解析条码阅读器的工作原理和常见类型

解析条码阅读器的工作原理和常见类型

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。信息来源：条码设备

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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。