条码的识读技术

1、条码的识读技术条码的识读技术经济管理系 林文杰 E-mail:主要内容：主要内容：1. 条码识读是如何识读条码符号条码识读是如何识读条码符号 2. 认识常用识读设备（如何选购认识常用识读设备（如何选购条码识读设备）条码识读设备） 3. 认识便携式数据采集器认识便携式数据采集器 （知识（知识拓展）拓展） 1. 条码识读原理 条码识读的基本工作原理为： 光源发光 照射到条码符号上 光反射 光电转换器接收并进行光电转换产生模拟电信号 信号经过放大、滤波、整形，形成方波信号 译码器译码 数字信号。 光信号 模拟电信号 数字信号 条码识读系统的组成条码识读系统的组成条码识读系统是由条码识读系统是由扫描系

2、统、信号整形、译扫描系统、信号整形、译码码三部分组成三部分组成。 接口电路接口电路条码识读系统的组成条码识读系统的组成条码识读系统的组成条码识读系统的组成1、建立一个光学系统并产生一个光点 2、建立一个反射光接收系统 3、光电转换器将接收到的光信号转换成电信号 4、要求电子电路将电信号放大、滤波、整形，并转换成电脉冲信号 5、建立某种译码算法，将所获得的电脉冲信号进行分析、处理，从而得到条码符号所表示的信息 6、将所得到的信息转储到指定的地方 1 1光源光源 （1）半导体发光二极管 （2）激光器 固体半导体激光器问世，并得到了迅速发展，它具有光功率达、功耗低、体积小、工作电压低、寿命长、可靠性

3、高、价格低廉这些特点， 这使得原来使用的HeNe激光器迅速被取代 2光电转换接收器 接收到的光信号需要接收到的光信号需要经经光电转换器光电转换器转换成转换成电信号电信号 一般采用硅光电池、一般采用硅光电池、光电二极管和光电三光电二极管和光电三极管作为光电转换器极管作为光电转换器件。件。 3.放大、整形与计数放大、整形与计数 4. 4.译码译码 译码包括译码包括硬件译码硬件译码和和软件译码软件译码 。 译码包括如下几个过程：译码包括如下几个过程： （1）记录脉冲宽度）记录脉冲宽度 （2）比较分析处理脉冲宽度）比较分析处理脉冲宽度 （3）程序判别）程序判别 5. 5.通信接口通信接口 条码识读系统

4、一般采用条码识读系统一般采用RS232RS232或或键盘口键盘口传输数据。传输数据。 条码扫描器条码扫描器在传输数据时使用在传输数据时使用RS232串口通信协串口通信协议，议，使用时要先进行必要的设置，如：波特率、使用时要先进行必要的设置，如：波特率、数据位长度、有无奇偶校验和停止位等数据位长度、有无奇偶校验和停止位等 课堂研讨课堂研讨 1、条码扫描译码过程是 。 A光信号数字信号模拟电信号 B光信号模拟电信号数字信号 C模拟电信号光信号数字信号 D数字信号光信号模拟电信号 2、简述条码识读的基本原理和条件。 1.2 1.2条码识读系统的基本概念条码识读系统的基本概念 首次读出条码符号数量首次

5、读出条码符号数量首读率首读率100100 识读条码符号的总数量识读条码符号的总数量 错误识别次数错误识别次数误码率误码率100 识别总次数识别总次数 不能识别的条码符号数量不能识别的条码符号数量拒识率拒识率100 条码符号的总数量条码符号的总数量 一般要求首读率在一般要求首读率在85以上，拒识率低于以上，拒识率低于1，误码率低于，误码率低于0.01。但对于一些重但对于一些重要场合，要求首读率为要场合，要求首读率为100，误码率为，误码率为百万分之一。百万分之一。 首读率与误码率这两个指标在同一识读设首读率与误码率这两个指标在同一识读设备中存在着矛盾统一。备中存在着矛盾统一。 1、首读率、误码率

6、、拒识率、首读率、误码率、拒识率 2. 2. 扫描器的分辨率扫描器的分辨率 扫描器的分辨率是指扫描器在识读条码符号时，能扫描器的分辨率是指扫描器在识读条码符号时，能够分辨出的条够分辨出的条(空空)宽度的最小值。宽度的最小值。 调节扫描光点的大小有两种方法，一种是采用一定调节扫描光点的大小有两种方法，一种是采用一定尺寸的探测器接收光栏，另一种则通过控制实际扫尺寸的探测器接收光栏，另一种则通过控制实际扫描光点的大小。描光点的大小。2. 2. 扫描器的分辨率扫描器的分辨率 当扫描光点做得很小时，扫描对印刷缺陷的敏感度当扫描光点做得很小时，扫描对印刷缺陷的敏感度很高，造成识读困难很高，造成识读困难。如

7、果扫描光点做得太大，扫。如果扫描光点做得太大，扫描信号就不能反映出条与空的变化，同样造成识读描信号就不能反映出条与空的变化，同样造成识读困难，较为优化的一种选择是：光点直径困难，较为优化的一种选择是：光点直径(椭圆形的椭圆形的光点是指短轴尺寸光点是指短轴尺寸)为最窄单元宽度值的为最窄单元宽度值的0.81.0倍。倍。 3.工作距离和工作景深 扫描时，扫描器与被扫描的条码符号之间扫描时，扫描器与被扫描的条码符号之间可保持一定距离范围。这一范围就叫作扫可保持一定距离范围。这一范围就叫作扫描景深，通常用描景深，通常用DOF表示。表示。 条码的扫描光点尺寸应等于或略小于条码条码的扫描光点尺寸应等于或略小

8、于条码符号的最小单元尺寸。符号的最小单元尺寸。 3 工作距离和工作景深 激光扫描器扫描工作距离一般为激光扫描器扫描工作距离一般为20厘米厘米-76厘米；厘米；CCD扫描器的扫描景深一般为扫描器的扫描景深一般为1至至2英吋英吋(1英吋英吋=2.54CM），但出现有新型的），但出现有新型的CCD扫描器，其识读距离能有扩展到扫描器，其识读距离能有扩展到17.78厘米。厘米。4. 扫描频率 单向激光扫描的扫描频率一般为单向激光扫描的扫描频率一般为40线秒线秒；POS系统用台式激光扫描器系统用台式激光扫描器(全向扫描全向扫描)的扫的扫描频率一般为描频率一般为200线秒线秒。工业型激光扫描。工业型激光扫描

9、器可达器可达1000线线/秒秒。5.抗镜向反射能力 条码扫描器在扫描条码符号时其探测条码扫描器在扫描条码符号时其探测器接收到的反射光是漫反射光，而不器接收到的反射光是漫反射光，而不是直接的镜向反射光。是直接的镜向反射光。 最好选择那些有较强的抗镜向反射能最好选择那些有较强的抗镜向反射能力的扫描器。力的扫描器。6. 抗污染、抗皱折能力 条码符号容易被水迹、手印、油污、血渍条码符号容易被水迹、手印、油污、血渍等弄脏，也可能被某种原因弄皱，使得表等弄脏，也可能被某种原因弄皱，使得表面不平整，致使在扫描过程中发生信号变面不平整，致使在扫描过程中发生信号变形形 。7涉及扫描识读一些常用术语 引自中华人民

10、共和国国家标准 GB/T 12905-2000 条码术语 课堂研讨课堂研讨1、下列说法正确的是（ ）。A: 首读率是指能读出条码符号的数量与识读条码符号总数量的比值。B: 误码率是指错误识别次数与识别总次数的比值C: 拒识率是指不能识别的条码符号数量与条码符号总数量的比值D: 当条码符号的质量确定时，要降低误码率，必然导致首读率的降低。2、当扫描光点做得很小时，扫描对印刷缺陷的敏感度很高，会造成识读困难。（ ）3、扫描光点的大小较为优化的一种选择是：光点直径为最窄单元宽度值的 。 1.3 1.3 条码识读器的分类条码识读器的分类 1 . 从扫描方式来分类从扫描方式来分类 2 . 从操作方式来分

11、类从操作方式来分类 3 . 按识读码制的能力来分类按识读码制的能力来分类 4从扫描方向来分从扫描方向来分 1 从扫描方式来分类 条码识读设备从扫描方式上可分为接触和非接触两种条码扫描器。2 从操作方式来分类 条码识读设备从操作方式上可分为手持式和固定式两种条码扫描器。 3 识读码制的能力来分类 条码扫描设备从原理上可分为条码扫描设备从原理上可分为光笔光笔、CCD、激光激光和和拍摄拍摄四类四类条码扫描器。条码扫描器。 光笔与卡槽式光笔与卡槽式条码扫描器条码扫描器只能识读一维条码。只能识读一维条码。 激光激光条码扫描器条码扫描器只能识读行排式二维码（如只能识读行排式二维码（如PDF417码）和一维

12、码。码）和一维码。 图像式条码识读器图像式条码识读器可以识读常用的一维条码，还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。能识读行排式和矩阵式的二维条码。 拍摄方式条码照明光源照明光源光学透镜传感器 拍摄方式的原理拍摄方式的原理4 4 从扫描方向来分从扫描方向来分 条码扫描设备从扫描条码扫描设备从扫描方向上可分为方向上可分为单向单向和和全向条码扫描器全向条码扫描器。其。其中全向条码扫描器又中全向条码扫描器又分为平台式和悬挂式。分为平台式和悬挂式。 全悬式全向激光扫描器全悬式全向激光扫描器2. 2. 常用识读设备常用识读设备 以一维条码式读设备为主，包括：激光枪、以一维条码式读设备

13、为主，包括：激光枪、CCDCCD扫描器、扫描器、光笔与卡槽和全向扫描平台。光笔与卡槽和全向扫描平台。 1 1激光枪激光枪 利用激光扫描技术的优点是，识读距离适应能力强，且利用激光扫描技术的优点是，识读距离适应能力强，且具有穿透保护膜识读的能力，识读的精度和速度比较容具有穿透保护膜识读的能力，识读的精度和速度比较容易做得高些。缺点是对识读的角度要求比较严格，而且易做得高些。缺点是对识读的角度要求比较严格，而且只能识读堆叠式二维码（如只能识读堆叠式二维码（如PDF417PDF417码）和一维码。码）和一维码。条码符号条码符号转镜转镜光敏器件光敏器件激光二级管激光二级管激光式扫描头激光式扫描头转镜转

14、镜扫描扫描信号信号收集收集整整形形计算计算比较比较纠错纠错译码译码接口接口 手持激光扫描器手持激光扫描器2 2CCDCCD扫描器扫描器 主要采用了CCD(Charge Coupled Device)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。 a.手持式手持式 b.固定式固定式2 2CCDCCD扫描扫描器器 它的特点是无任何机械运动部件，性能可靠，寿命长；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。比激光枪便宜；可测条码的

15、长度受限制；景深小。CCD扫描器的工作原理扫描器的工作原理CCD图像识读器图像识读器 选择选择CCDCCD扫描器的两个参数扫描器的两个参数 （1 1）景深）景深 （2 2）分辨率）分辨率 低价低价CCDCCD一般是一般是512512像素像素 （pixelpixel），识读），识读 EANEAN，UPCUPC等商业码已经足够，对于别的码制等商业码已经足够，对于别的码制识读就会困难一些。中档识读就会困难一些。中档CCDCCD以以1024pixel1024pixel为为多，有些甚至达到多，有些甚至达到2048pixe12048pixe1，能分辨最窄，能分辨最窄单位元素为单位元素为0.1mm0.1mm

16、的条码。的条码。 3 3光笔与卡槽式光笔与卡槽式 光笔的扫描示意光笔的扫描示意图图（1 1）光笔）光笔 在选择光笔时，要根据应用在选择光笔时，要根据应用中的条码符号正确选择光笔中的条码符号正确选择光笔的孔径的孔径( (分辨率分辨率) )，分辨率高，分辨率高的光笔的光点尺寸能达到的光笔的光点尺寸能达到4 4 密尔（密尔（0.10.1毫米）毫米） 光笔的耗电量非常低光笔的耗电量非常低，这一，这一点它比较适用于和电池驱动点它比较适用于和电池驱动的手持数据采集终端相连。的手持数据采集终端相连。（2 2）卡槽式扫描器）卡槽式扫描器 内部的结构和光笔类似，它内部的结构和光笔类似，它上面有一个槽上面有一个槽

17、。 广泛用于时间管理以及考勤广泛用于时间管理以及考勤系统。系统。 全向扫描平台全向扫描平台4 4全向扫描平台全向扫描平台 高端产品为全息式激光扫描高端产品为全息式激光扫描器器，它用高速旋转的全息盘，它用高速旋转的全息盘代替了棱镜状多边转镜扫描。代替了棱镜状多边转镜扫描。有的扫描线能达到有的扫描线能达到100100条，条，扫描的对焦面达到扫描的对焦面达到5 5个，每个，每个对焦面含有个对焦面含有2020条扫描线，条扫描线，扫描速度可以高达扫描速度可以高达80008000线线/ /秒，秒，特别适用于传送带上识特别适用于传送带上识读不同距离、不同方向的条读不同距离、不同方向的条码符号码符号。这种类型

18、的扫描器。这种类型的扫描器对传送带的最大速度要求小对传送带的最大速度要求小的有的有0.50.5米每秒，高的有米每秒，高的有4 4米米每秒。每秒。 课堂研讨课堂研讨 1、 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。 A.激光条码扫描器 B图像式条码识读器 C光笔条码扫描器 D卡槽式条码扫描器 2、下列码制中 条码符号不能用激光识读器识读。 AEAN-128 BCode One CCODE 49 D25码 3、下列识读器 适合应用在大型的立体仓库的盘点。 A光笔式识读器 B便携式数据采集器C卡槽式识读器 D固定式CCD扫描器 4、下列识读设备中属于接触式识读设备的是（ ）。 A:

19、激光扫描器 B: 卡槽式条码扫描器 C: CCD扫描器 D: 光笔 5、条码扫描设备从原理上可分为光笔、CCD、激光和（ ）四类条码扫描器。 用户在选择条码识读器过程中用户在选择条码识读器过程中应注意哪些问题？应注意哪些问题？ 1 1与条码符号相匹配与条码符号相匹配 2 2首读率首读率 3 3工作空间工作空间 4 4接口要求接口要求 5 5性价比性价比 扫描设备的选择不能只考虑单一指标，而扫描设备的选择不能只考虑单一指标，而应根据实际情况全面考虑。应根据实际情况全面考虑。如何解决条码识读器如何解决条码识读器不能读取条码符号不能读取条码符号问题问题 条码识读器不能读取条码，常见的原因有以下几条码

20、识读器不能读取条码，常见的原因有以下几种：种： 1没有打开识读这种条码的功能。没有打开识读这种条码的功能。 2条码符号不符合规范。条码符号不符合规范。 3工作环境光线太强，感光器件进入饱和区。工作环境光线太强，感光器件进入饱和区。 4条码表面覆盖有透明材料，反光度太高条码表面覆盖有透明材料，反光度太高 5硬件故障。硬件故障。3. 3. 便携式数据采集器便携式数据采集器 1 1概述概述 数据采集器按处理方式分为两类：数据采集器按处理方式分为两类：在线式数在线式数据采集器和批处理式数据采集器据采集器和批处理式数据采集器。数据采集。数据采集器按产品性能分为：手持终端、无线型手持器按产品性能分为：手持

21、终端、无线型手持终端、无线掌上电脑、无线网络设备。终端、无线掌上电脑、无线网络设备。 数据采集器与扫描设备的异同点数据采集器与扫描设备的异同点 它是手持式扫描器与掌上电脑的功能组它是手持式扫描器与掌上电脑的功能组合为一体的设备单元。合为一体的设备单元。 比条码扫描器的多了自动处理、自动传比条码扫描器的多了自动处理、自动传输的功能。输的功能。 条码数据采集器具备实时采集、自动存条码数据采集器具备实时采集、自动存储、即时显示、即时反馈、自动处理、储、即时显示、即时反馈、自动处理、自动传输功能。为现场数据的真实性、自动传输功能。为现场数据的真实性、有效性、实时性、可用性提供了保证。有效性、实时性、可

22、用性提供了保证。 数据采集器的环境性能要求数据采集器的环境性能要求 液晶屏幕、液晶屏幕、RAM芯片等关键部件，低温、高温芯片等关键部件，低温、高温特性都受限制。因此用户要根据自身的使用环特性都受限制。因此用户要根据自身的使用环境情况选择手持终端产品。境情况选择手持终端产品。 抗震、抗摔性能也是手持终端产品另一项操作抗震、抗摔性能也是手持终端产品另一项操作性能指标。目前大多数产品能够满足性能指标。目前大多数产品能够满足1米以上米以上的跌落高度。的跌落高度。 2便携式数据采集器 便携式数据采集终端（Portable Data Terminal，PDT）又称手持终端(Hand-hold Termin

23、al，HT)。 便携式数据采集器是集激光扫描、汉字显示、数据采集、数据处理、数据通讯等功能于一体的高科技产品。 便携式数据采集器又分为数据采集型、数据管理型两种。 便携式数据采集器的硬件特点便携式数据采集器的硬件特点 （1 1）数据采集型）数据采集型 CPUCPU处理器：采用处理器：采用32bit RISC32bit RISC结构的结构的CPUCPU芯片。芯片。手持终端内存：目前大多数产品采用手持终端内存：目前大多数产品采用FLASH-FLASH-ROM+RAMROM+RAM型内存。型内存。功耗：包括条码扫描设备的功耗、显示屏的功功耗：包括条码扫描设备的功耗、显示屏的功耗、耗、CPUCPU的功

24、耗等。的功耗等。 输入设备：包括条码扫描输入、键盘输入两种输入设备：包括条码扫描输入、键盘输入两种方式。方式。 显示输出：目前的数据采集器大都具备大屏液显示输出：目前的数据采集器大都具备大屏液晶显示屏晶显示屏。目前高档的便携式数据采集器都具目前高档的便携式数据采集器都具有串口、红外线通讯口等几种方式。有串口、红外线通讯口等几种方式。外围设备驱动能力。包括：串并口打印机、调外围设备驱动能力。包括：串并口打印机、调制解调器等，实现电脑的各种功能。制解调器等，实现电脑的各种功能。（2 2）数据管理型设备）数据管理型设备 CASIO-DT900CASIO-DT900数据采集器数据采集器用户选择的基本原

25、则用户选择的基本原则 （1 1）适用范围）适用范围 （2 2）译码范围）译码范围 （3 3）接口要求）接口要求 （4 4）对首读率的要求）对首读率的要求 （5 5）价格）价格 3 3无线数据采集器无线数据采集器 无线式数据采集器之所以无线式数据采集器之所以称之为无线，就是因为它不称之为无线，就是因为它不需要像普通便携式数据采集需要像普通便携式数据采集器那样依靠通讯座和器那样依靠通讯座和PCPC进行进行数据交换，而可以直接通过数据交换，而可以直接通过无线网络和无线网络和PCPC、服务器进行、服务器进行实时数据通讯。实时数据通讯。 CASIO-DT800RF CASIO-DT800RF 无线无线数

26、据采集器数据采集器无线数据采集器的产品硬件技术特点无线数据采集器的产品硬件技术特点 每个无线数据采集器都是一个自带每个无线数据采集器都是一个自带IPIP地址的网地址的网络节点，通过无线的登陆点（络节点，通过无线的登陆点（APAP），实现与网），实现与网络系统的实时数据交换。络系统的实时数据交换。无线数据终端在无线无线数据终端在无线LANLAN网中相当于一个无线网络节点，它的所有数网中相当于一个无线网络节点，它的所有数据都必须通过无线网络与服务器进行交换。据都必须通过无线网络与服务器进行交换。 无线数据采集器的产品硬件技术特点无线数据采集器的产品硬件技术特点 无线数据采集器与计算机系统的连接基本

27、上无线数据采集器与计算机系统的连接基本上采用四种方式。采用四种方式。 （1 1）终端仿真（）终端仿真（TELNETTELNET）连接）连接 （2 2）传统的）传统的CLIENT/SERVERCLIENT/SERVER（C/SC/S）结构结构 （3 3）Browse/Server (C/S)Browse/Server (C/S)结构结构 （4 4）多种系统共存）多种系统共存 4 4数据采集器产品的软件功能数据采集器产品的软件功能 条码数据采集器的软件功能一般分为操作系统、条码数据采集器的软件功能一般分为操作系统、应用软件两部分。应用软件两部分。 数据采集器在行业应用中的关系数据采集器在行业应用中

28、的关系 ：条码技术像一条码技术像一条纽带，把产品生命期中各阶段发生的信息联接条纽带，把产品生命期中各阶段发生的信息联接在一起，可跟踪产品从生产到销售的全过程，使在一起，可跟踪产品从生产到销售的全过程，使企业在激烈的市场竞争中处于有利地位。企业在激烈的市场竞争中处于有利地位。 5 5数据终端的程序功能数据终端的程序功能 5 51 1数据终端程序的基本数据终端程序的基本功能功能 基本功能有用户登录、数基本功能有用户登录、数据采集、数据传输、数据据采集、数据传输、数据删除、系统管理等功能删除、系统管理等功能。数据终端采集数据数据终端采集数据 5 52 2数据终端程序的优势数据终端程序的优势 数据终端程序的最大优势就是减少数据终端程序的最大优势就是减少人工操作中的差错和提高操作人员的人工操作中的差错和提高操作人员的工作效率，使原先需要人工输入和人工作效率，使原先需要人工输入和人工校验的过程转化为自动识别输入和工校验的过程转化为自动识别输入和自动数据核对、校验的过程。自动数据核对、校验的过程。课堂研讨 1、下列对数据采集器描述正确的有？（ ） A: 把条码识读器和具有数据存储、处理、通信传输功能的手持数据终端设备结合在一起，成为条码数据采集器。 B: 实际上是移动式数据处理终端和某一类型的条码扫描器的集合体。 C: 数据采集器是一种条码识读设备，它是手持式扫描器