바코드 판독기

바코드 판독기, 바코드 리더(barcode reader) 또는 바코드 스캐너(barcode scanner)는 인쇄된 바코드를 읽고 여기에 포함된 데이터를 컴퓨터로 보낼 수 있는 광학 스캐너이다. 평판 스캐너와 마찬가지로 광원, 렌즈, 광학 자극을 전기 신호로 변환하는 광 센서로 구성된다. 또한 거의 모든 바코드 판독기에는 센서에서 제공하는 바코드의 이미지 데이터를 분석하고 바코드 내용을 스캐너의 출력 포트로 보낼 수 있는 디코더 회로가 포함되어 있다.

 바코드 판독기의 종류 

 기술 
섬네일|휴대용 바코드 판독기
바코드 판독기는 기술에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다.

 펜 타입 판독기 
펜 타입 판독기는 펜 끝에 서로 나란히 배치된 광원과 광다이오드로 구성된다. 바코드를 읽으려면 펜을 든 사람이 비교적 일정한 속도로 바 위를 가로질러 펜 끝을 움직여야 한다. 광다이오드는 펜 끝이 인쇄된 코드의 각 바와 공백을 지나갈 때 광원에서 반사되는 빛의 세기를 측정한다. 광다이오드는 바코드의 바와 공백의 너비를 측정하는 데 사용되는 파형을 생성한다. 바코드의 검은색 바는 빛을 흡수하고 흰색 공백은 빛을 반사하므로, 광다이오드에 의해 생성된 전압 파형은 바코드의 바와 공백 패턴을 나타낸다. 이 파형은 모스 부호의 점과 선이 해독되는 방식과 유사한 방식으로 판독기에 의해 해독된다.

 레이저 스캐너 

레이저 바코드 스캐너는 반도체 레이저 다이오드를 사용하여 레이저 빔을 생성한다. 이 빔은 편향 거울에 의해 다각형 거울 휠(polygon mirror wheel)로 향한다. 설계에 따라 초점 장치가 포함될 수 있어, 스캐너가 다양한 거리에서 스캔할 수 있도록 빔을 조정할 수 있다.

스캐너는 회전하는 거울 휠을 사용하여 레이저 빔을 편향시킨다. 대부분의 스캐너에서 이 휠은 200 Hz에서 1200 Hz 사이의 주파수로 바코드 위에서 한 줄씩 빔을 편향시킨다. 편향된 빔은 스캐너 설계에 따른 개구각으로 퍼지며 스캐너를 빠져나간다. 이러한 편향을 통해 읽기 평면에서 바코드를 가로지를 수 있게 되어 효과적으로 "읽기 빔" 역할을 하게 된다. 정지된 물체를 수용하기 위해 레이저 스캐너는 주 스캔 라인에 수직으로 추가적인 편향을 제공하는 진동 거울을 통합하기도 한다. 이 거울은 0.1 Hz에서 약 5 Hz까지 변할 수 있는 주파수로 작동하여 바코드를 다양한 방향에서 읽을 수 있도록 보장한다.

광검출기는 거울 휠과 광학 필터로 구성된 광학 시스템을 통해 빛을 받는다. 데이터 패턴에 따라 밝기가 급격히 변하는 반사광은 전기 신호로 변환된 다음, 디지털 처리에 사용할 수 있는 수준으로 증폭된다.

 CCD 판독기 (LED 스캐너) 
섬네일|CCD 바코드 스캐너
전하결합소자(CCD) 판독기는 판독기 헤드에 일렬로 늘어선 수백 개의 미세한 광센서 배열을 사용한다. 각 센서는 바로 앞의 빛의 세기를 측정한다. CCD 판독기의 각 개별 광센서는 매우 작으며, 수백 개의 센서가 일렬로 늘어서 있기 때문에 행의 각 센서 전압을 순차적으로 측정함으로써 바코드의 패턴과 동일한 전압 패턴이 판독기에서 생성된다. CCD 판독기와 펜 또는 레이저 스캐너의 중요한 차이점은 CCD 판독기가 바코드에서 방출되는 주변광을 측정하는 반면, 펜이나 레이저 스캐너는 스캐너 자체에서 발생하는 특정 주파수의 반사광을 측정한다는 것이다. LED 스캐너는 CMOS 센서를 사용하여 만들 수도 있으며, 이전의 레이저 기반 판독기를 대체하고 있다.

 카메라 기반 판독기 
2차원 이미징 스캐너는 최신 유형의 바코드 판독기이다. 카메라와 이미지 처리 기술을 사용하여 바코드를 해독한다.

비디오 카메라 판독기는 CCD 바코드 판독기와 동일한 CCD 기술을 사용하지만, 단일 행의 센서 대신 수백 행의 센서가 2차원 배열로 배치된 소형 비디오 카메라를 사용하여 이미지를 생성할 수 있다.

광시야 판독기는 고해상도 산업용 카메라를 사용하여 여러 바코드를 동시에 캡처한다. 사진에 나타나는 모든 바코드는 즉시 해독되거나(ImageID 특허 및 코드 생성 도구), 플러그인(예: 데이터베이스 조회를 위해 플래시 애플리케이션과 웹캠을 사용한 Barcodepedia)을 사용하여 주어진 작업을 해결하기 위한 옵션으로 실현되었다.

 전방향 바코드 스캐너 
전방향 스캔은 "스타버스트, 리사주 곡선 또는 기타 다각도 배열 형태의 다양한 방향을 가진 일련의 직선 또는 곡선 스캔 라인을 기호에 투사하며, 그중 하나 이상이 방향에 관계없이 기호의 모든 바와 공백을 가로지를 수 있도록 하는 방식이다. 거의 대부분 레이저를 사용한다. 단순한 단일 라인 레이저 스캐너와 달리, 다양한 방향의 빔 패턴을 생성하여 서로 다른 각도로 제시된 바코드를 읽을 수 있다. 대부분은 단일 회전 다각형 거울과 여러 개의 고정 거울 배열을 사용하여 복잡한 스캔 패턴을 생성한다.

전방향 스캐너는 슈퍼마켓의 수평 스캐너를 통해 가장 익숙하며, 여기서 패키지는 유리 또는 사파이어 창 위로 미끄러지듯 통과한다. 스캐너에서 불과 몇 센티미터 떨어진 바코드를 읽는 소매형 애플리케이션부터 장치가 코드에서 2미터 이상 떨어져 있을 수 있는 산업용 컨베이어 스캔에 이르기까지, 다양한 스캔 응용 분야에 사용할 수 있는 다양한 전방향 장치가 있다. 또한 전방향 스캐너는 인쇄 상태가 불량하거나 구겨지거나 심지어 찢어진 바코드를 읽는 데에도 더 뛰어나다.

 휴대폰 카메라 
자동 초점 기능이 없는 휴대폰 카메라는 일부 일반적인 바코드 형식을 읽기에 이상적이지는 않지만, 자동 초점 유무에 관계없이 빠르고 정확하게 읽을 수 있는 QR 코드 및 데이터 매트릭스 코드뿐만 아니라 휴대폰에 최적화된 2D 바코드도 있다.

휴대폰 카메라는 소비자들을 위한 수많은 애플리케이션을 가능하게 한다. 예를 들면 다음과 같다:

 영화: DVD/VHS 영화 카탈로그.
 음악: CD 카탈로그 – 스캔 시 MP3 재생.
 도서 카탈로그 및 장치.
 식료품, 영양 정보, 품목을 다 썼을 때 쇼핑 리스트 작성 등.
 개인 자산 목록 (보험 및 기타 목적) - 입력 시 개인 재무 소프트웨어로 코드를 스캔. 나중에 스캔한 영수증 이미지를 적절한 항목과 자동으로 연결할 수 있다. 이후 바코드를 사용하여 세금이나 자산 목록 보관 목적으로 보유할 필요가 없는 종이 사본을 신속하게 골라낼 수 있다.
 소매업체가 영수증에 전자 사본을 다운로드할 수 있는 바코드를 넣거나 전체 영수증을 2D 바코드에 인코딩한다면, 소비자는 개인 재무, 자산 목록 및 식료품 관리 소프트웨어로 데이터를 쉽게 가져올 수 있다. 스캐너로 스캔한 영수증은 재무 및 자산 목록 소프트웨어의 적절한 항목과 자동으로 식별 및 연결될 수 있다.
 소매업체 관점에서의 소비자 추적 (예를 들어, 판매 시점에 소비자가 QR 코드를 스캔하게 하여 구매를 추적하는 로열티 카드 프로그램).

휴대폰을 사용하는 다수의 기업용 애플리케이션이 등장하고 있다:

 접근 제어 (예를 들어, 행사장 티켓 확인), 재고 보고 (예를 들어, 배송 추적), 자산 추적 (예를 들어, 위조 방지).Barcode reading apps for enterprise, codeREADr.com, 2010.
 안드로이드, iOS, 윈도우 폰 모바일 운영체제의 최신 버전에는 일반적으로 해당 카메라 애플리케이션에서 접근할 수 있는 QR 또는 바코드 스캐너가 내장되어 있다.

 하우징 
섬네일|방사성 의약품 패키지의 운송을 모니터링하는 데 사용되는 대형 다기능 바코드 스캐너

바코드 판독기는 하우징 설계에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다.

휴대용 스캐너 손잡이가 있고 일반적으로 불을 켜는 트리거 버튼이 있는 형태이다. 공장 및 농장 자동화에서 품질 관리 및 배송을 위해 사용된다.
PDA 스캐너 (또는 Auto-ID PDA) 바코드 판독기가 내장되어 있거나 바코드 스캐너가 부착된 개인 정보 단말기(PDA).
자동 판독기 바코드가 있는 문서를 고속(시간당 50,000매)으로 읽기 위한 백오피스 장비.
무선 스캐너 무선 바코드 스캐너는 내부에 장착된 배터리로 작동하며 전원망에 연결되지 않고 PC와 같은 연결된 장치로 데이터를 전송한다.

 바코드 라이브러리 

현재 디지털 카메라가 장착된 장치나 문서 스캐너가 있는 장치는 특수 소프트웨어 라이브러리인 바코드 라이브러리를 사용하여 바코드 판독기로 사용할 수 있다. 이를 통해 데스크톱, 웹, 모바일 또는 임베디드 애플리케이션에 바코드 기능을 추가할 수 있다. 이러한 방식으로 바코드 기술과 바코드 라이브러리의 조합은 모든 자동 문서 처리 OMR, 패키지 추적 애플리케이션 또는 증강 현실 애플리케이션까지 저비용으로 구현할 수 있게 해준다.

 연결 방법 

 직렬 인터페이스 
모든 형식의 초기 바코드 스캐너는 당시 흔했던 RS-232 직렬 인터페이스를 거의 보편적으로 사용했다. 이는 전기적으로 간단한 연결 수단이었으며, 특정 컴퓨터와 해당 직렬 포트에 맞춰 작성되어야 했지만 이를 액세스하는 소프트웨어도 비교적 간단했다.

섬네일|right|PS/2 키보드 및 마우스 포트
다양한 표준 인터페이스를 갖춘 PC가 진화함에 따라 바코드 판독기는 키보드 직렬 인터페이스를 사용하기 시작했다. 초기 "키보드 웨지(keyboard wedge)" 하드웨어는 PS/2 단자와 키보드 사이에 연결되었으며, 바코드 스캐너의 문자는 마치 키보드에서 입력한 것과 똑같이 나타났다. 오늘날 이 용어는 플러그를 꽂아 "키보드로부터" 오는 데이터 스트림에 기여할 수 있는 모든 장치에 대해 더 넓게 사용된다. USB 인터페이스를 통해 연결되는 키보드 웨지를 쉽게 구할 수 있다. 많은 경우 USB 인터페이스 유형(HID, CDC)을 선택할 수 있다.

 독자 규격 인터페이스 
그 외에 덜 일반적인 몇 가지 인터페이스가 있다. 이들은 기존의 범용 컴퓨터에 연결하기보다는 전용 하드웨어가 있는 대형 EPOS 시스템에서 사용되었다. 이러한 일부 인터페이스에서 스캔 장치는 바코드를 스캔하는 동안 보이는 강도에 비례하는 아날로그 신호를 반환했다. 이것은 호스트 장치에 의해 해독되었다. 어떤 경우에는 스캔 장치가 바코드의 기호 체계(symbology)를 코드 39와 같이 호스트 장치가 인식할 수 있는 것으로 변환하기도 했다.

 무선망 
일부 현대적인 휴대용 바코드 판독기는 IEEE 802.11g(WLAN) 또는 IEEE 802.15.1(블루투스)에 따라 무선망에서 작동할 수 있다. 일부 바코드 판독기는 433 MHz 또는 910 MHz와 같은 무선 주파수도 지원한다. 외부 전원이 없는 판독기는 주기적으로 배터리를 충전해야 하므로 일부 용도에는 적합하지 않을 수 있다.

 해상도 
스캐너 해상도는 판독기에서 방출되는 광점(dot of light)의 크기로 측정된다. 이 광점이 바코드의 어떤 바나 공백보다 넓으면 두 요소(두 공백 또는 두 바)가 겹치게 되어 잘못된 출력을 생성할 수 있다. 반면에 너무 작은 광점을 사용하면 바코드의 어떤 점을 오해하여 최종 출력이 틀려질 수 있다.

가장 일반적으로 사용되는 치수는 13 mil(0.013 인치 또는 0.33 mm)이지만, 일부 스캐너는 3 mil(0.003 인치 또는 0.075 mm)만큼 작은 치수의 코드도 읽을 수 있다. 더 작은 바코드는 정확하게 읽기 위해 고해상도로 인쇄되어야 한다.

 같이 보기 
 바코드
 바코드 배틀러
 QR 코드

 각주 

 외부 링크 

분류:미국의 발명품
분류:임베디드 시스템
분류:바코드