Mã Vạch & Máy Quét: Bí Mật Đằng Sau Tiếng ‘Bíp’ Thanh Toán

Chắc hẳn bạn đã quá quen với những vạch đen trắng trên mọi sản phẩm, từ gói bim bim, cuốn sách trong thư viện, cho đến các kiện hàng phức tạp. Và dĩ nhiên, không thể thiếu những chiếc máy quét mã vạch giúp đọc chúng trong nháy mắt. Công nghệ mã vạch thực sự đã làm cho việc mua sắm, quản lý hàng hóa trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn bao giờ hết. Nhưng bạn đã bao giờ dừng lại và tự hỏi, liệu mã vạch và máy quét mã vạch hoạt động như thế nào để tạo nên sự kỳ diệu đó? Hãy cùng Tem Nhãn 24h khám phá ngay nhé!

Mã vạch điện tử thể hiện dãy số bằng các vạch đen trắng cho máy tính đọc

Mã vạch được dùng để làm gì mà “thần thánh” vậy?

Nếu bạn là chủ một cửa hàng bận rộn, việc theo dõi hàng hóa bán ra, tồn kho là cực kỳ quan trọng. Nó giúp đảm bảo những món khách cần luôn có sẵn trên kệ. Cách đơn giản nhất là đi một vòng kiểm tra các kệ trống rồi lấp đầy. Hoặc, bạn có thể ghi chép lại những gì khách mua, tổng hợp danh sách rồi dựa vào đó đặt hàng mới. Cách này ổn với tiệm tạp hóa nhỏ, nhưng nếu là một siêu thị Wal-Mart khổng lồ với hàng ngàn mặt hàng thì sao?

Mã vạch UPC trên sản phẩm tạp hóa giúp nhận dạng và quản lý hàng tồn kho

Đó chưa phải là tất cả những khó khăn khi vận hành một cửa hàng. Nếu bạn dán giá thủ công lên từng sản phẩm và cần thay đổi giá trước đợt khuyến mãi, bạn sẽ phải làm lại từ đầu. Rồi chuyện trộm cắp thì sao? Nếu thấy thiếu vài chai rượu trên kệ, liệu bạn có chắc chắn đã bán hết hay một phần đã “không cánh mà bay”?

Công nghệ mã vạch trong các cửa hàng giúp giải quyết tất tần tật những vấn đề này. Nó cho phép bạn lưu trữ tập trung trên máy tính mọi thông tin về sản phẩm, giá cả và lượng tồn kho. Bạn có thể thay đổi giá bao nhiêu lần tùy thích mà không cần dán lại nhãn giá mới. Bạn cũng biết ngay khi mặt hàng nào đó sắp hết để kịp thời nhập thêm. Vì công nghệ mã vạch rất chính xác, bạn có thể khá chắc chắn rằng bất kỳ mặt hàng nào thiếu mà không có trong danh sách đã bán thì khả năng cao là bị mất cắp. Từ đó, bạn có thể chuyển chúng đến khu vực an toàn hơn hoặc bảo vệ bằng tem từ RFID.

Một hệ thống quản lý kho dựa trên mã vạch như vậy thường có ba phần chính. Đầu tiên là một máy tính trung tâm chạy cơ sở dữ liệu lưu trữ thông tin sản phẩm, nhà sản xuất, giá và số lượng tồn kho. Thứ hai là mã vạch được in trên tất cả sản phẩm. Cuối cùng là một hoặc nhiều máy quét tại quầy thanh toán có thể đọc các mã vạch này. Để hiểu rõ hơn về cách các thiết bị này đọc thông tin, bạn có thể tìm hiểu máy quét mã vạch hoạt động như thế nào qua bài viết chi tiết của chúng tôi.

Cách mã vạch “mã hóa” các con số 0-9

Mã vạch là một ý tưởng cực kỳ đơn giản: gán cho mỗi mặt hàng một mã số duy nhất, rồi in mã số đó lên sản phẩm để thiết bị điện tử có thể đọc được. Chúng ta có thể chỉ cần in số trực tiếp, nhưng khổ nỗi là các chữ số rất dễ gây nhầm lẫn cho máy tính (số tám in lỗi có thể trông như số ba, số sáu lộn ngược lại thành số chín). Điều này có thể gây ra đủ thứ hỗn loạn ở quầy thanh toán nếu máy quét nhầm lẫn.

Cấu trúc mã vạch EAN-13 biểu diễn chữ số bằng 7 khối đen trắng

Cái chúng ta thực sự cần là một cách hoàn toàn đáng tin cậy để in các con số sao cho chúng có thể được đọc chính xác ở tốc độ cao. Đó chính là vấn đề mà mã vạch giải quyết. Nếu nhìn vào một mã vạch, bạn có thể không biết đâu là điểm bắt đầu hay kết thúc của một con số. Nhưng thực ra nó rất đơn giản. Mỗi chữ số trong mã sản phẩm được biểu thị bằng một khoảng ngang gồm đúng 7 đơn vị. Sau đó, để biểu diễn bất kỳ số nào từ 0 đến 9, người ta chỉ cần tô màu bảy đơn vị đó bằng một mẫu sọc đen trắng khác nhau. Ví dụ, số một được thể hiện bằng hai sọc trắng, hai sọc đen, hai sọc trắng và một sọc đen cuối cùng. Trong khi đó, số hai được biểu thị bằng hai sọc trắng, một sọc đen, hai sọc trắng và hai sọc đen.

Bạn có thể nhận thấy mã vạch thường khá dài, đó là vì chúng phải đại diện cho ba loại thông tin khác nhau. Phần đầu tiên của mã vạch cho bạn biết quốc gia nơi nó được cấp. Phần tiếp theo tiết lộ nhà sản xuất sản phẩm. Phần cuối cùng của mã vạch xác định chính sản phẩm đó. Các biến thể khác nhau của cùng một sản phẩm cơ bản (ví dụ, lốc 4 chai Coca-Cola và lốc 6 lon Coca-Cola) sẽ có mã vạch hoàn toàn khác nhau.

Hầu hết các sản phẩm đều có mã vạch đơn giản gọi là UPC (Universal Product Code – Mã sản phẩm chung). Đây là loại mã có các sọc dọc với một dãy số in bên dưới, phòng trường hợp mã vạch bị hỏng không quét được thì nhân viên có thể nhập tay. Bạn có thể tìm hiểu thêm về Mã vạch UPC là gì để hiểu rõ hơn về loại mã phổ biến này. Bên cạnh UPC, còn có các chuẩn quốc tế như EAN code là gì được sử dụng rộng rãi, đặc biệt ở châu Âu. Ngày nay, còn có một loại mã vạch khác ngày càng phổ biến, có khả năng lưu trữ nhiều thông tin hơn, đó là mã vạch 2D (hai chiều), bạn có thể thấy chúng trên tem bưu chính tự in chẳng hạn. Việc tạo ra các mã vạch này đòi hỏi vật liệu chuyên dụng, ví dụ như sự khác biệt giữa giấy in nhiệt và giấy in thường cũng như loại mực in mã vạch là gì để đảm bảo độ bền và khả năng đọc.

Máy quét mã vạch hoạt động như thế nào? “Bíp, bíp” là xong!

Có mã vạch mà không có công nghệ để đọc chúng thì cũng bằng thừa. Máy quét mã vạch phải có khả năng đọc các vạch đen trắng trên sản phẩm cực nhanh và truyền thông tin đó đến máy tính hoặc máy POS, nơi có thể xác định chúng ngay lập tức bằng cơ sở dữ liệu sản phẩm. Đây là cách chúng làm điều đó, giải thích một cách đơn giản nhé:

Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy quét mã vạch phản xạ ánh sáng từ vạch đen trắng

1. Đầu quét chiếu đèn LED hoặc tia laser lên mã vạch.
2. Ánh sáng phản xạ lại từ mã vạch vào một bộ phận điện tử nhạy sáng gọi là tế bào quang điện (photocell). Vùng trắng của mã vạch phản xạ nhiều ánh sáng nhất; vùng đen phản xạ ít nhất.
3. Khi máy quét di chuyển qua mã vạch, tế bào quang điện tạo ra một chuỗi tín hiệu bật-tắt tương ứng với các sọc đen và trắng. Ví dụ, với mã “đen đen đen trắng đen trắng đen đen”, tín hiệu sẽ là “tắt tắt tắt bật tắt bật tắt tắt”.
4. Một mạch điện tử gắn với máy quét sẽ chuyển đổi các xung bật-tắt này thành các chữ số nhị phân (số 0 và số 1).
5. Các chữ số nhị phân này được gửi đến máy tính kết nối với máy quét, máy tính sẽ nhận diện mã đó là 11101011 (trong ví dụ trên).

Trong một số máy quét, chỉ có một tế bào quang điện duy nhất. Khi bạn di chuyển đầu quét qua sản phẩm (hoặc sản phẩm qua đầu quét), tế bào này sẽ lần lượt phát hiện từng phần của mã vạch. Ở các máy quét phức tạp hơn, có cả một hàng tế bào quang điện và toàn bộ mã được phát hiện cùng một lúc. Thực tế thì máy quét không chỉ phát hiện số 0 và 1 rồi xuất ra số nhị phân đâu. Chúng phát hiện chuỗi sọc đen trắng như mô tả, nhưng chuyển đổi trực tiếp thành số thập phân và đưa ra số thập phân làm kết quả cuối cùng.

Các loại máy quét mã vạch phổ biến trên thị trường

Có đủ loại máy quét mã vạch cho mọi nhu cầu sử dụng. Trong các cửa hàng tiện lợi nhỏ, bạn thường thấy máy quét dạng bút hoặc dạng đũa thần cơ bản. Những loại đơn giản nhất trông giống như bút điện tử hoặc dao cạo râu cỡ lớn. Chúng chiếu ánh sáng LED đỏ lên mã vạch rồi đọc lại phần ánh sáng phản xạ bằng cảm biến CCD hoặc một dãy tế bào quang điện. Với máy quét dạng bút, bạn phải rê nó qua mã vạch. Còn với máy quét dạng đũa, cảm biến CCD hoặc tế bào quang điện sẽ đọc toàn bộ mã cùng lúc.

Máy đọc mã vạch kiểu bút quét cầm tay nhỏ gọn tiện lợi

Tại các siêu thị lớn, bạn dễ dàng bắt gặp máy quét laser tinh vi hơn nhiều. Chúng thường được gắn ở đáy quầy thanh toán, dưới một tấm kính. Bạn có thể thấy tia laser được xoay vòng với tốc độ cao nhờ một bánh xe quay, giúp nó đọc sản phẩm chỉ trong chớp mắt. Một công nghệ khác sử dụng camera video nhỏ để chụp ảnh kỹ thuật số của mã vạch. Sau đó, máy tính sẽ phân tích bức ảnh, tách riêng phần mã vạch và chuyển đổi các vạch đen trắng thành số. Các ứng dụng quét mã vạch trên điện thoại di động hoạt động theo cách này, sử dụng camera tích hợp của điện thoại.

Ứng dụng quét mã vạch trên điện thoại thông minh sử dụng camera tích hợp

Những máy quét này có thể đọc chính xác hàng chục sản phẩm lướt qua mỗi phút, chính xác hơn nhiều so với việc kiểm tra thủ công kiểu cũ (nơi bạn phải nhập giá từng mặt hàng bằng tay). Máy quét mã vạch tốt nhất chính xác đến mức chúng chỉ mắc một lỗi trong khoảng 70 triệu mẩu thông tin được quét! So sánh với việc gõ bàn phím, nơi bạn thường có khả năng mắc một lỗi trong mỗi 100 ký tự bạn nhập.

Công nghệ quét mã vạch đã xuất hiện từ đầu những năm 1970 nhưng chỉ thực sự bùng nổ vào những năm 1980 và 1990 sau khi các cửa hàng bắt đầu đầu tư vào các thiết bị đầu cuối thanh toán điện tử tại điểm bán (EPOS) hiện đại. Ngày xưa, một hệ thống thanh toán tại cửa hàng có giá hàng ngàn đô la. Ngày nay, máy quét đã có giá cả phải chăng hơn nhiều. Bạn có thể mua một máy quét mã vạch USB đơn giản và phần mềm đi kèm, kết nối với laptop hoặc máy tính thường chỉ với vài chục đô la. Nhờ có mã vạch, ngay cả những cửa hàng tiện lợi nhỏ cũng có thể hoạt động trơn tru như Wal-Mart ngày nay!

Ai đã phát minh ra mã vạch? Một hành trình lịch sử thú vị

Làm thế nào mà chúng ta lại có một thời điểm mà hầu như mọi thứ mua bán đều được đánh dấu bằng mã vạch? Dưới đây là một vài cột mốc quan trọng trong lịch sử mã vạch:

• 1948: Bernard Silver (1924–1963) và N. Joseph Woodland (1921–2012) nảy ra ý tưởng phát triển hệ thống thanh toán hàng tạp hóa có thể tự động quét sản phẩm. Woodland thử nghiệm nhiều hệ thống đánh dấu khác nhau, bao gồm đường kẻ và vòng tròn, các dấu lấy cảm hứng từ rãnh âm thanh trên phim và các dấu chấm-gạch dựa trên mã Morse.
• Tháng 10/1949: Hai nhà phát minh tinh chỉnh hệ thống của họ để sử dụng các mẫu hình “mắt bò” (bullseye) và nộp đơn xin cấp bằng sáng chế (Bằng sáng chế Hoa Kỳ số 2,612,944), được cấp vào ngày 7 tháng 10 năm 1952. Thiết bị quét mã vạch ban đầu của họ sử dụng đèn thông thường để chiếu sáng nhãn sản phẩm và một bộ nhân quang (một loại tế bào quang điện sơ khai) để đọc ánh sáng phản xạ.
• 1951: Joe Woodland gia nhập IBM để làm việc về công nghệ mã vạch, dù công ty từ chối mua bằng sáng chế của ông, sau đó được Philco (và sau này là RCA) mua lại.

Bản vẽ mã vạch mắt bò từ bằng sáng chế gốc của Woodland và Silver

• Những năm 1960: RCA phát triển một số ứng dụng thương mại cho đến khi bằng sáng chế hết hạn vào năm 1969. Công việc về mã vạch mắt bò vẫn tiếp tục, nhưng chúng tỏ ra không đáng tin cậy và dần bị loại bỏ.
• 1970: Lúc này, các cửa hàng tạp hóa bắt đầu khám phá ý tưởng sử dụng hệ thống mã hóa và đánh dấu sản phẩm riêng. Tuy nhiên, các cửa hàng khác nhau lại xem xét các hệ thống khác nhau, điều này có nguy cơ gây rắc rối cho các nhà sản xuất thực phẩm lớn bán hàng cho nhiều nhà bán lẻ. Dưới sự hướng dẫn của Alan Haberman (1929–2011), phó chủ tịch điều hành của First National Stores ở Boston, các cửa hàng đã cùng nhau thành lập Hội đồng Mã Thống nhất (UCC), sau này được gọi là GS1 US, tổ chức hiện quản lý các tiêu chuẩn mã vạch trên toàn thế giới.
• 1971: Trong khi đó, tại IBM, kỹ sư George J. Laurer (1925–2019) phát triển dựa trên ý tưởng của Woodland để tạo ra Mã sản phẩm chung (UPC) – mã vạch sọc đen trắng hiện đại mà chúng ta quen thuộc.
• 1973: Sau khi kiểm tra nhiều hệ thống đánh dấu khác nhau, ủy ban các cửa hàng tạp hóa của Haberman quyết định chọn UPC hình chữ nhật của IBM làm mã vạch tiêu chuẩn cho ngành hàng tạp hóa. Mặc dù không phát minh ra mã vạch, Haberman được công nhận rộng rãi vì đã thúc đẩy việc áp dụng nó một cách phổ biến.
• 1974: Vào ngày 26 tháng 6, máy quét mã vạch cửa hàng tạp hóa đầu tiên trên thế giới được đưa vào sử dụng tại Siêu thị Marsh’s, Troy, Ohio, Hoa Kỳ. Giao dịch quét đầu tiên, do Clyde Dawson thực hiện, là một gói kẹo cao su Wrigley’s 10 thanh.
• 1979: Tại Vương quốc Anh, máy quét mã vạch được sử dụng lần đầu tiên tại các siêu thị Key Markets ở Spalding, Lincolnshire.
• 2011: Joe Woodland và Bernard Silver (truy tặng) được vinh danh tại Đại sảnh Danh vọng Nhà phát minh Quốc gia Hoa Kỳ để ghi nhận phát minh xuất sắc của họ.

Tìm hiểu sâu hơn về máy quét mã vạch đời đầu

Để hình dung rõ hơn, chúng ta hãy cùng xem xét bản vẽ từ bằng sáng chế máy quét mã vạch ban đầu của N. Joseph Woodland và Bernard Silver. Thiết kế này cho thấy tầm nhìn ban đầu về cách tự động hóa quy trình nhận dạng sản phẩm.

Sơ đồ chi tiết máy quét mã vạch đời đầu theo bằng sáng chế của Woodland và Silver

Trong hình trên, bạn có thể thấy toàn bộ bộ máy, bao gồm cả máy quét mã vạch (màu xanh lam ở giữa). Hình dưới là cái nhìn chi tiết hơn về chính máy quét:

1. Giống như các gói hàng hiện đại, sản phẩm trong thiết kế của Woodland và Silver sẽ có mã vạch in trên một mặt.
2. Bạn đặt mặt hàng cần quét với mã vạch úp xuống một băng chuyền làm bằng vật liệu trong suốt.
3. Nhiều đèn chiếu sáng mã vạch.
4. Máy quét thu nhận ánh sáng phản chiếu từ mã vạch.
5. Máy quét sẽ gửi tín hiệu đến một cơ cấu phân loại có thể đẩy mặt hàng theo các hướng khác nhau.
6. Mặt hàng được đẩy lên các băng chuyền khác nhau tùy theo mã vạch cụ thể của nó.
7. Giờ hãy xem cận cảnh máy quét: Nó có một thấu kính ở trên cùng để truyền ánh sáng phản xạ từ mã vạch.
8. Ánh sáng từ thấu kính truyền qua một mặt kính lớn hơn.
9. Một động cơ điện và trục (màu đỏ) di chuyển đầu quét (màu xanh lục).
10. Được dẫn hướng bởi các rãnh trên trục, đầu quét di chuyển từ bên này sang bên kia.
11. Một tế bào quang điện (màu cam) bên trong đầu quét nhận dạng vùng sáng và vùng tối từ mã vạch, gửi tín hiệu tương ứng đến mạch dò.

Kết luận

Qua những thông tin trên, Tem Nhãn 24h hy vọng đã giúp bạn hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của mã vạch và máy quét mã vạch. Từ những ý tưởng sơ khai đến công nghệ tinh vi ngày nay, mã vạch đã cách mạng hóa cách chúng ta quản lý, mua bán và theo dõi hàng hóa. Chúng không chỉ là những vạch đen trắng đơn thuần mà là cả một hệ thống thông minh, giúp cuộc sống tiện lợi hơn rất nhiều.

Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào về mã số mã vạch, máy quét, máy in tem nhãn, hoặc cần tư vấn giải pháp phù hợp cho doanh nghiệp của mình, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi:

CÔNG TY TNHH GIẢI PHÁP MÃ VẠCH BARTECH

Địa chỉ: CT8C Đại Thanh, Tả Thanh Oai, Thanh Trì, Hà Nội

Hotline: 0355 659 353

Email: kd01.bartech@gmail.com

Fanpage: https://www.facebook.com/temnhan24h.com.vn