条形码的硬件技术


1992-08-07

        一、光电扫描器
        在条形码技术中,光电扫描器是一个主要的硬件设备,条形码数据的自动采集、光电信号的转换都由光电扫描器来完成。
        光电扫描器通常由光学系统和电路系统两部分组成,光学系统主要有光源、透镜和狭缝组成;电路部分有光电二极管探测器、放大器、波整形器等几部分组成。它的工作原理是利用光学系统读取条形码符号,由光电转换器将光信号转换成电信号,并通过电路系统对电信号进行放大和整形,最后以二进制脉冲信号输出给译码器。
        光电扫描器通常是一种有源系统。扫描器自身发出的一束光照射到符号上,然后测出该点的反射率,空(白条)比条(黑条)的反射光要强,因此由该点反射率的大小可区分条和空。
        扫描器聚光方式有照射聚光和接收聚光两种。
        照射聚光是通过严格的控制聚焦照射光束获得一个光点,这个光点的直径为扫描器的分辨率。而对反射光控制不十分严格,比照射光松散一些,通常把这种光源叫聚光照射.接收聚光是严格控制反射光，通过在接收器窗口上成像来获取一个光点，这个光点的直径为扫描器分辨率，在这种方式中，或者是照射器发出光或者是外界光较强地照射到符号上，扫描的感应区域是扫描经过条形码符号而获得的聚焦光点。通常把这种光源叫聚光接收器。
        符号的反射光直接被光电二极管探测器接收，并产生一个与接收光的强度成正比的微小电流，然后经过放电路将信号放大。当光点在符号上移动时(即扫描时)便可得到一个模拟电压。此模拟电压与扫描光点处的反光率成比，为了进一步区分条和空的界线，需将模拟电压经波整形器转换成矩形扫描器将整形后的矩形波输出给译码器，译码器便可解译成计算机可接收的数据。
        光电扫描器的种类很多，按其工作机理的不同分为以几类：
        固定光束扫描器指扫描动作是由条形码符号与扫描器的相对移动而产生的。
        移动光束扫描器是在扫描器内装一机电系统，当扫描器光束照射条形码符号时，通过转动或振动多边形棱镜实现自动扫描，而无需条形码符号与扫描器的相对移动.
        CCD扫描器采用了CCD(电荷耦合装置)元件实现电子自动扫描.
        普通光扫描器是指光源采用普通光.?
        激光扫描器是指光源采用激光照射。
        手持普通光式扫描器由于操作简便、价格便宜，因此使用较普遍。激光式扫描器由于具有较大的扫描景深，因此适用于工作距离较大的场合，但其价格较昂贵。CCD式扫描器阅读精度很高，对于不易接触的物品表面，如不平的塑料、玻璃纸、贵重物品、易损物品等均能方便地阅读。固定安装式扫描器常用于物品自动处理线上数据的自动采集。
        二、条形码译码器
        条形码阅读系统主要由两部分组成，即扫描器和译码器。这两个装置可以是独立的，且用电缆直接连续? 条形码译码器与计算机之间由电缆直接相连，且条形码译码器解译的数据直接发给计算机。在线式条形码译码器安装在固定的位置上，并且需要把条形码符号带到条形码译码器前进行阅读。
        便携式条形码阅读器由一个扫描器，一个译码器和数据存储器组成，且由电池供电，这种条形码译码器能将所采集的数据先存储于内部的数据存储器中，然后在适当的时候将数据传送给计算机。便携式条形码阅读器通常适用于将此装置带到符号前进行阅读的场合，如库清点。
        条形码译码器与计算机之间由电缆直接相连，且条形码译码器解译的数据直接发给计算机。在线式条形码译码器安装在固定的位置上，并且需要把条形码符号带到条形码译码器前进行阅读。
        便携式条形码阅读器由一个扫描器，一个译码器和数据存储器组成，且由电池供电，这种条形码译码器能将所采集的数据先存储于内部的数据存储器中，然后在适当的时候将数据传送给计算机。便携式条形码阅读器通常适用于将此装置带到符号前进行阅读的场合，如库清点。
        便携式条形码阅读器的存储芯片有两种类型? RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)。RAM主要用于数据的存取，在断电时，RAM中的数据随即消失，ROM是永久性的，它一般由厂家进行编程。便携式条形码阅读器几乎都有一定的编程功能，如果配上应用程序，此种阅读器将成为功能很强的专用设备。
        无线便携式条形码阅读器是近年研制成功的，它是通过无线电波进行数据传送的便携式阅读器。这种阅读器可将现场采集到的数据实时传给计算机。在这种无线连接的计算机端采用一控制器，可以在同一频率上与多台条形码译码器进行通信。
        评价条形码译码器的主要技术参数有 首读率和误码率
        条形码译码器的首读率越高，误码率越小，则阅读精度越好。
        三、条形码印刷设备-
        条形码印制技术是条形码技术应用中的一个重要环节，它直接影响着条形码阅读系统的阅读效果。
        用于条形码EP制的设备有很多，按其技术特点可分为机械类和电子类，如活版印刷、胶版印刷、滚筒印刷等属于机械类的印刷设备；热敏打印机，喷墨打印机等属于电子类设备。电子类印刷设备通常作微型计算机进行编程和控制也可以是制成一体的。下面我们主要介绍译码器部分。
        条形码译码器是将扫描输出的方波信号解译成计算机可接收的数据信号，并通过数据通信技术传输到相连的计算机上，组成条形码译码器的硬件电路主要包括以下几部分：
        1、数据输入接口电路，用于接收扫描器输出的脉冲数字信号。
        2、键盘输入接口电路，用于键盘输入数据及设置各种功能。
        3、译码电路，用于对接收的脉冲数字信号进行处理。
        4、数据输出接口电路，用于向计算机传输数据。
        5、显示及阅读成功指示电路? 这种印制方法可制造出高精度的条形码，其最窄元素可达0.08mm。但其成本较其它方法高一些，适合于小批量印制。
        4、点阵打印机 是一种计算机输出设备，用于打印各种硬拷贝文件。能打印中、低密度的条形码符号，适合于小批量印制。
        5、热敏打印机 具有印制图像质量高、速度快及成本低等优点，因此使用较为普遍。唯一不足之处是打印的条形码不易在高于60℃的环境存放或暴露在紫外光下长时间存放，所以，这种方法印制的条形码常限于室内使用。
        6、激光打印机 可以印制任意变化数据的条形码，并达到条的边缘清晰、条空对比度大，印制精度高，可印制高中密的条形码符号,其最窄元素宽可0.20mm。它是一种比较理想的条形码打印设备。
        7. 喷墨打印机   是由电脑控制的自动化打印设备，它适合于现场印制，具有印制方便、灵活等特点。
        8. 条形码轻印刷系统   是指由配有高功能条形码打印软件的微机来控制打印机进行条形码印制的系统、常用的打印机有点阵打印机、热敏打印机、激光打印机和喷墨打印机。此系统由于效率高、成本低、印制质量好，因此是一种很理想的条形码印刷系? 在一些保密系统中所使用的条形码可以做成人眼看不见的，或无法辨别条空的，这种条形码是采用特殊的化学涂料或滤光薄膜制做的。但对光电扫描器所发出的某种波长的光有较好光学特性，因而有较好的阅读效果。
        还有一种利用光的漫反射现象制做的条形码。总之，只要掌握条形码技术的内在联系可利用相关技术及各种涂料印制出适合各种用途的条形码符号。
        四、符号载体
        我们把用于直接印制条形码符号的物体叫符号载体。常见的符号载体有白纸、铜板纸、不干胶签纸、纸板木制品、塑料制品及金属制品等。不同的应用领域对符号载体的性能要求不同。一般要求符号载体要有一定的强度；有稳定的物理性能，在一定的温度和压力下，物理形态不会发生变化；有一定的几何尺寸和形状；有一定的涂料附着力并易干燥；有一定的光学特性，使印刷的条与空形成一定的光学对比度有些应用场合要求符号载体具有耐火等特殊性能。
 
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