條碼的識讀技術(shù)

條碼的識讀技術(shù)經(jīng)濟管理系林文杰E-mail:wjlinfj@163.com主要內(nèi)容：1.條碼識讀是如何識讀條碼符號2.認識常用識讀設(shè)備（如何選購條碼識讀設(shè)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(zhuǎn)換器接收并進行光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)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(xué)系統(tǒng)并產(chǎn)生一個光點2、建立一個反射光接收系統(tǒng)3、光電轉(zhuǎn)換器將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號4、要求電子電路將電信號放大、濾波、整形，并轉(zhuǎn)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(zhuǎn)儲到指定的地方1．光源（1）半導(dǎo)體發(fā)光二極管（2）激光器固體半導(dǎo)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(zhuǎn)換——接收器接收到的光信號需要經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(diào)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(yīng)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(shù)語

引自中華人民共和國國家標準GB/T12905-2000《條碼術(shù)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(zhì)量確定時，要降低誤碼率，必然導(dǎo)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(shè)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(shè)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(shè)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(xué)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(shè)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(shè)備

以一維條碼式讀設(shè)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(shù)的優(yōu)點是，識讀距離適應(yīng)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(zhuǎn)鏡光敏器件激光二級管激光式掃描頭轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器，也叫CCD圖像感應(yīng)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(yīng)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(qū)動的手持數(shù)據(jù)采集終端相連。（2）卡槽式掃描器

內(nèi)部的結(jié)構(gòu)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(chǎn)品為全息式激光掃描器，它用高速旋轉(zhuǎn)的全息盤代替了棱鏡狀多邊轉(zhuǎn)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(yīng)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(shè)備中屬于接觸式識讀設(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)備的選擇不能只考慮單一指標，而應(yīng)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(chǎn)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(luò)設(shè)備。

數(shù)據(jù)采集器與掃描設(shè)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(shè)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(guān)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(chǎn)品。

抗震、抗摔性能也是手持終端產(chǎn)品另一項操作性能指標。目前大多數(shù)產(chǎn)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(chǎn)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(jié)構(gòu)的CPU芯片。手持終端內(nèi)存：目前大多數(shù)產(chǎn)品采用FLASH-ROM+RAM型內(nèi)存。功耗：包括條碼掃描設(shè)備的功耗、顯示屏的功耗、CPU的功耗等。輸入設(shè)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(shè)備驅(qū)動能力。包括：串并口打印機、調(diào)制解調(diào)器等，實現(xiàn)電腦的各種功能。

（2）數(shù)據(jù)管理型設(shè)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(luò)和PC、服務(wù)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(chǎn)品硬件技術(shù)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(luò)節(jié)點，通過無線的登陸點（AP），實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)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(luò)節(jié)點，它的所有數(shù)據(jù)都必須通過無線網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器進行交換。

無線數(shù)據(jù)采集器的產(chǎn)品硬件技術(shù)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(jié)構(gòu)

（3）Browse/Server(C/S)結(jié)構(gòu)

（4）多種系統(tǒng)共存

4．數(shù)據(jù)采集器產(chǎn)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(yīng)用軟件兩部分。數(shù)據(jù)采集器在行業(yè)應(yīng)用中的關(guān)系：條碼技術(shù)像一條紐帶，把產(chǎn)品生命期中各階段發(fā)生的信息聯(lián)接在一起，可跟蹤產(chǎn)品從生產(chǎn)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(shù)硬件軟件硬件軟件接口應(yīng)用接口應(yīng)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(zhuǎn)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(shè)備結(jié)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