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条形码阅读器基本分类

条码阅读器基本原理
条码阅读器是读取条码包含信息的所必需的设备，条码阅读器的结构通常有以下几个部分：光源、接收装置、光电转换部件、译码电路、计算机接口。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，被反射回来的光经过光学系统在光电转换器上成像，并产生电信号，信号经过电路放大后产生一模拟电压，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。
普通的条码阅读器通常采用以下三种技术：光笔、激光、CCD，它们都有各自的优缺点，没有一种阅读器能够在所有方面都具有优势，下面讨论每一种阅读器的工作原理和优缺点以及如何选择一款适合的条码阅读器。

光笔的工作原理
光笔是最先出现的一种手持接触式条码阅读器，它也是最为经济的一种条码阅读器。
使用时，操作者需将光笔接触到条码表面，通过光笔的镜头发出一个很小的光点，当这个光点从左到右划过条码时，在“空”部分，光线被反射，“条”的部分，光线将被吸收，因此在光笔内部产生一个变化的电压，这个电压通过放大、整形后用于译码。
光笔的优点主要是：与条码接触阅读，能够明确哪一个是被阅读的条码；阅读条码的长度可以不受限制；与其它的阅读器相比成本较低；内部没有移动部件，比较坚固；体积小，重量轻。
但使用光笔也会受到各种限制，比如在有一些场合不适合接触阅读条码；另外只有在比较平坦的表面上阅读指定密度的、打印质量较好的条码时，光笔才能发挥它的作用；而且操作人员需要经过一定的训练才能使用，如阅读速度、阅读角度、以及使用的压力不当都会影响它的阅读性能；最后，因为它必须接触阅读，当条码在因保存不当而产生损坏，或者上面有一层保护膜时，光笔都不能使用。

激光枪的工作原理
激光枪是各种扫描器中价格最昂贵的，但它所能提供的景深最长，因此在长距离扫描中被广泛采用。
激光枪的基本工作原理为：手持式激光阅读器通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描器或终端上的译码软件进行译码。
激光阅读器可以很杰出的用于非接触扫描，分为手持与固定两种形式，激光枪容易使用，阅读条码密度范围广，并可以阅读不规则的条码表面或透过玻璃阅读，因为是非接触阅读，因此不会损坏条码标签。
但激光枪的两个最大的缺点是它的耐用性和价格。因为激光枪的结构采用了移动部件和镜子，因此它们不如CCD和光笔坚固，因为在实际使用中，无论操作者在使用的时候多么小心，阅读器都难免会掉在地上，即使它内部的部件没有损坏，也容易因激光偏移而降低性能或致使扫描器完全不可用；另外，无论从产品的造价还是使用寿命来讲，激光枪的成本是最高的。

CCD阅读器的工作原理
CCD为电子耦合器件（Charg couple device），比较适合近距离和接触阅读，它的价格没有激光阅读器贵，而且内部没有移动部件，因此比较耐用。
CCD阅读器使用一个或多个LED，发出的光线能够覆盖整个条码，条码的图像被传到一排光探测器上，被每个单独的光电二激管采样，由邻近的探测器的探测结果为“黑”或“白”区分每一个条或空，从而确定条码的字符，换言之，CCD阅读器不是注意的阅读每一个“条”或“空”，而是条码的整个部分，并转换成可以译码的电信号。
与其它阅读器相比，CCD阅读器有很多优点：它的价格没有激光阅读器昂贵，但同样有阅读条码的密度广泛，容易使用，所需培训量小的优点。它的重量比激光阅读器轻，但比激光阅读器坚固，而且不象光笔一样只能接触阅读，比较新型的CCD的阅读景深已经能够满足于零售、金融和制造业的使用要求。
CCD阅读器的局限在于它的阅读景深和阅读宽度，除上面提到的应用领域外，在一些需要远距离阅读的场合，如仓库领域，则不是很适合；在所要阅读的条码比较宽时，CCD也不是很好的选择，信息很长或密度很低的条码很容易超出扫描头的阅读范围，导致条码不可读。

为何选择线性图像式条码阅读器
更高的使用价值
Hand Held Products—— a WelchAllyn affilient公司生产的IT3800系列阅读器是线性图像阅读器的代表产品，内部全部采用固定部件，不容易打破和移动，而且成本较低。有长达3年的质保为保证，IT3800系列线性图像式条码阅读器带来的是更长的使用寿命，更低的成本和前所未有的应用价值。

更快的输出速度
IT3800系列线性图像式阅读器的阅读速度可达270次/秒，比普通的激光枪的速度快6-7倍！

更强的阅读能力
因为激光阅读器使用一束移动的光线扫描，它会将标签上的一个污点认为是“条”，而将一处缺损认为是“空”。一些高级的译码算法通常要从代码中“筛选”正确的信息，因此这些被误认为“条”或“空”的信息则会降低译码的速率。对另外一些阅读器来讲，一块比较大的缺损甚至能使激光阅读器完全停止工作，这对于那些对条码数据依赖性较强的使用者来说，将不可避免的带来损失。而采用线性图像式条码阅读器IT3800系列，它的先进的、高分辨率光学器件可以读取完全的条码图像，而不理睬那些污损的部分，因此能够更快更精确的进行阅读。

更大的灵活度
随着条码应用领域的不断扩展，产生了在强光环境下使用条码阅读器的需求。在全日光环境下，使用激光阅读器和CCD阅读器阅读都十分困难，甚至根本无法阅读，很少有阅读器能在这种环境下工作，但IT3800系列——它们能在全黑到全日光的环境下正常扫描。

译码和接口
每种阅读器阅读条码的方式虽然不同，但最终结果都是将信息转换为数字信号继而转化为可以识读或与计算机兼容的数据，这要通过阅读器自带的或阅读器和主机之间的一个单独的设备中的译码软件完成，译码器将条码进行识别并加以区分，然后上传到主计算机。
将数据上传需要与主机进行连接或接口，每一接口要有两个不同的层：一个是物理的层（硬件），另一个是逻辑的层，即指通信协议。常用的接口方式有：键盘口、串口或者直接连接。
在使用键盘接口方式时，阅读器所传出的条码符号的数据被PC或终端认为是自身的键盘所发出的数据，同时，它们的键盘也能够发挥所有功能。
当使用键盘口连接的速度太慢，或者其它接口方式不可用时，我们将采用串口连接的方式。
这里直接连接有两种意思，一种指阅读器不需要外加译码设备直接向主机输出数据，另一种指译码后的数据不通过键盘直接连到主机。

一些常用的术语
双接口（Dual Interface）：指阅读器能直接连接两种不同的设备，并自动进行配置和每一种终端通信，例如：一只CCD白天用于连接IBM的POS终端，而夜间它将连接一台便携数据终端用于商品盘点，使用内置的双接口功能，会使两个设备间的转换变得十分轻松。
闪存（Flash Memory）：闪存是一块不需电源便可以保存数据的芯片，它可以在瞬间完成数据的改写。Welch Allyn公司的产品多采用闪存取代原来的PROMs，使产品具有更强的升级能力。
HHLC（Hand Held Laser Compatible）：一些不带译码设备的终端只能采用外接译码器这一种方式通信，这种通信方式的协议，俗称激光仿真，用于连接CCD或激光阅读器和外置译码器。
RS-232（Recommended Standard 232）：计算机与条码阅读器、Modem、鼠标等外设进行串行传输的一种TIA/EIA标准，RS-232通常采用25针插头DB-25或9针插头DB-9，RS-232的通信距离一般在15.24m以内，如果采用比较好的电缆，通信距离能够加长。
光笔仿真（Wand Emulation）：光笔在扫描条码时，它向译码器发送一幅数字图像，在将一个带译码功能的阅读器连接到一个外置译码器时，将采用光笔仿真形式，阅读器将条码译成类似于光笔的数字图像输出到译码器。

怎样选择条码阅读器
条码阅读器的选择取决于所阅读的条码的类型和使用的场合。
自工业诞生之日起，手持条码阅读器一直是自动识别技术应用中的关键部分，并一直在产业与应用领域的条码系统中处于决定性的地位。当今的制造厂商已针对消费者的各种需求提供了诸多可供选择的性能价格比的产品。
手持条码阅读器的三种主要类型是：接触式光笔、CCD阅读器、激光扫描器。在考虑哪一种阅读器更能满足您的需求时，您有必要先对手持阅读器的一些主要功能部件作一些了解，即1）光源及图像条码采集器件；2）译码设备；3）接口方式。
三种阅读器的类型是由它们的阅读引擎来决定的，阅读引擎用来产生光线并阅读条码，光笔的阅读引擎采用的是发光二极管（LED），CCD扫描器采用的是电子耦合器件（CCD），激光扫描器的阅读引擎则是可见激光二极管（VLD）。阅读引擎是影响手持阅读器性能价格比的一个主要因素，并决定了它对各种用途的适用性。在明白了它们的区别以后，您就可以选择一款性能和价值都最好的手持阅读器。
成功选择与目标需求匹配的阅读器，用户有三个主要判据：工作距离、标签尺寸和条码密度。工作距离指阅读时扫描器与标签之间的距离，扫描距离可以从零（接触式）到若干英尺，阅读距离由条码阅读器决定；标签尺寸指被阅读的条码的整个宽度;条码密度指能满足阅读的最小条或空模块的宽度。这三种因素相互关联，例如，标签尺寸和条\ 空模块较大的条码，也可以支持较大的阅读距离。光笔、CCD阅读器、激光扫描器在性能上有所不同，并有不同的价位和使用周期，在每一方面，用户都要作不同的考虑。

工作距离（景深）
扫描器的景深必须明确定义。操作员在操作时是将阅读器接触标签表面还是保持在一定距离以外呢？一般说来，零售业、办公室、和工厂应用中使用接触式阅读，而仓库、分配和运输应用中则典型的采用远距离阅读方式。
三种类型阅读器的景深有很大差别，由它们的命名可以看出，接触式光笔需要与标签表面相接触；CCD 阅读器的工作距离限制在一至二英尺，但最新生产的阅读器已经有效的将景深扩展到7英寸（17.8cm）；激光 扫描器的景深最长，在8英寸到30英寸（20.32-76.2cm）之间，一些专门用来阅读大型的条码的特制激光枪，景深可以达到几英尺。
景深的差异通过阅读器的价格可以体现出来。无论从造价还是使用周期上讲，光笔通常是最经济的阅读器，激光枪最贵，CCD阅读器的价位处于二者之间。由于这些阅读器都是采用固体晶体设计，因此具有极好的使用周期成本。

标签尺寸/标签密度
标签密度指条或空单元的最小宽度，由千分之一英寸度量，即“密尔”，对于线性与一维条码，标签的尺寸即认为是标签的宽度。高密度条码（7密尔以下）需要在较近距离阅读，低密度条码（15密尔以上）则可以在较远的距离阅读。
在选择CCD阅读器时，一定要知道被扫描的条码的整个宽度。在大多数情况下，CCD阅读器能够阅读的条码的最大宽度受到阅读器的开口宽度的限制，一些特制的用于阅读大型的条码的阅读器需要被专门设计。由于光笔和激光枪产生的光线可以在条码的表面移动，所以这两种阅读器都可以阅读比较宽的条码。
如果您决定选择光笔，在硬件方面，您必须考虑光笔的孔径 。孔径的宽度要与所阅读的X维条码的最窄的条或空的宽度大致相等。如果孔径过大，阅读时相邻的条码就会在扫描窗口内出现，使阅读变得更加困难；如果孔径过小，扫描器则会将条码上一些印刷的瑕疵误认为条码本来不应存在的条或空，而使阅读产生错误。

图像译码
一旦扫描器的光束和识别系统捕获了条码条或空的单元，必须将信息转换为主计算机系统能够识别的符号，这个过程就称为译码。译码功能模块能自动识别被扫描的条码类型，并加载相应的译码算法，实现对标签上条码的译码。
解码后信息被格式化为标准的RS-232串行口数据，或转化为键盘命令传送至主计算机系统。解码后的信息通过线缆传送至RS-232通信接口，键盘数据通过一条“Y”线缆传送至终端的键盘口。
“接口”用来表示条码阅读器与主机或终端的连接的技术，串口将扫描的数据插入主机或终端间的RS-232信号，而键盘口将数据当作一串键盘信号。通过编程的软件，条码阅读器中可以扫密条码菜单选择终端和接口的参数。
数年前，阅读器的解码和通讯功能需要分别由独立的设备来完成。条码阅读器将一个激光校准信号（HHLC）或光笔仿真信号输出到一个外部的译码箱，由译码箱完成译码和传输的功能。现在，阅读器制造商们已经将三种类型的条码阅读器的解码部件集成为一部分，即译码输出扫描器（DOS）。译码输出扫描器 使用一个插件，提供了与码箱完全相同性能，而且价格更低。
当两个或多个不同类型的扫描器件同时工作在各自的解码状态下或需要一个辅助端口（为集成测量、打印或其他的I/O设备）时，仍然需要附加的译码端口。但从集成的便利性和低的系统花费上讲，这种集成式的译码阅读器仍是极好的选择。

接口设备
标签上的数据经过译码后，必须传至主计算机系统。串口和键盘口用于格式化数据和输出的功能在前面已经说明。当然，阅读器必须在物理上与主计算机系统获得连接，因此消费者需要判明PC或系统的物理接口的类型。制造厂商们的手持阅读器支持数百种终端类型，同时也提供了数百种接口线，使用者可以根据需要定购适当的接口线。
由于解码输出阅读器可以用一个部件支持许多种终端接口，因此一些CCD和激光手持阅读器的制造商们标准化了通用的接口线方案，使用户不需要储备大量的接口线，用通用接口线就可以同时支持CCD扫描器和激光阅读器，同时节省了时间和金钱。
光笔、CCD阅读器、和激光扫描器这三种类型的手持阅读器在应用中都具有优越的性能价格比。在了解了一些主要功能和价位的差别后，希望您能够选择一款最合适的手持条码阅读器。