 1(d) einen PDF-417-Code zeigt. Die Bezeichnung des Code-Typs zeigt im Allgemeinen einen technischen Standard an, auf welchem die Codes basieren und gemäß denen die Codes erzeugt werden. Der technische Standard kann Regeln hinsichtlich der Proportionen und der Konfiguration des Codes und hinsichtlich der Fehlerkorrekturtechniken setzen, falls welche anzuwenden sind. 1D-Codes wird im Allgemeinen nur eine einfache Prüfsumme benutzt, es sind jedoch im Prinzip weiter entwickelte Fehlerkorrekturtechniken verfügbar, insbesondere, aber nicht notwendigerweise ausschließlich, im Fall von 2D-Codes, wie nachstehend erläutert.
  • In jedem Fall umfassen typische Anwendungen solcher Codes Produktkennzeichnung, Verfolgung von Paketen, Bereitstellung von Produkt- oder Dienstbetreuung, Dokumentenmanagement, Ticket-Erstellung, Werbung und Coupon-Erstellung.
  • 2D-Codes werden immer populärer, da sie viel mehr Daten speichern können als ein Balkencode. Während ein Balkencode gewöhnlich nur eine alphanumerische Zeichenkette speichern kann, z. B. eine Produktnummer, können 2D-Codes verwendet werden, um einen weiten Bereich von Daten zu speichern, z. B. alphanumerische Zeichenketten, Japanische oder Chinesische Schriftzeichen, Kontroll-Codes und Internet-URLs.
  • Kürzlich sind QR-Codes besonders populär geworden als ein Verfahren zur Steigerung der Verbraucherinteraktion mit Produkten. Mit der Verfügbarkeit von Scanning-Apps auf Smartphones können die Kunden einen QR-Code auf einem Produkt lesen und einige Nützliche Informationen erhalten, z. B. eine Kontaktadresse oder Telefonnummer. Die Technik des „Hardlinking” ist besonders populär geworden, wobei der QR-Code benutzt wird, um eine URL (Uniform Resource Locator) des World Wide Web zu speichern, welche, wenn sie von der Scanner-App eines Smartphones decodiert wird, die entsprechende Web-Seite automatisch auf den Smartphone-Bildschirm bringt. Wie dem Fachmann bekannt ist, kann eine URL in Form von Text gemäß dem Standard RFC 3986 als ein Teil eines QR-Codes gespeichert werden.
  • Ein Gegenstand, an welchem auf irgendeine Weise (beispielsweise durch Drucken auf den Gegenstand selbst, durch Drucken auf ein Etikett, das an dem Gegenstand zu befestigen ist, oder durch Drucken auf eine Verpackung davon) ein maschinenlesbarer Code angebracht ist, kann als mit diesem maschinenlesbaren Code „markiert” („tagged”) bezeichnet werden.
  • Da nachstehend in Bezug auf QR-Codes eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird, wird nun ein wenig Hintergrund zu diesem Code-Typ gegeben.
  • Im Gegensatz zu Balkencodes, welche durch einen schmalen Lichtstrahl in einer Dimension gescannt werden, wird ein QR-Code zuerst von einem 2-dimensionalen digitalen Bildsensor (z. B. einem Kamerachip eines Smartphones) aufgenommen und anschließend von einem Prozessor, auf dem ein geeignetes Programm (z. B. eine Smartphone-App) abläuft, digital analysiert (gescannt und decodiert). Eine solche Anordnung wird nachstehend als ein „Scanner” bezeichnet, auch wenn die Scanning-Funktion in Software realisiert wird.
  • 2 zeigt die Hauptteile eines QR-Codes 10. 2 zeigt den QR-Code 10 als einen Schwarzweiß-Code und hierin werden im Folgenden zur Vereinfachung die Begriffe „schwarz” und „weiß” verwendet, um zwei Zustände zu bezeichnen, die von einem Scanner unterschieden werden können. Es versteht sich jedoch, dass QR-Codes nicht notwendigerweise schwarz und weiß sein müssen. Zu Scanning-Zwecken ist es im Allgemeinen ausreichend, wenn helle und dunkle Strukturen vorliegen, welche unter bestimmten Umständen gefärbt sein können.
  • Wie in 2 zu sehen ist, weist der QR-Code eine Gesamtform eines Quadrats auf und ist aus kleineren quadratischen Strukturen verschiedener Arten aufgebaut. Finderstrukturen 12 in der Form von konzentrischen quadratischen Strukturen befinden sich in drei der vier Ecken des QR-Codes 10, wie in 2 dargestellt. Der Prozessor lokalisiert diese Finderstrukturen und benutzt Ausrichtungsstrukturen 14 (kleinere Quadrate in 2), um die Größe und Orientierung des QR-Codes zu bestimmen. Auf diese Weise kann der QR-Code in jeder Richtung und mit hoher Geschwindigkeit ausgelesen werden.
  • Die kleinsten Quadrate 18 werden als „Zellen” bezeichnet und enthalten den Informationsgehalt des QR-Codes (in einer Konvolutionsform, wie nachstehend erläutert). Timing-Strukturen 16 sind gestrichelte Linien, welche die Finderstrukturen 12 verbinden und dem Scanner helfen, die Position jeder Zelle zu erkennen. Spezielle Strukturen (nicht dargestellt) zeigen den codierten Datentyp (z. B. alphanumerisch), die Stufe der angewendeten Fehlerkorrektur (siehe unten) und die benutzte Maskenstruktur (siehe unten) an. Schließlich sorgt eine Leerzone 20 um den QR-Code 10 herum für einen Rand zum Vermeiden einer Verwirrung mit irgendwelchen anderen gedruckten Symbolen oder Bildern, welche sich in der Nähe befinden können, beispielsweise als Teil einer Produktverpackung, auf welcher der QR-Code 10 angeordnet ist.
  • Die Zellen 18 sind entweder hell („weiß”) oder dunkel („schwarz”), wodurch jeweils eine binäre „0” oder „1” angezeigt wird, und bilden einen Datenbereich oder Datenteil des QR-Codes. Sie repräsentieren jedoch nicht direkt Nutzdaten. Stattdessen sind sie unter Verwendung eines Fehlerkorrekturalgorithmus unter Verwendung einer Reed-Solomon-Codierung codiert, wodurch ermöglicht wird, dass der QR-Code 10 gelesen werden kann, auch wenn er zum Teil beschmutzt oder beschädigt ist, wie in 3 veranschaulicht. Es sind in Abhängigkeit vom Einzelfall der Verwendung (z. B. eine schmutzige Fabrik, wo eine höhere Fehlerkorrekturstufe angemessen wäre) verschiedene Stufen einer Fehlerkorrekturfähigkeit verfügbar.
  • Wenn beispielsweise einhundert Codewörter eines QR-Codes zu codieren sind, von denen fünfzig korrigiert werden müssen, werden einhundert Codewörter eines Reed-Solomon-Codes benötigt, weil für einen Reed-Solomon-Code die doppelte Menge der zu korrigierenden Codewörter benötigt wird. In diesem Fall gibt es insgesamt zweihundert Codewörter, von denen fünfzig korrigiert werden können, was eine Fehlerkorrekturrate von 25% ergibt. Der QR-Code 10 zeigt die verwendete Fehlerkorrekturstufe unter Verwendung einer speziellen Struktur (in 2 nicht dargestellt) an, die neben einer der Finderstrukturen 12 angeordnet ist.
  • In größeren QR-Codes wird die Botschaft in verschiedene Reed-Solomon-Codeblöcke aufgeteilt. Die Blockgröße wird so gewählt, dass in jedem Block höchstens fünfzehn Fehler korrigiert werden können; dies begrenzt die Komplexität des Decodierungsalgorithmus. Die Codeblöcke werden dann miteinander verschachtelt, wodurch es weniger wahrscheinlich wird, dass eine örtliche Beschädigung eines QR-Codes die Kapazität eines einzelnen Blocks überflutet.
  • Eine weitere Komplexitätsstufe wird durch Maskieren bereitgestellt. Durch Maskieren werden bestimmte Zellen im Datenteil umgekehrt (wobei weiß zu schwarz wird und schwarz zu weiß), während die anderen Zellen unverändert bleiben. Die Wirkung ist, dass Strukturen in dem Datenbereich aufgebrochen werden, welche einen Scanner verwirren könnten, z. B. große freie Bereiche oder irreführende Elemente, welche wie die Finderstrukturen 12 aussehen. Die Maskenstrukturen werden auf einem Gitter definiert, welches so oft wie nötig wiederholt wird, um die Zellen 18 im Datenteil des QR-Codes 10 zu bedecken. Zellen, welche den dunklen Bereichen der Maske entsprechen, werden umgekehrt. Es sind verschiedene Maskenstrukturen verfügbar: der Codierer wählt die eine aus, die am besten funktioniert (unerwünschte Elemente im Endergebnis auf ein Mindestmaß beschränkt), und die ausgewählte Maske wird durch eine andere spezielle Struktur (in 2 nicht angezeigt) neben der für die Fehlerkorrekturstufe angezeigt.
  • 4 zeigt ein Beispiel, bei welchem eine Maskenstruktur angewendet worden ist, die aus diagonalen Linien schwarzer Zellen besteht. Diese Struktur muss von dem gescannten Symbol subtrahiert werden, um den unmaskierten Code wiederherzustellen, was durch eine Exklusiv-Oder-Operation erfolgt. Dann kann eine Fehlerkorrekturverarbeitung angewendet werden, um die Originaldaten wiederherzustellen.
  • Es sind so genannte „aktive” Tinten bekannt, welche unter gewissen Arten von Umgebungseinflüssen ihre Eigenschaften ändern, und diese können auf einen Gegenstand aufgebracht werden, um ein sichtbares Zeichen zu schaffen, dass der Gegenstand durch irgendeinen Umgebungseinfluss beeinträchtigt worden ist. Beispielsweise kann dieses Prinzip genutzt werden, um einem Verbraucher anzuzeigen, ob ein Lebensmittelgegenstand noch frisch oder unbedenklich zu konsumieren ist, oder ob er stattdessen nicht unbedenklich ist, zum Beispiel aufgrund einer längeren Lagerung bei Raumtemperatur.
  • Als ein Beispiel ist die thermochrome Tinte TI 21000, erhältlich von LCR Hallcrest Inc., eine thermochrome Flexo-Tinte auf Wasserbasis, welche zum Drucken auf Papier oder Pappe geeignet ist. Die Tinte ist vollständig farbig bei 3°C unterhalb einer Aktivierungstemperatur und farblos oberhalb der Aktivierungstemperatur. Es sind verschiedene Aktivierungstemperaturen erhältlich, z. B. 15°C, 31°C und 47°C.
  • Bislang ist es jedoch noch nicht vorgeschlagen worden, solche aktiven Tinten für maschinenlesbare Codes anzuwenden. Dies würde ermöglichen, dass Informationen über die Umgebungseinflüsse auf den markierten Gegenstand durch ein Scannen ermittelt werden und anschließend weiter verbreitet werden, beispielsweise an das Internet. Dieses Konzept besitzt das Potenzial, das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) weiter auf tägliche Objekte auszuweiten.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einer ersten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Anzeigen eines Zustands einer Umgebungsbeeinflussung eines Dings unter Verwendung eines maschinenlesbaren Codes bereitgestellt, wobei das Verfahren Bilden eines nicht aktivierten Codes, welcher maschinenlesbar ist, um eine erste Botschaft bereitzustellen, und selektives Aufbringen des nicht aktivierten Codes unter Verwendung einer aktiven Substanz umfasst, welche ihr Aussehen unter Umgebungseinflüssen ändert, so dass der resultierende aktivierte Code maschinenlesbar ist, um eine zweite Botschaft bereitzustellen.
  • Der maschinenlesbare Code ist in irgendeiner Weise mit dem Ding verbunden, dessen Umgebungsbeeinflussungs-Zustand anzuzeigen ist. Wo beispielsweise das Ding ein Gegenstand ist, kann er auf den Gegenstand selbst, auf ein Etikett, das an dem Gegenstand angebracht ist, oder auf eine Verpackung des Gegenstands gedruckt werden.
  • In einer Ausführungsform wird der maschinenlesbare Code durch Drucken gebildet, die aktive Substanz ist eine aktive Tinte und die aktive Tinte wird selektiv über den nicht aktivierten Code gedruckt, welcher durch Drucken mit einer nicht aktiven Tinte gebildet worden ist.
  • Vorzugsweise wird durch das selektive Aufbringen eine Aktivierungsschablone bereitgestellt, welche einen Unterschied zwischen der ersten und zweiten Botschaft repräsentiert.
  • Mindestens einer aus dem nicht aktivierten Code und dem aktivierten Code kann Fehler enthalten, welche unter Anwendung einer Fehlerkorrekturcodierung des maschinenlesbaren Codes korrigierbar sind. In diesem Fall, unter der Annahme, dass die erste und zweite Botschaft durch Bits codiert sind, umfasst das Verfahren ferner Identifizieren von Bits, welche im Wert (a) von 0 auf 1 und (b) von 1 auf 0 geändert werden müssen, um die erste Botschaft durch die zweite Botschaft zu ersetzen, wobei die Fehler durch Ändern der Bit-Werte eines Teils der Gruppe (a) oder (b) eingeführt werden.
  • Dann werden vorzugsweise durch die Änderung des Aussehens der aktiven Substanz die Bits in der Gruppe (a) von 0 auf 1 gedreht und die Fehler werden durch Ändern eines Teils der Bits der Gruppe (b) auf 0 eingeführt.
  • Der oben erwähnte Teil der Gruppe (b) kann eine beliebige Hälfte (oder ungefähre Hälfte) der Bits in der Gruppe (b) sein.
  • Vorzugsweise wird die Anzahl der Bits in der Gruppe (b) durch Auswahl der ersten und zweiten Botschaft auf ein Mindestmaß beschränkt.
  • Die oben erwähnte Umgebungsbeeinflussung kann eine Beeinflussung durch eines oder mehreres aus Folgendem umfassen:
    Hohe Temperatur
    Niedrige Temperatur
    Sichtbares Licht
    UV-Licht
    Wasser oder Feuchtigkeit
    Gas oder flüchtige Chemikalien
    Toxine
    Bakterien
    Viren
    Zeitablauf
  • In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die maschinenlesbaren Codes durch optisches Scannen gelesen. Um die Botschaft zu ändern, die vor und nach der Umgebungsbeeinflussung bereitgestellt wird, ist die aktive Substanz vorzugsweise eines aus Folgendem:
    einer Substanz, welche unter der Umgebungsbeeinflussung dunkler wird und
    einer Substanz, welche unter der Umgebungsbeeinflussung heller wird.
  • Die aktive Substanz ist mindestens eines aus Folgendem:
    einer Tinte (welche einen beliebigen Typ eines Farbstoffs, eines Pigments, eines Lacks usw. umfasst, der/das gedruckt werden kann);
    einer Faser oder einem Faden, welche(r) in einen Stoff gewebt, gewirkt, gestickt oder dergleichen werden kann; und
    einem Material wie beispielsweise einem Umgebungs-aktiven Kunststoffmaterial, welches zum Aufbringen auf eine Oberfläche durch Einlegen, Formen oder dergleichen geeignet ist.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein QR-Code auf Basis des wohlbekannten QR-Standards verwendet, so dass der maschinenlesbare Code einen QR-Code umfasst.
  • Gemäß einer zweiten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Gegenstand bereitgestellt, auf den ein maschinenlesbarer Code aufgebracht ist, der gemäß einem beliebigen Verfahren, wie oben definiert, hergestellt ist.
  • Gemäß einer dritten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Gegenstand bereitgestellt, auf welchen ein maschinenlesbarer Code aufgebracht ist, der hergestellt ist durch Aufbringen (auf den Gegenstand, auf ein Etikett oder auf eine Verpackung des Gegenstands usw.) eines nicht aktivierten Codes, welcher maschinenlesbar ist, um eine erste Botschaft bereitzustellen, und durch selektives Aufbringen einer aktiven Substanz über dem nicht aktivierten Code, welche auf eine Umgebungsbeeinflussung durch Ändern ihres Aussehens reagiert, so dass der resultierende aktivierte Code maschinenlesbar ist, um eine zweite Botschaft bereitzustellen. Somit zeigen die erste und zweite Botschaft einen Zustand einer Umgebungsbeeinflussung des Gegenstands an.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden bestimmte Schritte des obigen Verfahrens mit der Hilfe eines geeignet programmierten Computers oder Prozessors durchgeführt. Somit wird gemäß einer vierten Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung Computerprogrammcode zur Verwendung in einem beliebigen Verfahren, wie oben definiert, bereitgestellt, wobei der Code, wenn er von einem Computer ausgeführt wird, folgende Operationen zur Ausführung bringt:
    • (i) Identifizieren von Bits, welche (a) von 0 auf 1 und (b) von 1 auf 0 geändert werden müssen, um die erste Botschaft durch die zweite Botschaft zu ersetzen;
    • (ii) wenn die aktive Substanz eine ist, welche unter Umgebungsbeeinflussung dunkler wird, Drehen der Hälfte der Bits in der Gruppe (b) auf 0 und Erzeugen der Aktivierungsschablone unter Verwendung der Bits in der Gruppe (a) und
    • (iii) wenn die aktive Substanz eine ist, welche unter Umgebungsbeeinflussung heller wird, Drehen der Hälfte der Bits in der Gruppe (a) auf 0 und Erzeugen der Aktivierungsschablone unter Verwendung der Bits in der Gruppe (b).
  • Wie bereits erwähnt, wird in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aktive Tinte als die aktive Substanz verwendet. Somit wird in dieser Ausführungsform ein einzelner Code, gedruckt mit normaler Tinte – das heißt, nicht aktiver Tinte, welche sich unter Umgebungsbeeinflussung nicht erkennbar ändert – und aktiver Tinte, gedruckt, um eine mögliche Zustandsänderung eines Gegenstands darzustellen, mit welchem der Code verbunden ist, basierend auf chemischen Veränderungen in der aktiven Tinte, die im selektiven Teil des Druckens verwendet wird. Bei der Ausführungsform wird eine Kombination aus Botschaftsinhalt und den entsprechenden Fehlerkorrektureigenschaften identifiziert, so dass der Botschaftsinhalt des Codes, sowohl (i) bevor als auch (ii) nachdem die aktive Tinte durch Umgebungsbeeinflussung aktiviert ist, lesbar ist. Jeder Botschaftsinhalt zeigt einen Zustand des zugehörigen Gegenstands an, z. B. „kühl gehalten” oder „nicht kühl gehalten”, „unbeeinflusst” oder „beeinflusst”, „unsterilisiert” und „sterilisiert” usw.
  • Bits in dem Code, die mit der aktiven Tinte überdruckt sind, sind vor der Umgebungsbeeinflussung hell (oder unsichtbar) und werden somit als 0-Bits gelesen. Auf diese Weise können verschiedene Botschaften (möglicherweise auf der Basis einer bereitgestellten Stammbotschaft) so erzeugt werden, dass, wenn die nicht aktivierte Botschaft in die aktivierte Botschaft umgewandelt wird, die einzigen Bit-Änderungen von Zellen in dem Code von 0 auf 1 sind. Dies ermöglicht, dass die Aktivierung der unsichtbaren Tinte (welche in den überdruckten Zellen unter Umgebungsbeeinflussung dunkler/schwarz wird) die nicht aktivierte Botschaft genau in die aktivierte Botschaft ändert. Jedoch ändern sich die Reed-Solomon-Fehlerkorrektur-Bits von 0 auf 1 und von 1 auf 0 gemäß den komplexen Prozessen, die durch die Mathematik der Fehlerkorrekturcodierung angezeigt sind. Deswegen werden in der vorgeschlagenen Technik auch Botschaftsänderungen ausgewählt, um die Anzahl an Bits, die sich von 1 auf 0 ändern, in den Reed-Solomon-Fehlerkorrektur-Bits zu eliminieren oder zu minimieren (bei Annahme einer „unsichtbaren” aktiven Tinte).
  • Schließlich wird der Einfluss der verbleibenden Bits, die durch eine einzelne aktive Tinte nicht geändert werden können, zwischen dem nicht aktivierten Code und der aktivierten Version desselben Codes aufgeteilt.
  • Auf diese Weise können verschiedene Botschaften, die für den Zustand des Gegenstands von Interesse sind, durch Scannen desselben Codes vor und nach der Umgebungsbeeinflussung übermittelt werden.
  • Durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Druck aktiver Codes deutlich zu vereinfachen und dessen Kosten zu senken. Dadurch, dass es möglich ist, nur eine aktive Tinte zu verwenden, wird die Chemie deutlich vereinfacht. Der Grund dafür ist Folgender: die Verwendung von zwei aktiven Tinten macht die Neucodierung der Codes einfach, da Bits beider Werte „1” (z. B. schwarz) und „0” (z. B. weiß) geändert werden können, wenn zwei Tinten verwendet werden. Es ist jedoch schwierig und teuer, sowohl „unsichtbare” als auch „verschwindende” Tinten zu entwickeln, welche sich beide unter genau denselben Umgebungsbedingungen ändern.
  • Merkmale in den Ausführungsformen umfassen Folgendes:
    • – Ein System mit einem einzelnen Code, welcher eine Farbänderung durchläuft, wobei Botschaften derart codiert werden, dass sich hauptsächlich Bits von 0 auf 1 (oder 1 auf 0 im Fall einer verschwindenden Tinte) ändern und der Einfluss von Fehlern zwischen den Zuständen vor und nach der Änderung aufgeteilt wird.
    • – Anwendung auf einen weiten Bereich von aktiven Substanzen, nicht beschränkt auf Tinten.
    • – Anwendung auf andere Dinge als Gegenstände, welche bereits QR-Codes tragen, z. B. lebende Dinge.
    • – Erfassung eines weiten Bereichs von Umgebungsbeeinflussungs-Typen, z. B. nicht nur Wärme, Licht usw., sondern auch spezielle Toxine, Bakterien oder Viren.
    • – Die Anwendung dieser Technik in jeder Art eines sichtbar dargestellten fehlerkorrigierten Codes.
  • KUZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Es wird, lediglich beispielhaft, auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in welchen:
  • 1(a) bis 1(d) einige bekannte Typen von maschinenlesbaren Codes veranschaulichen;
  • 2 einige wichtige Elemente eines QR-Codes zeigt;
  • 3 einen verschmutzten oder beschädigten QR-Code zeigt;
  • 4 das Prinzip der Maskierung in Anwendung auf einen QR-Code zeigt;
  • 5 das Prinzip der Erfindung in Anwendung auf einen QR-Code zeigt und
  • 6 ein Ablaufplan von Schritten ist, die in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es wird nun eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei als ein Beispiel für eine aktive Substanz auf eine „aktive Tinte” (d. h. eine Tinte, welche auf eine bestimmte Umgebungsbeeinflussung von Interesse reagiert) Bezug genommen wird.
  • Im Kontext des Internet der Dinge ermöglichen Entwicklungen bei aktiven Tinten, dass maschinenlesbare Codes, z. B. QR-Codes, als Sensoren fungieren, die am äußersten Rand des Netzwerks arbeiten. Diese chemisch aktiven Tinten verändern sich auf der Basis von Veränderungen in der Umgebung. Durch Entwickeln von Codes, welche im Ergebnis ihren Zustand ändern können, kann ein Typ eines sehr einfachen (preisgünstigen) Sensors erzeugt werden. Der Zustand des Sensors kann dann durch herkömmliche persönliche Geräte ,massenhaft ausgelesen' werden, anstatt dass man auf teure Geräte wie z. B. RFID-Lesegeräte angewiesen ist. Durch das Ausstatten der Grenzen des Internet der Dinge mit sehr preiswerten Sensoren, welche durch allgegenwärtige Geräte gelesen werden können, wird eine Fülle von neuen Möglichkeiten eröffnet.
  • Ein vorstellbarer Ansatz wäre es, dass man einfach zwei Versionen des Codes hat, eine für den nicht aktivierten Zustand und eine für den aktivierten Zustand, und diese unter Verwendung von drei verschiedenen Tinten druckt: einer, die sich nicht ändert, einer, die sich von schwarz auf weiß ändert, und einer, die sich von weiß auf schwarz ändert.
  • Dieser Drei-Tinten-Ansatz würde jedoch die Entwicklung von zwei verschiedenen chemischen Verfahren erforderlich machen, welche unter genau denselben Ziel-Umgebungsbedingungen zu unterschiedlichen Änderungen führen. Dies wäre eine besondere Herausforderung, wenn man bedenkt, dass es eine Anzahl an verschiedenen Umgebungsbedingungen gibt, die in Betracht gezogen werden können, von denen jede eine besondere Entwicklung für jedes Zwei-Tinten-Farbänderungs-Design erforderlich macht. Hier folgt eine unvollständige Liste der in Erwägung zu ziehenden Tintentypen.
    Aktive Tinte Umgebungswirkung
    Thermochrom reversibel Temperatur
    Thermochrom irreversibel Temperatur
    Photochrom reversibel Sichtbares Licht
    Photochrom irreversibel Sichtbares Licht
    UV-fluoreszierend reversibel UV-Licht
    Phosphoreszierend irreversibel Sichtbares/UV-Licht
    Hydrochrom reversibel Wasser/Feuchtigkeit
    Hydrochrom irreversibel Wasser/Feuchtigkeit
    Berührungsempfindlich Temperatur und Feuchtigkeit
    Sterilisation irreversibel Temperatur (mindestens 100°C)
    Sauerstoff irreversibel Luft oder Sauerstoff
    CO2 irreversibel Luft oder CO2
    Flüchtige Chemikalien irreversibel Flüchtige Chemikalie
    Temperatur reversibel Aktuelle Umgebungstemperatur
    Zeit-Temperatur irreversibel Zeit und Temperatur
    Strahlungssensitiv Strahlung
    Toxinsensitiv Toxine
    Bakteriensensitiv Bakterien
    Virensensitiv Viren
    Zeitablauf irreversibel Zeit
  • Es sei angemerkt, dass die Zeit ein Spezialfall ist. Die anderen Typen von Umgebungswirkungen beinhalten den Ablauf einer kürzeren oder längeren Zeitperiode zusammen mit der betreffenden Umgebungswirkung. Im letzten Fall ist allein der Zeitablauf ausreichend.
  • Daher wäre es wünschenswert, denselben Effekt mit nur einer aktiven Tinte zu erzielen (das heißt, unter Verwendung einer Kombination von nur einer aktiven Tinte mit einer nicht aktiven Grundtinte, welche unter der Umgebungsbeeinflussung von Interesse weitgehend stabil ist).
  • Entsprechend wird in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein einzelner Code (im Folgenden auch als ein „Tag” bezeichnet) gedruckt, um eine mögliche Zustandsveränderung in dem zugehörigen Gegenstand oder Produkt darzustellen. Es wird eine Kombination aus Botschaftsinhalt und den entsprechenden Fehlerkorrektureigenschaften identifiziert, so dass die Botschaftsinhalte des Codes, bevor und nachdem die chemische Tinte aktiviert ist, beide lesbar sind.
  • Im Folgenden wird beispielhaft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche dieses Ziel erreicht, in Bezug auf den Druck eines QR-Codes beschrieben. Vor der Beschreibung der Ausführungsform kann es hilfreich sein, einige Begriffe wie folgt zu beschreiben.
  • Tag
  • Ein Bereich auf einem Gegenstand, auf einem Etikett oder auf einer Verpackung, welcher mit mindestens einer Tinte (siehe unten) bedruckt ist, um einen maschinenlesbaren Code sichtbar darzustellen. Nicht alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung machen die Verwendung von Tags erforderlich, aber der Begriff wird im Folgenden zur Vereinfachung verwendet.
  • Aktive Tinte
  • Tinten, die beim Drucken von Codes verwendet werden und welche auf Umgebungsbedingungen, z. B. Wärme, Feuchtigkeit, Licht, gefährliche Chemikalien usw., reagieren (ihre Farbe ändern). Im Übrigen wird der Begriff „Tinte” zur Vereinfachung verwendet und umfasst jede Art von Farbstoff, Beschichtung oder Pigment, welche gedruckt werden kann. In Abhängigkeit vom Typ und/oder Grad der zu erfassenden Umgebungsbeeinflussung können verschiedene Tinten verwendet werden. Wie bereits erwähnt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung von aktiven Tinten beschränkt: es sind auch andere Typen von aktiven Substanzen möglich.
  • Nicht aktive Tinte (oder Grundtinte)
  • Tinten, welche unter Umgebungsbedingungen (soweit wie möglich) stabil sind, so dass sie unter dem Einfluss von Wärme, Feuchtigkeit, Licht, gefährlichen Chemikalien usw. nicht merklich heller oder dunkler werden.
  • Unsichtbare Tinte
  • Eine Art einer aktiven Tinte, welche vor der Umgebungsbeeinflussung nicht einfach sichtbar ist (mit anderen Worten, welche, wenn sie anfänglich gedruckt wird, für den Scanner weiß aussieht), welche aber unter Umgebungseinfluss dunkler oder farbintensiver wird.
  • Verschwindende Tinte
  • Eine Art einer aktiven Tinte, welche vor der Umgebungsbeeinflussung nach dem Druck dunkel ist (mit anderen Worten, welche anfänglich schwarz aussieht), welche aber unter Umgebungseinfluss heller wird oder sogar verschwindet und dadurch einen transparenten/weißen Bereich bildet.
  • Aktives Tag
  • Ein Tag, welches zumindest teilweise unter Verwendung einer aktiven Tinte gedruckt wird, so dass es durch Veränderung seines Aussehens und somit seines lesbaren Inhalts auf seine Umgebung reagiert.
  • Maschinenlesbarer Code
  • Ein Code, welcher von einer Maschine lesbar (normalerweise, aber nicht notwendigerweise ausschließlich, optisch lesbar) ist, indem er unterscheidbare helle und dunkle („weiße” und „schwarze”) Bereiche aufweist, die durch Scannen erfassbar sind.
  • Standard für maschinenlesbaren Code
  • Eine Spezifikation eines maschinenlesbaren Codes, z. B. QR (Quick Response), Data Matrix, PDF 417 usw.
  • QR-Code
  • Ein maschinenlesbarer Code, der gemäß dem QR-Standard zum digitalen Codieren von Daten unter Verwendung bedruckten Medien erzeugt wird und zum Scannen durch Geräte mit Kamerafunktion (z. B. Mobiltelefone) vorgesehen ist, wie in der zu beschreibenden Ausführungsform eingesetzt.
  • Datenteil
  • Ein Teil eines QR-Codes, welcher Nutzdaten codiert.
  • Nicht-Datenteil
  • Jeder Teil eines QR-Codes, welcher keine Daten codiert, sondern stattdessen zur Positionierung usw. verwendet wird.
  • Lesbar
  • Als ,lesbar' wird ein Tag bezeichnet, welches von einem normalen Scanner (mit anderen Worten einem Scanner, der mit dem verwendeten Standard für maschinenlesbaren Code vereinbar ist) gescannt und decodiert werden kann. Wie bereits erwähnt, werden QR-Codes im Allgemeinen in ihrer Gesamtheit aufgenommen und mit Software gescannt und decodiert. Es sei angemerkt, dass sowohl Scannen als auch Decodieren notwendig ist, um Daten aus einem Tag zu erhalten. Wenn das Tag nicht gescannt werden kann (z. B. weil der Scanner keine Positionsmarken finden kann, welche er benötigt), kann der datenteil nicht gelesen werden; während, auch wenn das Tag gescannt werden kann, die Decodierung nicht erfolgreich ist, wenn der Datenteil so beschädigt ist, dass die Fehlerkorrekturcodierung fehlschlägt.
  • Nicht aktiviert
  • Ein Tag, welches noch nicht den Umgebungsbedingungen ausgesetzt worden ist, welche eine Veränderung in der Chemie der Tinte bewirken, wird als in einem ,nicht aktivierten' Zustand befindlich bezeichnet.
  • Aktiviert
  • Ein Tag, welches den Ziel-Umgebungsbedingungen ausgesetzt worden ist, wird als in einem ,aktivierten' Zustand befindlich bezeichnet.
  • Das Verfahren, dem in der Ausführungsform zu folgen ist, wird nun unter Bezugnahme auf 5 und 6 und auf den nachstehenden beispielhaften Code beschrieben.
  • 5 zeigt das Tag 10U vor der Umgebungsbeeinflussung (links) und nach der Umgebungsbeeinflussung 10A (rechts). Die Struktur in der Mitte ist die Aktivierungsschablone AT, welche die Quadrate (Zellen) darstellt, die mit aktiver Tinte gedruckt werden müssen. Der mit „Wärme, Licht” gekennzeichnete Pfeil repräsentiert eine Umgebungswirkung irgendeiner Art (für welche Wärme und Licht nur Beispiele sind), welche die aktive Tinte beeinflusst, so dass beispielsweise helle Quadrate dunkel werden, wodurch zusätzliche „1”-Bits in dem aktivierten Tag 10A erzeugt werden. 6 ist ein einfacher Ablaufplan von Schritten, die bei der Herstellung des Tags in 5 durchzuführen sind.
  • Es sei angenommen, dass durch eine geringfügige Änderung der gesamten Botschaft zwei Zustände eines Gegenstands dargestellt werden können. Um ein einfaches Beispiel zu nehmen, könnte die Botschaft „sicher” durch Hinzufügen von zwei Buchstaben in „unsicher” geändert werden.
  • Wie bereits erwähnt, werden QR-Codes oft zum Hardlinking verwendet, was im Kontext des IoT besser geeignet ist als eine Textbotschaft (obwohl beides bereitgestellt werden könnte). In diesem Fall würde eine Grund-URL so erweitert, dass sie auf andere Seiten weist. Beispielsweise könnte die Grund-URL:
    HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/T
    dazu führen, dass der QR-Code durch eine geringfügige Änderung des Botschaftsinhalts, die sich auf die letzten Zeichen der URL bezieht, auf eine von zwei Seiten weist:
    HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TO8
    oder
    HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ.
  • Deswegen können durch eine geeignete Auswahl des Botschaftstexts zwei alternative Botschaften bereitgestellt werden, welche den Zustand eines zugehörigen Gegenstands vor und nach der Umgebungsbeeinflussung repräsentieren.
  • Vorläufig erfolgt die Reed-Solomon-Code-Erzeugung, -Verschachtelung und -Maskierung in herkömmlicher Weise, wie in der Einleitung ausgeführt. Bei Annahme einer unsichtbaren Tinte (welche nach Aktivierung schwarz wird) ist das Verfahren das folgende:
  • S100 Finden geeigneter Botschaften
  • Der erste Schritt ist es, eine grobe Suche durchzuführen, um geeignete Botschaften (URLs) zu finden, z. B. durch Durchsuchen aller Kombinationen der letzten zwei Zeichen. Dies kann einige Optimierungen umfassen, z. B. dass nur Paare von Botschaften in Betracht gezogen werden, welche Bit-Änderungen von 0 auf 1 umfassen.
  • Als Nächstes wird Text für die nicht aktivierte und aktivierte Botschaft mit geringen Unterschieden ausgewählt, wobei:
    • (i) die Anzahl an Bits, die sich von 0 auf 1 ändern (als 0-zu-1-Bits bezeichnet) maximiert wird und
    • (ii) die Anzahl an Bits, die sich von 1 auf 0 ändern (als 1-zu-0-Bits bezeichnet) minimiert wird.
  • Der Punkt ist hier, dass bei Verwendung „unsichtbarer” Tinte die Umgebungsbeeinflussung genutzt werden kann, um Bits von 0 auf 1 zu drehen, somit ist die Änderung von 0 auf 1 eine, die wir nutzen möchten. Im Gegensatz dazu sind in dieser Ausführungsform Änderungen von 1 auf 0 soweit wie möglich zu vermeiden. (Die Position würde im Fall einer „verschwindenden” Tinte umgekehrt.)
  • So führt die kleine Änderung von „O” auf „S” und „8” auf „Q” zu den oben erwähnten unterschiedlichen Web-Seiten HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TO8 und HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ.
  • S102 Tag-Herstellung
  • Nachdem das nicht aktivierte Tag 10U erzeugt worden ist, ist es die nächste Stufe, die Hälfte der 1-zu-0-Bits vom Binärwert 1 auf den Binärwert 0 zu drehen. Diese Bits erscheinen in dem nicht aktivierten Code als korrigierbare Fehler, werden aber korrigiert, sobald der Code aktiviert wird. Hier kann jede beliebige Hälfte der 1-zu-0-Bits ausgewählt werden und es ist nicht notwendig, dass genau die Hälfte der Bits geändert wird.
  • Nach der Aktivierung erscheinen die verbleibenden 1-zu-0-Bits, welche immer noch 1-en sind, als Fehler und können durch die Fehlerverarbeitung korrigiert werden.
  • Der nächste Schritt ist es, die Aktivierungsschablone AT zu erzeugen, mit der in unsichtbarer Tinte zu überdrucken ist, um die 0-zu-1-Bits zu Einsen umzuwandeln, wie es erforderlich ist, um die Botschaft in den aktivierten Zustand umzuwandeln.
  • S104 Tag-Druck
  • In dieser Ausführungsform wird der Code unter Verwendung von Tinten gedruckt und dies wird in zwei Stufen durchgeführt. Die erste Druckstufe ist es, unter Verwendung einer nicht aktiven Tinte das nicht aktivierte Tag 10U zu drucken, welches auf der linken Seite der 5 dargestellt ist. Die resultierende Struktur von Quadraten wird durch Umgebungseinflüsse nicht beeinflusst (oder nicht erfassbar beeinflusst). Falls erforderlich, kann ein Schutzfilm aufgebracht werden, bevor man fortfährt, um jegliche Auswirkung der Umgebungsbeeinflussung auf die nicht aktive Tinte auf ein Mindestmaß zu beschränken.
  • Die zweite Stufe ist es, das nicht aktivierte Tag 10U unter Verwendung von unsichtbarer Tinte mit der Struktur zu aktivieren, die durch die Aktivierungsschablone AT in 5 dargestellt ist. Natürlich ist es beim Drucken wichtig, eine gute Erfassung zwischen dem nicht aktivierten Tag 10U und der Aktivierungsschablone AT sicherzustellen. Die unsichtbare Tinte einer Art, die als solche bekannt und kommerziell erhältlich ist, wird so gewählt, dass sie auf eine Umgebungsbeeinflussung von Interesse wie z. B. Wärme, Licht usw. reagiert, wie in der Einleitung umrissen.
  • Das Drucken kann in geeigneten Fällen direkt auf der Oberfläche des Gegenstands durchgeführt werden. Alternativ und insbesondere für Gegenstände mit nicht ebenen Oberflächen kann es vorzuziehen sein, das Tag auf ein selbstklebendes Etikett oder dergleichen zum späteren Aufbringen auf den Gegenstand zu drucken.
  • S106 Umgebungsbeeinflussung
  • Wenn sie frisch gedruckt sind, sind die Aktivierungsschablonen-Bits für den Scanner unsichtbar und somit kann das nicht aktivierte Tag 10U nach dem Aufbringen der AT gelesen werden. Wenn die Hälfte der 1-zu-0-Bits auf weiß gedreht worden ist, führen diese zu Fehlern, aber diese werden durch die Fehlerkorrekturcodierung korrigiert, so dass die Botschaft HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TO8 gelesen und der Benutzer auf die richtige Web-Seite geführt werden kann. Diese Web-Seite könnte wiederum bewirken, dass dem Benutzer eine Botschaft angezeigt wird wie z. B. „das Produkt wurde kühl gehalten”.
  • Es sei nun angenommen, dass der Gegenstand der Umgebung ausgesetzt wird. Die 0-zu-1-Bits in der Aktivierungsschablone AT, die in aktiver Tinte gedruckt ist, wechseln aufgrund der Umgebungsbeeinflussung von hell auf dunkel. Das Tag nimmt das Aussehen des aktivierten Zustands 10A an, der in 5 dargestellt ist. Wenn das Tag nun gescannt wird, wird die zweite Botschaft HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ gelesen. Auf dem Smartphone wird die entsprechende Web-Seite aufgerufen (wenn man annimmt, dass ein Smartphone verwendet wird, um das Tag zu lesen). Die Web-Seite informiert den Benutzer über eine relevante Botschaft (wie z. B. „dieses Produkt ist nicht kühl gehalten worden”) und es kann eine weitere Aktion ausgelöst werden, z. B. eine Warnung an den Hersteller des Produkts. Einer solchen Warnung können weitere relevante Informationen wie z. B. die GPS-Position des Benutzers hinzugefügt werden.
  • Aus dem Obigen ist zu sehen, dass durch die Ausführungsform sowohl vor als auch nach der Umgebungsbeeinflussung ein lesbares Tag bereitgestellt wird. Auf diese Weise kann ein Benutzer positiv verifizieren, ob der Gegenstand, an dem das Tag befestigt ist, der Umgebungsbeeinflussung von Interesse ausgesetzt worden ist, indem er die Botschaft liest, die in jedem Fall bereitgestellt wird (entweder über eine entsprechende Web-Seite und/oder direkt als Teil des QR-Codes).
  • QR-Codes werden im Allgemeinen unter Verwendung einer Software-Anwendung erzeugt, die auf einem PC oder Smartphone abläuft, und obwohl das obige Verfahren manuell durchgeführt werden kann, werden die in 6 dargestellten Schritte in gleicher Weise bequem in Software ausgeführt. Der unten wiedergegebene Python-Code wurde beispielsweise verwendet, um die Bilder in 5 zu erzeugen. Die für die Erzeugung des QR-Grund-Codes verwendete Bibliothek stammt aus einer Open-Source-Quelle (Python QR). Die Suchfunktion und die Vorkonditionierungsschleifen sind der Kern der Ausführungsform. Im folgenden Code bezieht sich der Begriff „mask” auf die Aktivierungsschablone AT.
  • Figure DE102017101364A1_0002
  • Figure DE102017101364A1_0003
  • Figure DE102017101364A1_0004
  • Um das Obige zusammenzufassen, stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Technik zum Anzeigen eines Zustands eines Umgebungseinflusses auf einen Gegenstand unter Verwendung einer aktiven Substanz (z. B. einer aktiven Tinte) bereit, welche durch die Umgebungsbeeinflussung ihr Aussehen ändert. Beim Herstellungsverfahren wird eine bekannte Fehlerkorrekturcodierung genutzt, um sowohl vor als auch nach der Beeinflussung einen lesbaren Code bereitzustellen, wodurch ermöglicht wird, dass durch einen Typ einer aktiven Substanz derselbe Effekt erzielt wird wie bei der Verwendung mehrerer aktiver Substanzen.
  • Innerhalb des Umfangs der Erfindung sind verschiedene Modifikationen möglich.
  • Oben ist auf einen „Gegenstand” Bezug genommen worden, an welchem der Code auf irgendeine Weise befestigt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Gegenstände als solche beschränkt, sondern kann auch auf andere Dinge angewendet werden, z. B. lebende Dinge. Beispielsweise könnte die vorliegende Erfindung in der Form einer (temporären) Tätowierung angewendet werden, die auf die Haut eines Menschen (z. B. eines medizinischen Patienten) oder auf das Fell oder den Pelz eines Tieres aufgebracht wird.
  • Obwohl oben auf ein „Tag” Bezug genommen wird, ist das Tag als solches nicht unbedingt notwendig. Ein Code kann auf anderen Wegen mit einem Ding verbunden werden, dessen Umgebungsbeeinflussung anzuzeigen ist. Wo beispielsweise das Subjekt von Interesse ein Bekleidungsgegenstand ist (oder ein Mensch, der die Bekleidung trägt), kann der maschinenlesbare Code in den Stoff der Bekleidung eingebracht werden, indem er mit speziellen reaktiven Fasern eingewebt oder eingewirkt wird. In diesem Fall fungieren die Fasern als die aktive Substanz, auf die oben Bezug genommen wird. Als ein anderes Beispiel kann der Code durch einen Formpressling oder eine Einlage gebildet werden, der/die auf die Oberfläche eines Gegenstands aufgebracht wird, wobei beispielsweise kleine Stücke eines Kunststoffmaterials verwendet werden, welches auf die Umgebungsbeeinflussung reagiert.
  • Somit ist der Druck nicht unbedingt notwendig für die Erfindung. In Fällen, wenn eine Tinte gedruckt wird, wie in der beschriebenen Ausführungsform, ist der Begriff „Tinte” weit auszulegen. Beispielsweise umfassen einige thermochrome Tinten thermochrome Flüssigkristalle.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht in Bezug auf den Typ der Umgebungsbeeinflussung beschränkt. Zusätzlich zu einer Beeinflussung durch Umgebungsluft, Licht und Feuchtigkeit usw. kann die Umgebungsbeeinflussung beispielsweise Eintauchen in eine Flüssigkeit, Atmen auf die aktive Substanz oder Wischen mit einem Medium umfassen, welches die aktive Substanz aktivieren kann. Somit ist der Begriff „Umgebung” weit auszulegen.
  • Die vorliegende Erfindung kann Anwendungen auf dem Gebiet der Gesundheitspflege aufweisen. Ein spezielles Beispiel ist eine Code-Karte, die mit mehreren Codes bedruckt ist, die jeweils das Vorliegen eines speziellen Toxins, Bakteriums, Virus oder anderen Pathogens anzeigen. Diese könnte an einem Patienten angebracht werden oder einfach in einem Krankenhauszimmer oder dergleichen aufgehängt werden. Ein anderes Beispiel ist eine aufgeklebte Tätowierung, welche eine aktive Substanz umfasst, die auf eine Temperatur oder Transpiration eines Patienten reagieren kann. Als eine verwandte Möglichkeit könnte eine aktive Substanz verwendet werden, welche auf das Fell eines Tieres (oder auf ein Halsband, eine Beringung oder dergleichen) aufgebracht wird, um eine Beeinflussung durch ein spezielles Pathogen anzuzeigen, welches diese Tierart befällt.
  • Wie bereits erwähnt, sind die Begriffe „schwarz” und „weiß” in der vorliegenden Beschreibung Bezeichnungen für zwei unterscheidbare Zustände. In der Praxis können sie durch helle und dunkle Schattierungen des Graus oder einer Farbe ersetzt werden, oder sogar durch verschiedene Farben, solange diese durch einen Scanner unterschieden werden können.
  • Außerdem sind die zwei Zustände reversibel: obige Bezugnahmen auf „schwarz” bzw. „weiß” können umgekehrt werden, so dass die Schablonen-Bits von dunkel auf hell ändern statt umgekehrt. In diesem Fall ist die aktive Tinte eine „verschwindende” Tinte statt einer „unsichtbaren” Tinte und das Ziel in dem Verfahren ist es, die Anzahl der 0-zu-1-Bits, die benötigt werden, um zwischen den zwei Botschaftszuständen zu wechseln, auf ein Mindestmaß zu beschränken, während die Anzahl der 1-zu-0-Bits maximiert wird.
  • In dem obigen Beispiel eines QR-Codes wurde angenommen, dass eine „weiße” Zelle eine binäre „0” repräsentiert und dass eine „schwarze” Zelle eine binäre 1 repräsentiert; natürlich könnte diese Konvention umgekehrt werden, falls bevorzugt (solange die Finder(12)-, Timing(16)-, Ausrichtungs(14)- und Leer(20)-Strukturen sowie ansonsten Größe, Maskenindikator, Fehlerkorrekturmodus usw. verbleiben, wie durch die Beschreibung definiert.
  • Der Gegenstand, an welchem das Tag angebracht ist, kann andere IoT-bezogene Möglichkeiten aufweisen wie z. B. ein RFID-Tag oder eine GPS-Vorrichtung, wodurch die möglichen Anwendungen der Erfindungen vervielfacht werden.
  • Der in der obigen Ausführungsform verwendete QR-Code ist lediglich ein Beispiel. Die vorliegende Erfindung kann auf andere Formen maschinenlesbarer Codes angewendet werden, wenigstens 2D-Codes und möglicherweise auch 1D-Codes.
  • In der Tat könnte das Prinzip der Erfindung auch in jeder Situation angewendet werden, wo mehrere Botschaften benötigt werden könnten, um eine Zustandsänderung eines Gegenstands anzuzeigen.
  • Obwohl im Übrigen ein Reed-Solomon-Code ein Teil des QR-Standards ist, ist er für die Erfindung nicht unbedingt notwendig. Ein Reed-Solomon-Code ist eine Untergruppe von BCH-Codes und es gibt andere Codierungsarten, welche auf maschinenlesbare Codes angewendet werden könnten und mit welchen die vorliegende Erfindung daher angewendet werden könnte.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • In einer Ausführungsform vereinfacht die vorliegende Erfindung deutlich den Druck aktiver Tags und reduziert dessen Kosten. Durch das Ermöglichen der Verwendung einer einzelnen aktiven Tinte wird die Chemie deutlich vereinfacht, wodurch ermöglicht wird, dass aktive Tags breiter eingesetzt werden, und dem Internet der Dinge eine potenziell hohe Anzahl an Elementen hinzugefügt wird. Allgemeiner ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass eine Umgebungsbeeinflussung für eine breite Vielfalt an Dingen angezeigt wird, umfassend lebende Dinge, wodurch ermöglicht wird, dass deren Zustand sowohl vor als auch nach der Umgebungsbeeinflussung maschinell gelesen wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/T [0074]
    • HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TO8 [0074]
    • HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ. [0074]
    • HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TO8 [0080]
    • HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ [0080]
    • HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TO8 [0087]
    • HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ [0088]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Anzeigen eines Zustands einer Umgebungsbeeinflussung unter Verwendung eines maschinenlesbaren Codes, wobei das Verfahren Bilden eines nicht aktivierten Codes, welcher maschinenlesbar ist, um eine erste Botschaft bereitzustellen, und selektives Aufbringen einer aktiven Substanz, welche unter der Umgebungsbeeinflussung ihr Aussehen ändert, auf den nicht aktivierten Code umfasst, so dass der resultierende aktivierte Code maschinenlesbar ist, um eine zweite Botschaft bereitzustellen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der maschinenlesbare Code durch Drucken gebildet wird, die aktive Substanz eine aktive Tinte ist und die aktive Tinte selektiv über den nicht aktivierten Code gedruckt wird, der durch Drucken einer nicht aktiven Tinte gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch das selektive Aufbringen eine Aktivierungsschablone bereitgestellt wird, welche einen Unterschied zwischen der ersten und zweiten Botschaft repräsentiert.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei wenigstens eines aus dem nicht aktivierten Code und dem aktivierten Tag Fehler enthält, welche unter Anwendung einer Fehlerkorrekturcodierung des maschinenlesbaren Codes korrigierbar sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste und zweite Botschaft durch Bits codiert werden, wobei das Verfahren ferner Identifizieren von Bits umfasst, welche im Wert (a) von 0 auf 1 und (b) von 1 auf 0 geändert werden müssen, um die erste Botschaft durch die zweite Botschaft zu ersetzen, wobei die Fehler durch Ändern der Bit-Werte eines Teils der Gruppe (a) oder (b) eingebracht werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Änderung des Aussehens der aktiven Substanz die Bits in der Gruppe (a) von 0 auf 1 dreht und die Fehler durch Ändern eines Teils der Bits der Gruppe (b) auf 0 eingebracht werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Teil der Gruppe (b) eine beliebige Hälfte der Bits in der Gruppe (b) ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend Beschränken der Anzahl der Bits in Gruppe (b) auf ein Mindestmaß durch Auswahl der ersten und zweiten Botschaft.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Umgebungsbeeinflussung Beeinflussung durch eines oder mehreres aus Folgendem umfasst: Hohe Temperatur Niedrige Temperatur Sichtbares Licht UV-Licht Wasser oder Feuchtigkeit Gas oder flüchtige Chemikalien Toxine Bakterien Viren den Zeitablauf.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktive Substanz mindestens eines aus Folgendem ist: einer Substanz, welche unter der Umgebungsbeeinflussung dunkler wird; und einer Substanz, welche unter der Umgebungsbeeinflussung heller wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die aktive Substanz mindestens eines aus Folgendem ist: einer aktiven Tinte; einer Faser; einem eingelegten Material.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der maschinenlesbare Code einen QR-Code umfasst.
  13. Gegenstand, auf welchen ein maschinenlesbarer Code aufgebracht ist, der gemäß dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt ist, wobei der maschinenlesbare Code einen Zustand einer Umgebungsbeeinflussung des Gegenstands anzeigt.
  14. Gegenstand, auf welchem ein maschinenlesbarer Code aufgebracht ist, der hergestellt ist durch Drucken eines nicht aktivierten Codes, welcher maschinenlesbar ist, um eine erste Botschaft bereitzustellen, und selektives Überdrucken des nicht aktivierten Codes unter Verwendung einer aktiven Substanz, welche unter der Umgebungsbeeinflussung ihr Aussehen ändert, so dass der resultierende aktivierte Code maschinenlesbar ist, um eine zweite Botschaft bereitzustellen, wobei die erste und zweite Botschaft einen Zustand einer Umgebungsbeeinflussung des Gegenstands anzeigen.
  15. Computerprogrammcode zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Code, wenn er von einem Computer ausgeführt wird, zur Durchführung der folgenden Operationen führt: (i) Identifizieren von Bits, welche (a) von 0 auf 1 und (b) von 1 auf 0 geändert werden müssen, um die erste Botschaft durch die zweite Botschaft zu ersetzen; (ii) in dem Fall, wenn die aktive Substanz eine ist, welche unter der Umgebungsbeeinflussung dunkler wird, Drehen der Hälfte der Bits in der Gruppe (b) auf 0 und Erzeugen der Aktivierungsschablone unter Verwendung der Bits in der Gruppe (a); und (iii) in dem Fall, wenn die aktive Substanz eine ist, welche unter der Umgebungsbeeinflussung heller wird, Drehen der Hälfte der Bits in der Gruppe (a) auf 0 und Erzeugen der Aktivierungsschablone unter Verwendung der Bits in der Gruppe (b).
DE102017101364.4A 2016-03-31 2017-01-25 Maschinenlesbarer code mit reaktiven eigenschaften Pending DE102017101364A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1605532.9A GB2548897B (en) 2016-03-31 2016-03-31 Machine-readable code with reactive properties
GB1605532.9 2016-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017101364A1 true DE102017101364A1 (de) 2017-10-05

Family

ID=59773317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017101364.4A Pending DE102017101364A1 (de) 2016-03-31 2017-01-25 Maschinenlesbarer code mit reaktiven eigenschaften

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017101364A1 (de)
GB (1) GB2548897B (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020119955A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 EVRYTHNG Limited Environment sensitive web identities in barcodes

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999030268A1 (en) * 1997-12-06 1999-06-17 Jon Cameron Thermochromic bar code
US20090020609A1 (en) * 2007-07-16 2009-01-22 Cohen Marc H Sensor-embedded barcodes
CN103295043B (zh) * 2013-04-18 2015-12-23 周莉 一种信息可变条码及其制作方法
US20150186764A1 (en) * 2014-01-02 2015-07-02 Caterpillar Inc. Machine-readable codes

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/T
HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TO8
HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ
HTTP://WWW.EXAMPLE.COM/TSQ.

Also Published As

Publication number Publication date
GB2548897A (en) 2017-10-04
GB2548897B (en) 2021-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69830383T2 (de) Kodierverfahren
DE69727320T2 (de) Aufnahmeverfahren und gerät
DE10255926C5 (de) Verarbeitungssystem zum Herstellen von Indikatoren mit einer Verarbeitungsvorrichtung und einer Ausgabevorrichtung, das die Indikatoren verwendet
BE1027447B1 (de) Zweidimensionaler strichcode, der mit einem dynamischen umgebungsindikator versehen ist, der in einem spalt angeordnet ist
DE3911702C2 (de)
DE102006049578B4 (de) Optisch lesbarer Informationsträger mit einem Informationssymbol und einem Maskierungselement
DE102016202281A1 (de) Verfahren und system zum generieren und drucken dreidimensionaler barcodes
BE1027449B1 (de) Zweidimensionaler strichcode, der mit einem umgebenden dynamischen umgebungsindikator und einer farbkalibrierungsreferenz versehen ist
DE69917217T2 (de) Verfahren und system zum identifizieren eines oder mehrerer gegenstände
DE202018006287U1 (de) Zweidimensionaler Strichcode mit dynamischen Umgebungsdaten System und Gerät
DE102015212255A1 (de) Erweitern von barcodes mit sekundärkodierung zur fälschungssicherung
DE102011056660A1 (de) Markierungsleser, der zum Priorisieren von Bildern eingerichtet ist
DE69935392T2 (de) Dokumentverarbeitung
DE102019106406A1 (de) Maschinenlesbares sicherheitskennzeichen und dessen generierung
WO2011128089A1 (de) Verfahren zur konkretisierung eines substrates
EP1288843A2 (de) Verfahren zur Erkennung eines Codes
EP1771813B1 (de) Verfahren zum Codieren von Daten mittels Rasterdruckdatenspeicher
EP3023916B1 (de) Codieren/decodieren von informationen aus einer graphischen informationseinheit
EP3256327B1 (de) Identifikationsdokument mit einem gedruckten personenbild
DE102017101364A1 (de) Maschinenlesbarer code mit reaktiven eigenschaften
DE102017101360A1 (de) Duale maschinenlesbare codes mit reaktiven eigenschaften
DE102007006230B4 (de) Farbpixel-Kodierung
EP2930699A1 (de) Sicherheitsmerkmal mit einem markierungs- und einem codeabschnitt
CN106626845A (zh) 灰度二维码的印制方法
EP3876884B1 (de) Bandagenaufdruck

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: HL KEMPNER PATENTANWAELTE, SOLICITORS (ENGLAND, DE

Representative=s name: HL KEMPNER PATENTANWALT, RECHTSANWALT, SOLICIT, DE

R016 Response to examination communication