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1、 学年论文（课程论文、课程设计）题目： 手持式条形码扫描仪 作者： 张静 所在学院： 机械工程学院 专业年级： 设计09-1班 指导教师： 许燕 职称：副教授 2013 年 1 月 10 日摘要手持式扫描仪是通过扫描一维码与二维码等条码信息，对商品信息进行标识和用户化管理的仪器，可广泛应用于零售业，物流运输业、文件追踪、药房、医疗业、仓储管理和办公自动化等领域，如我们较为熟悉的超市、物流快递、图书馆等商品、单据条码的扫描。一般的扫描仪是利用光学原理，由光源发出的光线经过光学系统照射到条形码符号上面，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，最终通
2、过数据线或者无线的方式传输到电脑或者其它设备上，实现批量高效工作，以减轻相关人员劳动强度。在互联网高速发展的现代，计算机技术的运用越来越得到各个领域的重视，条形码扫描仪也更具有它的生存发展空间。在消费水平和消费总量如此之高的现代，条形码的规范和适用已经成为大规模商品编码和识别的大势所趋，条形码扫描仪的广泛使用也是不可避免的趋势。激光条码扫描器由于其独有的大景深区域、高扫描速度、宽扫描范围等突出的方便、快捷、高效等优点得到了广泛的使用，常常与各类专门软件配合，成为现代商业、管理行业非常重要的工具，往往能够提高工作效率，增减少工作强度，保证工作准度。而手持式激光条形码扫描仪更具有灵活性，因此，本文
3、的重点研究的是手持式激光条形码扫描仪的造型设计。关键词：手持式；激光；扫描仪；造型设计目录1 绪论12 条码扫描仪的现状22.1 条码扫描仪的分类22.1.1 按技术分类22.1.2 按工作特点分类32.1.3 按可扫描条码类型分类32.1.4 按常用类型分42.1.5 其他分类52.2 条码扫描仪的应用范围52.2.1 零售业52.2.2 物流运输业52.2.3文件追踪52.2.4 药房52.2.5 医疗业52.2.6 仓储管理63 手持式激光条形码扫描仪73.1 激光条码扫描仪的工作原理73.2 激光条码扫描仪的分类73.3 激光条码扫描仪的优缺点83.4 激光条码扫描仪的选择84 产品调
4、查84.1 产品的主要功能84.1.1 扫描功能84.1.2 储存功能84.1.3 盘点功能94.1.4 清空数据功能94.1.5 无线功能94.2 产品的辅助功能94.3 现有产品的造型特点94.4 产品的主要部件94.4.1 激光源94.4.2 光学扫描系统104.4.3光接收系统104.4.4 光电转换、信号放大及整形114.4.5译码114.5 产品造型的设计要求与限制条件125 方案分析与设计125.1 设计任务125.2 设计方案简图125.3选择原因分析1911 绪论在商品化程度如此之深和大规模生产如此之大的当今社会，规模化管理方式和计算机运用越来越受到重视，被应用于各个领域，实
5、现批量高效工作，以提高工作效率、减少工作强度、保证工作精度，因此，条码扫描仪的广泛使用越来越成为社会的趋势，它能够集中、快速、方便地扫描条码信息，对条码信息进行标识和管理，已经被广泛应用于零售业、物流运输业、文件追踪、药房、医疗业、仓储管理和办公自动化等领域，为现代化的发展和全球化的发展起到了重要的作用。因此，有必要对条码扫描仪做一个整体的了解，并从中吸取到有利于设计创造的因素，为条码扫描仪的发展和扫描技术的应用慢慢探索道路。在日常生活中，笨重、庞大的产品已经逐渐被淘汰，轻巧、方便的商品愈来愈受到欢迎，条码扫描仪也是如此。条码扫描仪由于其本身的功能原理，需要的体积就不是很大，重量也不是很重，因
6、此，其便携化和轻巧化的特点是很容易实现的。而且，在日常生活中，我们能够轻易接触到手持式条形码扫描仪的工作情景，除了特殊的工作场合如大型超市等用的是固定式的条形码扫描仪，大部分的商场和工作环境下，手持式可移动的条形码扫描仪是更为可取的选择。另外，随着科学技术的发展，激光技术已经达到了成熟，它的精确度和应用广泛度已经得到了大部分人的认可，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。因此，本文重点观众手持式激光条形码扫描仪的市场研究与设计，但也会对条形码扫描仪的整体概况做一个分析。2 条码扫描仪的现状2.1 条码扫描仪的分类2.1.1 按技术分类条码扫描仪
7、按照技术分大致可分为三种：光笔、CCD、激光。A.光笔：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
8、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。B.CCD阅读器：CCD为电子耦合器件（Chargcoupledevice），比较适合近距离和接触阅读，它的价格没有激光阅读器贵，而且内部没有移动部件。CCD阅读器使用一个或多个LED，发出的光线能够覆盖整个条码，条码的图像被传到一排光上，被每个单独的光电二激管采样，由邻近的的探测结果为“黑”或“白
9、”区分每一个条或空，从而确定条码的字符，换言之，CCD阅读器不是注意的阅读每一个“条”或“空”，而是条码的整个部分，并转换成可以译码的电信号。优点：与其它阅读器相比，CCD阅读器的价格较便宜，但同样有阅读条码的密度广泛，容易使用。它的重量比激光阅读器轻，而且不象光笔一样只能接触阅读。缺点：CCD阅读器的局限在于它的阅读景深和阅读宽度，在需要阅读印在弧型表面的条码（如饮料罐）时候会有困难；在一些需要远距离阅读的场合，如仓库领域，也不是很适合；CCD的防摔性能较差，因此产生的故障率较高；在所要阅读的条码比较宽时，CCD也不是很好的选择，信息很长或密度很低的条码很容易超出扫描头的阅读范围，导致条码不
10、可读；而且某些采取多个LED的条码阅读器中，任意一个的LED故障都会导致不能阅读；大部分CCD阅读器的首读成功率较低且误码机率高。C.激光枪：激光扫描仪是各种扫描器中价格相对较高的，但它所能提供的各项功能指标最高，因此在各个行业中都被广泛采用。激光扫描仪的基本工作原理为：手持式激光扫描仪通过一个激光二极管发出一束光线，照射到一个旋转的棱镜或来回摆动的镜子上，反射后的光线穿过阅读窗照射到条码表面，光线经过条或空的反射后返回阅读器，由一个镜子进行采集、聚焦，通过光电转换器转换成电信号，该信号将通过扫描期或终端上的译码软件进行译码。激光扫描仪分为手持与固定两种形式：手持激光枪连接方便简单、使用灵活，
11、固定式激光扫描仪适用于阅读最较大、条码较小的场合，有效解放双手工作。优点：激光扫描仪可以很杰出的用于非接触扫描，通常情况下，在阅读距离超过30cm时激光阅读器是唯一的选择；激光阅读条码密度范围广，并可以阅读不规则的条码表面或透过玻璃或透明胶纸阅读，因为是非接触阅读，因此不会损坏条码标签；因为有较先进的阅读及解码系统，首读识别成功率高、识别速度相对光笔及CCD更快，而且对印刷质量不好或模糊的条码识别效果好；误码率极低（仅约为三百万分之一）；激光阅读器的防震防摔性能好，如：SymbolLS4000系列的扫描仪，可1.5米水泥地防摔。缺点：激光扫描仪的唯一的缺点是它的价格相对较高，但如果从购买费用与
12、使用费用的总和计算，与CCD阅读器并没有太大的区别。2.1.2 按工作特点分类条码扫描仪按工作特点可分为手持式条码扫描仪、小滚筒式条码扫描仪、平台式条码扫描仪。A.手持式条码扫描器：手持式条码扫描器是1987年推出的技术形成的产品，绝大多数采用CIS技术，光学分辨率为200dpi，有黑白、灰度、彩色多种类型，其中彩色类型一般为18位彩色。也有个别高档产品采用CCD作为感光器件，可实现位真彩色，扫描效果较好。B.小滚筒式条码扫描器：这是手持式条码扫描器和平台式条码扫描器的中间产品，这种产品绝大多数采用CIS技术，光学分辨率为300dpi，有彩色和灰度两种，彩色型号一般为24位彩色。也有及少数小滚
13、筒式条码扫描器采用CCD技术，扫描效果明显优于CIS技术的产品，但由于结构限制，体积一般明显大于CIS技术的产品。小滚筒式的设计是将条码扫描器的镜头固定，而移动要扫描的物件通过镜头来扫描，运作时就象打印机那样，要扫描的物件必须穿过机器再送出，因此，被扫描的物体不可以太厚。这种条码扫描器最大的好处就是，体积很小，但是由于使用起来有多种局限，例如只能扫描薄薄的纸张，范围还不能超过条码扫描器的大小。C.平台式条码扫描器：又称平板式条码扫描器、台式条码扫描器，目前在市面上大部分的条码扫描器都属于平板式条码扫描器，是现在的主流。这类条码扫描器光学分辨率在300dpi-8000dpi之间，色彩位数从24位
14、到48位，扫描幅面一般为A4或者A3。平板式的好处在于像使用复印机一样，只要把条码扫描器的上盖打开，不管是书本、报纸、杂志、照片底片都可以放上去扫描，相当方便，而且扫描出的效果也是所有常见类型条码扫描器中最好的。2.1.3 按可扫描条码类型分类条码扫描仪按可扫描条码类型分可分为一维扫描仪、二维条码扫描器和多为扫描仪。由于条形码按维数分类可分为普通的一维条码、二维条码和多维条码，因此，条码扫描仪也可分为一维扫描仪、二维扫描仪和多维扫描仪。A.一维扫描仪： 可扫描辨识一维条码的扫描仪。B.二维扫描仪： 可扫描辨识二维条码的扫描仪。C.多维扫描仪： 可扫描辨识多维条码的扫描仪。不过，目前市面上的扫描
15、仪，基本同时具有一维、二维扫描的功能，大部分还具有三维扫描的功能。2.1.4 按常用类型分条码扫描仪按常用类型可分为掌上型枪形条形码扫描仪、光比条形码扫描仪、台式条形码自动扫描仪、激光自动条形码扫描仪、便携式条形码阅读器。A.掌上型枪型条形码扫描仪掌上型枪型条形码扫描仪内一般都装有控制扫描光束的自动扫描装置。阅读条形码时不需与条形码符号接触，因此，对条形码标签没有损伤。扫描头与条形码卷标的距离短的在0-20cm范围内，而长的可达到500cm左右。枪型条形码扫描器具有扫描光点匀速扫描的优点，因此，阅读效果比光笔扫描仪要好，扫描速度快。B.光笔条形码扫描仪光笔条形码扫描仪是一种轻便的条形码读入装置。在光笔内部有扫描光束发生器及反射光接收器。目前，市场上出售的这类扫描仪有很多种，它们主要在发光的波长、光学系统结构、电子电路结构、分辨率、操作方式等方面存在不同。光笔类条形码扫描仪不论采用何种工作方式
