条码扫描器和基础技术

上个世纪的技术革新给我们带来的许多礼物之一就是条形码的产生。它们经常作为物理和在线内容之间的桥梁。条码和它们各自的扫描器之间的伙伴关系使许多行业能够促进数据库和现实世界之间的信息传输。作为消费者，我们甚至在从几乎任何商店购买物品、去健身房、在餐馆吃饭，甚至在上班打卡时都能感受到条形码的积极作用。在这篇博文中，我们将探讨条形码中存储和读取的数据背后的技术。

今天的博文由世星科技--加拿大领先的激光技术设计师赞助。

究竟什么是条码？

条形码可以被描述为信息编码模式，被创造出来供机器读取和解释，以提高其使用范围内的效率和生产力。对我们来说，它们看起来像一堆平行线或方块，中间有白色的空间，然而，它们是非常有效的数据容器。不同类型的条形码格式使它们能够实现不同的功能。例如，线性码，或单维条码，在编码数据经常变化时使用较多，因为这些数据与数据库相联系。二维条码在需要容纳其他类型的数据时使用，因为一维条码只能用字母和数字进行编码。

 

图1：构成机器可读条码的最常见的图案类型。图片来源：康耐视

条形码类型
 

一维条码的结构是通过可变宽度的线条在白色空间和黑色线条的宽度之间创造比例。这些类型的代码可以包含多达85个不同的字符，这是一个相对较小的信息量。这种条形码只限于容纳字母数字信息。一些这类条形码甚至有一个防护图案--在条形码的边缘和中间有两条较高的线--这标志着条形码在被扫描仪读取时已经开始和结束。安静区（线条之间的白色空间）与防护图案一起工作，以确保代码被准确读取。线性条码是一维条码的一种类型--有许多种！其中最常见的是一维条码！

最常见的一维条码之一是UPC（通用产品代码）。这种线性条形码由实际的条形码和12位的UPC号码组成。前11位数字描述物品和制造商的标识，而最后一位数字，即校验位，允许扫描仪 "检查 "条形码是否被正确扫描。

 

图2：带有标记区域的二维码示意图。图片来源：康耐视

人们可以很容易地将二维码描述为条形码的更细微的替代物。二维条码，如QR码，在两个维度上对其信息进行编码：垂直和水平，这允许更高的数据存储容量。相对于一维条码的纯文本数据限制，图像或网络地址可以保存在这些代码中。二维条码的数据经过三次编码，作为一个防错系统，使代码有更高的机会被准确读取。

 

主要收获 

一维条码只能包含字母数字数据（即字母和数字）。
二维条码可以存储图像、声音、网址和其他二进制数据。
很难对这些类型的条码进行整体排名，因为它们被用于各种不同的应用。
一维条码必须与数据库存储连接才能产生有意义的数据。

什么是条形码扫描仪？

在操作上，条形码扫描仪向条形码发射一束光并测量反射的光量。同样的反射和捕获的光被转化为电能，然后被解码以被计算机理解。与条形码一样，扫描器也倾向于为不同的应用提供不同的类型。行业需求要求扫描仪具有不同的规格，以满足不同的阅读距离或工作容量需求，例如。

人们还必须承认，存在着使用不同技术的扫描仪。例如，在图像处理技术下操作的基于图像的扫描仪是存在的! 由于硬件和软件的图像处理能力的提高，它们也可能在未来变得更加普遍。
 

最常见的使用中的条码扫描器

激光扫描器
激光扫描器是具有照明系统、传感器和解码器的设备，可以捕捉到条形码中的信息。激光器将一束光射入扫描镜，一次扫描条形码的一个部分，同时传感器接收反射的光。接下来，进入传感器的光通过光电二极管变成模拟信号，然后变成数字信号，准备进行解释。条形码的白色区域反射大部分光线，而黑线则倾向于吸收光线。不幸的是，激光扫描仪无法读取二维码，而二维码正越来越多地被用于大多数行业中。了解了这种类型的扫描器的过程，就能对现有的其他条码扫描器有一个初步的了解。

作为说明，大多数其他类型的条码扫描器的操作原理与激光扫描器相同。为了给你一个概念：笔和笔杆条码扫描器在笔尖上含有光源和光电二极管。槽式扫描仪包含机器内的红外光源，而反射光则在同一台机器内捕获。这些过程非常相似。
 

图3：激光扫描器图，包含各自的要素。图片来源：康耐视 
 

基于摄像头的扫描仪
 

基于摄像头的扫描仪采用阵列式传感器，类似于数码相机中的传感器，以捕获所扫描的条码图像。然后，它被一个运行复杂的图像捕捉和解码软件的微处理器解码。基于相机的扫描器往往在低质量的条形码上产生更好的结果。传统的激光扫描仪在条形码损坏、低对比度等情况下会产生不准确的结果。这些基于图像的扫描仪背后的软件通过不同的镜头选项来操纵图像的分辨率，总体上允许更高的读取率。这些扫描仪还可以同时读取一维和二维条码，而激光扫描仪只能扫描单维条码。
 

总结

有了这篇文章作为对条形码及其各自扫描仪背后的科学的简要介绍，你可以走进任何一家杂货店，并确切地知道价格是如何出现在屏幕上的。条形码和条形码扫描器的存在使普遍行业的企业达到了更高的效率和组织水平，如果没有这些小的数据容器，是不可能的。我们很可能看到激光扫描仪不再存在，因为它们被证明有点过时了。幸运的是，这只会为更多的创新提供空间。