第7讲-条码的识读

第7讲条码的识读1条码识读的基本原理2条码识读系统的技术指标3常用识读设备4数据采集器1条码识读基本原理接口电路条码识读系统的构成条码信号的处理过程条码扫描识读系统的基本构成要素及工作过程1）光学系统：产生扫描条码符号的光源并接收反射光；2）探测器（又称光电转换器）：将接收到的光信号转换为模拟电信号；3）整形电路：对信号进行放大、滤波、整形，将模拟电信号处理成标准电位的矩形波数字信号，其高低电平的宽度和条码符号的条空尺寸相对应，以便于按高低电平持续的时间记数。4）译码：将获得的条码图形信息进行译码；5）通信接口：将译码结果传输到计算机管理系统。2条码识读系统的技术参数2.1首读率、误码率、拒识率%100识读条码符号的总数量量首次读出条码符号的数首读率%100识别总次数错误识别次数误码率%100识别条码符号的总数量量不能识别的条码符号数拒识率2条码识读系统的基本概念2.2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(空)宽度的最小值。分辨率与扫描信号的关系2.3工作距离和工作景深扫描器与被扫描的条码之间的距离，称为工作距离；非接触式扫描器在进行扫描条码符号时，扫描器与被扫描条码符号之间可保持一定的距离范围，该距离范围称为工作景深。2.4扫描频率单向激光扫描的扫描频率一般为40线／秒；POS系统用台式激光扫描器(全向扫描)的扫描频率一般为200线／秒。工业型激光扫描器可达1000线/秒。2.5抗镜向反射能力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，而不是直接的镜向反射光，方能保证正确识读。最好选择那些有较强的抗镜向反射能力的扫描器。2.6抗污染、抗皱折能力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，使得表面不平整，致使在扫描过程中发生信号变形。3．条码识读器的分类3.1从扫描方式来分类3.2从操作方式来分类3.3按识读码制的能力来分类3.4从扫描方向来分3．1从扫描方式来分类可分为接触和非接触两种条码扫描器。接触式识读设备包括光笔与卡槽式条码扫描器；非接触式识读设备包括CCD扫描器、激光扫描器。4．2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。4．3按识读原理分类条码扫描设备从原理上可分为光笔、CCD、激光和拍摄四类条码扫描器。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。（1）图形采集和数字化处理目前国际上对条码图形采集方式，主要有两种。即“光学成像”（Image）方式和“激光”（Laser）方式。其中光学成像方式中又有两种：一种是面阵CCD，一种是CMOS。图像方式对在条码采集中的应用，将是一个必然的趋势。图像式扫描识读的原理其基本原理是通过光学透镜成像在半导体传感器上，在通过模拟/数字转化（传统的CCD技术）或直接数字化（CMOS技术）输出图像数据。CMOS将采集到的图像数据送到嵌入式计算机系统处理。处理的内容包括图像处理、解码、纠错、译码，最后处理结果通过通讯接口（如RS232）送往PC机。PC机RS232光学成像图象传感图形采集图形处理译码纠错接口4．4从扫描方向来分条码扫描设备从扫描方向上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。全悬式全向激光扫描器5常用识读设备以一维条码式读设备为主，包括：激光枪、CCD扫描器、光笔与卡槽和全向扫描平台。5.1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，而且只能识读堆叠式二维码（如PDF417码）和一维码。条码符号转镜光敏器件激光二级管激光式扫描头5.2CCD扫描器主要采用了CCD(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。a.手持式b.固定式5.2CCD扫描器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。CCD扫描器的工作原理CCD图像识读器选择CCD扫描器的两个参数（1）景深。（2）分辨率。低价CCD一般是512像素（pixel），识读EAN，UPC等商业码已经足够，对于别的码制识读就会困难一些。中档CCD以1024pixel为多，有些甚至达到2048pixe1，能分辨最窄单位元素为0.1mm的条码。5.3光笔与卡槽式光笔的扫描示意图（1）光笔在选择光笔时，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）光笔的耗电量非常低，这一点它比较适用于和电池驱动的手持数据采集终端相连。（2）卡槽式扫描器内部的结构和光笔类似，它上面有一个槽。广泛用于时间管理以及考勤系统。全向扫描平台5.4全向扫描平台高端产品为全息式激光扫描器，它用高速旋转的全息盘代替了棱镜状多边转镜扫描。有的扫描线能达到100条，扫描的对焦面达到5个，每个对焦面含有20条扫描线，扫描速度可以高达8000线/秒，特别适用于传送带上识读不同距离、不同方向的条码符号。这种类型的扫描器对传送带的最大速度要求小的有0.5米每秒，高的有4米每秒。5.5数据采集器数据采集器按数据传输的方式分为：无线实时方式、在线式、和批处理式数据采集器。5.5.1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合为一体的设备单元。比扫描器多了自动处理、自动传输的功能。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、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。5.5.2数据采集器的环境性能要求液晶屏幕、RAM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性能指标。目前大多数产品能够满足1米以上的跌落高度。5.5.3批处理式数据采集器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。CASIO-DT900数据采集器5.5.4无线数据采集器无线式数据采集器之所以称之为无线，就是因为它不需要像普通便携式数据采集器那样依靠通讯座和PC进行数据交换，而可以直接通过无线网络和PC、服务器进行实时数据通讯。CASIO-DT800RF无线数据采集器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IP地址的网络节点，通过无线的登陆点（AP），实现与网络系统的实时数据交换。无线数据终端在无线LAN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。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上采用四种方式。（1）终端仿真（TELNET）连接（2）传统的CLIENT/SERVER（C/S）结构（3）Browse/Server(B/S)结构（4）多种系统共存无线数据采集器的产品硬件技术特点5.5.5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、应用软件两部分。数据采集器在行业应用中的关系：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。整体解决方案系统条码技术硬件软件硬件软件接口应用接口应用1)数据终端的程序功能(1)数据终端程序的基本功能基本功能有用户登录、数据采集、数据传输、数据删除、系统管理等功能。数据终端采集数据2)数据终端程序的优势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自动数据核对、校验的过程。5.5.6用户选择条码设备的基本原则（1）适用范围（2）译码范围（3）接口要求（4）对首读率的要求5.5.7数据采集器的应用场合由于条码的识别具有快速、准确、易于操作等特点，在各个物流环节中都引入条码，采用应用计算机系统与数据采集器的结合方式可以方便、准确地完成商品流通的相关管理。1)数据采集器在仓储及配送中心中的应用（1）商品的入库验收（收货）（2）商品的出库发货（3）库存盘点2)数据采集器在移动销售流域中的应用——移动POS随着现代商业业态的发展，消费方式的不断改变，一种新颖的销售方式——移动销售应运而生，如网站的B2B、B2C销售。而配合移动销售的移动POS系统将庞大的收银系统浓缩在数据采集器和微型红外打印机上，方便携带，功能强大，使用灵活简单，随时随地可完成商品销售情况的记录，金额的结算和凭证的打印。3)数据采集器在邮政、速递行业中的应用无论是收入或是发出的信件、物品，操作员都可以在客户现场使用无线数据采集器通过无线WAN网将扫描登记的信息第一时间的传输到总部服务器中，这样整个物品运转的速度被大大的提高了。4)数据采集器在邮政、速递行业中的应用邮件速递条码采集系统总体框架图