條碼的識讀技術

條碼的識讀技術經(jīng)濟管理系林文杰E-mail:wjlinfj@163.com主要內容：1.條碼識讀是如何識讀條碼符號2.認識常用識讀設備（如何選購條碼識讀設備）3.認識便攜式數(shù)據(jù)采集器（知識拓展）

1.條碼識讀原理

條碼識讀的基本工作原理為：光源發(fā)光照射到條碼符號上光反射光電轉換器接收并進行光電轉換產生模擬電信號信號經(jīng)過放大、濾波、整形，形成方波信號譯碼器譯碼數(shù)字信號。光信號模擬電信號數(shù)字信號

條碼識讀系統(tǒng)的組成條碼識讀系統(tǒng)是由掃描系統(tǒng)、信號整形、譯碼三部分組成。接口電路條碼識讀系統(tǒng)的組成條碼識讀系統(tǒng)的組成1、建立一個光學系統(tǒng)并產生一個光點2、建立一個反射光接收系統(tǒng)3、光電轉換器將接收到的光信號轉換成電信號4、要求電子電路將電信號放大、濾波、整形，并轉換成電脈沖信號5、建立某種譯碼算法，將所獲得的電脈沖信號進行分析、處理，從而得到條碼符號所表示的信息6、將所得到的信息轉儲到指定的地方1．光源（1）半導體發(fā)光二極管（2）激光器固體半導體激光器問世，并得到了迅速發(fā)展，它具有光功率達、功耗低、體積小、工作電壓低、壽命長、可靠性高、價格低廉這些特點，這使得原來使用的He－Ne激光器迅速被取代2．光電轉換——接收器接收到的光信號需要經(jīng)光電轉換器轉換成電信號

一般采用硅光電池、光電二極管和光電三極管作為光電轉換器件。3.放大、整形與計數(shù)4.譯碼

譯碼包括硬件譯碼和軟件譯碼。譯碼包括如下幾個過程：（1）記錄脈沖寬度（2）比較分析處理脈沖寬度（3）程序判別5.通信接口

條碼識讀系統(tǒng)一般采用RS232或鍵盤口傳輸數(shù)據(jù)。

條碼掃描器在傳輸數(shù)據(jù)時使用RS232串口通信協(xié)議，使用時要先進行必要的設置，如：波特率、數(shù)據(jù)位長度、有無奇偶校驗和停止位等課堂研討1、條碼掃描譯碼過程是

。A．光信號→數(shù)字信號→模擬電信號B．光信號→模擬電信號→數(shù)字信號C．模擬電信號→光信號→數(shù)字信號D．數(shù)字信號→光信號→模擬電信號2、簡述條碼識讀的基本原理和條件。1.2．條碼識讀系統(tǒng)的基本概念

首次讀出條碼符號數(shù)量首讀率＝——————————×100％

識讀條碼符號的總數(shù)量

錯誤識別次數(shù)誤碼率＝——————×100％識別總次數(shù)

不能識別的條碼符號數(shù)量拒識率＝———————————×100％條碼符號的總數(shù)量一般要求首讀率在85％以上，拒識率低于1％，誤碼率低于0.01％。但對于一些重要場合，要求首讀率為100％，誤碼率為百萬分之一。首讀率與誤碼率這兩個指標在同一識讀設備中存在著矛盾統(tǒng)一。

1、首讀率、誤碼率、拒識率2.掃描器的分辨率

掃描器的分辨率是指掃描器在識讀條碼符號時，能夠分辨出的條(空)寬度的最小值。調節(jié)掃描光點的大小有兩種方法，一種是采用一定尺寸的探測器接收光欄，另一種則通過控制實際掃描光點的大小。2.掃描器的分辨率當掃描光點做得很小時，掃描對印刷缺陷的敏感度很高，造成識讀困難。如果掃描光點做得太大，掃描信號就不能反映出條與空的變化，同樣造成識讀困難，較為優(yōu)化的一種選擇是：光點直徑(橢圓形的光點是指短軸尺寸)為最窄單元寬度值的0.8～1.0倍。3.工作距離和工作景深

掃描時，掃描器與被掃描的條碼符號之間可保持一定距離范圍。這一范圍就叫作掃描景深，通常用DOF表示。條碼的掃描光點尺寸應等于或略小于條碼符號的最小單元尺寸。3．工作距離和工作景深激光掃描器掃描工作距離一般為20厘米---76厘米；CCD掃描器的掃描景深一般為1至2英吋(1英吋=2.54CM），但出現(xiàn)有新型的CCD掃描器，其識讀距離能有擴展到17.78厘米。4.掃描頻率

單向激光掃描的掃描頻率一般為40線／秒；POS系統(tǒng)用臺式激光掃描器(全向掃描)的掃描頻率一般為200線／秒。工業(yè)型激光掃描器可達1000線/秒。5.抗鏡向反射能力

條碼掃描器在掃描條碼符號時其探測器接收到的反射光是漫反射光，而不是直接的鏡向反射光。最好選擇那些有較強的抗鏡向反射能力的掃描器。6.抗污染、抗皺折能力

條碼符號容易被水跡、手印、油污、血漬等弄臟，也可能被某種原因弄皺，使得表面不平整，致使在掃描過程中發(fā)生信號變形。7．涉及掃描識讀一些常用術語

引自中華人民共和國國家標準GB/T12905-2000《條碼術語》課堂研討1、下列說法正確的是（）。A:首讀率是指能讀出條碼符號的數(shù)量與識讀條碼符號總數(shù)量的比值。B:誤碼率是指錯誤識別次數(shù)與識別總次數(shù)的比值C:拒識率是指不能識別的條碼符號數(shù)量與條碼符號總數(shù)量的比值D:當條碼符號的質量確定時，要降低誤碼率，必然導致首讀率的降低。2、當掃描光點做得很小時，掃描對印刷缺陷的敏感度很高，會造成識讀困難。（）3、掃描光點的大小較為優(yōu)化的一種選擇是：光點直徑為最窄單元寬度值的

。1.3條碼識讀器的分類

1.從掃描方式來分類2.從操作方式來分類3.按識讀碼制的能力來分類4．從掃描方向來分1從掃描方式來分類條碼識讀設備從掃描方式上可分為接觸和非接觸兩種條碼掃描器。2從操作方式來分類條碼識讀設備從操作方式上可分為手持式和固定式兩種條碼掃描器。3識讀碼制的能力來分類條碼掃描設備從原理上可分為光筆、CCD、激光和拍攝四類條碼掃描器。光筆與卡槽式條碼掃描器只能識讀一維條碼。激光條碼掃描器只能識讀行排式二維碼（如PDF417碼）和一維碼。圖像式條碼識讀器可以識讀常用的一維條碼，還能識讀行排式和矩陣式的二維條碼。

拍攝方式條碼照明光源照明光源光學透鏡傳感器拍攝方式的原理4從掃描方向來分

條碼掃描設備從掃描方向上可分為單向和全向條碼掃描器。其中全向條碼掃描器又分為平臺式和懸掛式。

全懸式全向激光掃描器2.常用識讀設備

以一維條碼式讀設備為主，包括：激光槍、CCD掃描器、光筆與卡槽和全向掃描平臺。1．激光槍

利用激光掃描技術的優(yōu)點是，識讀距離適應能力強，且具有穿透保護膜識讀的能力，識讀的精度和速度比較容易做得高些。缺點是對識讀的角度要求比較嚴格，而且只能識讀堆疊式二維碼（如PDF417碼）和一維碼。條碼符號轉鏡光敏器件激光二級管激光式掃描頭轉鏡掃描信號收集整形計算比較糾錯譯碼接口手持激光掃描器2．CCD掃描器

主要采用了CCD(ChargeCoupledDevice)——電荷耦合裝置。CCD元件是一種電子自動掃描的光電轉換器，也叫CCD圖像感應器。

a.手持式b.固定式2．CCD掃描器

它的特點是無任何機械運動部件，性能可靠，壽命長；按元件排列的節(jié)距或總長計算，可以進行測長；價格比激光槍便宜；可測條碼的長度受限制；景深小。CCD掃描器的工作原理CCD圖像識讀器

選擇CCD掃描器的兩個參數(shù)（1）景深（2）分辨率低價CCD一般是512像素（pixel），識讀EAN，UPC等商業(yè)碼已經(jīng)足夠，對于別的碼制識讀就會困難一些。中檔CCD以1024pixel為多，有些甚至達到2048pixe1，能分辨最窄單位元素為0.1mm的條碼。3．光筆與卡槽式

光筆的掃描示意圖（1）光筆

在選擇光筆時，要根據(jù)應用中的條碼符號正確選擇光筆的孔徑(分辨率)，分辨率高的光筆的光點尺寸能達到4密爾（0.1毫米）光筆的耗電量非常低，這一點它比較適用于和電池驅動的手持數(shù)據(jù)采集終端相連。（2）卡槽式掃描器

內部的結構和光筆類似，它上面有一個槽。

廣泛用于時間管理以及考勤系統(tǒng)。

全向掃描平臺4．全向掃描平臺

高端產品為全息式激光掃描器，它用高速旋轉的全息盤代替了棱鏡狀多邊轉鏡掃描。有的掃描線能達到100條，掃描的對焦面達到5個，每個對焦面含有20條掃描線，掃描速度可以高達8000線/秒，特別適用于傳送帶上識讀不同距離、不同方向的條碼符號。這種類型的掃描器對傳送帶的最大速度要求小的有0.5米每秒，高的有4米每秒。

課堂研討1、可以識讀常用的一維條碼，還能識讀行排式和矩陣式的二維條碼。A.激光條碼掃描器B．圖像式條碼識讀器

C．光筆條碼掃描器D．卡槽式條碼掃描器2、下列碼制中

條碼符號不能用激光識讀器識讀。A．EAN-128B．CodeOneC．CODE49D．25碼3、下列識讀器

適合應用在大型的立體倉庫的盤點。A．光筆式識讀器B．便攜式數(shù)據(jù)采集器

C．卡槽式識讀器D．固定式CCD掃描器4、下列識讀設備中屬于接觸式識讀設備的是（）。A:激光掃描器B:卡槽式條碼掃描器C:CCD掃描器D:光筆5、條碼掃描設備從原理上可分為光筆、CCD、激光和（）四類條碼掃描器。用戶在選擇條碼識讀器過程中

應注意哪些問題？

1．與條碼符號相匹配

2．首讀率

3．工作空間

4．接口要求

5．性價比

掃描設備的選擇不能只考慮單一指標，而應根據(jù)實際情況全面考慮。如何解決條碼識讀器不能讀取條碼符號問題

條碼識讀器不能讀取條碼，常見的原因有以下幾種：1．沒有打開識讀這種條碼的功能。2．條碼符號不符合規(guī)范。3．工作環(huán)境光線太強，感光器件進入飽和區(qū)。4．條碼表面覆蓋有透明材料，反光度太高5．硬件故障。3.便攜式數(shù)據(jù)采集器

1．概述

數(shù)據(jù)采集器按處理方式分為兩類：在線式數(shù)據(jù)采集器和批處理式數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)采集器按產品性能分為：手持終端、無線型手持終端、無線掌上電腦、無線網(wǎng)絡設備。

數(shù)據(jù)采集器與掃描設備的異同點

它是手持式掃描器與掌上電腦的功能組合為一體的設備單元。比條碼掃描器的多了自動處理、自動傳輸?shù)墓δ?。條碼數(shù)據(jù)采集器具備實時采集、自動存儲、即時顯示、即時反饋、自動處理、自動傳輸功能。為現(xiàn)場數(shù)據(jù)的真實性、有效性、實時性、可用性提供了保證。

數(shù)據(jù)采集器的環(huán)境性能要求

液晶屏幕、RAM芯片等關鍵部件，低溫、高溫特性都受限制。因此用戶要根據(jù)自身的使用環(huán)境情況選擇手持終端產品。

抗震、抗摔性能也是手持終端產品另一項操作性能指標。目前大多數(shù)產品能夠滿足1米以上的跌落高度。

2．便攜式數(shù)據(jù)采集器便攜式數(shù)據(jù)采集終端（PortableDataTerminal，PDT）又稱手持終端(Hand-holdTerminal，HT)。便攜式數(shù)據(jù)采集器是集激光掃描、漢字顯示、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通訊等功能于一體的高科技產品。便攜式數(shù)據(jù)采集器又分為數(shù)據(jù)采集型、數(shù)據(jù)管理型兩種。

便攜式數(shù)據(jù)采集器的硬件特點

（1）數(shù)據(jù)采集型

CPU處理器：采用32bitRISC結構的CPU芯片。手持終端內存：目前大多數(shù)產品采用FLASH-ROM+RAM型內存。功耗：包括條碼掃描設備的功耗、顯示屏的功耗、CPU的功耗等。輸入設備：包括條碼掃描輸入、鍵盤輸入兩種方式。

顯示輸出：目前的數(shù)據(jù)采集器大都具備大屏液晶顯示屏。目前高檔的便攜式數(shù)據(jù)采集器都具有串口、紅外線通訊口等幾種方式。外圍設備驅動能力。包括：串并口打印機、調制解調器等，實現(xiàn)電腦的各種功能。

（2）數(shù)據(jù)管理型設備

CASIO-DT900數(shù)據(jù)采集器用戶選擇的基本原則

（1）適用范圍（2）譯碼范圍（3）接口要求（4）對首讀率的要求（5）價格

3．無線數(shù)據(jù)采集器

無線式數(shù)據(jù)采集器之所以稱之為無線，就是因為它不需要像普通便攜式數(shù)據(jù)采集器那樣依靠通訊座和PC進行數(shù)據(jù)交換，而可以直接通過無線網(wǎng)絡和PC、服務器進行實時數(shù)據(jù)通訊。

CASIO-DT800RF無線數(shù)據(jù)采集器無線數(shù)據(jù)采集器的產品硬件技術特點

每個無線數(shù)據(jù)采集器都是一個自帶IP地址的網(wǎng)絡節(jié)點，通過無線的登陸點（AP），實現(xiàn)與網(wǎng)絡系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)交換。無線數(shù)據(jù)終端在無線LAN網(wǎng)中相當于一個無線網(wǎng)絡節(jié)點，它的所有數(shù)據(jù)都必須通過無線網(wǎng)絡與服務器進行交換。

無線數(shù)據(jù)采集器的產品硬件技術特點無線數(shù)據(jù)采集器與計算機系統(tǒng)的連接基本上采用四種方式。

（1）終端仿真（TELNET）連接

（2）傳統(tǒng)的CLIENT/SERVER（C/S）結構

（3）Browse/Server(C/S)結構

（4）多種系統(tǒng)共存

4．數(shù)據(jù)采集器產品的軟件功能條碼數(shù)據(jù)采集器的軟件功能一般分為操作系統(tǒng)、應用軟件兩部分。數(shù)據(jù)采集器在行業(yè)應用中的關系：條碼技術像一條紐帶，把產品生命期中各階段發(fā)生的信息聯(lián)接在一起，可跟蹤產品從生產到銷售的全過程，使企業(yè)在激烈的市場競爭中處于有利地位。

整體解決方案系統(tǒng)條碼技術硬件軟件硬件軟件接口應用接口應用5．數(shù)據(jù)終端的程序功能

5．1數(shù)據(jù)終端程序的基本功能

基本功能有用戶登錄、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)刪除、系統(tǒng)管理等功能。數(shù)據(jù)終端采集數(shù)據(jù)5．2數(shù)據(jù)終端程序的優(yōu)勢

數(shù)據(jù)終端程序的最大優(yōu)勢就是減少人工操作中的差錯和提高操作人員的工作效率，使原先需要人工輸入和人工校驗的過程轉化為自動識別輸入和自動數(shù)據(jù)核對、校驗的過程。課堂研討1、下列對數(shù)據(jù)采集器描述正確的有？（）A:把條碼識讀器和具有數(shù)據(jù)存儲、處理、通信傳輸功能的手持數(shù)據(jù)終端設備結合在一起，成為條碼數(shù)據(jù)采集器。B:實際上是移動式數(shù)據(jù)處理終端和某一類型的條碼掃描