條碼掃描器

條碼掃描器通常也被人們稱為條碼掃描槍/閲讀器，是用於讀取條碼所包含信息的設備，可分為一維、二維條碼掃描器。條碼掃描器的結構通常為以下幾部分：光源、接收裝置、光電轉換部件、譯碼電路、計算機接口。掃描槍的基本工作原理為：由光源發出的光線經過光學系統照射到條碼符號上面。被反射回來的光經過光學系統成像在光電轉換器上，經譯碼器解釋為計算機可以直接接受的數字信號。除一、二維條碼掃描器分類。還可分類為：CCD、全角度激光和激光手持式條碼掃描器。

條碼掃描器又叫條碼閲讀器、條碼掃描槍、激光條碼掃描器，廣泛應用於超市、物流快遞、圖書館等掃描商品、單據的條碼。

激光掃描器掃描窗口透光鏡採用特殊鋼化材料，透光率暢快，景深遠，整體塑料需做到無異味，耐高温，耐腐蝕，易擦洗，操作方便的特點。

普通的條碼閲讀器通常採用以下四種技術：光筆、CCD、激光、影像型紅光。

光筆是最先出現的一種手持接觸式條碼閲讀器，它也是最為經濟的一種條碼閲讀器。

使用時，操作者需將光筆接觸到條碼錶面，通過光筆的鏡頭髮出一個很小的光點，當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，因此在光筆內部產生一個變化的電壓，這個電壓通過放大、整形後用於譯碼。

與條碼接觸閲讀，能夠明確哪一個是被閲讀的條碼；閲讀條碼的長度可以不受限制；與其它的閲讀器相比成本較低；內部沒有移動部件，比較堅固；體積小，重量輕。缺點：使用光筆會受到各種限制，比如在有一些場合不適合接觸閲讀條碼；另外只有在比較平坦的表面上閲讀指定密度的、打印質量較好的條碼時，光筆才能發揮它的作用；而且操作人員需要經過一定的訓練才能使用，如閲讀速度、閲讀角度、以及使用的壓力不當都會影響它的閲讀性能；最後，因為它必須接觸閲讀，當條碼在因保存不當而產生損壞，或者上面有一層保護膜時，光筆都不能使用；光筆的首讀成功率低及誤碼率較高。

CCD為電子耦合器件（Chargcoupledevice），比較適合近距離和接觸閲讀，它的價格沒有激光閲讀器貴，而且內部沒有移動部件。

CCD閲讀器使用一個或多個LED，發出的光線能夠覆蓋整個條碼，條碼的圖像被傳到一排光上，被每個單獨的光電二極管採樣，由鄰近的的探測結果為“黑”或“白”區分每一個條或空，從而確定條碼的字符，換言之，CCD閲讀器不是注意的閲讀每一個“條”或“空”，而是條碼的整個部分，並轉換成可以譯碼的電信號。

優點：與其它閲讀器相比，CCD閲讀器的價格較便宜，但同樣有閲讀條碼的密度廣泛，容易使用。它的重量比激光閲讀器輕，而且不象光筆一樣只能接觸閲讀。

缺點：CCD閲讀器的侷限在於它的閲讀景深和閲讀寬度，在需要閲讀印在弧型表面的條碼（如飲料罐）時候會有困難；在一些需要遠距離閲讀的場合，如倉庫領域，也不是很適合；CCD的防摔性能較差，因此產生的故障率較高；在所要閲讀的條碼比較寬時，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閲讀範圍，導致條碼不可讀；而且某些採取多個LED的條碼閲讀器中，任意一個的LED故障都會導致不能閲讀；大部分CCD閲讀器的首讀成功率較低且誤碼機率高。

激光掃描儀是各種掃描器中價格相對較高的，但它所能提供的各項功能指標最高，因此在各個行業中都被廣泛採用。

激光掃描儀的基本工作原理為：手持式激光掃描儀通過一個激光二極管發出一束光線，照射到一個旋轉的稜鏡或來回擺動的鏡子上，反射後的光線穿過閲讀窗照射到條碼錶面，光線經過條或空的反射後返回閲讀器，由一個鏡子進行採集、聚焦，通過光電轉換器轉換成電信號，該信號將通過掃描器或終端上的譯碼軟件進行譯碼。

激光掃描儀分為手持與固定兩種形式：手持激光槍連接方便簡單、使用靈活，固定式激光掃描儀適用於閲讀最較大、條碼較小的場合，有效解放雙手工作。

優點：激光掃描儀可以很傑出的用於非接觸掃描，通常情況下，在閲讀距離超過30cm時激光閲讀器是唯一的選擇；激光閲讀條碼密度範圍廣，並可以閲讀不規則的條碼錶面或透過玻璃或透明膠紙閲讀，因為是非接觸閲讀，因此不會損壞條碼標籤；因為有較先進的閲讀及解碼系統，首讀識別成功率高、識別速度相對光筆及CCD更快，而且對印刷質量不好或模糊的條碼識別效果好；誤碼率極低（僅約為三百萬分之一）；激光閲讀器的防震防摔性能好，如：SymbolLS4000系列的掃描儀，可1.5米水泥地防摔。

缺點：激光掃描儀的唯一的缺點是它的價格相對較高，但如果從購買費用與使用費用的總和計算，與CCD閲讀器並沒有太大的區別。

影像型紅光條碼閲讀器是一款可替代激光槍的條碼閲讀器！！！ 其掃描景深達30釐米，配合其高達300次/秒 的掃描速度，使其具有優異的讀碼性能。獨特的影像式設計，令其解碼能力極強，一般掃描器無法識讀的條碼， 而影像紅光仍可輕鬆識讀。通過智能接口，只需更換電纜就可實現鍵盤、RS232串口、USB等接口的轉換，同時， 還可直接連接筆記本電腦。對於掌上電腦等特殊設備，某些型號可內置電池直接供電，解決了掌上電腦 供電能力不足的困擾。還可通過軟件對其進行設置和軟件升級。其豐富的數據編輯功能可使影像型紅光掃描器與用户現有軟件充分配合。影像型紅光 掃描器優秀的性能加上其平易的價格，一定會成為您最佳的選擇！！

條碼掃描器具有以下特點

⑴掃描窗口透光鏡採用特殊鋼化材料，更加耐碎，透光率更為暢快，使得景深更遠；⑵槍體塑料符合國家標準製作工藝，做到無異味，耐高温，耐腐蝕，易擦洗，槍線用別針即可取下，操作非常方便 ；

⑶人體工程學設計完美體現，蜂鳴聲音更大（可小），減震從頭到尾合理配備，可抗多次2米跌路地面測試。

條碼掃描器廣泛應用於商業POS收銀系統、快遞倉儲物流、圖書服裝醫藥、銀行保險通訊等多個領域的需求。鍵盤接口，USB接口和RS232接口三種接口可供選擇。產品標配包括掃描槍主機，USB數據線，手冊以及白色支架；快遞公司\倉儲物流\倉庫盤點\超市賣場\圖書服飾店等，只要有條碼的地方就有鐳碼存在。

發展前景

近幾年，物聯網作為快速發展起來得熱門領域。有越來越多的業內人士都廣泛的認可了物聯網的市場前景，雖然有不少人覺得物聯網已經深入人心，但是也有不少人認為物聯網想要儘可能短的時間內要在眾多領域中普遍實現只是奢望罷了，正所謂見仁見智，但是現 在據大家所熟知的物聯網確實再某些方面都得到了很廣泛的應用。

試想，我們現 在生活的是一個科技飛速發展，不誇張的説每天都會有日新月異的變化，如果我們現 在所有的超市裏面都取消用條碼掃描器而是繼續用收銀員人工輸入每一件商品的編號，那麼超市的收銀台前排起的長龍將會給大家帶來多麼煩躁的購物體驗。往小了説人們肯定會減少去超市排隊採買物品，往大了説可以直接導致消費水平的下降。不利於經濟水平的穩定發展。還有，如果我們去商場選購衣服時也取消了條碼掃描器，那麼貨物的安全性就大大降低了，而盜竊率將會大幅度提高。如果我們在網購的時候沒有條碼掃描器對包裹的位置進行定位跟蹤，那麼誰能確定所買的貨物能準確到達買家的家中呢？

現今，條碼掃描行業技術已經被廣泛的運用到諸多領域和行業中了，比如零售行業，製造業，物流、醫療、倉儲、乃至安保等等。最 近最為大熱的是微信上的二維碼掃描技術，可以快速準確的甄別信息。你的手機在安裝有可識別新版微信（含二維碼的軟件）後，可以直接用手機攝像頭來掃描和識別二維碼所包含的信息。每個微信用户都可以生成自己唯一的二維碼，當你遇到有二維碼的時候，手機掃描下就可以準確的出現想要查找的人信息，可以有效的防止加錯不認識的人為好友。

現在很多快餐店裏，例如肯德基和麥當勞都率先推出了用二維碼掃描電子優惠券代替以前的電子優惠券。因為以前的很多電子優惠券有時間限制，但是數量和地點卻沒有限制，導致電子優惠券的泛濫成災，現 在的二維碼掃描優惠券不再受時間和地區的限制了，為更多的消費者提供了便利，也對商家自己進行了大規模的促銷。

可見，條碼掃描器的前景將是不可限量的，因為這完全符合在現代社會快節奏的步伐下人們需要的是用最短的時間做最便利的事的心態，也必將是大勢所趨。

工作原理

常見的平板式條碼掃描器一般由光源、光學透鏡、掃描模組、模擬數字轉換電路加塑料外殼構成。它利用光電元件將檢測到的光信號轉換成電信號，再將電信號通過模擬數字轉換器轉化為數字信號傳輸到計算機中處理。當掃描一副圖像的時候，光源照射到圖像上後反射光穿過透鏡會聚到掃描模組上，由掃描模組把光信號轉換成模擬數字信號（即電壓，它與接受到的光的強度有關），同時指出那個像數的灰暗程度。這時候模擬-數字轉換電路把模擬電壓轉換成數字訊號，傳送到電腦。顏色用RGB三色的8、10、12位來量化，既把信號處理成上述位數的圖像輸出。如果有更高的量化位數，意味着圖像能有更豐富的層次和深度，但顏色範圍已超出人眼的識別能力，所以在可分辨的範圍內對於我們來説，更高位數的條碼掃描器掃描出來的效果就是顏色銜接平滑，能夠看到更多的畫面細節。

不同產品的參數不同。具體請到相關掃描器廠家網站查詢。

條碼掃描器等種類很多，常見的有以下幾類：

手持式條碼掃描器是1987年推出的技術形成的產品，外形很像超市收款員拿在手上使用的條碼條碼掃描器一樣。持式條碼掃描器絕大多數採用CIS技術，光學分辨率為200dpi，有黑白、灰度、彩色多種類型，其中彩色類型一般為18位彩色。也有個別高檔產品採用CCD作為感光器件，可實現位真彩色，掃描效果較好。

這是手持式條碼掃描器和平台式條碼掃描器的中間產品（這幾年有新的出現，因為是內置供電且體積小被稱為筆記本條碼掃描器）這種產品絕大多數採用CIS技術，光學分辨率為300dpi，有彩色和灰度兩種，彩色型號一般為24位彩色。也有及少數小滾筒式條碼掃描器採用CCD技術，掃描效果明顯優於CIS技術的產品，但由於結構限制，體積一般明顯大於CIS技術的產品。小滾筒式的設計是將條碼掃描器的鏡頭固定，而移動要掃描的物件通過鏡頭來掃描，運作時就象打印機那樣，要掃描的物件必須穿過機器再送出，因此，被掃描的物體不可以太厚。這種條碼掃描器最大的好處就是，體積很小，但是由於使用起來有多種侷限，例如只能掃描薄薄的紙張，範圍還不能超過條碼掃描器的大小。

又稱平板式條碼掃描器、台式條碼掃描器，目 前在市面上大部分的條碼掃描器都屬於平板式條碼掃描器，是現 在的主流。這類條碼掃描器光學分辨率在300dpi-8000dpi之間，色彩位數從24位到48位，掃描幅面一般為A4或者A3。平板式的好處在於像使用複印機一樣，只要把條碼掃描器的上蓋打開，不管是書本、報紙、雜誌、照片底片都可以放上去掃描，相當方便，而且掃描出的效果也是所有常見類型條碼掃描器中最好的。

還有大幅面掃描用的大幅面條碼掃描器、筆式條碼掃描器、條碼條碼掃描器、底片條碼掃描器（注意不是平板條碼掃描器加透掃，效果要好的多，價格當然也貴）、實物條碼掃描器（不是有實物掃描能力的平板條碼掃描器，有點類似於數碼相機），還有主要用於業印刷排版領域的滾筒式條碼掃描器等很多。

條碼掃描器的常用接口類型有下列四種：

此接口最大的連接設備數為8個，通常最大的傳輸速度是40M/S，速度較快，一般連接高速的設備。SCSI設備的安裝較複雜，在PC機上一般要另加SCSI卡，容易產生硬件衝突，但是功能強大。

一種增強了的雙向並行傳輸接口，最高傳輸速度為1．5Mbps。優點是不需在PC中用其它的卡，無限制連接數目（只要你有足夠的端口），設備的安裝及使用容易。缺點是速度比SCSI慢。此接口因安裝和使用簡單方便而在中低端對性能要求不高的場合取代SCSI接口。

最多可連接127台外設，現在的USB1.1標準最高傳輸速度為12Mbps，並且有一個輔通道用來傳輸低速數據。在將來如果有了USB2.0標準的條碼掃描器速度可能會擴展到480M/s。具熱插拔功能，即插即用。此接口的條碼掃描器隨着USB標準在Intel的力推之下的確立和推廣而逐漸普及。

和USB用法差不多，需要一個智能頭轉換一下，一般購買的掃描槍裏會隨帶的有。現 在還是有很多公司用PS2接口的。

條碼掃描器的分辨率要從三個方面來確定：光學部分、硬件部分和軟件部分。也就是説，條碼掃描器的分辨率 等於其光學部件的分辨率加上其自身通過硬件及軟件進行處理分析所得到的分辨率。

光學分辨率是條碼掃描器 的光學部件在每平方英寸面積內所能捕捉到的實際的光點數，是指條碼掃描器CCD（或者其它光電器件）的 物理分辨率，也是條碼掃描器的真實分辨率，它的數值 是由光電元件所能捕捉的像素點除以條碼掃描器水平最大可掃尺寸得到的數值。如分辨率為1200DPI的條碼掃描器，往往其光學部分的分辨率只佔400～600DPI。擴充部分的分辨率由硬件和軟件聯合生成，這個過程是通過計算機對圖像進行分析，對空白部分進行數學填充所產生的（這一過程也叫插值處理）。

光學掃描與輸出是一對一的，掃描到什麼，輸出的就是什麼。經過計算機軟硬件處理之後，輸出的圖像就會變得更逼真，分辨率會更高。目前市面上出售的條碼掃描器大都具有對分辨率的軟、硬件擴充功 能。有的條碼掃描器廣告上寫9600×9600DPI，這只是通過軟件插值得到的最大分辨率，並不是條碼掃描器真正光學分辨率。所以對條碼掃描器來講，其分辨率有光學分辨率（或稱光學解析度）和最大分辨率之説，當然我們關心的就是光學分辨率了，這才是硬功夫。

我們説某台條碼掃描器的分辨率高達4800DPI（這個4800DPI是光學分辨率 和軟件差值處理的總和），是指用條碼掃描器輸入圖像時，在1平方英寸的掃描 幅面上，可採集到4800×4800個像素點（Pixel）。1英寸見方的掃描區域，用4800DPI的分辨率掃描後生成的圖像大小是4800Pixel×4800Pixel。在掃 描圖像時，掃描分辨率設得越高，生成的圖像的效果就越精細，生成的圖像文件也越大，但插值成分也越多。 ^[1] 

目 前市場上條碼掃描器所使用的感光器件主要有四種：光電倍增管，硅氧化物隔離CCD，半導體隔離CCD，接觸式感光器件（CIS或LIDE）。

主流是兩種CCD，其原理簡單説是：在一片硅單晶上集成了幾千到幾萬個光電三極管，這些光電三極管分為三列，分別用紅綠藍色的濾色鏡罩住，從而實現彩色掃描。兩種CCD相比較，硅氧化物隔離CCD又比半導體隔離CCD好，熟悉物理的朋友自然知道理由。簡單的説是半導體的CCD三極管間漏電現象會影響掃描精度，用硅氧化物隔離會大大減小漏電現象（這個是絕緣體的），當然最好再加上温度控制，因為不管是半導體還是導體一般都是温敏的，升温導電性一般會提高。現在主流市場上的多數是半導體隔離CCD 用，硅氧化物隔離CCD 的比較少，顯然是因為成本較高。如果要了解一款條碼掃描器的效果，很重要的就是了解條碼掃描器是用什麼品質的光電元件，就算同是半導體隔離質量也有差別。

接觸式感光器件，它使用的感光材料一般是我們用來製造光敏電阻的硫化鎘，生產成本應該是較CCD低得多（市場上同等精度的CIS條碼掃描器總是比CCD的條碼掃描器便宜不少正是這個原因）。掃描距離短，掃描清晰度低甚至有的時候達不到標稱值，温度變化比較容易影響掃描精度，這些正是這種條碼掃描器的致命問題。對物理熟悉的朋友應該知道硫化鎘的電阻間漏電現象比半導體隔還大，這還要降低精度。

光電倍增管，感光材料主要是金屬銫的氧化物。他的掃描精度，甚至受温度影響的程度和噪音等都是最好的，可價格也是最貴的。一般用户如我這樣都是夢寐以求而已，價格太貴我們這裏就略過其具體的技術特點了。

一台條碼掃描器的光電器件是決定其性能的重要因素，其它的如控制電路，軟件等也很重要。直接瞭解這些資料可能有些困難。我們往往只能瞭解有限的內容（商業秘密嘛），我們在判斷一款條碼掃描器的性能到底如何的時候，只有靠實際操作和評測軟件等方法來了解。

近幾年來，國內各大商場，連鎖店等商業企業認識到了商業POS系統給商業企業管理帶來的巨大效益，紛紛建設商業POS網絡系統。對於網絡系統的設計安裝原理，各專業刊物均有詳細介紹，這裏主要談談作為商業POS系統前端數據採集部分的商業條碼掃描器如何選擇。

商業條碼掃描器常用的主要有：

CCD掃描器是利用光電藕合（CCD）原理，對條碼印刷圖案進行成像，然後再譯碼。它的優勢是：無轉軸，馬達，使用壽命長，價格便宜。

選擇CCD掃描器時，最重要的是兩個參數：

景深：由於CCD的成像原理類似於照相機，如果要加大景深，則相應的要加大透鏡，從而使CCD體積過大，不便操作。優秀的CCD應無須緊貼條碼即可識讀，而且體積適中，操作舒適。

分辨率：如果要提高CCD分辨率，必須增加成像處光敏元件的單位元素。低價CCD一般是5口像素（pixel），識讀EAN，UPC等商業碼已經足夠，對於別的碼制識讀就會困難一些。中檔CCD以1024pixel為多，有些甚至達到2048pixe1，能分辨最窄單位元素為0.1mm的條碼。

激光手持式掃描器是利用激光二極管作為光源的單線式掃描器，它主要有轉鏡式和顫鏡式兩種

轉鏡式的代表品牌是ACAN 8500，它是採用高速馬達帶動一個稜鏡組旋轉，使二極管發出的單點激光變成一線。這條激光線掃到條碼本身，條碼黑色吸收大部分激光，白色反射大部分激光，同時反射光線通過“引擎”裏的光學鏡片，反射，聚焦到一塊光電三極管上，在時域上觀測，掃描到條碼黑帶上光電三激光輸出低電平，白帶上時光電三極管高電平。經過若干次放大，整形為一矩形波，矩形波與掃描到的條碼對應。所得波形再經過數據線傳到“解碼器”部分。“解碼器”其實就為一單片機，主要依靠中斷和單片機計數器記錄波形跳轉時間，所採集到的數列在下一次掃描或回掃時進行數字解碼，主要依靠這些計數器數得的時間比例來解碼對應的條碼，實際應用中，條碼種類繁多，而且要遇到不規則的如泡麪包裝褶皺，所以解碼部分需要一定的容錯能力，但又不能產生誤碼。目 前解碼器單片機一般分為8位和32位，8位優勢在於價格，32位在於速度。激光條碼市場上魚龍混雜，也步了ccd掃描器的後塵，價格一再低落，山寨橫行，但國內有實力的廠家也有幾個，消費者需要慎重考慮用什麼牌子，選最適合。

顫鏡式的製作成本低於轉鏡式，但這種原理的激光槍不易提高掃描速度，一般為33次/秒。個別型號，如OPTICON可以達到100次/秒，其代表品牌為Symbol，PSC和OPTICON，最具有代表性的是SYMBOL 2208

商業企業在選擇激光掃描器時，最重要的是注意掃描速度和分辨率，而景深並不是關鍵因素。因為當景深加大時，分辨率會大大降低。優秀的手持激光掃描器應當是高掃描速度，固定景深範圍內很高的分辨率。

全角度掃描器是通過光學系統使激光二極管發出的激光折射或多條掃描線的條碼掃描器，主要目的是減輕收款人員錄入條碼數據時對準條碼的勞動，選擇時應着重注意其掃描線花斑分佈：

⒈在一個方向上有多條平行線

⒉在某一點上有多條掃描線通過

⒊在一定的空間範圍內各點的解讀機率趨於一致

符合以上三點的全角度掃描器必是商家首選的應用。

手機條碼掃描器能掃描條碼到各款智能手機，並與之成為一體，使得手機變身數據採集器，能很好的應用於快遞物流、醫療管理、家電售後、銷售管理、政府政務等各個行業，幫助企業提高移動辦事效率，降低規模成本。

條形碼是由一組按一定編碼規則排列的條、空符號，用以表示一定的字符、數字及符號組成的信息。條碼系統是由條碼符號設計、製作及掃描閲讀組成的自動識別系統。條碼技術具有以下幾個方面的優點：

⒈輸入速度快：與鍵盤輸入相比，條碼輸入的速度是鍵盤輸入的5倍，並且能實現"即時數據輸入"。

⒉可靠性高：鍵盤輸入數據出錯率為三百分之一，利用光學字符識別技術出錯率為萬分之一，而採用條碼技術誤碼率低於百萬分之一。

⒊採集信息量大：利用傳統的一維條碼一次可採集幾十位字符的信息，二維條碼更可以攜帶數千個字符的信息，並有一定的自動糾錯能力。

⒋靈活實用：條碼標識既可以作為一種識別手段單獨使用，也可以和有關識別設備組成一個系統實現自動化識別，還可以和其他控制設備聯接起來實現自動化管理。

另外，條碼標籤易於製作，對設備和材料沒有特殊要求，識別設備操作容易，不需要特殊培訓，且設備也相對便宜。