Máy quét mã vạch là thiết bị cung cấp chức năng giải mã thông tin được mã hóa bên trong mã vạch và chuyển dữ liệu được giải mã về máy chủ nhanh chóng. Hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị này giúp bạn lựa chọn thiết bị phù hợp chính xác hơn.

Về cấu tạo của máy quét mã vạch được biết đến với 5 bộ phận chính gồm:

Bộ phận thu nhận ánh sáng cung cấp chức năng thu nhận ánh sáng phản xạ từ mã vạch khi gặp chùm tia sáng để chuyển thành tín hiệu điện. Hiện nay thị trường đang cung cấp đến người dùng 4 loại khác nhau gồm laser, CCD, CMOS và Array Image mang lại những hiệu quả chiếu sáng khác nhau.
Bộ phận mã hóa nhận tín hiệu điện từ bộ thu và dùng bộ khuếch đại để khuếch đại tín hiện lên đủ lớn và bộ lọc loại bỏ nhiễu từ để bộ so sánh tiến hành xác định tín hiệu là vạch trắng hay đen.
Bộ giải mã tiến hành chuyển đổi các chuỗi vạch thành dữ liệu nhị phân và gửi về máy chủ.
Giao diện kết nối cho phép truyền tải dữ liệu đã giải mã. Cổng kết nối của máy quét có 3 loại phổ biến là USB, RS-232 và Bluetooth.
Nguồn cấp điện cung cấp điện năng cho máy quét hoạt động. Nguồn điện máy quét có thể nhận từ máy chủ qua kết nối có dây hoặc thông qua pin ở dòng máy không dây.

Về nguyên lý hoạt động của máy quét sẽ thực hiện qua 5 bước:

Bước 1: Quét mã vạch
Bước 2: Thu thập ánh sáng phản xạ
Bước 3: Chuyển đổi và xử lý tín hiệu
Bước 4: Giải mã tín hiệu
Bước 5: Truyền dữ liệu về máy chủ

Ngay sau đây sẽ là cấu tạo của máy quét mã vạch và nguyên lý hoạt động tổng quan cùng giải đáp một số câu hỏi thường gặp mà Thế Giới Mã Vạch muốn chia sẻ đến bạn đọc, cùng tham khảo ngay:

Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy quét mã vạch

Cấu tạo của máy quét mã vạch thế nào?

Cấu tạo của máy quét mã vạch đề cập đến những bộ phận tạo nên và giúp thiết bị có chức năng thu thập, giải mã dữ liệu mã hóa bên trong mã vạch. Cấu tạo của máy có thể khác nhau tùy theo từng model và nhà sản xuất, nhưng nhìn chung bao gồm các bộ phận chính như: Bộ phận thu nhận ánh sáng, bộ mã hóa, bộ giải mã, giao diện kết nối, nguồn cấp điện. Cụ thể hơn như sau:

Bộ phận thu nhận ánh sáng (hay bộ phận quét)

Chức năng: Bộ phận thu nhận ánh sáng (hay bộ phận quét, cảm biến) có chức năng phát ra chùm tia sáng chiếu vào mã vạch và thu nhận ánh sáng phản xạ từ mã vạch chuyển thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện này được gửi đến bộ mã hóa và bộ giải mã của máy quét để phân tích, giải mã thông tin mã vạch.

Phân loại: Có bốn loại bộ phận thu nhận ánh sáng phổ biến:

Bộ phận thu nhận ánh sáng Laser: Sử dụng tia laser để quét mã vạch. Tia laser được chiếu vào và cắt ngang toàn bộ bề mặt mã vạch, đồng thời cảm biến quang điện sẽ thu nhận ánh sáng phản xạ về. Phương pháp này mang đến tốc độ quét nhanh, chính xác, có thể hoạt động trong môi trường thiếu sáng, nhưng nhược điểm là chỉ đọc mã vạch 1D.
Bộ phận thu nhận ánh sáng CCD (Charge-coupled device): Loại cảm biến này sử dụng một dãy các điốt nhạy sáng để thu nhận ánh sáng. Cảm biến CCD có thể đọc được mã vạch với độ chính xác cao và có khả năng hoạt động trong môi trường có ánh sáng yếu. Ưu điểm là độ phân giải cao, quét tốt mã vạch nhỏ trên bề mặt phẳng ở cự ly gần, nhưng nhược điểm là tốc độ quét chậm, không thể quét mã vạch trên bề mặt cong.
Bộ phận thu nhận ánh sáng CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor): Loại cảm biến này sử dụng công nghệ CMOS để thu nhận ánh sáng. Ưu điểm là đọc được cả mã vạch 1D lẫn 2D, tiêu thụ ít điện năng hơn cảm biến CCD. Nhược điểm là độ nhạy sáng thấp hơn cảm biến CCD.
Bộ phận thu nhận ánh sáng Array Image: Cảm biến này sử dụng một camera nhỏ để chụp ảnh mã vạch. Ưu điểm là có thể đọc được tất cả các loại mã vạch, bao gồm mã vạch 1D, 2D, những mã vạch bị trầy xước hoặc hư hỏng. Nhược điểm là giá thành cao, tiêu thụ nhiều điện năng hơn.

Tương ứng với mỗi loại bộ phận thu là một phân loại máy quét cung cấp khả năng quét mã khác nhau. Để hiểu hơn về các phân loại này hãy tham khảo nội dung Phân loại máy quét mã vạch, ưu và nhược điểm các loại

Bộ phận thu nhận ánh sáng của máy quét mã vạch

Sau khi thu nhận ánh sáng và chuyển thành tín hiệu điện, bộ phận thu nhận ánh sáng sẽ chuyển tín hiệu này đến bộ mã hóa.

Bộ mã hóa (hay bộ xử lý tín hiệu)

Chức năng: Bộ mã hóa (hay bộ xử lý tín hiệu) có chức năng tiếp nhận tín hiệu điện từ bộ phận thu nhận ánh sáng và xử lý tín hiệu điện này để phân biệt các vạch đen, vạch trắng trên mã vạch. Mỗi vạch đen và vạch trắng đại diện cho một bit thông tin.

Trong bộ phận mã hóa gồm có:

Bộ khuếch đại: Nhận tín hiệu điện từ bộ thu và khuếch đại tín hiệu này lên mức đủ để xử lý tiếp theo.
Bộ lọc: Giúp loại bỏ nhiễu từ tín hiệu để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu được giải mã.
Bộ so sánh: Có chức năng so sánh điện áp của tín hiệu đầu vào với một giá trị tham chiếu để xác định xem tín hiệu đó đại diện cho vạch đen hay vạch trắng.

Sau giai đoạn xử lý của bộ mã hóa sẽ đến bộ giải mã.

Bộ giải mã (Decoder)

Chức năng: Bộ giải mã (Decoder) có chức năng chuyển đổi chuỗi các vạch đen và vạch trắng thành dữ liệu nhị phân. Mỗi vạch đen và vạch trắng được gán một giá trị bit (0 hoặc 1). Chuỗi bit này sau đó được chuyển đổi thành định dạng ASCII hoặc UTF-8.

Cuối cùng, bộ giải mã sẽ gửi dữ liệu đã giải mã đến máy tính hoặc thiết bị đầu cuối được kết nối thông qua cổng giao tiếp (giao diện kết nối).

Giao diện kết nối

Chức năng: Giao diện kết nối là bộ phận kết nối máy quét với máy tính hoặc thiết bị POS hoặc điện thoại để truyền tải dữ liệu đã giải mã.

Các loại giao diện kết nối phổ biến hiện nay:

USB: Là giao diện kết nối phổ biến hiện nay có tốc độ truyền tải nhanh, dễ sử dụng
RS-232: Là giao diện kết nối truyền thống, ít được sử dụng hơn.
Bluetooth: Kết nối không dây, tiện lợi cho các thiết bị di động.

Ngoài giao diện kết nối thì máy quét mã vạch còn cần nguồn cấp điện để có thể hoạt động.

Nguồn cấp điện

Chức năng: Nguồn cấp điện cung cấp năng lượng cho máy quét hoạt động.

Có hai loại:

Máy có dây: Nhận nguồn cấp từ máy chủ thông qua cáp kết nối.
Máy không dây: Sử dụng pin, cần sạc pin khi hết.

Ngoài ra, một số máy quét mã vạch còn có thêm các bộ phận khác như:

Đèn báo: Hiển thị trạng thái hoạt động của máy quét.
Nút bấm: Kích hoạt chức năng quét của máy.
Vỏ máy: Bảo vệ các bộ phận bên trong.

Cấu tạo của máy quét mã vạch sẽ ảnh hưởng đến các thông số kỹ thuật bên trong như công nghệ quét, tốc độ quét, độ phân giải, khoảng cách đọc, góc quét, giao diện kết nối, mức độ bảo vệ và thông số khác. Để tìm hiểu chi tiết hơn về thông số máy hãy tham khảo tài liệu sau Ý nghĩa thông số kỹ thuật máy quét mã vạch

Mỗi dòng máy sẽ có sự khác nhau về cấu tạo máy. Do đó, người dùng nên tìm hiểu và lựa chọn loại máy quét phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế của mình.

Bên cạnh đó, nắm bắt được nguyên lý hoạt động của máy quét mã vạch giúp việc sử dụng thiết bị dễ dàng và hiệu quả hơn. Cùng tìm hiểu chi tiết qua nội dung sau:

Nguyên lý hoạt động của máy quét mã vạch ra sao?

Máy quét mã vạch hoạt động theo nguyên lý chiếu sáng mã vạch và thu thập ánh sáng phản xạ để giải mã dữ liệu và chuyển đến máy chủ. Quy trình hoạt động cụ thể như sau:

Bước 1: Quét mã vạch:

Bộ phận thu nhận ánh sáng tiến hành chiếu ánh sáng lên mã vạch.

Ánh sáng chiếu vào mã vạch sẽ có hiện tượng phản xạ ánh sáng theo các vạch đen trắng khác nhau trên mã vạch đó.

Bước 2: Thu nhận ánh sáng phản xạ:

Bộ phận thu nhận ánh sáng của máy quét sẽ thu nhận các ánh sáng phản xạ từ mã vạch.

Ánh sáng phản xạ từ các vạch đen và vạch trắng sẽ có cường độ khác nhau.

Bước 3: Chuyển đổi và xử lý tín hiệu:

Bộ thu nhận chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thu được thành tín hiệu điện tử.

Tín hiệu điện tử sẽ phản ánh cường độ ánh sáng phản xạ từ các vạch đen và vạch trắng.

Tiếp theo đó là nhận và khuếch đại tín hiệu lên mức đủ lớn để xử lý. Đồng thời loại bỏ nhiễu và so sánh để xác định tín hiệu đó đại diện cho vạch đen hay vạch trắng.

Bước 4: Giải mã tín hiệu:

Bộ giải mã tiến hành phân tích tín hiệu đại diện cho vạch đen, trắng thành dữ liệu nhị phân và gán cho chúng một giá trị bit là 0 hoặc 1. Sau đó chuyển đổi chúng thành định dạng ASCII hoặc UTF-8.

Bước 5: Truyền dữ liệu về máy chủ:

Cuối cùng, dữ liệu được giải mã ở định dạng ASCII hoặc UTF-8 sẽ được truyền đến máy tính hoặc thiết bị POS thông qua giao diện kết nối.

Với dữ liệu được giải mã từ máy quét mã vạch, người dùng có thể sử dụng dữ liệu này cho các hoạt động khác như theo dõi hàng tồn kho, thanh toán tại cửa hàng, quản lý kho hàng,… Quy trình vận hành của máy quét mã vạch để giải mã 1 mã vạch chỉ mất chưa đến 1 giây.

Nguyên lý hoạt động của máy quét mã vạch được thể hiện một cách ngắn gọn qua hình bên dưới:

Như vậy, có thể thấy mỗi dòng máy quét mã vạch từ các thương hiệu khác nhau sẽ có những bộ phận cấu tạo khác nhau nhằm tạo sự phù hợp cho các nhu cầu sử dụng đa dạng từ người dùng. Trong đó, cấu tạo máy quét mã vạch gồm 5 bộ phận chính là bộ phận thu thập ánh sáng, bộ mã hóa, bộ giải mã, giao diện kết nối, nguồn cấp điện. Máy quét mã vạch hoạt động trên nguyên tắc chiếu sáng, thu thập, chuyển đổi, giải mã và truyền dữ liệu đến máy chủ có kết nối để thực hiện các nghiệp vụ quản lý khác một cách chính xác.

Hiện nay, thiết bị này đang ngày càng được ưa chuộng sử dụng trong nhiều ngành nghề lĩnh vực như bán lẻ, kho bãi, sản xuất, y tế, bưu chính,… Nội dung chi tiết hơn sẽ được chia sẻ qua tài liệu sau: Máy quét mã vạch là gì? Những ứng dụng tiêu biểu nhất!

Trong quá trình tìm hiểu về máy quét và tìm kiếm thiết bị phù hợp, nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần giải đáp, đừng ngần ngại mà hãy liên hệ cùng Thế Giới Mã Vạch để đội ngũ tư vấn viên giàu kinh nghiệm, tận tâm của chúng tôi hỗ trợ cùng bạn nhanh chóng, kịp thời nhất.

Để tham khảo về các dòng máy quét mã vạch chính hãng, chế độ bảo hành tốt từ 12 – 24 tháng, bạn có thể bấm vào nút dưới dây:

Máy quét barcode

Giải đáp một số câu hỏi thường gặp về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy quét mã vạch giúp độc giả hiểu hơn về thiết bị, tham khảo ngay các câu hỏi sau:

Các câu hỏi thường gặp về cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy quét mã vạch

1. Phần mềm giải mã của máy quét mã vạch hoạt động như thế nào?

Phần mềm giải mã nhận tín hiệu điện từ cảm biến, sau đó phân tích các vạch sáng/tối theo thuật toán của định dạng mã vạch đang đọc. Cuối cùng, phần mềm sẽ dịch các vạch thành dữ liệu tương ứng (thường là chuỗi ký tự).

2. Máy quét mã vạch có nhạy cảm với ánh sáng không?

Có. Máy quét Laser hoạt động tốt trong hầu hết điều kiện ánh sáng. Tuy nhiên, ánh sáng mặt trời trực tiếp có thể gây khó khăn cho việc đọc mã vạch. Máy quét CCD nhạy cảm hơn với ánh sáng xung quanh, nên hoạt động hiệu quả hơn trong môi trường ánh sáng yếu.

3. Máy quét mã vạch có nhạy cảm với độ phân giải in của mã vạch không?

Có. Độ phân giải (resolution) của mã vạch ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng đọc của máy quét. Mã vạch được in với độ phân giải thấp (ít vạch/đơn vị diện tích) sẽ khó đọc hơn mã vạch có độ phân giải cao. Thông thường, tỷ lệ tương phản (contrast ratio) giữa các vạch sáng/tối cũng là yếu tố quan trọng. Độ tương phản thấp khiến máy quét khó phân biệt các vạch, dẫn đến lỗi đọc.

Các tiêu chuẩn in ấn mã vạch quốc tế như UPC-A yêu cầu độ phân giải tối thiểu 3.125 phần tử trên mỗi milimet (mil) và tỷ lệ tương phản tối thiểu 8:1 để đảm bảo khả năng đọc chính xác.

4. Độ phân giải của cảm biến ảnh hưởng đến khả năng đọc mã vạch như thế nào?

Độ phân giải của cảm biến (được đo bằng pixel) ảnh hưởng đến kích thước mã vạch nhỏ nhất mà máy quét có thể đọc được. Thông thường, máy quét với cảm biến có độ phân giải cao hơn sẽ đọc được các mã vạch chi tiết và có kích thước nhỏ hơn.

Nếu bạn còn gặp vấn đề gì trong việc tìm hiểu về máy quét mã vạch hãy liên hệ trực tiếp đến Thế Giới Mã Vạch để được đội ngũ chuyên viên của chúng tôi hỗ trợ.