激光条码扫描器工作原理
超市条形码扫描原理
超市条形码扫描原理
超市条形码扫描原理是基于光学识别技术。
条形码是由一系列粗细不等的黑色和白色相间的线条组成，这些线条代表着不同的数字和字符。
当商品被放置在扫描设备上时，设备中的激光发射器会发射出一束红外激光。
这束光会通过一个透镜系统，形成一条薄薄的光线，然后照射到商品的条形码上。
条形码上的黑色线条会吸收光线，而白色空白区域会反射光线。
当光线照射到条形码上时，反射光线会被一个光电元件接收。
光电元件中的光敏元件会将光信号转换成电信号。
接收到的电信号会通过电路处理，将信号转换为数字信息。
这些数字信息会被解码器识别，然后与商品数据库中的信息进行匹配。
通过匹配与商品数据库中的信息，超市的收银系统可以获取有关商品的各种信息，如商品名称、价格等。
之后，计算机会自动将商品信息添加到购物车中，并进行计算。
总结起来，超市条形码扫描原理是将光线照射到条形码上，通过光电元件将光信号转换成数字信息，并使用解码器将其与商品数据库中的信息匹配，从而实现商品的识别和计算。
条码扫描仪原理
条码扫描仪原理一、光学原理：光学原理是条码扫描仪的核心工作原理之一。
条码扫描仪内置了一种激光光源或LED光源，通过发射出的光束照射到待扫描的条码上。
条码上的黑白条纹会吸收或反射光线，形成不同的光反射率。
扫描仪将扫描到的光线反射率信息转化为电信号，并通过图像传感器获取条码的图像信息。
然后，使用图像处理算法将条码的图像信息处理成数字信号，再通过解码技术将数字信号转化为条码含义。
二、图像处理原理：图像处理原理是条码扫描仪内置的另一个重要原理。
图像处理是指将获取到的条码图像进行处理、分析和识别的过程。
扫描仪内置的图像传感器会将所获取到的条码图像信息转化为数字信号，并通过特定算法进行图像处理。
通过对图像进行增强、二值化、去噪、边缘提取等处理，可以得到清晰的条码图像信息，从而提高识别的准确性和可靠性。
三、解码原理：解码原理是将图像处理得到的数字信号进一步解码成条码含义的过程。
扫描仪内置的解码技术，可以将数字信号解析为具体的条码数据。
解码原理主要包括解码算法和解码库。
解码算法根据不同的条码格式，采用不同的解码算法。
解码库则是存储了多种条码格式的解码规则和算法，用于识别各种常见的条码类型，如一维码、二维码等。
通过解码原理，条码扫描仪可以准确地将数字信号解码为条码含义，并输出给用户。
四、传输原理：传输原理是指条码扫描仪将解码后的条码信息传输给计算机或其他设备的过程。
条码扫描仪通过USB、蓝牙、无线等传输方式，将解码后的条码信息发送给计算机或其他终端设备。
传输原理保证了条码扫描仪与计算机之间的数据交互，实现了条码信息的传输和处理。
通过光学原理、图像处理原理、解码原理和传输原理的共同作用，条码扫描仪可以准确地获取、处理和识别条码信息，实现条码的自动识别和数据采集。
条形码扫描仪简介
1 绪论条码扫描器，又称为条码阅读器、条码扫描枪、条形码扫描器、条形码扫描枪及条形码阅读器。
它是用于读取条码所包含信息的阅读设备，利用光学原理，把条形码的内容解码后通过数据线或者无线的方式传输到电脑或者别的设备。
广泛应用于超市、物流快递、图书馆等扫描商品、单据的条码。
条码扫描器通常也被人们称为条码扫描枪/阅读器，是用于读取条码所包含信息的设备，可分为一维、二维条码扫描器。
条码扫描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。
扫描枪的基本工作原理为：由光源发出的光线经过光学系统照射到条码符号上面，被反射回来的光经过光学系统成像在光电转换器上，经译码器解释为计算机可以直接接受的数字信号。
除一、二维条码扫描器分类，还可分类为：CCD、全角度激光和激光手持式条码扫描器。
普通的条码阅读器通常采用以下四种技术：光笔、CCD、激光、影像型红光。
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。
缺点：使用光笔会受到各种限制，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；光笔的首读成功率低及误码率较高。
激光扫码原理
激光扫码原理
激光扫码是一种常见的条形码扫描方式，它利用激光束扫描条形码上的黑白条纹，通过计算机处理得到条形码所代表的信息。
激光扫码技术已经广泛应用于商业、物流、医疗等领域，成为现代社会不可或缺的一部分。
激光扫码的原理是利用激光束扫描条形码上的黑白条纹，通过反射光的强弱来识别条形码的编码。
激光束从扫描头发出，经过透镜聚焦成一束光点，然后照射到条形码上。
当激光束照射到黑白条纹时，黑色条纹会吸收激光光线，白色条纹则会反射激光光线。
通过光电传感器检测反射光的强弱，就可以得到条形码的编码信息。
激光扫码技术具有高速、高精度、高可靠性等优点，可以快速读取条形码上的信息，大大提高了工作效率。
同时，激光扫码技术还可以读取不同类型的条形码，如一维码、二维码、QR码等，具有很强的通用性。
除了商业领域，激光扫码技术还被广泛应用于物流、医疗等领域。
在物流领域，激光扫码技术可以快速读取货物上的条形码，实现快速分拣和配送。
在医疗领域，激光扫码技术可以快速读取病人的医疗信息，提高医疗服务的效率和质量。
激光扫码技术是一种高效、精准、可靠的条形码扫描方式，已经成
为现代社会不可或缺的一部分。
随着科技的不断发展，激光扫码技术也将不断升级和完善，为人们的生活带来更多的便利和效率。
条码扫描器原理之系统组成
条码扫描器原理之系统组成条码符号是图形化的编码符号，对条码符号的识读就是要借助一定的专用设备，将条码符号中含有的编码信息转换成计算机可识别的数字信息。
从系统结构和功能上讲，条码扫描器原理之系统由扫描器系统、信号整形、译码三部分组成。
●扫描系统由光学系统及探测器即光电转换器件组成，它完成对条码符号的光学扫描，并通过光电探测器，将条码条空图案的光信号转换成为电信号。
●信号整形部分由信号放大、滤波、波形整形组成，它的功能在于将条码的光电扫描信号处理成为标准电位的矩形波信号，其高低电平的宽度和条码符号的条空尺寸相对应●译码部分一般由嵌入式微处理器组成，它的功能就是对条码的矩形波信号进行译码，其结果通过接口电路输出到条码应用系统中的数据终端2.1 光源对于一般的条码应用系统，条码符号在制作时，条码符号的条空反差均针对630nm附件的红光而言，所以条码扫描器的扫描光源应该含有较大的红光部分。
扫描器所选用的光源种类很多，主要有半导体光源、激光光源。
2.1.1 半导体发光二极管半导体发光二极管又称为发光二极管，它实际上就是一个由P型半导体和N型半导体组合而成的二极管。
当在P-N结上施加正向电压时发光二极管就发出光来。
2.1.2 激光器半导体激光器功率一般在3～5nm，与其它光源相比，有独特的性质：●有很强的方向性●单色性和相干性极好●可获得极高的光强度，激光条码扫描器采用的都是低功率的激光二极管2.2 光电转换接收器接收到的光信号需要经光电转换器转换成电信号。
扫描器的信号频率为几十千赫到几百千赫，一般采用硅光电池、光电二极管、光电三极管作为光电转换器件。
2.3 放大、整形与计数为了得到较高的信噪比，通常都采用低噪声的分立元件组成前置放大电路来低噪声地放大信号。
由于条码条码印刷时的边缘模糊性，更主要是因为扫描光斑的有限大小和电子线路的低通特性，将使得到的信号边缘模糊，通常称为“模拟电信号”，这种信号还须经整形电路尽可能准备地将边缘恢复出来，变成通常所说的“数字信号”。
扫码枪工作原理
扫码枪工作原理
扫码枪是一种电子设备，用于扫描条形码或二维码，并将其转换为数字信号。
它的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 发射光束：扫码枪内部有一个激光发射器或LED光源，会发射出一束光线。
2. 扫描条码：当光线照射到条形码或二维码上时，光线会被条码上的黑白条纹或图像反射或吸收。
3. 接收反射光：扫码枪上有一个光电元件（CCD或光电二极管），用于接收反射回来的光线。
4. 转换为电信号：光电元件将接收到的光线转换成电信号，该信号的强弱与条码上的黑白条纹或图像有关。
5. 解码处理：内部的解码芯片对电信号进行解码和处理，将条码所代表的数字信息转换出来。
6. 输出结果：解码成功后，扫码枪将转换后的数字信息发送到连接设备（如电脑、收银机）上，以供后续处理或显示。
需要注意的是，不同类型的扫码枪可能使用不同的光源、光电元件和解码芯片，但基本的工作原理大致相同。
这种工作原理使得扫码枪能够快速、准确地读取条形码和二维码，提高了工作效率和便利性。
条形码扫描器的工作原理
条形码扫描器的工作原理
条形码扫描器的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 发射激光：条形码扫描器内部装有一个发射激光的光源，通常是红色激光。
当用户将扫描器对准条形码时，发射激光会被打开。
2. 扫描条形码：激光被发射出后，会形成一个细长的光线。
用户将扫描器的光线沿着条形码进行扫描。
3. 接收反射光：条形码上的黑白线条会对激光光线造成反射，白线条会反射大部分光线，而黑线条会吸收大部分光线。
扫描器中的光电二极管或摄像头会接收到反射光。
4. 转化为电信号：光电二极管或摄像头接收到反射光后，会将光信号转换成相应的电信号。
5. 解码条形码：通过解码芯片，将电信号转换为数字信号。
解码芯片会识别条形码上的黑白线条的模式，并将其转化为相应的数字或字符信息。
6. 输出数据：最后，解码芯片将数字或字符信息发送给计算机或连接的设备，可以显示在计算机屏幕上或者保存到计算机中。
通过这些步骤，条形码扫描器可以实现快速准确地读取条形码上的信息。
条码识别与扫描原理
识别原理要将按照一定规则编译出来的条形码转换成有意义的信息，需要经历扫描和译码两个过程。
物体的颜色是由其反射光的类型决定的，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，所以当条形码扫描器光源发出的光在条形码上反射后，反射光照射到条码扫描器内部的光电转换器上，光电转换器根据强弱不同的反射光信号，转换成相应的电信号。
根据原理的差异，扫描器可以分为光笔、红光CCD、激光、影像四种。
电信号输出到条码扫描器的放大电路增强信号之后，再送到整形电路将模拟信号转换成数字信号。
白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同。
主要作用就是防止静区宽度不足。
然后译码器通过测量脉冲数字电信号0，1的数目来判别条和空的数目。
通过测量0，1信号持续的时间来判别条和空的宽度。
此时所得到的数据仍然是杂乱无章的，要知道条形码所包含的信息，则需根据对应的编码规则（例如：EAN-8码），将条形符号换成相应的数字、字符信息。
最后，由计算机系统进行数据处理与管理，物品的详细信息便被识别了。
扫描原理条形码的扫描需要扫描器，扫描器利用自身光源照射条形码，再利用光电转换器接受反射的光线，将反射光线的明暗转换成数字信号。
不论是采取何种规则印制的条形码，都由静区、起始字符、数据字符与终止字符组成。
有些条码在数据字符与终止字符之间还有校验字符。
▲静区：静区也叫空白区，分为左空白区和右空白区，左空白区是让扫描设备做好扫描准备，右空白区是保证扫描设备正确识别条码的结束标记。
为了防止左右空白区（静区）在印刷排版时被无意中占用，可在空白区加印一个符号（左侧没有数字时印<；号，右侧没有数字时加印>；号）这个符号就叫静区标记。
主要作用就是防止静区宽度不足。
只要静区宽度能保证，有没有这个符号都不影响条码的识别。
▲起始字符：第一位字符，具有特殊结构，当扫描器读取到该字符时，便开始正式读取代码了。
▲数据字符：条形码的主要内容。
▲校验字符：检验读取到的数据是否正确。
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激光条码扫描器工作原理
激光条码扫描器由于其独有的大景深区域、高扫描速度、宽扫描范围等突出优点得到了广泛的使用。
另外，激光全角度激光条码扫描器由于能够高速扫描识读任意方向通过的条码符号，被大量使用在各种自动化程度高、物流量大的领域。
激光条码扫描器由激光源、光学扫描、光学接收、光电转换、信号放大、整形、量化和译码等部分组成。
下面将详细讨论这些组成部分。
（一）激光源
采用MOVPE（金属氧化物气相外延）技术制造的可见光半导体激光器具有低功耗、可直接调制、体积小、重量轻、固体化、可靠性高、效率高等优点。
它一出现即迅速替代了原来使用的He－Ne激光器。
半导体激光器发出的光束为非轴对称的椭圆光束。
出射光束垂直于P－W结面方向的发散角Ｖ⊥≈30°，平行于结面方向的发散角Ｖ‖≈10°。
如采用传统的光束准直技术，光束会聚点两边的椭圆光斑的长、短轴方向将会发生交换。
显然这将使扫描器只有小的扫描景深。
Jay M.Eastman等提出采用图3所示的光束准直技术，克服了这种交换现象，大大地提高了扫描景深范围。
这种椭圆光束只能应用在单线激光扫描器上。
布置光路时，应让光斑的椭圆长轴方向与光线扫描方向垂直。
对于单线激光条码扫描器，这种椭圆光斑由于对印刷噪声的不敏感性，将比下面所说的圆形光斑特性更好。
对于全角度条码激光条码扫描器，由于光束在扫描识读条码时，有时以较大倾斜角扫过条码。
因此，光束光斑不宜做成椭圆形。
通常都将它整形成圆形。
目前常用的整形方案是在准直透镜前加一小圆孔光阑。
此种光束特性可用小孔的菲涅耳衍射特性来很好地近似。
采用这种方案，对于标准尺寸UPC条码，景深能做到大约250mm到300mm。
这对于一般商业POS 系统已经足够了。
但对如机场行李输送线等要求大景深的场合，就显得不够了。
目前常用的方案是增大条码符号的尺寸或使组成扫描图案的不同扫描光线会聚于不同区域形成“多焦面”。
但是更有吸引力的方案是采用特殊的光学准直元件，使通过它的光场具有特殊的分布从而具有极小的光束发散角，得到较大的景深。
（二）光学扫描系统
从激光源发出的激光束还需通过扫描系统形成扫描线或扫描图案。
全角度条码激光条码扫描器一般采用旋转棱镜扫描和全息扫描两种方案。
全息扫描系统具有结构紧凑、可靠性高和造价低廉等显著优点。
自从IBM公司在3687型扫描器上首先应用以来得到了广泛的应用，且不断推陈出新。
可以预料，它所占的市场份额将会越来越大。
旋转棱镜扫描技术历史较悠久，技术上较成熟。
它利用旋转棱镜来扫描光束，用一组折叠平面反射镜来改变光路实现多方向的扫描光线。
目前使用较多的MS－700等扫描器产品还使旋转棱镜不同面的楔角不同而形成一个扫描方向上有几条扫描线。
由多向多线的扫描光线组成一个高密度的扫描图案。
这种方法可能带来的另一个好处是可使激光辐射危害减轻。
全角度扫描这个概念最早是为了提高超级市场的流通速度而提出的，并设计了与之相应的UPC条码。
对于UPC码两个扫描方向的“X”扫描图案就已能实现全角度扫描。
随着扫描技术的发展，条码应用领域的拓宽以及提高自动化程度的迫切需要，现在正在把全角度扫描这个概念推广到别的码制，如39码、交插25码等。
这些码制的条码高宽比较小，为了实现全角度扫描将需要多得多的扫描方向数。
为此除旋转棱镜外还将需要增加另一个运动元件，例如旋转图4中的折叠平面镜组等。
手持单线扫描器由于扫描速度低、扫描角度较小等原因，能用来实现光束扫描的方案就很多。
除采用旋转棱镜、摆镜外，还能通过运动光学系统中的很多部件来达到光束扫描。
如通过运动半导体激光器、运动准直透镜等来实现光束扫描。
而产生这些运动的动力元件除直流电
机外，还可以是压电陶瓷和电磁线圈等。
这些动力元件具有不易损坏、寿命长和使用方便等优点，估计亦将会得到一定的应用。
（三）光接收系统
扫描光束射到条码符号上后被散射，由接收系统接收足够多的散射光。
在激光全角度激光条码扫描器中，普遍采用回向接收系统。
在这种结构中，接收光束的主光轴就是出射光线轴。
这样，散射光斑始终位于接收系统的轴上。
这种结构的瞬时视场极小，可以极大地提高信噪比，还能提高对条码符号镜面反射的抑制能力，并且对接收透镜的要求亦很低。
另外，它还能使接收器的敏感面较小。
高速光电接收器敏感面积一般都不大，而且小敏感面积的接收器成本亦较低，所以这一点也是很重要的。
它的缺点是当扫描光束位于扫描系统各元件边缘时要产生渐晕现象。
除了从结构上采取措施尽量减小渐晕外，还应舍弃特性太差的扫描角度。
全角度激光条码扫描器中还普遍采用光学自动增益控制系统，使接收到的信号光强度不随条码符号的距离远近而改变。
这可以缩小信号的动态范围，有利于后续处理。
手持枪式激光条码扫描器具有扫描速度较慢、信号频率较低等特点。
而低响应频率的接收器如硅光电池具有较大的敏感面积，并且这低频系统也容易达到较高的信噪比。
因此，除可采用上述回向接收方案外还可以采取别的方案。
例如可利用半导体激光器的易调制性，将出射激光束以某一较高频率调制。
而后，在电信号处理时再采用同步接收放大技术取出条码信号。
只要调制频率远大于条码信号频率，它所带来的条码宽度误差将可忽略不计。
同步接收技术具有极高的抑制噪声能力，因此就不一定采用回向接收结构。
这样就会给光学接收系统的安排上带来相当的灵活性。
利用这种灵活性就能使识读器某些方面的性能得以提高。
例如在回向接收方案中，运动元件亦是接收系统的组成部分，要求它具有一定的孔径大小以保证接收到足够多的信号光。
但是，如果运动元件仅仅起扫描出射光束的作用，就可以做得很小。
显然小的运动元件无论对于选择动力元件还是提高寿命、可靠性都是极为有利的。
（四）光电转换、信号放大及整形
接收到的光信号需要经光电转换器转换成电信号。
全角度激光条码扫描器中的条码信号频率为几兆赫到几十兆赫。
这么高的信号频率要求光电转换器使用具有高频率响应能力的雪崩光电二极管(APO)或PIN光电二极管。
全角度激光条码扫描器一般都是长时间连续使用，为了使用者安全，要求激光源出射能量较小。
因此最后接收到的能量极弱。
为了得到较高的信噪比（这由误码率决定），通常都采用低噪声的分立元件组成前置放大电路来低噪声地放大信号。
手持枪式激光条码扫描器的信号频率为几十千赫到几百千赫。
一般采用硅光电池、光电二极管和光电三极管作为光电转换器件。
手持枪式激光条码扫描器出射光能量相对较强，信号频率较低，另外，如前所说还可采用同步放大技术等。
因此，它对电子元器件特性要求就不是很高。
而且由于信号频率较低，就可以较方便地实现自动增益控制电路。
由于条码印刷时的边缘模糊性，更主要是因为扫描光斑的有限大小和电子线路的低通特性，将使得到的信号边缘模糊，通常称为“模拟电信号”。
这种信号还须经整形电路尽可能准确地将边缘恢复出来，变成通常所说的“数字信号”。
同样，手持枪式扫描器由于信号频率低，在选择整形方案上将有更多的余地。
从上面所说的情况中，我们可以看到高信号频率带来了技术上的很大困难和成本上的提高。
对于具有一定识读能力的全角度激光条码扫描器，它的数据率R 正比于
n/(H×Cosα-W×sinα)。
其中，n为扫描方向数，H、W分别为条码符号的高度、宽度，α为条码符号相对扫描图案处于最不利于扫描识读时的角度值，对于各扫描线均匀分布的情况
α=π/2n，如n=2 时α为45°由这个式子我们可估算对于UPC码，如果采用扫描左半部和右半部并进行拼接的方案，n为3时数据率最低，对于完全贯穿整个条码才识读的方案，n 为5时数据率将最低。
在设计扫描系统时需对此予以考虑。
另外，也可以采用低速的扫描模块组合成一个阵列来达到全角度高速扫描条码的性能。
显然，这种方案较宜应用于流水线场合中。
（五）译码
整形后的电信号经过量化后，由译码单元译出其中所含信息。
全角度激光条码扫描器由于数据率高，且得到的绝大多数为非条码信号和不完整条码信号，译码器需要有自动识别有效条码信号的能力。
因此它对译码单元的要求高得多，要求译码单元具有极高的数据处理能力和极大的数据吞吐量。
目前普遍采用软、硬件紧密结合的方法。
对于UPC、EAN码，译码器还要有左、右码段自动拼接功能。
不过这种拼接可能将来自两个不同条码的左半部和有半部拼接起来。
奇偶性和校验位并不能保证这种情况一定不会发生。
随着扫描技术的发展，扫描器扫描方向数的增多和扫描速度的提高，这种码段拼接功能就显得不是非常必要了。
不少公司的产品都提供一个开关让用户自己来取舍这个功能。