Назначение сканера – воспринимать оптическое изображение и трансформировать его электрические сигналы. Он может фиксировать изображение предмета целиком (например, лист бумаги с графическими знаками) или определенный элемент, такой как штрих-код.
Штрих-кода – графический элемент, в котором при помощи черных и белых линий (штрихов) и цифр зашифрована ссылка на информацию об объекте (товаре). Наносится в виде маркировки на поверхность (как правило, на упаковку). Для печати штрих-кодов применяются специальные принтеры этикеток.
Прибор, читающий штрих-код
Чтобы расшифровать маркировку в виде штрих-кода применяются специальные сканеры. Они могут считывать штриховую маркировку с любых поверхностей, на которую она нанесена: с бумаги, картона, пластика, металла, дерева.
Такой считыватель маркировок-шифров полностью заменяет ручной ввод информации в расчетно-кассовое устройство. Получение информации по штрих-коду во много раз упрощает и ускоряет работу персонала, позволяет быстро получать объективную информацию о товарах и грузах, моментально фиксировать все выполняемые с ними действия.
Несмотря на отсутствие внутренней памяти (в отличие от терминалов сбора данных) сканеры штрих-кода позволяют точно и быстро выполнять различные операции с товарами и грузами, совмещая информацию, загруженную в память компьютера, с актуальной информацией о действиях с маркированными предметами.
Дешифратор маркировки
Прибор для считывания и расшифровки штрих-кодов сегодня необходим везде, поскольку практически все предметы, предназначенные к продаже и/или складированию, маркируются штрих-кодами.
Сканеры востребованы во всех сферах, связанных с оборотом товаров и грузов, в торговле и логистике (грузоперевозках, складировании). Кроме того, считывание штрих-кода упрощает контроль билетов, выдачу лекарств по маркированным рецептам, запись на прием через аппараты с встроенными сканерами.
Использование сканера в логистике за считанные секунды позволяет распределить грузы по местам складирования или найти их на складе, собрать и отгрузить партию товаров, выполнить инвентаризацию. Как в торговле, так и в логистике подобная информация совершенно необходима для аналитики, выстраивания эффективной системы действия. В конечном итоге, это дает огромную экономию средств.
В изображении под штриховым кодом находится ряд цифр, в котором первым всегда стоит «0». Следующие за ним пять цифр содержат информации о происхождении данного продукта (или услуги, как, например, на театральных билетах), о стране происхождения маркированного предмета и предприятии-изготовителе. Число, представленное цифрами с седьмой по одиннадцатую, является собственным номером продукта (или услуги) или указывает на положение в складской номенклатуре (т. е. на SKU - единицу складского учета). В этом числе закодировано наименование и все потребительские характеристики товара/услуги, которые производитель, продавец или перевозчик счел необходимым внести в базу данных: цвет, вес, габариты и т. д.
Как сканер читает штрихи
В сканерах может использоваться лазерное, светодиодное или фотооборудование. На штриховой код от сканирующего модуля направляется лазерный или световой луч, который отражается от разлинованной поверхности свет. Сканер:
- преобразует отраженное изображение в электронный сигнал;
- микропроцессор сканирующего модуля анализирует сигнал, распознает и дешифрует;
- расшифрованные данные передаются в POS-терминал, а затем на сервер.
Самыми популярными сегодня можно считать приборы с лазерными сканирующими модулями.
Чтение лазером
Встроенный в прибор лазерный диод через систему зеркал направляет луч на штриховое изображение. Лазерный луч частью поглощается черной штриховкой, частью отражается белыми полосками.
Отразившись от поверхности, лазерный луч улавливается фотодетектором, который преобразует световую информацию в электрические импульсы, которые направляются на дешифровку. Декодирующее устройство (микроконтроллер) преобразует импульсы и передает расшифрованную информацию дальше – по кабельной сети или по беспроводной связи.
В микроконтроллер закодированное изображение передаётся целиком - единым блоком, а не по правильно расположенным частям. Корректное прочтения последовательности определяется посредством контроля чётности (parity check).
Правила выбора сканера штрих-кода
На рынке электронного оборудования довольно много моделей сканеров, различающихся по своим параметрам. Чтобы выбрать сканер, наиболее удобный в намеченной сфере применения, сначала имеет смысл соотнести параметры прибора с предъявляемыми к нему требованиями. Для этого надо сформулировать информацию по конкретным вопросам:
- В каких условиях и в какой среде будет эксплуатироваться прибор?
- Насколько интенсивно будет выполняться сканирование?
- С какими типами штрих-кодов прибор встретиться при проверке маркировки?
- Наиболее удобные габариты прибора, можно ли использовать переносную модель или вполне подходит стационарный сканер?
Полученную информацию можно будет соотнести с техническими возможностями прибора.
Выбор по условиям эксплуатации
Там, где надо контролировать перемещение маркированных предметов с огражденной площадки (маркет-плейс, склад-магазин, библиотека и т. п.) через зону входа-выхода (касса, пункт регистрации) удобнее использовать стационарные считыватели штрих-кода.
Для контроля за маркированными предметами в большом помещении удобнее, разумеется, беспроводные переносные приборы. Однако, часто переносные сканеры часто предпочитают и там, где условия эксплуатации позволяют применять стационарные модели.
Переносные сканеры
Сегодня наиболее широко используются переносные (ручные) модели. Такой прибор позволяет сотрудникам перемещаться по территории или помещению, где размещены маркированные предметы, и получать о них всю необходимую информацию. Ручным сканерам производители стараются придать максимально эргономичную форму (например, в виде пистолета с фигурной ручкой и кнопкой включения под указательный палец). Практически все модели очень просты в применении: достаточно более-менее прямо навести прибор на изображение и нажать кнопку, чтобы необходимая информация отобразилась на экране.
Удобный вариант для работников, которым неудобно держать в руках даже небольшой ручной прибор (например, при складских операциях) придуманы наручные терминалы сбора данных (ТСД) и даже сканер-кольцо. Благодаря им можно освободить для работы с предметами обе руки и попутно выполнять сканирование.
Для обеспечения стабильной работы необходимо принимать во внимание возможности встроенных аккумуляторов, обеспечивающих определенное время автономной работы. При обслуживании движения товаров в крупных логистических центрах сотрудникам часто приходится почти непрерывно использовать ручной сканер по несколько часов. Остановка контрольных мероприятий может вызвать серьезные проблемы. Поэтому указанное производителем время автономной работы ручных считывателей штрих-кода должно соотносится с общим временем его работы до плановой подзарядки. Даже если прибор используется не слишком часто, надо знать, в течение какого срока аккумулятор ручного прибора может поддерживать заряд.
Проекционные сканеры
Одномоментно захватывают сравнительно небольшой участок, но все же больше, чем ручные сканеры. Благодаря этому считывание при их помощи происходит быстрее.
Особенно удобны такие модели при обслуживании торговых площадок с небольшим числом продаж. Также при их помощи удобно считывать информацию с бирок и этикеток, когда при сканировании приходится задействовать обе руки (например, проверяя бирки на одежде или украшениях). Ими удобно пользоваться в выездной розничной торговле, где приходится много внимания уделять покупателю, отвлекаясь от кассовых манипуляций.
Стационарные (встраиваемые) сканеры штрих-кода
Стационарные приборы обычны на больших торговых площадках с большой проходимостью (гипермаркеты, моллы и т. п.). Они позволяют покупателю самому получать нужную информацию, не отвлекая персонал. Их часто прикрепляют на стену или на специальном прилавке, а покупатели проверяют цену выбранного товара, поднося его к прибору. Это надежные устройства, которым не угрожают поломки из-за механического воздействия, как это часто случается с переносными приборами.
Некоторые модели считывателей способны воспринимать изображение штрих-кода с большего расстояния по сравнению с другими. Такие «дальнозоркие» сканеры очень востребованы в складских помещениях и везде, где сотрудникам приходится контролировать маркированные предметы, расположенные на стеллажах – так они могут считывать информацию, не тратя время на то, чтобы добраться до маркировки на неудобно расположенных предметах.
Промышленные сканеры
Эти приборы предназначены для эксплуатации в сложных условиях. К ним предъявляются гораздо более высокие требования, а их характеристики соответствуют условиям эксплуатации при низких температурах. Они имеют высокий индекс IP (пылезащищенность и водонепроницаемость).
Промышленные сканеры могут считывать загрязненную маркировку, работают при плохом освещении, действуют на сравнительно большом расстоянии. Часто такие считывающие устройства выпускаются корпусах, окрашенных в яркие цвета - желто-зеленых или желтых, в отличие от сканеров для торговых предприятий, обычно в черных или темно-серых корпусах.
Для эксплуатации на открытом воздухе требуются сканеры с достаточно высокой степенью защиты, от IP65 до IP67. Такая маркировка указывает на достаточную герметичность корпуса и способность прибора давать точную информацию несмотря на воздействие негативных климатических факторов.
Для эксплуатации в рабочей среде с большим количеством пылевых частиц, в условиях повышенной влажности, в присутствии паров или взвеси агрессивных жидкостей (включая пары бензина или спирта) надо использовать считывающие устройства с достаточно высокой степенью защиты: IP 66 или IP67.
Технологии считывания кодов
Бесконтактные сканеры различаются по технологии, которую они используют для считывания штрих-кода. Сканеры могут быть:
- лазерные;
- светодиодные CCD;
- двухмерные имидж-сканеры.
Каждый из них работает с разными типами кодов.
Лазерные сканеры штрих-кода
Считывание информации со штрих-кода в этих приборах выполняется при помощи луча, сфокусированного лазерным диодом. Он перемещается по изображению, отражается и переносит его на оптическое приемное устройство, после чего изображение преобразуется в систему сигналов.
Прибор обладает несомненными достоинствами:
- лазерные сканирующие устройства с большой скоростью считывают и расшифровывают информацию, закодированную в изображении коды;
- исключительно точная фокусировка лазерного луча позволяет без ошибок считывать изображение и предоставлять для расшифровки правильные коды;
- сильный сфокусированный луч без рассеяния действует на расстоянии более 15 метров, без искажений считывая изображение;
- прибор при перемещении сфокусированного лазерного луча может сканировать широкие коды, т. е. исполненные в нестандартной ширине;
- устройство может воспринимать код под разными углами, нет необходимости направлять луч строго перпендикулярно, лазерный луч считывает штрихи и при направлении под небольшим углом к изображению.
Некоторые особенности, которые могут затруднить применение:
- некоторые приборы, считывающие штрих-коды при помощи лазерного луча, плохо работают с двумерными штрих-кодами (2В), а также плохо воспринимают изображение с дисплея компьютеров или мобильных устройств;
- сфокусированный лазерный луч плохо разбирает нечеткие или поврежденные штриховые изображения и, соответственно, может неправильно их раскодировать или совсем отказаться их понимать;
- лазерный луч не всегда различает коды нестандартного исполнения (выполненные в слишком малом масштабе).
Сканеры CCD (светодиодные)
Первыми сканерами штрих-кода, появившимися на рынке, были сканеры CCD (Charged Coupling Device). Эти приборы информацию со штрих-кода также считывают при помощи луча света, но его источником является светодиод.
Положительные качества прибора:
- стоимость сканеров со светодиодными считывающими модулями, как правило, ниже аналогичных приборов с лазерными модулями;
- приборы прочные, в них мало мобильных деталей и они редко ломаются;
- хорошо различают и считывают нечеткие, плохо пропечатанные, стертые изображения, а также различают штрихи на компьютерных дисплеях или на экранчиках мобильных гаджетов, т. к. они как бы «фотографируют» изображение. Также им не мешает различать штриховой код яркий солнечный свет.
Кроме того, светодиодные считыватели отличаются эргономичными размерами и, как правило, используются в офисах.
Недостатки, которые надо учитывать при выборе девайса:
- есть ограничения по возможностям считывания широких штриховых изображений, если их размер больше встроенной ПЗС-матрицы прибора;
- для считывания изображения расстояние между ним и прибором должно быть не более метра или даже меньше (в зависимости от модели);
- по скорости считывания изображения светодиодные приборы уступают своим лазерным собратьям;
- светодиодные сканеры иногда ошибаются при считывании штрих-кодов, поэтому иногда лучше повторить операцию для полной уверенности в точности.
Имидж-сканеры штрих-кодов (зональные 2D сканеры или 2D Area Imagers)
Имидж-сканеры (имидж штрих-сканеры, имаджеры) – универсальные считыватели графических кодов. Они работают с одномерными и двухмерными изображениями, кодами прямой маркировки изделий (DPM) и QR-кодами. Принцип их действия заключается в сочетании технологии фотосканирования с технологией интеллектуального распознавания изображений. Они регистрируют поле изображения и затем расшифровывают его.
Важные положительные характеристики имидж штрих-сканеров:
- приборы успешно справляются с чтением поврежденных, затертых, размытых штрих-кодов;
- различают коды под защитной пленкой или под стеклом, считывают штрихи на изогнутых поверхностях, почти под любым углом;
- воспринимают и расшифровывают практически любой тип штрих-кода;
- хорошо видят штрих-код на дисплее компьютеров или мобильных устройств.
Недостатки имидж-сканеров:
- эти приборы нового поколения стоят гораздо дороже привычных лазерных или светодиодных сканеров;
- некоторые модели работают даже медленнее, чем лазерные сканеры.
Но надо учитывать, что технологии быстро развиваются и совершенствуются каждый день. И это должно в итоге сказаться и на скорости работы новых приборов, и на их стоимости.
Интенсивность эксплуатации
Если прибор используется изредка, в сухом помещении и при стабильно комнатной температуре, можно выбрать более дешевую, стандартную модель.
На больших торговых предприятиях (в гипермаркетах и супермаркетах) надежнее использовать сканеры штрих-кода, способные сканировать быстро и непрерывно. Надо хорошо представлять длительность непрерывного использования прибора. В круглосуточных сетевых магазинах это может быть 24 часа в сутки с очень небольшими перерывами. Чтобы подстраховаться от сбоев, которые могут принести значительные убытки, следует не только выбрать правильный аппарат (характеристики которого подразумевают длительное беспрерывное использование), но также иметь вариант подстраховки – запасной сканер, хотя бы недорогая ручная модель.
Передача данных от сканера на сервер
Выбор модели сканера штрих-кодов зависит от способа связи прибора с базовым компьютером, в котором содержится информация о маркированном предмете. При этом могут быть использованы три типа интерфейсов:
- USB;
- RS232 и PS/2;
- Keyboard Wedge.
USB и PS2
USB и PS2 схожи по принципу работы, но для каждого из этих интерфейсов применяются кабели разного типа. Также различаются разъемы. Сканеры подключаются к компьютеру напрямую через разные разъемы (USB или PS2) и встраиваются в систему как HID-модули, действуют при посредстве стандартной клавиатуры, т. е. не нуждаются в установке дополнительного софта (программного обеспечения). Информация, считанная с изображения, расшифровывается и направляется непосредственно в поле, которое выбрано для отображения информации, например, в определенное поле в файле Exel.
RS232
Чтобы получать данные через интерфейс RS232 (UART) на компьютер придется установить дополнительное приложение, предназначенное для взаимодействия со считывателем штрихового изображения. Сканер отображается в системе как COM-порт. Чтение информации от считывателя возможно только при помощи специальной программы, которую предоставляет производитель данной модели сканирующих устройств.