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條碼閱讀器基本原理

條碼閱讀器是用于讀取條碼所包含的信息的設(shè)備，條碼閱讀器的結(jié)構(gòu)通常為以下幾部分：光源、接收裝置、光電轉(zhuǎn)換部件、譯碼電路、計(jì)算機(jī)接口。它們的基本工作原理為：由光源發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)照射到條碼符號(hào)上面，被反射回來(lái)的光經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像在光電轉(zhuǎn)換器上，使之產(chǎn)生電信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過(guò)電路放大后產(chǎn)生一模擬電壓，它與照射到條碼符號(hào)上被反射回來(lái)的光成正比，再經(jīng)過(guò)濾波、整形，形成與模擬信號(hào)對(duì)應(yīng)的方波信號(hào)，經(jīng)譯碼器解釋為計(jì)算機(jī)可以直接接受的數(shù)字信號(hào)。

普通的條形碼閱讀器通常采用以下三種條形碼閱讀器技術(shù)：光筆條形碼閱讀器、CCD條形碼閱讀器、激光條形碼閱讀器，它們都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，沒(méi)有一種條形碼閱讀器能夠在所有方面都具有優(yōu)勢(shì)，下面討論每一種條形碼閱讀器的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。

光筆的工作原理

光筆是最先出現(xiàn)的一種手持接觸式條碼閱讀器，它也是最為經(jīng)濟(jì)的一種條碼閱讀器。

使用時(shí)，操作者需將光筆接觸到條碼表面，通過(guò)光筆的鏡頭發(fā)出一個(gè)很小的光點(diǎn)，當(dāng)這個(gè)光點(diǎn)從左到右劃過(guò)條碼時(shí)，在“空”部分，光線被反射，“條”的部分，光線將被吸收，因此在光筆內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)變化的電壓，這個(gè)電壓通過(guò)放大、整形后用于譯碼。

光筆的優(yōu)點(diǎn)主要是：與條碼接觸閱讀，能夠明確哪一個(gè)是被閱讀的條碼；閱讀條碼的長(zhǎng)度可以不受限制；與其它的閱讀器相比成本較低；內(nèi)部沒(méi)有移動(dòng)部件，比較堅(jiān)固；體積小，重量輕。缺點(diǎn)：使用光筆會(huì)受到各種限制，比如在有一些場(chǎng)合不適合接觸閱讀條碼；另外只有在比較平坦的表面上閱讀指定密度的、打印質(zhì)量較好的條碼時(shí)，光筆才能發(fā)揮它的作用；而且操作人員需要經(jīng)過(guò)一定的訓(xùn)練才能使用，如閱讀速度、閱讀角度、以及使用的壓力不當(dāng)都會(huì)影響它的閱讀性能；最后，因?yàn)樗仨毥佑|閱讀，當(dāng)條碼在因保存不當(dāng)而產(chǎn)生損壞，或者上面有一層保護(hù)膜時(shí)，光筆都不能使用；光筆的首讀成功率低及誤碼率較高。

CCD閱讀器的工作原理

CCD為電子耦合器件（Charg couple device），比較適合近距離和接觸閱讀，它的價(jià)格沒(méi)有激光閱讀器貴，而且內(nèi)部沒(méi)有移動(dòng)部件。

CCD閱讀器使用一個(gè)或多個(gè)LED，發(fā)出的光線能夠覆蓋整個(gè)條碼，條碼的圖像被傳到一排光探測(cè)器上，被每個(gè)單獨(dú)的光電二激管采樣，由鄰近的探測(cè)器的探測(cè)結(jié)果為“黑”或“白”區(qū)分每一個(gè)條或空，從而確定條碼的字符，換言之，CCD閱讀器不是注意的閱讀每一個(gè)“條”或“空”，而是條碼的整個(gè)部分，并轉(zhuǎn)換成可以譯碼的電信號(hào)。

優(yōu)點(diǎn)：與其它閱讀器相比，CCD閱讀器的價(jià)格較便宜，但同樣有閱讀條碼的密度廣泛，容易使用。它的重量比激光閱讀器輕，而且不象光筆一樣只能接觸閱讀。

缺點(diǎn)：CCD閱讀器的局限在于它的閱讀景深和閱讀寬度，在需要閱讀印在弧型表面的條碼（如飲料罐）時(shí)候會(huì)有困難；在一些需要遠(yuǎn)距離閱讀的場(chǎng)合，如倉(cāng)庫(kù)領(lǐng)域，也不是很適合；CCD的防摔性能較差，因此產(chǎn)生的故障率較高；在所要閱讀的條碼比較寬時(shí)，CCD也不是很好的選擇，信息很長(zhǎng)或密度很低的條碼很容易超出掃描頭的閱讀范圍，導(dǎo)致條碼不可讀；而且某些采取多個(gè)LED的條碼閱讀器中，任意一個(gè)的LED故障都會(huì)導(dǎo)致不能閱讀；大部分CCD閱讀器的首讀成功率較低且誤碼機(jī)率高。

激光槍的工作原理

激光掃描儀是各種掃描器中價(jià)格相對(duì)較高的，但它所能提供的各項(xiàng)功能指標(biāo)最高，因此在各個(gè)行業(yè)中都被廣泛采用。

激光掃描儀的基本工作原理為：手持式激光掃描儀通過(guò)一個(gè)激光二極管發(fā)出一束光線，照射到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的棱鏡或來(lái)回?cái)[動(dòng)的鏡子上，反射后的光線穿過(guò)閱讀窗照射到條碼表面，光線經(jīng)過(guò)條或空的反射后返回閱讀器，由一個(gè)鏡子進(jìn)行采集、聚焦，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該信號(hào)將通過(guò)掃描期或終端上的譯碼軟件進(jìn)行譯碼。

激光掃描儀分為手持與固定兩種形式：手持激光槍連接方便簡(jiǎn)單、使用靈活，固定式激光掃描儀適用于閱讀最較大、條碼較小的場(chǎng)合，有效解放雙手工作。

優(yōu)點(diǎn)：激光掃描儀可以很杰出的用于非接觸掃描，通常情況下，在閱讀距離超過(guò)30cm時(shí)激光閱讀器是唯一的選擇；激光閱讀條碼密度范圍廣，并可以閱讀不規(guī)則的條碼表面或透過(guò)玻璃或透明膠紙閱讀，因?yàn)槭欠墙佑|閱讀，因此不會(huì)損壞條碼標(biāo)簽；因?yàn)橛休^先進(jìn)的閱讀及解碼系統(tǒng)，首讀識(shí)別成功率高、識(shí)別速度相對(duì)光筆及CCD更快，而且對(duì)印刷質(zhì)量不好或模糊的條碼識(shí)別效果好；誤碼率極低（僅約為三百萬(wàn)分之一）；激光閱讀器的防震防摔性能好，如：Symbol LS4000系列的掃描儀，可1.5米水泥地防摔。

缺點(diǎn)：激光掃描儀的唯一的缺點(diǎn)是它的價(jià)格相對(duì)較高，但如果從購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用與使用費(fèi)用的總和計(jì)算，與CCD閱讀器并沒(méi)有太大的區(qū)別。

條形碼掃描器的關(guān)鍵參數(shù)

選擇條形碼掃描器前，要了解掃描設(shè)備的幾個(gè)主要技術(shù)參數(shù)，然后根據(jù)應(yīng)用的要求，對(duì)照這些參數(shù)選取適的設(shè)備。

1）、分辨率

對(duì)于條形碼掃描系統(tǒng)而言，分辨率為正確檢測(cè)讀入的最窄條符的寬度，英文是MINIMAL BAR WIDTH（縮寫(xiě)為MBW）。選擇設(shè)備時(shí)，并不是設(shè)備的分辮率越高越好，而是應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用中使用的條形碼密度來(lái)選取具有相應(yīng)分辨率的掃描器。使用中，如果所選設(shè)備的分辨率過(guò)高，則條符上的污點(diǎn)、脫墨等對(duì)系統(tǒng)的影響將更為嚴(yán)重。

2）、掃描景深

掃描景深指的是在確保可靠閱讀的前提下，掃描頭允許離開(kāi)條形碼表面的最遠(yuǎn)距離與掃描器可以接近條形碼表面的最近點(diǎn)距離之差，也就是條形碼掃描器的有效工作范圍。有的條形碼掃描設(shè)備在技術(shù)指標(biāo)中未給出掃描景深指標(biāo)，而是給出掃描距離，即掃描頭允許離開(kāi)條形碼表面的最短距離。

3）、掃描寬度（SCAN WIDTH）

掃描寬度指標(biāo)指的是在給定掃描距離上掃描光束可以閱讀的條形碼信息物理長(zhǎng)度值。

4）、掃描速度（SCAN SPEED）

掃描速度是指單位時(shí)間內(nèi)掃描光束在掃描軌跡上的掃描頻率。

5）、一次識(shí)別率

一次識(shí)別率表示的是首次掃描讀入的標(biāo)簽數(shù)與掃描標(biāo)簽總數(shù)的比值。舉例來(lái)說(shuō)，如果每讀入一只條形碼標(biāo)簽的信息需要掃描兩次，則一次識(shí)別率為50%。從實(shí)際應(yīng)用角度考慮，當(dāng)然希望每次掃描都能通過(guò)，但遺憾的是，由于受多種因素的影響，要求一次識(shí)別率達(dá)到100%是不可能的。

應(yīng)該說(shuō)明的是：一次識(shí)別率這一測(cè)試指標(biāo)只適用于手持式光筆掃描識(shí)別方式。如果采用激光掃描方式，光束對(duì)條形碼標(biāo)簽的掃描頻率高達(dá)每秒鐘數(shù)百次，通過(guò)掃描獲取的信號(hào)是重復(fù)的。

6）、誤碼率

誤碼率是反映一個(gè)機(jī)器可識(shí)別標(biāo)簽系統(tǒng)錯(cuò)誤識(shí)別情況的極其重要的測(cè)試指標(biāo)。誤碼率等于錯(cuò)誤識(shí)別次數(shù)與識(shí)別總次數(shù)的比值。對(duì)于一個(gè)條形碼系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，誤碼率是比一次識(shí)別率低更為嚴(yán)重的問(wèn)題。