条码的识读技术

条码的识读技术经济管理系林文杰E-mail:[e-mail]主要内容：1.条码识读是如何识读条码符号2.认识常用识读设备（如何选购条码识读设备）3.认识便携式数据采集器（知识拓展）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是由扫描系统、信号整形、译码三部分组成。接口电路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．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、可靠性高、价格低廉这些特点，这使得原来使用的He－Ne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经光电转换器转换成电信号•一般采用硅光电池、光电二极管和光电三极管作为光电转换器件。3.放大、整形与计数4.译码•译码包括硬件译码和软件译码。•译码包括如下几个过程：•（1）记录脉冲宽度•（2）比较分析处理脉冲宽度•（3）程序判别5.通信接口•条码识读系统一般采用RS232或键盘口传输数据。•条码扫描器在传输数据时使用RS232串口通信协议，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．条码识读系统的基本概念首次读出条码符号数量首读率＝——————————×100％识读条码符号的总数量错误识别次数误码率＝——————×100％识别总次数不能识别的条码符号数量拒识率＝———————————×100％条码符号的总数量•一般要求首读率在85％以上，拒识率低于1％，误码率低于0.01％。但对于一些重要场合，要求首读率为100％，误码率为百万分之一。•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。1、首读率、误码率、拒识率2.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，能够分辨出的条(空)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。2.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很高，造成识读困难。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，同样造成识读困难，较为优化的一种选择是：光点直径(椭圆形的光点是指短轴尺寸)为最窄单元宽度值的0.8～1.0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可保持一定距离范围。这一范围就叫作扫描景深，通常用DOF表示。•条码的扫描光点尺寸应等于或略小于条码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20厘米---76厘米；CCD扫描器的扫描景深一般为1至2英吋(1英吋=2.54CM），但出现有新型的CCD扫描器，其识读距离能有扩展到17.78厘米。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。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。•最好选择那些有较强的抗镜向反射能力的扫描器。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。7．涉及扫描识读一些常用术语•引自中华人民共和国国家标准GB/T12905-2000《条码术语》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条码识读器的分类•1.从扫描方式来分类•2.从操作方式来分类•3.按识读码制的能力来分类•4．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。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2.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。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转镜扫描信号收集整形计算比较纠错译码接口手持激光扫描器2．CCD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2．CCD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。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。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。•A．EAN-128B．CodeOneC．CODE49D．25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: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应注意哪些问题？•1．与条码符号相匹配•2．首读率•3．工作空间•4．接口要求•5．性价比•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。如何解决条码识读器不能读取条码符号问题•条码识读器不能读取条码，常见的原因有以下几种：•1．没有打开识读这种条码的功能。•2．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。•4．条码表面覆盖有透明材料，反光度太高•5．硬件故障。3.便携式数据采集器•1．概述数据采集器按处理方式分为两类：在线式数据采集器和批处理式数据采集器。数据采集器按产品性能分为：手持终端、无线型手持终端、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•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。•比条码扫描器的多了自动处理、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。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。2．便携式数据采集器•便携式数据采集终端（PortableDataTerminal，PDT）又称手持终端(Hand-holdTerminal，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（1）数据采集型•CPU处理器：采用32bitRISC结构的CPU芯片。•手持终端内存：目前大多数产品采用FLASH-ROM+RAM型内存。•功耗：包括条码扫描设备的功耗、显示屏的功耗、CPU的功耗等。•输入设备：包括条码扫描输入、键盘输入两种方式。•显示输出：目前的数据采集器大都具备大屏液晶显示屏。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。•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。（2）数据管理型设备CASIO-DT900数据采集器用户选择的基本原则•（1）适用范围•（2）译码范围•（3）接口要求•（4）对首读率的要求•（5）价格3．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(C/S)结构•（4）多种系统共存4．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5．数据终端的程序功能•5．1数据终端程序的基本功能基本功能有用户登录、数