大量的 Internet 网购订单数和较高的订货频率以及零售商提供的大量产品使得自动扫描在物流中心的作用比以往任何时候都更加重要。本文将以配送中心目前所采用的最普遍的应用为重点，分析条码扫描应用的现状并探讨其潜在的改进空间。
物流扫描的状况
物流条码扫描市场可划分为三个级别段。入门级是传统的方位排列成像器和激光扫描仪读取缓慢移动或静止物体上的代码。高端级是基于图像的固定式行扫描系统处理高速、多面的条码通道应用。介于这两者之间的是当前的主流应用 — 激光扫描仪的各种应用，目前它已越来越受到人们的质疑。
零售配送中心需要进行严格的库存管理，包括对购买、运输和仓库库存的严谨管理。对于未损坏的、打印质量高的条码，激光系统的读取率较高，但是对于非理想状况下的条码，它们却很难读取。基于图像的读码器读取率很高，但其昂贵的价格和复杂性却限制了它们在大批量配送中心的使用，这种情况至今仍未改善。新一代基于图像的读码器蓄势待发，将对市场产生新的变革，它可以在低于或相当于激光扫描仪的价位上提供足够高的读取率。
激光扫描仪是通过使用代码反射的光测量印刷模块的尺寸来读取代码。此方法的主要优势之一在于其简单性。由于其易于设置、连接和对准且具有足够快的读取速度来满足高速需求，因而广受欢迎。这些系统还可以处理较大的扫描区域和工作范围。供应商提供的优质服务和强大支持为设备性能满足公布的技术规范要求提供了保障。
但美中不足的是激光方法本身会限制读取率(即扫描仪正确读取的代码比例)印刷的条码质量会因处理的包装数量、印刷技术、标签几何图形、原点和其他多种因素而有很大的差异。激光扫描仪可能无法读取印刷质量较差的代码。例如对比度低则不能凸显印刷和非印刷模块之间的差别，因而无法正确读取。由于激光扫描仪会尝试沿一束激光线辨认代码，因而光线或镜面反射或扫描的代码部分损坏可能会使扫描仪读取代码的成功率大大降低。一些激光扫描仪会尝试通过拼接多个扫描线，重组损坏的代码来解决这些问题。在某些情况下此方法是可行的，但代码严重损坏时则难以奏效。
对于无读取的代码，则需要将包装转移到手动操作台，此时操作员会将包装指定到目标位置或更换受损的条码，然后通过分类系统将包装重新送回。在此种无法读取的情况下，需要对包装进行多次处理，因而会增加工作量和材料费用并降低分类设备的效率。重复工作即意味着费用增加和利润降低。
为了消除这些局限性，物流行业设计了可最大程度读取的专门标签并专门对设备进行优化来处理大量的无读取情况。然而，随着业务的快速发展，配送中心必须处理不断增大的包装体积、不断增加的源地址和目的地数量以及越来越复杂的包装组合，因而对高效和高读取率的需求越来越迫切。
受无读取问题困扰的配送中心可以使用基于图像的行扫描型读码器。当通过含有代码的包装表面时，行扫描读码器会采集表面上的高分辨率图像，每次一行，通过分析图像找到并识别有效的代码，无须注意其在包装上的方向或位置。
与基于激光的同类产品相比，基于图像的条码读取系统具有多种优势。首先，由于一个图片需要进行上千次扫描，因此基于图像的读码器能收集到与条码相关的更多信息。这一优势使得它们可以成功读取损坏、方向错误或变形的代码。为消除代码损坏或包装的光线反射影响，分析系统软件可以根据图像的任意可辨认部分对重要数据进行重组。
基于图像的系统还可以存储图像以便日后检索和分析。对该信息进行存档有助于配送设施确定任何无读取条码问题的根本原因并采取纠正措施，减少之后的错误读取次数，从而提高流程效率。例如，有一个配送设施，其读取率只达到 98%。查看无读取包装的图像之后发现百分之五十的无读取情况都是由于包装处理问题引起的。根据该信息，管理员可以更改将包装装到分类输送机上这一操作员流程，从而将读取率提高至 99%。这样可减少系统在读取失败之后必须重新读取的包装数量，从而每天减少了数百或甚至数千个需要人工分类的包装数量。
尽管它们具有这些优势，但仍存在一个很大的障碍，使得基于图像的行扫描系统无法得到广泛应用。该系统体积庞大、价格昂贵，安装复杂且维护不便。设置过程中的校准是该方法成功的关键，因为摄像头下方物体的移动必须与系统图像采集过程保持同步。移动过程中的任何偏移 — 如突然的碰撞或振动 — 都会导致变形，使得所采集图像的质量降低，从而影响读取率。
物流扫描的变革
配送中心面临一个艰难的选择。他们可以选择激光扫描仪，虽然易于使用，价格也便宜，但只能提供有限的读取功能且不能提供用于改进流程的任何数据。或者，他们可以选择价格昂贵而复杂的基于图像的行扫描系统。更好的选择应该是结合了基于图像设备的性能优势和激光扫描仪的低价格和易用优势。但是要如何设计这样一个读码器呢?
从理论角度来讲，一个高速、方位排列、基于图像的读码器就可以实现此解决方案。方位排列成像器，如数码相机，可以将整个图像捕获到一张快照中。通过拍摄快照，区域扫描就可以不必要求精确的编码器输入或很亮并始终开启的照明。此外，区域扫描技术不受变形或其他不需要的图像伪影的影响。从历史角度来讲，区域扫描基于图像的读码器无法达到包装输送机所需要的速度，且无法处理物流应用中的不同的包装大小。但是，一些技术的发展使区域扫描读码器克服了这些局限性。
传统的基于图像的读码器包含成像器、A/D 转换器和图像处理器等分立元件，这些元件通过较窄的通信总线进行连接。此种配置通常允许的最大图像采集速度只能为 60 帧每秒 (fps)。创新性产品 — Vision System on a Chip (VSoC) 将这些元件全都放在一个硅片中。从而使 VSoC 技术的图像采集和分析速度可达到 1,000 fps 并可同时进行图像处理，且该读码器可处理不同的包装大小。
该新一代基于图像的区域扫描读码器的关键在于其使用液态镜头技术的新自动对焦功能。与机械同类产品相比，液态镜头的聚焦速度更快，范围更广 — 且不需要任何活动部件。液态镜头模拟了人眼改变焦距的方式，它包含两种不同折射率且不相溶的液体 — 一种是像水一样的导体，另一种是像油一样的非导体。如图 1 所示，向镜头施加电场会改变两种液体交界处的表面张力，张力的变化会改变交界处的曲率，进而改变镜头的焦距。改变电场强度可使原本凸出的液体交界处变平，甚至向内凹。因此，输送机上的包装位置不会再对处理量和读取准确度产生影响。此外，液态镜头技术无须人工触摸镜头就可以进行焦距调整，简化了安装、设置和维护操作。
实现转变
方位排列基于图像的扫描仪和激光扫描仪比行扫描系统更易于安装和设置。但是，与激光扫描仪相比，方位排列成像器还具有其他设置优势。例如，当设置激光扫描仪以实现最大读取率时，用户无法看到扫描仪尝试读取的图像。这样他们就很难确定扫描仪是否位于最佳位置，特别是在不知道代码旋转位置的全方位应用中。在操作过程中，激光扫描仪不能提供任何信息来帮助用户确定读取失败的原因。扫描仪采集的信息只显示读取失败的包装数量，这使任何回应只能依靠推测，而不是根据数据得出纠正措施。
另一方面，基于图像的系统可以在监视器或工业显示屏上实时显示扫描仪中的图像。当用户设置系统时，显示屏会显示扫描仪所扫描的内容，可确保图像的清晰度以及图像包含输送机上传送的所有包装上的所有代码。为提高扫描仪的读取率而进行的初始设置和后续调整都不需要具备专业知识，可节省设置和维护时间。
因此，与激光扫描仪相比，基于图像的读码器更易于维护。当然，供应商会提供支持，但是只需简单检查一下“无读取”图像，用户就可以快速而轻松地确定问题并予以纠正，无需经过任何培训就可以自行对系统进行维护。也就是说，用户可以独自完成大部分的维护工作，只在绝对必要时才联系供应商。无须计划、等待和支付供应商所提供服务的费用，这些便利可大大减少停机时间和相应的成本。
方位排列基于图像的读码器的正常运行时间更长，因为激光扫描仪是使用电机和其他机械机制“移动”激光点来扫描代码。这些活动部件会随时间而损坏，从而限制了系统的使用寿命。方位排列基于图像的读码器与之相反，不包含任何活动部件，使用寿命一般能比激光扫描仪的寿命长两到三年。
适合未来发展
配送运营的不断整合将使读码器系统的容量变得紧张，而源地址和目的地的种类仍会持续增加。许多公司在努力降低资本成本。他们想要进行长期投资。不希望过早废弃所购买的设备。在这种情形下，基于图像的系统使用寿命长的特点就成为一个很有利的优势。
物流行业的另一个发展趋势是引进二维 (2D) 代码，如数据矩阵。垂直行业，如医药行业将需要开始使用这些代码以实现单位级别序列化来打击供应链中的假药制造行为。虽然这些代码还未像旧式条码一样被普遍使用，但是 2D 代码中可存储的信息量对于很多应用类型都极具引力，而读取这些符号则需要使用基于图像的扫描仪。
最重要的是，一些较大的零售商和 Internet 运营中心在考虑购买资本设备来增加容量或提高处理量，条码读取率提高 1 % 就可以大大缩短投资的回报时间并提高 ROI。购买高读取率的资本设备(如该新一代的方位排列基于图像的读码器)可缩短投资回报时间，使回报时间从以年衡量缩短到以月衡量。因此，未来将属于区域扫描基于图像的技术。
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