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条码扫描仪的演变

条码扫描仪是一项较早的技术,最初原型设计来源于 20 世纪 50 年代的电影音响系统。但从那时到现在,其功能和技术已经有了很大提升,应用和用例也不断丰富和发展。了解条码扫描仪如何成为自动化的基础,以及最新技术如何持续提升各行业的生产流程。
Laser barcode scanner next to barcode innovations

关键要点 

以下是有关条码扫描仪发展与影响的要点:

  • 条码扫描仪已经从最初用电影音响技术实现的原型,发展为推动自动化的先进系统。
  • 条码和条码扫描仪有许多种类型,应用场景各异。
  • 诸如高动态曝光增强 (HDR+) 等创新技术,正在提升现代条码扫描仪的用户体验。

扫描仪的发展史

最早的一种读码器由旧式 DeForest 电影音响系统改造而成。光敏管可检测光线变化并将其转换为数字,而非电影对白音频。

20 世纪 60 年代早期,铁路部门曾尝试使用铁路货车上的彩色条编码 10 位数字,然后使用彩色灯光和强度检测传感器进行解码。虽然这个系统未取得商业上的成功,但后来迭代为利用新研发的激光投射光线来解码黑白条码的技术。便于移动的激光可不断扫描条码并解码,并因此诞生了术语“条码扫描仪”。

条码扫描仪的主要组成部分

一般来讲,条码扫描仪包含三个基本部件:光源,用于检测从条码反射回来的光变化的传感器,以及可将这些变化转换为能够供销售点系统或企业资源规划 (ERP) 软件使用的数据的解码器。

很长时间以来,条码扫描技术仅能扫描那些由粗细黑色线条排列组成的常见一维 (1D) 线性条码,限制了条码的发展。一维条码可以视为一种光学摩尔斯电码,用窄线和宽线代替点和破折号。通常,它们是由激光扫描仪读取的,使用电子控制的镜面或棱镜让激光束水平扫描黑线。激光扫描仪可以是固定的也可以是手持的,而且仍在广泛使用。部分手持式激光扫描仪也称为“RF 枪”或“RF 扫描仪”,这不是指它们的扫描方式,而是它们传输生成的数据的方式——使用射频信号的传输。

Laser scanner - iStock-170998531.jpg

20 世纪 70 年代,固定式光栅扫描仪使用激光和组合镜面生成二维图案,可以从任意角度读取一维条码。这种扫描仪在杂货店收银台仍然很常见。

CCD 和二维码的推出

20 世纪 90 年代,电荷耦合器件 (CCD) 扫描仪使用芯片上的光敏元件作为一维相机来采集条码信息。它们比激光扫描仪便宜,并且成功地在市场上成为后者的竞争对手。但这项技术在 21 世纪以后更具意义,因为便宜、更强大的芯片可实现二维 (2D) 阵列,从而读取二维码。二维码在更小面积内可以存储远比一维条码多的信息。但是,二维固定式光栅扫描仪只能读取有限类型的二维码。

对基于图像的读码器的需求

医疗保健、物流和零售等行业非常依赖二维码的高信息密度,这推动了现在的读码器市场,以及对二维成像仪或基于图像的读码器的需求。各种高分辨率 CCD 和辅助性金属氧化物半导体 (CMOS) 相机(包括固定式手持式),配备了精密复杂的嵌入式处理器,改变了物流和供应链的管理。

各类基于图像的读码器会记录图像,然后运行图像处理算法来检测一维条码和二维码。它们还可以读取通过点刻或激光蚀刻,标记在医疗器械、汽车零件和其他耐用商品上的直接部件标识 (DPM) 二维码。

棘手的二维码
二维 DPM 条码的示例。

读取时可对条码图像进行采集和保存,从而便于事后分析“无法读取”或“错读”原因。检查这些图像可以帮助确定原因,例如打印头堵塞、标签遗漏或者光线不足。收集性能反馈以改进流程的能力是使用基于图像的技术的显著优势。

条码扫描仪的持续演变

多项新技术也正在改变条码的读取模式。高动态范围 (HDR) 技术的出现提高了图像质量,高速液态镜头则可优化景深,而配置有多个图像传感器的读码器可以提升不同位置下条码的定位和读取能力。

Introduction To Barcode Reading | English

Introduction to Industrial Barcode Reading 

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最后修改日期2025/06/16

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