Thiết bị đọc mã vạch là gì?

Thiết bị đọc mã vạch là gì?

Thiết bị đọc mã vạch là thiết bị dùng để giải mã và thu nhập mã vạch vào máy tính, là phương thức nhập liệu ký tự như bàn phím của máy tính.

Một mã vạch bao gồm các thanh màu trắng và đen. Việc thu thập dữ liệu được thực hiện khi máy quét mã vạch chiếu ánh sáng vào mã vạch, ánh sáng phản xạ nhận được thay thế các thanh màu là các tín hiệu kỹ thuật số nhị phân.

Sự phản chiếu mạnh ở các vùng trắng và yếu ở vùng đen, khi cảm biến nhận được các bước sáng tạo thành các dạng sóng tương ứng.

Các tín hiệu tương thích được chuyển đổi thành một tín hiệu kỹ thuật số thông qua một công cụ chuyển đổi A / D. (Binarization).

Dữ liệu  được phục hồi khi một hệ thống mã được xác định từ tín hiệu kỹ thuật số. (Giải mã quá trình)

I. Nguyên lý đọc mã vạch của thiết bị đọc mã vạch

Một mã vạch bao gồm các thanh màu trắng và đen. Việc thu thập dữ liệu được thực hiện khi các máy quét mã vạch bắn ra một chùm tia sáng (thường là màu đỏ):

  + Nếu nó rơi vào một vùng sáng, thì máy sẽ nhận dạng là con số 0

  + Nếu nó rơi vào một vùng tối, thì máy sẽ nhận dạng là con số 1. 

Như vậy, việc quét mã vạch sẽ phát ra một chuỗi gồm những con số 0 và 1. Chuỗi này sẽ tượng trưng cho các ký tự hoặc ký số đã được mã hoá và được truyền vào bộ giải mã. 

Bộ giải mã có thể là phần cứng (bộ phận giải mã) có Firmware, hoặc cũng có thể là phần mềm được cài vào máy tính. Khi chuỗi 0 và 1 đưa vào bộ giải mã được nhận dạng là một loại mã vạch nào đó, thì nó sẽ được biên dịch thành mã số ban đầu và một tiếng "bíp" sẽ báo hiệu. Còn ngược lại, máy sẽ không báo hiệu gì cả và không có mã số nào được hiển thị vì tín hiệu thu được không nằm trong các loại mã vạch đã được lập trình sẵn trong Firmware của phần cứng hoặc trong Software của phần mềm.

Đặc điểm của máy quét quang học là các vạch càng cao thì góc quét càng lớn và khả năng đọc mã vạch càng cao. Vạch càng thấp thì chùm tia sáng đập vào nó càng ít tức góc quét càng thấp và khả năng đọc mã vạch càng thấp.

II. Phân loại thiết bị đọc mã vạch

A: DỰA VÀO CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO

Hiện nay máy quét barcode quang học được phân chia thành 3 loại:

1. CCD Scanner: Các máy quét theo công nghệ CCD nói chung đáng tin cậy và rất bền. Khuyết điểm chủ yếu của nó là chỉ quét được barcode trên bề mặt phẳng với cự ly gần, không quét được barcode theo chiều cong như các loại barcode dán trên chai, nhưng bù lại giá thành của CCD scanner rẻ hơn nhiều so với loại laser scanner.

2. Laser Scanner: Các máy quét barcode dùng tia sáng laser cho ra tia sáng rất mảnh cắt ngang bề mặt barcode. Ưu điểm của các máy quét dùng tia laser là quét rất nhạy, chính xác, có thể quét mã vạch trên bề mặt cong và có khả năng quét tầm xa. Nhược điểm: không bền bằng máy quét CCD vì máy quét laser dùng mắt đọc tia laser tương tự như mắt đọc của đầu đĩa. Sau 1 thời gian đọc có giới hạn, mắt đọc có thể bị yếu đi xin ra hiện tượng "kén barcode" giống như hiện tượng kén đĩa của đầu đĩa hình và có thể bị hư hẳn. Nhưng hiện nay với công nghệ ngày một được cải tiến nguồn phát tia Laser cũng được cải thiện và độ bền của thiết bị được cải thiện đáng kể.

3. Công nghệ Imager: Các máy đọc mã vạch theo công nghệ này sử dụng trong việc đọc nhiều mã vạch liền nhau việc xác định mã vạch chính để đọc được thiết bị chụp lại và phân tích xác nhận mã đọc. Công nghệ này có tốc độ đọc chậm hơn bởi sau khi chụp ảnh ảnh và phân tích dữ liệu. Thích hợp trong ngành y tế bởi tính chính xác và so sánh của thiết bị.

B: PHÂN LOẠI THEO CÔNG DỤNG

1. Linear Barcode Scanner (Máy quét barcode tuyến tính hay 1-D):

Quét được các loại barcode 1-D thông dụng và 1 số không thông dụng. Thường đây là loại barcode cầm tay (handheld scanner) phát ra tia sáng thẳng nằm ngang. Linear Scanner quét được bao nhiêu loại barcode 1-D cần phải tra cứu ở sách hướng dẫn sử dụng, điều này có nghĩa là có 1 số loại ký hiệu barcode 1-D mà máy không quét được.

2. 2-D Barcode Scanner (máy quét barcode 2-D):

Còn gọi là Barcode Imager là loại máy quét hay máy đọc mã vạch 2-D như PDF-417, Data Matrix, MaxiCode, v.v... và lẽ dĩ nhiên cũng có thể đọc được các loại mã vạch 1 chiều. Barcode Imager có thể là loại cầm tay hoặc để bàn như trong siêu thị thường dùng.

Máy quét mã vạch 2-D dùng tia laser sau đó phản xạ bằng 1 hệ thống lăng kính để tạo thành 1 chùm sáng phủ trên mọi góc độ của ký hiệu mã vạch. Chính vì vậy, khi quét loại mã vạch 1-D bằng máy quét mã vạch 2D, ta có thể quét theo bất cứ chiều nào cũng được, trong khi đó nếu dùng máy quét 1-D, ta phải bắn tia sáng cắt ngang qua toàn bộ mã vạch. Đó cũng là lý do các siêu thị lớn thường chọn máy quét để bàn 2-D để quét tính tiền các món hàng cho mau lẹ.

C: PHÂN LOẠI THEO CÔNG GIAO TIÊP

Có 3 loại cổng giao tiếp mà máy quét mã vạch thường sử dụng:

1. Máy đọc mã vạch Loại dùng cổng Keyboard (còn gọi là Keyboard Wedge):

Với cổng giao tiếp này, khi kết nối với máy tính, ta phải rút dây bàn phím ra khỏi máy tính. Sau đó ghim dây của scanner vào vị trí của bàn phím, rồi ghim dây của bàn phím vào đầu còn lại của dây scanner (hình bên cạnh). Đặc điểm của máy quét mã vạch dùng cổng Keyboard là chỉ cần dùng 1 phần mềm văn bản thông dụng như Nodepad, Word hay Excel cũng có thể quét được mã vạch.

Thường các máy quét cầm tay hay sử dụng cổng Keyboard vì nó tiên lợi, dễ sử dụng và không cần driver gì cả.

2. Máy đọc mã vạch Loại dùng cổng RS-232 (còn gọi là cổng COM)

Máy quét mã vạch sử dụng giao diện RS-232 thường phải cung cấp thêm 1 nguồn điện 5VDC từ bên ngoài và phải dùng phần mềm đặc biệt kèm theo máy để setup và quét mã vạch. Tuy nhiên trong các ứng dụng thực tế người ta không sử dụng phần mềm quét mã vạch chuyên nghiệp mà phải viết ra một chương trình riêng cho nó mới đáp ứng được yêu cầu thực tế. Thường các loại máy quét để bàn và các loại máy quét 2-D hay sử dụng cổng RS-232.

3. Máy đọc mã vạch Loại dùng cổng USB

Cũng giống như dùng cổng Keyboard, máy quét mã vạch dùng cổng USB không cần dùng nguồn điện phụ trợ 5VDC từ bên ngoài, mà nguồn điện này được lấy trực tiếp từ cổng nối USB với cường độ dòng điện lên đến 500mA.

Dùng cổng USB có thể cắm thẳng thiết bị vào máy tính mà không cần phải shutdown máy, tốc độ truyền dữ liệu nhanh và dữ liệu quét cũng có thể đưa thẳng vào các phần mềm văn bản thông dụng như trường hợp máy quét dùng cổng keyboard.

D: PHÂN LOẠI THEO CẤU TẠO

Tùy theo môi trường sử dụng và cách thức sử dụng mà các nhà chế tạo ra máy quét barcode có nhiều chủng loại barcode scanner khác nhau như dạng cầm tay, dạng để bàn, dạng không dây, dạng đũa, dạng đọc thẻ mã vạch, dạng kéo thẻ v.v... Dưới đây là 1 số dạng scanner thông dụng:

1. Máy đọc mã vạch Dạng cầm tay (Handheld Scanner):

Dạng cầm tay thường được sử dụng trong các cửa hàng bán lẻ, trong nhà sách, dùng để kiểm tra khi in mã vạch. Dạng cầm tay có cả 2 dạng là CCD scanner và Laser scanner và thường là loại tuyến tính. Tuy nhiên cũng vẫn có dạng cầm tay 2-D có thể quét được mã vạch 2 chiều. Đa số các loại Handheld Scanner đều có kèm theo chân đứng và giá đở, do đó dạng cầm tay vẫn có thể để bàn được như thường. Dạng cầm tay là loại scanner rẻ tiền nhất trong số tất cả các chủng loại barcode scanner.

2. Máy đọc mã vạch Dạng để quầy hay để bàn (In-counter Scanner):

Dạng để bàn là loại 2-D barcode scanner sử dụng chùm tia sáng laser quét với tốc độ rất cao, có thể quét lên đến tốc độ 2000 scans/second. Với tốc độ này, máy quét rất nhạy và có thể quét được các loại mã vạch kém chất lượng. Dạng máy quét để bàn thường được dùng trong các siêu thị hay các trung tâm thương mại cỡ lớn. Kết hợp với hệ thống POS tạo thành điểm bán hàng mang tính chuyên nghiệp và hiện đại.

3. Máy đọc mã vạch Dạng Desktop (Desktop scanner):

Là loại scanner nhỏ gọn được kết nối thường xuyên với máy vi tính giống như là 1 thiết bị ngoại vi. Dạng Desktop thường chỉ quét được barcode 1-D và được sử dùng cho các công việc văn phòng, các cơ quan hành chính có nhu cầu quét mã vạch trên giấy tờ tài liệu.

4. Máy đọc mã vạch Dạng đọc thẻ, coupon, tài liệu:

Là loại máy quét 2-D sử dụng chùm tia laser và có tầm quét xa và rộng. Tốc độ quét của loại này lên đến trên 1000 scans/second. Dạng máy quét dùng để đọc thẻ, phiếu, tài liệu có hình thức rất đa dạng. Có loại có kích thước lớn có chân đứng nhưng cũng có loại nhỏ gọn để bàn có thể xoay được v.v...

Có thể sử dụng loại máy quét này ở các quầy tính tiền trong các Club, quầy Bar, cửa hàng ăn uống khi thẻ barcode được sử dụng như là thẻ hội viên (membership)

5. Máy đọc mã vạch Dạng không dây "Mẹ bồng con"

Tựa như loại điện thoại "Mẹ bồng con", loại máy này gồm 2 phần: 1 phần nối với máy tính (coi như máy mẹ) và phần kia là scanner không dây sử dụng Pin sạc. Loại scanner này dùng để quét mã vạch trên các món hàng lớn mà ta không thể "bê" nó về quầy tính tiền được. Ví dụ: quét mã vạch trên 1 cái ..."tủ lạnh". Chắc chắn ta phải dùng loại scanner này vì ta không thể mang tủ lạnh đến quầy tính tiền được.

6. Máy đọc mã vạch Dạng Portable Data Terminal

Đây là dạng máy trạm theo công nghệ không dây RFID mà các công ty chuyên bán các thiết bị mã vạch của chúng ta thường gọi là "máy kiểm kho". Các Data Terminal thu thập dữ liệu và lưu trữ vào bộ nhớ của máy. Sau đó có thể truy xuất dữ liệu tại máy hoặc Download về máy tính để xử lý. Sự khác biệt giữa Data Terminal và loại máy "Mẹ bồng con" là Terminal hoạt động như 1 máy trạm, có Firmware và có thể lập trình cho dữ liệu thu thập, còn loại máy "Mẹ bồng con" hoạt động như 1 máy quét cầm tay thông thường, tức là dữ liệu thu thập được truyền thẳng về máy vi tính. Do đó nó được xếp vào loại Handheld Scanner chứ không phải theo công nghệ RFID. Portable Data Terminal được sử dụng trong hệ thống kiểm kho, kiểm tra hàng hoá trên các kệ hàng hoặc thu thập dữ liệu ở những nơi không có máy tính.

7. Máy đọc mã vạch Dạng máy quét công nghiệp (Industrial Barcode Scanner)

Dạng máy quét công nghiệp dùng để kiểm tra hàng hoá sản xuất ngay tại đầu ra của băng chuyền. Từ đó biết được chính xác số lượng, mã mặt hàng của mỗi sản phẩm, tiết kiệm được nhân lực và thời gian dùng để kiểm tra sản phẩm. Dạng này có độ chính xác rất cao, được thiết kế treo giống như đèn sân khấu. Chùm tia sáng phát ra có miền quét rất sâu và phủ rộng, có thể quét cùng lúc nhiều loại mã vạch trong vùng phủ sáng. Được sử dụng chủ yếu cho các khu công nghiệp, các xí nghiệp sản xuất hàng hoá trên băng chuyền. Loại máy quét này cũng có thể được bố trí trong kho như hình bên phải. Khi đó mỗi 1 kiện hàng được mang ra đều phải qua vùng phủ sáng của máy quét và do đó thông tin trên kiện hàng được ghi nhận. Được sử dụng trong vận chuyển, giao nhận hang

8. Máy đọc mã vạch Dạng kéo thẻ (Barcode Slot Reader)

Dạng kéo thẻ barcode cùng với thẻ từ và thẻ thông minh được ứng dụng trong công nghệ nhận dạng tự động như hệ thống Access Control dùng để mở cửa, hệ thống Time Attendence dùng để chấm công, quản lý nhân sự. Sự khác nhau giữa 1 máy barcode slot reader và 1 máy quét barcode thông thường là ở chỗ khi kéo thẻ barcode, mã số được đưa vào máy đọc sẽ tác động 1 hiệu ứng điện và cơ học để làm mở cửa, mở khoá (Access Control), hoặc mã số được đưa vào 1 phần mềm quản lý nhân sự nhằm mục đích chấm công, quản lý nhân viên.

E. PHÂN LOẠI THEO MÔI TRƯỜNG SỬ DỤNG

1. Dùng trong các mô hình bán lẻ:

Các dòng máy quét mã vạch dùng trong bán lẻ thường là dạng phổ thông phù hợp trong các môi trường văn phòng và siêu thị.

Chủ yếu là sử dụng công nghệ laser. Ưu điểm công nghệ laser là nhanh chóng và chính xác. Nhân viên bán lẻ chỉ cần 1 đến 3 giây cho mỗi sản phẩm quét.

Các máy quét phù hợp: Symbol LS2208, Symbol LS1203, Datalogic QD2100/2130,… 

2. Dùng trong môi trường kho bãi:

Các dòng máy quét mã vạch dùng trong kho bãi cần độ bền và tránh bụi cao. Vì kho bãi là nơi tập kết hàng của các nước, nên mã vạch quét chủ yếu là UPC hoặc EAN.

- Máy quét thường sử dụng công nghệ chụp ảnh 2D và PDF vì thông tin sản phẩm nhiều và độ sai số rất thấp. Tuy nhiên thời gian quét sẽ dài hơn vì phải định hình mã vạch nằm trong khoảng chụp ảnh.

- Vì đặc thù của kho bãi có diện tích rộng, để tăng tính tiện lợi thì sẽ kết hợp thêm công nghệ không dây như Radio hoặc Bluetooth.

- Các máy quét phù hợp: DS 4208, DS 6708, DS 6878,…

3. Dùng trong công nghiệp:

Công nghiệp là môi trường tự động hóa rất cao, nên máy quét mã vạch phải có độ chính xác cao, quét nhanh và độ phủ quát rộng.

- Máy quét mã vạch thường được sử dụng công nghệ quét laser đa tia (tối đa 32 tia) hoặc chụp ảnh với độ chụp rộng.

- Đặc thù sử dụng băng chuyền tự động, nên máy quét thường được sử dụng đứng yên, không cơ động.

- Các máy quét phù hợp: Symbol LS9208,…

F. PHÂN LOẠI THEO SỐ TIA

- Đầu đọc đơn tia: Phát ra 1 tia

- Đầu đọc đa tia: Phát ra nhiều tia

- Bản chất là 1 tia tuy nhiên đầu đọc đa tia áp dụng công nghệ sử lí hình ảnh phạn xạ qua các gương cầu. Một nguồn phát laser (VLD) được đặt trong máy quét như nguồn sáng. Một trục quay gồm nhiều mặt gương nằm ở trung tâm phản chiếu tia laser. Gương được lắp vào  hình đa giác tại nhiều góc khác nhau, cho phép tia laser được phản chiếu bởi nhiều mặt chiếu khác nhau. Khi hình đa giác quay, tia laser đến gương quét như một hình cung. Số đường được tao ra xác định bởi số mặt trên hình đa giác. Tia quét tiếp theo được gửi lại bởi sự sắp xếp những tấm gương cố định, tạo nên trường. Từ số mặt, số trường chúng ta có được số đường quét từ đó ta tạo được trường  quét dày đặc của những đường quét đan vào nhau, bảo đảm mã vạch được đọc mà không cần quan tâm đến hướng quét.