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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、計算機接口。它們的基本工作原理為：由光源發(fā)出的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射到條碼符號上面，被反射回來的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)成像在光電轉(zhuǎn)換器上，使之產(chǎn)生電信號，信號經(jīng)過電路放大后產(chǎn)生一模擬電壓，它與照射到條碼符號上被反射回來的光成正比，再經(jīng)過濾波、整形，形成與模擬信號對應(yīng)的方波信號，經(jīng)譯碼器解釋為計算機可以直接接受的數(shù)字信號。

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，沒有一種條形碼閱讀器能夠在所有方面都具有優(yōu)勢，下面討論每一種條形碼閱讀器的工作原理和優(yōu)缺點。

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，操作者需將光筆接觸到條碼表面，通過光筆的鏡頭發(fā)出一個很小的光點，當(dāng)這個光點從左到右劃過條碼時，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)生一個變化的電壓，這個電壓通過放大、整形后用于譯碼。

光筆的優(yōu)點主要是：與條碼接觸閱讀，能夠明確哪一個是被閱讀的條碼；閱讀條碼的長度可以不受限制；與其它的閱讀器相比成本較低；內(nèi)部沒有移動部件，比較堅固；體積小，重量輕。缺點：使用光筆會受到各種限制，比如在有一些場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，光筆才能發(fā)揮它的作用；而且操作人員需要經(jīng)過一定的訓(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)都會影響它的閱讀性能；最后，因為它必須接觸閱讀，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，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，它的價格沒有激光閱讀器貴，而且內(nèi)部沒有移動部件。

CCD閱讀器使用一個或多個LED，發(fā)出的光線能夠覆蓋整個條碼，條碼的圖像被傳到一排光探測器上，被每個單獨的光電二激管采樣，由鄰近的探測器的探測結(jié)果為“黑”或“白”區(qū)分每一個條或空，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“條”或“空”，而是條碼的整個部分，并轉(zhuǎn)換成可以譯碼的電信號。

優(yōu)點：與其它閱讀器相比，CCD閱讀器的價格較便宜，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：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）時候會有困難；在一些需要遠(yuǎn)距離閱讀的場合，如倉庫領(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，CCD也不是很好的選擇，信息很長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LED的條碼閱讀器中，任意一個的LED故障都會導(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率高。

激光槍的工作原理

激光掃描儀是各種掃描器中價格相對較高的，但它所能提供的各項功能指標(biāo)最高，因此在各個行業(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一個激光二極管發(fā)出一束光線，照射到一個旋轉(zhuǎn)的棱鏡或來回擺動的鏡子上，反射后的光線穿過閱讀窗照射到條碼表面，光線經(jīng)過條或空的反射后返回閱讀器，由一個鏡子進(jìn)行采集、聚焦，通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，該信號將通過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、條碼較小的場合，有效解放雙手工作。

優(yōu)點：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30cm時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玻璃或透明膠紙閱讀，因為是非接觸閱讀，因此不會損壞條碼標(biāo)簽；因為有較先進(jìn)的閱讀及解碼系統(tǒng)，首讀識別成功率高、識別速度相對光筆及CCD更快，而且對印刷質(zhì)量不好或模糊的條碼識別效果好；誤碼率極低（僅約為三百萬分之一）；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：激光掃描儀的唯一的缺點是它的價格相對較高，但如果從購買費用與使用費用的總和計算，與CCD閱讀器并沒有太大的區(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)備的幾個主要技術(shù)參數(shù)，然后根據(jù)應(yīng)用的要求，對照這些參數(shù)選取適的設(shè)備。

1）、分辨率

對于條形碼掃描系統(tǒng)而言，分辨率為正確檢測讀入的最窄條符的寬度，英文是MINIMAL BAR WIDTH（縮寫為MBW）。選擇設(shè)備時，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)備的分辨率過高，則條符上的污點、脫墨等對系統(tǒng)的影響將更為嚴(yán)重。

2）、掃描景深

掃描景深指的是在確�？煽块喿x的前提下，掃描頭允許離開條形碼表面的最遠(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度值。

4）、掃描速度（SCAN SPEED）

掃描速度是指單位時間內(nèi)掃描光束在掃描軌跡上的掃描頻率。

5）、一次識別率

一次識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。舉例來說，如果每讀入一只條形碼標(biāo)簽的信息需要掃描兩次，則一次識別率為50%。從實際應(yīng)用角度考慮，當(dāng)然希望每次掃描都能通過，但遺憾的是，由于受多種因素的影響，要求一次識別率達(dá)到100%是不可能的。

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

6）、誤碼率

誤碼率是反映一個機器可識別標(biāo)簽系統(tǒng)錯誤識別情況的極其重要的測試指標(biāo)。誤碼率等于錯誤識別次數(shù)與識別總次數(shù)的比值。對于一個條形碼系統(tǒng)來說，誤碼率是比一次識別率低更為嚴(yán)重的問題。