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条码阅读器的工作原理

2017-11-29 10:51 来源:网络 作者:网络

条码阅读器是用来读取物品上条码信息的设备,由条码扫描和译码两部分组成。现在绝大部分条码阅读器都将扫描器和译码器集成为一体,人们根据需要设计了各种类型的扫描器。一、条码阅读器的基本原理  条码阅读器的结构通常为以下几部分:光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、计算机接口。它们的基本工作原理为:由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面,由于不同颜色的物体,其反射的可见光的波长不同,白色物体能反射各种波长的可见光,黑色物体则吸收各种波长的可见光,被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上,使之产生电信号,信号经过电路的放大后产生模拟电压,它与照射到条码符号上被反射回来的光成正比,再经过滤波、整形,形成与模拟信号对应的方波信号,经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号,完成了条码辨读的全过程。二、条码阅读器的分类  条码阅读器的种类较多,可以供给各种不同场合选用。  1.按扫描方式来划分  条码阅读器按扫描方式来划分,可以分为接触式和非接触式两种。接触式条码阅读器必须与被扫描阅读的条码接触,才能达到读取数据的目的,包括光笔与卡槽式条码扫描器;非接触式条码扫描器只要在有效景深范围内,光源照射到条码符号即可自动完成扫描,包括CCD扫描器、激光扫描器。  2.按使用方式划分  条码阅读器按使用方式划分,可分为手持式和固定式两种。手持式条码阅读器应用于许多领域,这类条码阅读器特别适用于条码尺寸多样、识读场合复杂、条码形状不规整的应用场合。在这类条码阅读器中有光笔、激光枪等。  固定式条码阅读器扫描时不需用人手把持,适用于省力、人手劳动强度大(如超市的扫描结算台)或无人操作的自动识别应用。固定式扫描器有卡槽式扫描器和固定式CCD扫描器等。  3.按识读能力划分  条码阅读器从原理上可分为光笔、CCD、激光和拍摄四类。光笔与卡槽式条码扫描器只能识读一维条码。激光条码扫描器只能识读行排式二维码(如PDF417码)和一维码。图像式条码识读器可以识读常用的一维条码,还能识读行排式和矩阵式的二维条码。  4.按扫描方向划分  条码阅读器按扫描方向划分,可分为单向和全向条码扫描器。其中全向条码扫描器又分为平台式和悬挂式。悬挂式全向扫描器是从平台式全向扫描器中发展而来,这中扫描器也适用于商业POS系统以及文件识读系统。识读时可以手持,也可以放在桌子上或挂在墙上。在使用时更加灵活方便。三、常用的条码阅读器  1.光笔扫描器  光笔属于接触式、固定光束扫描器。在其笔尖附近中含有发光二极管LED作为照明光源,并含有光电探测器。光笔的光源有红光和红外光两种,红外光笔擅长于识读被油污弄脏的条码符号。光笔的笔尖容易磨损,一般用蓝宝石笔头,不过,光笔的笔头可以更换。以前,光笔扫描器和译码器是分开的,最近几年,制造商开始将译码器集成在光笔的内部。在选择光笔时,要根据应用中的条码符号正确选择光笔的孔径(分辨率),分辨率高的光笔的光点尺寸能达到4密尔(0.1毫米),6密尔属于高分辨率,10密尔属于低分辨率。一般光笔的光点尺寸在0.2毫米左右。  光笔扫描器的优点是结构简单、体积小、使用轻便、价格低廉,耗电低、耐用等优点,适合数据采集,可读较长的条码符号;其缺点是光笔对条码有一定的破坏性,由于需要人工操作扫描,使扫描条码的速度不均匀,造成条码识别错误,所以一次扫描成功率偏低。随着条码应用的推广,目前己逐渐被CCD扫描器所取代。  2.卡槽式扫描器  卡槽式扫描器属于固定光束扫描器,其内部的结构和光笔类似,它上面有一个槽,手持带有条码符号的卡从槽中滑过实现扫描。这种识读其广泛用于时间管理以及考勤系统。它经常和带有液晶显示和数字键盘的终端集成为一体。  3.CCD扫描器  有手持式和固定式两种,其扫描机理和主要元器件完全相同,主要是采用了CC(ChargeCoupledDevice)--电荷耦合装置。CCD元件是一种电子自动扫描的光电转换器,也叫CCD图像感应器。由于采用CCD线阵列作为图像传感器,只要把扫描器放在条码上,不需要移动就能将条码读出,CCD扫描器操作方便,易于使用,只要在有效景深范围内,光源照射到条码符号即可自动完成扫描。因此可以避免人工移动造成的扫描速度不匀,识别成功率低的缺陷。对于表面不平、软质的物品均能方便地进行识读,元任何运动部件,因而性能可靠,使用寿命长。  与其他条码扫描设备相比较,具有耗电省、体积小、价格便宜等优点,但其阅读条码符号的长度受扫描器的元件尺寸限制,对超长的条码就不能读出,使应用受到一定的限制。目前己有厂家针对CCD扫描器的不足,开发出长距离的CCD扫描器,扫描距离可以达到20厘米。它的特点是无任何机械运动部件,性能可靠,寿命长;按元件排列的节距或总长计算,可以进行测长;价格比激光枪便宜;可测条码的长度受限制;景深小。  4.激光扫描器  激光扫描器是一种远距离条码阅读设备,对条码的宽度适应性强,识读的精度高、速度快,且具有穿透保护膜识读的能力,甚至可以识读曲面上的条码,其性能优越,因而被广泛应用。激光扫描器的扫描方式有单线扫描、光栅式扫描和全角度扫描三种方式。其基本原理是:先由机具产生一束激光(通常是由半导体激光二级管产生),再由转镜将固定方向的激光束形成激光扫描线(类似电视机的电子枪扫描),激光扫描线扫描到条码上再反射回机具,由机具内部的光敏器件转换成电信号。  激光扫描器有手持式和固定式两种,手持式激光扫描器属单线扫描,其景深较大,扫描首读率和精度较高,扫描宽度不受设备开口宽度限制,适用于扫描体积较小的首读率不是很高的物品,除此之外它还具有接口灵活、应用广泛的特点。固定式激光扫描器为全角扫描器,其操作方便,操作者可双手对物品进行操作,只要条码符号面向扫描器,不管其方向如何,均能实现自动扫描,超级市场大都采用这种设备。

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