条码的识读技术

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。
CASIO-DT800RF 无线 数据采集器
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条码识读器的分类
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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。
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
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。
2．CCD扫描器
a.手持式
b.固定式
• 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。
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。
3．光笔与卡槽式
（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。
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32bit RISC结构的CPU芯片。 • 手持终端内存：目前大多数产品采用FLASHROM+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。
1．激光枪
光敏器件
转 镜 扫描
信 号 收集
整 形
计 算 比较
纠 错 译码
条码符号
接口
转镜 激光式扫描头 激光二级管
• 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。
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
1、首读率、误码率、拒识率
• 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。
条码
照明光源
传感器
光学透镜
照明光源
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。
手持激光扫描器
条码的识读技术
经济管理系 林文杰 E-mail:wjlinfj@163.com
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
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。
（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。
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/T 12905-2000 《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 。
光笔的扫描示意 图
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。
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。
全向扫描平台
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-128 B．Code One C．CODE 49 D．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。
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
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。
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
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。
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。
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（Portable Data Terminal，PDT）又称手持终端(Hand-hold Terminal，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。