
读码器,广义上指所有能够自动识别条码、二维码等符号并将其转换为可传输、处理的数据信号的设备。它利用光学成像和图像处理技术,捕捉符号图像,然后通过专门的解码算法“翻译”出其中包含的数字、字母等信息。
读码器的工作流程可以概括为四个步骤:
图像采集:读码器内置的摄像头(CMOS或CCD传感器)和照明系统(通常是LED灯)协同工作,照亮条码/二维码并拍摄一张清晰的数字图像。
图像预处理:采集到的原始图像可能存在模糊、畸变、光照不均、部分损坏等问题。读码器会通过算法进行灰度化、二值化、滤波、降噪等处理,增强图像质量,为解码做准备。
定位与解码:算法会扫描整个图像,寻找符合条码或二维码特征的区域(如二维码的三个定位图案“回”字形)。定位成功后,根据编码规则(如Code 128, QR Code, Data Matrix等)读取黑白模块的排列,并将其转换为二进制数据。
数据输出:解码得到的信息(如文本、网址、数字串)通过接口(如USB, RS-232, 网口)以键盘信号或通信协议的形式传输给连接的计算机、PLC或服务器。
根据技术原理和应用形态,读码器主要分为以下几类:
线性影像式读码器:
原理:通过发射一条激光束或一条线性LED光带,快速扫描条码,通过测量反射光的变化来解码。主要适用于一维条码。
特点:速度快、成本低、对高反光表面适应性强。但无法读取二维码(QR码、Data Matrix等)。
俗称:激光扫描枪。
面阵影像式读码器:
原理:采用摄像头拍摄整个视场内的图像,然后通过图像处理算法进行解码。可以同时读取一维码和二维码。
特点:功能强大,可读取各种码制(1D/2D)、OCR(字符)、测量、检测等。是目前的主流和发展方向。
俗称:工业相机、视觉读码器、二维码扫描器。
手持式读码器:需要人工操作,对准条码进行扫描。灵活方便,适用于零售、仓库盘点、票据处理等。
固定式读码器:固定安装在生产线、传送带、门禁等位置,自动读取移动物体上的条码。适用于工业自动化、物流分拣。
移动终端/ PDA:集成了读码功能的工业级手持计算机,带有操作系统,可运行定制化App,用于库存管理、快递配送等。
在日常交流中,“读码器”和“扫描枪”经常混用,但在技术领域,尤其是在工业应用中,它们有明确的区别:
| 特性 | 扫描枪 | 读码器 |
|---|---|---|
| 核心技术 | 多为线性影像(激光) 技术 | 多为面阵影像(图像式) 技术 |
| 读取能力 | 主要读取一维条码 | 可读取一维码、二维码、DPM码等 |
| 读取距离 | 通常较近 | 范围很广,从近景到超远距离都有对应型号 |
| 性能与价格 | 性能要求较低,价格相对便宜 | 性能强大(解码率、速度),价格较高 |
| 主要应用 | 零售、办公、简单仓储 | 工业自动化、物流分拣、质量追溯 |
| 通俗理解 | “专科医生”,擅长看一维码 | “全科医生”,什么码都能看,且能力更强 |
简单总结:所有扫描枪都可以算作读码器的一种,但“读码器”这个词通常特指功能更强大的影像式设备,尤其是在工业环境下。
在选择读码器时,需要关注以下核心参数:
分辨率:摄像头的像素数,影响读取精度。分辨率越高,能读取的条码模块越小。
景深:在条码尺寸固定的情况下,能够清晰对焦并成功读取的最近到最远距离范围。
读取速率/帧率:每秒能够拍摄并处理图像的次数。帧率越高,越适合高速运动的应用。
视场角:读码器能够“看到”的区域范围。大视场角可以覆盖更宽的传送带或一次性读取多个码。
解码能力:支持的一维码和二维码码制种类(如Code 39, Code 128, QR, Data Matrix等)。
接口类型:如何与上位机通信,常见的有USB, Ethernet(TCP/IP), RS-232等。
防护等级:特别是工业环境,需要关注IP等级(如IP65/IP67),表示防尘和防水能力。
照明系统:内置的照明方式(如红光、白光、红外光)对于读取不同材质、反光表面的条码至关重要。
物流与仓储:快递面单分拣、仓库出入库管理、托盘跟踪。
工业制造:生产线零部件追溯、产品序列号采集、质量管控(DPM码读取)。
零售与电商:商品结算、库存盘点、价格查询。
医疗与医药:药品追溯、病历管理、医疗器械跟踪。
食品饮料:生产日期批号记录、防伪溯源。
门禁与票务:电子门票验证、员工考勤、会议签到。
选择合适的读码器,需要回答以下几个问题:
读什么码? —— 是一维码还是二维码?是什么类型的码(QR, Data Matrix)?
码的尺寸和质量? —— 条码的模块大小(mil值)、打印质量、是否直接标记(DPM)。
读码距离和视野? —— 条码距离读码器有多远?需要覆盖多大的区域?
运动速度? —— 条码是静止的还是运动的?运动速度多快?
安装环境? —— 是室内、室外?有无水、油、灰尘、振动?是否需要防爆?
如何通信? —— 需要连接到PC还是PLC?用什么接口?
预算? —— 手持式、固定式、不同性能等级的价格差异很大。
例如:在高速传送带上读取微小且反光的金属件上的DPM二维码,就必须选择高性能的工业级固定式影像读码器,并可能需要配备特定的光源(如穹顶光)来消除反光。
希望这份详细的读码器知识梳理能对您有所帮助!