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條形碼閱讀器基本分類

條碼閱讀器基本原理
條碼閱讀器是讀取條碼包含信息的所必需的設(shè)備，條碼閱讀器的結(jié)構(gòu)通常有以下幾個部分：光源、接收裝置、光電轉(zhuǎn)換部件、譯碼電路、計算機接口。基本工作原理為：由光源發(fā)出的光線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射到條碼符號上，被反射回來的光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)在光電轉(zhuǎn)換器上成像，并產(chǎn)生電信號，信號經(jīng)過電路放大后產(chǎn)生一模擬電壓，它與照射到條碼符號上被反射回來的光成正比，再經(jīng)過濾波、整形，形成與模擬信號對應(yīng)的方波信號，經(jīng)譯碼器解釋為計算機可以直接接受的數(shù)字信號。
普通的條碼閱讀器通常采用以下三種技術(shù)：光筆、激光、CCD，它們都有各自的優(yōu)缺點，沒有一種閱讀器能夠在所有方面都具有優(yōu)勢，下面討論每一種閱讀器的工作原理和優(yōu)缺點以及如何選擇一款適合的條碼閱讀器。

光筆的工作原理
光筆是最先出現(xiàn)的一種手持接觸式條碼閱讀器，它也是最為經(jīng)濟的一種條碼閱讀器。
使用時，操作者需將光筆接觸到條碼表面，通過光筆的鏡頭發(fā)出一個很小的光點，當(dāng)這個光點從左到右劃過條碼時，在“空”部分，光線被反射，“條”的部分，光線將被吸收，因此在光筆內(nèi)部產(chǎn)生一個變化的電壓，這個電壓通過放大、整形后用于譯碼。
光筆的優(yōu)點主要是：與條碼接觸閱讀，能夠明確哪一個是被閱讀的條碼；閱讀條碼的長度可以不受限制；與其它的閱讀器相比成本較低；內(nèi)部沒有移動部件，比較堅固；體積小，重量輕。
但使用光筆也會受到各種限制，比如在有一些場合不適合接觸閱讀條碼；另外只有在比較平坦的表面上閱讀指定密度的、打印質(zhì)量較好的條碼時，光筆才能發(fā)揮它的作用；而且操作人員需要經(jīng)過一定的訓(xùn)練才能使用，如閱讀速度、閱讀角度、以及使用的壓力不當(dāng)都會影響它的閱讀性能；最后，因為它必須接觸閱讀，當(dāng)條碼在因保存不當(dāng)而產(chǎn)生損壞，或者上面有一層保護膜時，光筆都不能使用。

激光槍的工作原理
激光槍是各種掃描器中價格最昂貴的，但它所能提供的景深最長，因此在長距離掃描中被廣泛采用。
激光槍的基本工作原理為：手持式激光閱讀器通過一個激光二極管發(fā)出一束光線，照射到一個旋轉(zhuǎn)的棱鏡或來回擺動的鏡子上，反射后的光線穿過閱讀窗照射到條碼表面，光線經(jīng)過條或空的反射后返回閱讀器，由一個鏡子進行采集、聚焦，通過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，該信號將通過掃描器或終端上的譯碼軟件進行譯碼。
激光閱讀器可以很杰出的用于非接觸掃描，分為手持與固定兩種形式，激光槍容易使用，閱讀條碼密度范圍廣，并可以閱讀不規(guī)則的條碼表面或透過玻璃閱讀，因為是非接觸閱讀，因此不會損壞條碼標(biāo)簽。
但激光槍的兩個最大的缺點是它的耐用性和價格。因為激光槍的結(jié)構(gòu)采用了移動部件和鏡子，因此它們不如CCD和光筆堅固，因為在實際使用中，無論操作者在使用的時候多么小心，閱讀器都難免會掉在地上，即使它內(nèi)部的部件沒有損壞，也容易因激光偏移而降低性能或致使掃描器完全不可用；另外，無論從產(chǎn)品的造價還是使用壽命來講，激光槍的成本是最高的。

CCD閱讀器的工作原理
CCD為電子耦合器件（Charg couple device），比較適合近距離和接觸閱讀，它的價格沒有激光閱讀器貴，而且內(nèi)部沒有移動部件，因此比較耐用。
CCD閱讀器使用一個或多個LED，發(fā)出的光線能夠覆蓋整個條碼，條碼的圖像被傳到一排光探測器上，被每個單獨的光電二激管采樣，由鄰近的探測器的探測結(jié)果為“黑”或“白”區(qū)分每一個條或空，從而確定條碼的字符，換言之，CCD閱讀器不是注意的閱讀每一個“條”或“空”，而是條碼的整個部分，并轉(zhuǎn)換成可以譯碼的電信號。
與其它閱讀器相比，CCD閱讀器有很多優(yōu)點：它的價格沒有激光閱讀器昂貴，但同樣有閱讀條碼的密度廣泛，容易使用，所需培訓(xùn)量小的優(yōu)點。它的重量比激光閱讀器輕，但比激光閱讀器堅固，而且不象光筆一樣只能接觸閱讀，比較新型的CCD的閱讀景深已經(jīng)能夠滿足于零售、金融和制造業(yè)的使用要求。
CCD閱讀器的局限在于它的閱讀景深和閱讀寬度，除上面提到的應(yīng)用領(lǐng)域外，在一些需要遠距離閱讀的場合，如倉庫領(lǐng)域，則不是很適合；在所要閱讀的條碼比較寬時，CCD也不是很好的選擇，信息很長或密度很低的條碼很容易超出掃描頭的閱讀范圍，導(dǎo)致條碼不可讀。

為何選擇線性圖像式條碼閱讀器
更高的使用價值
Hand Held Products—— a WelchAllyn affilient公司生產(chǎn)的IT3800系列閱讀器是線性圖像閱讀器的代表產(chǎn)品，內(nèi)部全部采用固定部件，不容易打破和移動，而且成本較低。有長達3年的質(zhì)保為保證，IT3800系列線性圖像式條碼閱讀器帶來的是更長的使用壽命，更低的成本和前所未有的應(yīng)用價值。

更快的輸出速度
IT3800系列線性圖像式閱讀器的閱讀速度可達270次/秒，比普通的激光槍的速度快6-7倍！

更強的閱讀能力
因為激光閱讀器使用一束移動的光線掃描，它會將標(biāo)簽上的一個污點認為是“條”，而將一處缺損認為是“空”。一些高級的譯碼算法通常要從代碼中“篩選”正確的信息，因此這些被誤認為“條”或“空”的信息則會降低譯碼的速率。對另外一些閱讀器來講，一塊比較大的缺損甚至能使激光閱讀器完全停止工作，這對于那些對條碼數(shù)據(jù)依賴性較強的使用者來說，將不可避免的帶來損失。而采用線性圖像式條碼閱讀器IT3800系列，它的先進的、高分辨率光學(xué)器件可以讀取完全的條碼圖像，而不理睬那些污損的部分，因此能夠更快更精確的進行閱讀。

更大的靈活度
隨著條碼應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，產(chǎn)生了在強光環(huán)境下使用條碼閱讀器的需求。在全日光環(huán)境下，使用激光閱讀器和CCD閱讀器閱讀都十分困難，甚至根本無法閱讀，很少有閱讀器能在這種環(huán)境下工作，但IT3800系列——它們能在全黑到全日光的環(huán)境下正常掃描。

譯碼和接口
每種閱讀器閱讀條碼的方式雖然不同，但最終結(jié)果都是將信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號繼而轉(zhuǎn)化為可以識讀或與計算機兼容的數(shù)據(jù)，這要通過閱讀器自帶的或閱讀器和主機之間的一個單獨的設(shè)備中的譯碼軟件完成，譯碼器將條碼進行識別并加以區(qū)分，然后上傳到主計算機。
將數(shù)據(jù)上傳需要與主機進行連接或接口，每一接口要有兩個不同的層：一個是物理的層（硬件），另一個是邏輯的層，即指通信協(xié)議。常用的接口方式有：鍵盤口、串口或者直接連接。
在使用鍵盤接口方式時，閱讀器所傳出的條碼符號的數(shù)據(jù)被PC或終端認為是自身的鍵盤所發(fā)出的數(shù)據(jù)，同時，它們的鍵盤也能夠發(fā)揮所有功能。
當(dāng)使用鍵盤口連接的速度太慢，或者其它接口方式不可用時，我們將采用串口連接的方式。
這里直接連接有兩種意思，一種指閱讀器不需要外加譯碼設(shè)備直接向主機輸出數(shù)據(jù)，另一種指譯碼后的數(shù)據(jù)不通過鍵盤直接連到主機。

一些常用的術(shù)語
雙接口（Dual Interface）：指閱讀器能直接連接兩種不同的設(shè)備，并自動進行配置和每一種終端通信，例如：一只CCD白天用于連接IBM的POS終端，而夜間它將連接一臺便攜數(shù)據(jù)終端用于商品盤點，使用內(nèi)置的雙接口功能，會使兩個設(shè)備間的轉(zhuǎn)換變得十分輕松。
閃存（Flash Memory）：閃存是一塊不需電源便可以保存數(shù)據(jù)的芯片，它可以在瞬間完成數(shù)據(jù)的改寫。Welch Allyn公司的產(chǎn)品多采用閃存取代原來的PROMs，使產(chǎn)品具有更強的升級能力。
HHLC（Hand Held Laser Compatible）：一些不帶譯碼設(shè)備的終端只能采用外接譯碼器這一種方式通信，這種通信方式的協(xié)議，俗稱激光仿真，用于連接CCD或激光閱讀器和外置譯碼器。
RS-232（Recommended Standard 232）：計算機與條碼閱讀器、Modem、鼠標(biāo)等外設(shè)進行串行傳輸?shù)囊环NTIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)，RS-232通常采用25針插頭DB-25或9針插頭DB-9，RS-232的通信距離一般在15.24m以內(nèi)，如果采用比較好的電纜，通信距離能夠加長。
光筆仿真（Wand Emulation）：光筆在掃描條碼時，它向譯碼器發(fā)送一幅數(shù)字圖像，在將一個帶譯碼功能的閱讀器連接到一個外置譯碼器時，將采用光筆仿真形式，閱讀器將條碼譯成類似于光筆的數(shù)字圖像輸出到譯碼器。

怎樣選擇條碼閱讀器
條碼閱讀器的選擇取決于所閱讀的條碼的類型和使用的場合。
自工業(yè)誕生之日起，手持條碼閱讀器一直是自動識別技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵部分，并一直在產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用領(lǐng)域的條碼系統(tǒng)中處于決定性的地位。當(dāng)今的制造廠商已針對消費者的各種需求提供了諸多可供選擇的性能價格比的產(chǎn)品。
手持條碼閱讀器的三種主要類型是：接觸式光筆、CCD閱讀器、激光掃描器。在考慮哪一種閱讀器更能滿足您的需求時，您有必要先對手持閱讀器的一些主要功能部件作一些了解，即1）光源及圖像條碼采集器件；2）譯碼設(shè)備；3）接口方式。
三種閱讀器的類型是由它們的閱讀引擎來決定的，閱讀引擎用來產(chǎn)生光線并閱讀條碼，光筆的閱讀引擎采用的是發(fā)光二極管（LED），CCD掃描器采用的是電子耦合器件（CCD），激光掃描器的閱讀引擎則是可見激光二極管（VLD）。閱讀引擎是影響手持閱讀器性能價格比的一個主要因素，并決定了它對各種用途的適用性。在明白了它們的區(qū)別以后，您就可以選擇一款性能和價值都最好的手持閱讀器。
成功選擇與目標(biāo)需求匹配的閱讀器，用戶有三個主要判據(jù)：工作距離、標(biāo)簽尺寸和條碼密度。工作距離指閱讀時掃描器與標(biāo)簽之間的距離，掃描距離可以從零（接觸式）到若干英尺，閱讀距離由條碼閱讀器決定；標(biāo)簽尺寸指被閱讀的條碼的整個寬度;條碼密度指能滿足閱讀的最小條或空模塊的寬度。這三種因素相互關(guān)聯(lián)，例如，標(biāo)簽尺寸和條\ 空模塊較大的條碼，也可以支持較大的閱讀距離。光筆、CCD閱讀器、激光掃描器在性能上有所不同，并有不同的價位和使用周期，在每一方面，用戶都要作不同的考慮。

工作距離（景深）
掃描器的景深必須明確定義。操作員在操作時是將閱讀器接觸標(biāo)簽表面還是保持在一定距離以外呢？一般說來，零售業(yè)、辦公室、和工廠應(yīng)用中使用接觸式閱讀，而倉庫、分配和運輸應(yīng)用中則典型的采用遠距離閱讀方式。
三種類型閱讀器的景深有很大差別，由它們的命名可以看出，接觸式光筆需要與標(biāo)簽表面相接觸；CCD 閱讀器的工作距離限制在一至二英尺，但最新生產(chǎn)的閱讀器已經(jīng)有效的將景深擴展到7英寸（17.8cm）；激光 掃描器的景深最長，在8英寸到30英寸（20.32-76.2cm）之間，一些專門用來閱讀大型的條碼的特制激光槍，景深可以達到幾英尺。
景深的差異通過閱讀器的價格可以體現(xiàn)出來。無論從造價還是使用周期上講，光筆通常是最經(jīng)濟的閱讀器，激光槍最貴，CCD閱讀器的價位處于二者之間。由于這些閱讀器都是采用固體晶體設(shè)計，因此具有極好的使用周期成本。

標(biāo)簽尺寸/標(biāo)簽密度
標(biāo)簽密度指條或空單元的最小寬度，由千分之一英寸度量，即“密爾”，對于線性與一維條碼，標(biāo)簽的尺寸即認為是標(biāo)簽的寬度。高密度條碼（7密爾以下）需要在較近距離閱讀，低密度條碼（15密爾以上）則可以在較遠的距離閱讀。
在選擇CCD閱讀器時，一定要知道被掃描的條碼的整個寬度。在大多數(shù)情況下，CCD閱讀器能夠閱讀的條碼的最大寬度受到閱讀器的開口寬度的限制，一些特制的用于閱讀大型的條碼的閱讀器需要被專門設(shè)計。由于光筆和激光槍產(chǎn)生的光線可以在條碼的表面移動，所以這兩種閱讀器都可以閱讀比較寬的條碼。
如果您決定選擇光筆，在硬件方面，您必須考慮光筆的孔徑 �？讖降膶挾纫�與所閱讀的X維條碼的最窄的條或空的寬度大致相等。如果孔徑過大，閱讀時相鄰的條碼就會在掃描窗口內(nèi)出現(xiàn)，使閱讀變得更加困難；如果孔徑過小，掃描器則會將條碼上一些印刷的瑕疵誤認為條碼本來不應(yīng)存在的條或空，而使閱讀產(chǎn)生錯誤。

圖像譯碼
一旦掃描器的光束和識別系統(tǒng)捕獲了條碼條或空的單元，必須將信息轉(zhuǎn)換為主計算機系統(tǒng)能夠識別的符號，這個過程就稱為譯碼。譯碼功能模塊能自動識別被掃描的條碼類型，并加載相應(yīng)的譯碼算法，實現(xiàn)對標(biāo)簽上條碼的譯碼。
解碼后信息被格式化為標(biāo)準(zhǔn)的RS-232串行口數(shù)據(jù)，或轉(zhuǎn)化為鍵盤命令傳送至主計算機系統(tǒng)。解碼后的信息通過線纜傳送至RS-232通信接口，鍵盤數(shù)據(jù)通過一條“Y”線纜傳送至終端的鍵盤口。
“接口”用來表示條碼閱讀器與主機或終端的連接的技術(shù)，串口將掃描的數(shù)據(jù)插入主機或終端間的RS-232信號，而鍵盤口將數(shù)據(jù)當(dāng)作一串鍵盤信號。通過編程的軟件，條碼閱讀器中可以掃密條碼菜單選擇終端和接口的參數(shù)。
數(shù)年前，閱讀器的解碼和通訊功能需要分別由獨立的設(shè)備來完成。條碼閱讀器將一個激光校準(zhǔn)信號（HHLC）或光筆仿真信號輸出到一個外部的譯碼箱，由譯碼箱完成譯碼和傳輸?shù)墓δ堋，F(xiàn)在，閱讀器制造商們已經(jīng)將三種類型的條碼閱讀器的解碼部件集成為一部分，即譯碼輸出掃描器（DOS）。譯碼輸出掃描器 使用一個插件，提供了與碼箱完全相同性能，而且價格更低。
當(dāng)兩個或多個不同類型的掃描器件同時工作在各自的解碼狀態(tài)下或需要一個輔助端口（為集成測量、打印或其他的I/O設(shè)備）時，仍然需要附加的譯碼端口。但從集成的便利性和低的系統(tǒng)花費上講，這種集成式的譯碼閱讀器仍是極好的選擇。

接口設(shè)備
標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)經(jīng)過譯碼后，必須傳至主計算機系統(tǒng)。串口和鍵盤口用于格式化數(shù)據(jù)和輸出的功能在前面已經(jīng)說明。當(dāng)然，閱讀器必須在物理上與主計算機系統(tǒng)獲得連接，因此消費者需要判明PC或系統(tǒng)的物理接口的類型。制造廠商們的手持閱讀器支持?jǐn)?shù)百種終端類型，同時也提供了數(shù)百種接口線，使用者可以根據(jù)需要定購適當(dāng)?shù)慕涌诰�。
由于解碼輸出閱讀器可以用一個部件支持許多種終端接口，因此一些CCD和激光手持閱讀器的制造商們標(biāo)準(zhǔn)化了通用的接口線方案，使用戶不需要儲備大量的接口線，用通用接口線就可以同時支持CCD掃描器和激光閱讀器，同時節(jié)省了時間和金錢。
光筆、CCD閱讀器、和激光掃描器這三種類型的手持閱讀器在應(yīng)用中都具有優(yōu)越的性能價格比。在了解了一些主要功能和價位的差別后，希望您能夠選擇一款最合適的手持條碼閱讀器。