THIẾT KẾ MÔ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÃ VẠCH SỬ DỤNG ARDUINO UNO R3

---------------------------------------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÃ VẠCH SỬ
DỤNG ARDUINO UNO R3
CBHD:
Sinh viên
Mã số sinh viên:

Hà Nội – Năm

MỤC LỤC


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, con người cùng với những ứng dụng của khoa học kỹ thuật
tiên tiến của thế giới, chúng ta đã và đang ngày một thay đổi, văn minh và
hiện đại hơn. Sự phát triển của kỹ thuật điện tử đã tạo ra hàng loạt những thiết
bị với các đặc điểm nổi bật như sự chính xác cao, tốc độ nhanh, gọn nhẹ là
những yếu tố rất cần thiết góp phần cho hoạt động của con người đạt hiệu quả
ngày càng cao hơn.
Tự động hóa đang trở thành một ngành khoa học đa nhiệm vụ. Tự động
hóa trong quá trình sản xuất và nghiên cứu trở thành nhu cầu cần thiết với sự
xuất hiện của các hệ vi điều khiển ngày càng được nâng cấp và đa dạng hơn.
Trong đó có sự ra đời của vi điều khiển Arduino làm tăng thêm hiệu quả trong
quá trình điều khiển các hệ thống và hiệu quả kinh tế hơn. Xuất phát từ những
ứng dụng đó, em chọn đề tài thiết kế một mạch ứng dụng của Arduino đó là
“Tìm hiểu về ứng dụng Arduino trong phân loại sản phẩm theo mã
vạch”.
Với sự hướng dẫn tận tình của em đã tiến hành nghiên cứu và thiết kế
đề tài này. Trong quá trình thực hiện đề tài do khả năng và kiến thức thực tế

có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cơ đóng góp ý kiến
để đề tài của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết
tắt
IDE
LCD
PWM
I/O
USB
GND
IC
GPS

Tiếng Anh

Integrated Developme Môi trường tích hợp dùng để viết code
nt Environment
để phát triển ứng dụng.
Liquid Crystal Display
Pulse Width
Modulation
In/Out
Universal Serial Bus

LED

Ground
Integrated circuit
Global Positioning
System
Unmanned Aerial
Vehicle
Quick Response
Passive InfraRed sens
or
Multipoint Control
Unit
Light Emitting Diode

TV

Television

URL

Uniform Resource
Locator
Short Message
Services

UAV
QR
IR sensor
MCU

SMS

Tiếng Việt

Màn hình tinh thể lỏng
Phương pháp điều chỉnh điện áp ra tải
Vào / Ra
Cổng kết nối cáp tiêu chuẩn cho máy
tính cá nhân và những thiết bị điện tử
tiêu dùng
Điểm nối đất
Chip hay vi mạch điện tử
Hệ thống định vị toàn cầu do Mỹ phát
triển và vận hành
Máy bay không người lái
Mã vạch ma trận phản hồi nhanh
Cảm biến hồng ngoại
Thiết bị điều khiển đa điểm
Là các điốt có khả năng phát ra ánh
sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại
Máy nhận các tín hiệu vơ tuyến truyền
hình và phát bằng hình ảnh
Tham chiếu đến tài nguyên web chỉ
định
Dịch vụ tin nhắn ngắn


DC
EEPROM
AVR
SRAM

Direct Current
Electrically Erasable
Programmable ReadOnly Memory
Automatic Voltage
Regulator
Static Random –
Access
Memory

Điện một chiều
Bộ nhớ không mất dữ liệu khi ngừng
cung cấp điện
Hệ thống tự động điều khiển điện áp
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên


5

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM THEO MÃ VẠCH

1.1

Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế

+ Tình hình nghiên cứu ở nước ngồi:
-

Trên thế giới cùng với sự phát triển của thời đại công nghiệp 4.0 thì điều
khiển tự động hóa khơng cịn xa lạ với hầu hết các ngành công nghiệp. Sự
phát triển nhanh chóng của khoa học máy tính và cơng nghệ truyền thông đã
giúp việc điều khiển vận hành dây chuyền sản xuất trở nên đơn giản, chính
xác, nhanh chóng và hiệu quả hơn rất nhiều. Đặc biệt các hệ thống phân loại
sản phẩm đã sớm được đưa vào trong dây truyền sản xuất tự động ở các nhà

•
•
•
•
-

máy nhằm góp phần:
Đáp ứng được năng suất cao của dây truyền.
Giảm tỉ lệ sai sót khi phân loại.
Tiết kiệm sức người.
Giảm chi phí sản xuất.
Ở các nước như Đức, Thụy Sĩ, Trung Quốc, Mỹ hiện nay ngành logistic đang
rất phát triển, tiêu biểu như Amazon của Mỹ có 386 trung tâm phân phối và
kho, trong đó có 47 trung tâm phân loại hàng hóa trong và ngồi nước. Chính
vì vậy các dây truyền phân loại sản phẩm đang được ứng dụng rất nhiều tại
các nước này.
+ Tình hình nghiên cứu trong nước

-

Trong những năm gần đây Việt Nam liên tục phát triển không ngừng phát
triển, ngành logistic tại Việt Nam cũng có những bước tiến lơn, theo với sự

phát triển đó là đầu tư từ các doanh nghiệp nước ngoài bởi vậy dây truyền
phân loại sản phẩm đang dần trở nên quan trọng hơn. Để đáp ứng được nhu
cầu đó, hiện nay tại Việt Nam có rất nhiều cơng ty nghiên cứu, phát triển và
lắp đặt các hệ thống tự động phân loại sản phẩm theo nhiều cách đa dạng như
một số công ty: CC-VINA, Intech Group,… Quy trình phân loại tự động này
đã và đang góp phần giúp tăng năng suất, giảm tỉ lệ nhầm lẫn, dễ dàng kiểm
sốt sai sót; giúp các doanh nghiệp lớn có lợi thế cạnh tranh và phát triển của


6

các doanh nghiệp nước ngồi từ đó đáp ứng được nhiều nhu cầu hơn và tạo ra
chất lượng tốt nhất có thể.
1.2

Đặt vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Sự cần thiết của hệ thống trong thực tế
Trong ngành công nghiệp hiện đại ngày nay, các sản phẩm ngày càng
trở nên phong phú và đa dạng. Với xu hướng phát triển này, việc quản lí các
sản phẩm, hàng hóa trong q trình sản xuất củng như kiểm tra chất lượng, số
lượng của sản phẩm, hàng hóa này trở nên ngày càng khó khăn và trở thành
thách thức to lớn với bất kì một công ty, tổ chức, nhà máy sản xuất nào.
Trong quá trình sản xuất, việc quản lí sản phẩm, hàng hóa là một cơng
việc vơ cùng hết sức khó khăn. Trong điều kiện băng chuyền sản phẩm hoạt
động liên tục, hạng loạt các sản phẩm ra đời, không chỉ về mặt số lượng mà
cịn về mặt phân loại, thì việc quản lí khơng phải là chuyện đơn giản. Nhưng
với việc ứng dụng công nghệ mã vạch, việc ấy sẽ trở nên đơn giản hơn.
Mã vạch là sự thể hiện thông tin trong các dạng nhìn thấy trên các bề
mặt của sản phẩm, hàng hóa mà máy móc có thể đọc được. Nguyên thủy thì

mã vạch lưu trữ dữ liệu theo bề rộng của các vạch được in song song cũng
như của khoảng trống giữa chúng, nhưng ngày nay chúng còn được in theo
các mẫu của các điểm, theo các vòng tròn đờng tâm hay chúng ẩn trong các
hình ảnh. Mã vạch có thể được đọc bởi các thiết bị quét quang học gọi là máy
đọc mã vạch hay được quét từ hình ảnh bằng các phần mềm chuyên biệt.
Ở các cửa hàng nhỏ, siêu thị mini, cửa hàng điện máy .. người ta đã mã
hóa các thơng tin sản phẩm dưới dạng mã vạch để thuận tiện cho việc quản lý
số lượng sản phẩm đã bán, tồn kho và doanh thu trên máy tính. Hoặc ở các
thư viện đang áp dụng công nghệ mã vạch để quản lý thông tin của sách, số
lượng sách mượn của độc giả. Việc ứng dụng mã vạch trong các lĩnh vực này
nhằm mục đích tăng năng suất lao động, quản lý dễ dàng và hiệu quả.
1.2.2 Một số hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay
+ Phân loại sản phẩm theo kích thước:


7

Là hệ thống phân loại tự động cho sản phẩm, hàng hóa theo kích thước được
sử dụng nhiều trong việc phân loại rau củ quả, nông sản, ngành thực phẩm.
Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước dựa trên ngun lí cảm
biến( hoặc cơng tắc hành trình) để xác định chiều dài của sản phẩm. Sau đó
dùng xilanh để phân biệt sản phẩm có kích thước dài và ngắn. Sản phẩm sau
phân loại sẽ được đếm bằng cảm biến.

Hình 1.1: Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
+ Phân loại sản phẩm theo khối lượng
Là hệ thống phân cỡ sản phẩm ứng dụng đa dạng theo nguyên tắc khối
lượng, sau đó phân ra từng cỡ trọng lượng theo yêu cầu. Khi sản phẩm vào
khu vực bàn cân, cảm biến tiệm cận sẽ phát hiện có vật, loadcell xác định
khối lượng vật và đưa tín hiệu về bộ xử lý, nếu sản phẩm đạt khối lượng yêu

cầu thì bộ xử lý sẽ tác động xy lanh khí nén 1 (hoặc động cở) để chuẩn bị
phân loại sản phẩm, khi băng tải di chuyển vật đến vị trí của xy lanh khí nén 1
thì cảm biến tiệm cận ứng với xy lanh 1 phát hiện và tác động xy lanh 1 đẩy
vật ra thùng chứa. Đối với sản phẩm không đạt yêu cầu thì qui trình cũng
tương tự như sản phẩm đạt yêu cầu.


8

Hình 1.2: Hệ thống phân loại sản phẩm theo cân nặng
+ Phân loại sản phẩm theo màu sắc
Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc có thể phân loại sản
phẩm rau củ, các loại hạt. Khi băng tải đưa sản phẩm vào, cảm biến tiệm cận
sẽ phát hiện có vật, cảm biến màu (mỗi cảm biến sẽ nhận biết 1 màu riêng
biệt như: xanh,đỏ,vàng) sẽ nhận dạng và đưa tín hiệu về bộ xử lý, nếu sản
phẩm đúng màu yêu cầu thì sẽ tác động xilanh đẩy sản phẩm sang khay hàng
và tăng số lượng sản phẩm lên một, cơ chế hoạt động tương tự với các sản
phẩm màu cịn lại.

Hình 1.3: Máy phân loại sản phẩm theo màu sắc
+ Phân loại sản phẩm theo hình ảnh
Điều khác biệt trong hình thức phân loại này đó là khơng sử dụng cảm
biến mà người ta dùng camera để chụp ảnh của sản phẩm cần phân loại sau đó
phân tích các điểm ảnh rồi so sánh với ảnh gốc để xem sản phẩm đó thuộc


9

loại nào. Hiện nay hình thức này đang được ứng dụng để phân loại gạch
granit, hoa quả nhập khẩu,…

Hình 1.4: Dây truyền phân loại hoa quả dựa vào hình ảnh
+ Phân loại sản phẩm theo mã vạch
Dây chuyền phân loại sản phẩm theo mã vạch được sử dụng rất
phổ biến hiện nay. Sản phẩm được phân loại yêu cầu phải được đóng gói và
dán mã vạch barcode hoặc mã QR. Đặc biệt được dùng nhiều trong các đơn vị
chuyển giao hàng hóa. Khi băng tải chạy đưa sản phẩm qua vị trí quét mã
vạch. Tại đây sản phẩm sẽ được quét mã vạch và đưa tín hiệu về khối xử lý
trung tâm. Arduino sẽ nhận tín hiệu và phân tích để xác định mã vạch sản
phẩm. Sau đó, hai cảm biến quang phát hiện có vật thì động cơ servo ở vị trí
tương ứng sẽ đẩy sản phẩm vào khay số sản phẩm với mã vạch tương ứng sẽ
tăng lên 1 sản phẩm.

Hình 1.5: Hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch


10

1.3

Kết luận chương mợt
Như vậy Chương 1 em đã tóm tắt tình hình nghiên cứu về phân loại sản

phẩm theo mã vạch trong nước và trên quốc tế, nêu lên tầm quan trọng cũng
như lí do chọn đề tài. Bên cạnh đó em đã giới thiệu sơ qua về các dây chuyền
phân loại sản phậm đang có hiện nay.


11

CHƯƠNG 2

CÁC THIẾT BỊ, CƠNG NGHỆ VÀ PHẦN MỀM LẬP
TRÌNH

2.1

Arduino Uno R3 và phần mềm lập trình

2.1.1 Giới thiệu
Arduino là một nền tảng mã nguồn mở được sử dụng để xây dựng các
dự án điện tử. Arduino bao gồm cả bảng mạch lập trình (thường được gọi là vi
điều khiển) và một phần mềm ( IDE ) được sử dụng để lập trình viết và tải mã
máy tính lên bo mạch.
Nhờ sự đơn giản và dễ tiếp cận, Arduino đã được sử dụng trong hàng
nghìn dự án và ứng dụng khác nhau. Phần mềm Arduino rất dễ sử dụng cho
người mới bắt đầu, nhưng đủ linh hoạt cho người dùng nâng cao. Không
giống như hầu hết các bo mạch lập trình trước đây, Arduino khơng cần phần
cứng riêng để tải mã mới lên bo mạch - bạn có thể chỉ cần sử dụng cáp USB.
Ngoài ra, Arduino IDE sử dụng phiên bản đơn giản của C++, giúp việc học
lập trình dễ dàng hơn.
Có rất nhiều các phiên bản Arduino, chúng được thiết kế để hướng tới
phục vụ cho các mục đích khác nhau tùy theo người sử dụng. Có thể kể đến
như Arduino Nano hướng tới sự nhỏ gọn, tiện dụng, và đơn giản, hay dòng
Arduino Mega 2560 thường được sử dụng cho các dự án rất phức tạp cần
nhiều chân I/O nhưng phổ biến và được sử dụng nhiều nhất là Arduino UNO
R3 hướng tới sự cân bằng.


12

Hình 2.1: Hình ảnh các phiên bản Arduino
2.1.2 Arduino UNO R3
Arduino UNO có thể sử dụng 3 vi điều khiển họ 8bit AVR là:
ATmega8 (Board Arduino Uno r2), ATmega168, ATmega328 (Board Arduino
Uno r3). Bộ não này có thể xử lí những tác vụ đơn giản như điều khiển đèn
LED nhấp nháy, xử lí tín hiệu cho xe điều khiển từ xa, điều khiển động cơ
bước, điều khiển động cơ serve, làm một trạm đo nhiệt độ – độ ẩm và hiển
thị lên màn hình LCD hay những ứng dụng khác. Mạch Arduino UNO R3 với
thiết kế tiêu chuẩn sử dụng vi điều khiển ATmega328.
a.

Thông số kỹ thuật Arduino UNO R3

Vi điều khiển
Điện áp hoạt động
Điện áp đầu vào (khuyên dùng)
Điện áp đầu vào (giới hạn)
Chân Digital I/O
Chân PWM Digital I/O
Chân đầu vào Analog
Dòng sử dụng I/O Pin
Dòng sử dụng 3.3V Pin
Bộ nhớ Flash
SRAM
EEPROM
Clock Speed
LED_BUILTIN

ATmega328P

5V
7-12V
6-20V
14 (Với 6 chân PWM output)
6
6
20 Ma
50 Ma
32 KB (ATmega328P) với 0.5KB
dùng bởi bootloader
2 KB (ATmega328P)
1 KB (ATmega328P)
16 MHz
13


13

Chiều dài
Chiều rộng
Trọng lượng

68.6 mm
53.4 mm
25 g

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật của Arduino UNO R3

Hình 2.3: Hình ảnh board Arduino UNO R3
b. Sơ đồ chân của Arduino UNO R3

- Nguồn (USB / Đầu cắm nguồn cái)

Mỗi bo mạch Arduino có một cách nối ng̀n. Arduino UNO R3 được
cấp ng̀n từ cáp USB hoặc đầu cắm ng̀n cái.
Trong hình trên, cổng USB được đánh số (1) và đầu cắm nguồn cái
được đánh số (2). Cổng USB cũng hỗ trợ tải mã lên bo mạch Arduino.
LƯU Ý: KHƠNG sử dụng ng̀n điện lớn hơn 20V sẽ làm hư Arduino.
Điện áp thích hợp cho hầu hết các mơ hình Arduino là từ 6V đến 12V.

- Chân (5V, 3.3V, GND, Analog, Kỹ thuật số, PWM, AREF)

Các chân trên Arduino là chỗ nối dây để xây dựng mạch (để liên kết bo
mạch với dây thường có các đầu cắm bằng nhựa đen để bạn có thể cắm ngay
dây vào bo mạch). Arduino có nhiều loại chân khác nhau, mỗi loại được ghi
chú trên bo mạch và được sử dụng cho các chức năng khác nhau.


14

GND (3): Viết tắt của ‘Ground’. Có một số chân GND trên Arduino, có
thể sử dụng bất kỳ chân nào để nối đất cho mạch.
5V (4) & 3.3V (5): Chân 5V cấp nguồn 5 vôn, và chân 3.3V cấp nguồn
3,3 vôn. Hầu hết các linh kiện đơn giản sử dụng với Arduino chạy ổn định ở 5
hoặc 3,3 vôn.
Analog (6): Khu vực các chân có ký hiệu 'Analog In' (A0 đến A5 trên
UNO) là các chân nhận tín hiệu đầu vào. Các chân này có thể đọc tín hiệu từ
một cảm biến tương tự (như cảm biến nhiệt độ) và chuyển đổi nó thành một
giá trị số mà chúng ta có thể đọc.
Digital (7): Qua khu vực các chân analog là tới các chân digital (0 đến
13 trên UNO). Các chân này sử dụng cho cả đầu vào digital (ví dụ như cho

biết nút nào được nhấn) và đầu ra digital (như cấp năng lượng cho đèn LED).
PWM (8): Bạn có thể thấy dấu ngã (~) bên cạnh một số chân số (3, 5,
6, 9, 10 và 11 trên UNO). Các chân này hoạt động như các chân digital thông
thường, ngồi ra có thể sử dụng cho điều chế độ rộng xung (PWM).
AREF (9): Là viết tắt của tham chiếu analog. Chân này thường ít được
sử dụng. Thỉnh thoảng nó được dùng để thiết lập điện áp tham chiếu bên
ngoài (giữa 0 và 5 Vôn) làm giới hạn trên cho các chân analog đầu vào.
- Nút reset

Cũng giống như Nintendo gốc, Arduino có nút reset (10). Nếu nhấn nút
này sẽ tạm thời kết nối chân reset với đất và khởi động lại bất kỳ mã nào được
nạp trên Arduino. Nó rất hữu dụng nếu mã của bạn không lặp lại và bạn muốn
kiểm tra nó nhiều lần.
- Đèn LED báo nguồn

Ngay bên dưới và bên phải của từ “UNO” trên bảng mạch có một đèn
LED nhỏ bên cạnh chữ ‘ON’ (11). Đèn LED này sẽ sáng lên khi cắm Arduino
vào nguồn điện.
- Đèn LED RX, TX


15

TX là viết tắt của truyền, RX là viết tắt của nhận. Những ký hiệu này
xuất hiện khá nhiều trong các thiết bị điện tử để chỉ ra các chân chịu trách
nhiệm về giao tiếp nối tiếp. Trong trường hợp bo mạch ở trên, có hai vị trí
trên UNO Arduino nơi TX và RX xuất hiện - vị trí thứ nhất là chỗ các chân số
0 và 1, và vị trí thứ hai bên cạnh đèn LED báo TX và RX (12). Những đèn
LED này sẽ cung cấp chỉ dẫn trực quan bất cứ khi nào Arduino nhận hoặc
truyền dữ liệu.

- Mạch tích hợp - IC

IC hay mạch tích hợp (13) có màu đen với các chân kim loại. Bạn có
thể xem nó như là bộ não của Arduino. IC trên Arduino ở các bo mạch khác
nhau có sự khác nhau, nhưng thường là dịng IC ATmega từ cơng ty ATMEL.
Điều này rất quan trọng, vì bạn cần phải biết loại IC (cùng với loại bo mạch)
trước khi tải lên một chương trình. Thơng tin này thường được viết ở phía trên
cùng của IC.
2.1.3 Ứng dụng
Phần cứng và phần mềm Arduino được thiết kế cho các nghệ sĩ, nhà
thiết kế, hacker và bất kỳ ai quan tâm đến việc tạo ra các đối tượng hoặc mơi
trường tương tác. Arduino có thể tương tác với các nút, đèn LED, động cơ,
loa, đơn vị GPS, máy ảnh, internet và thậm chí cả điện thoại thông minh hoặc
TV. Sự linh hoạt này cộng với với phần mềm Arduino là miễn phí, các bo
mạch phần cứng khá rẻ và cả phần mềm, phần cứng đều dễ học, nên nó có
một cộng đờng người dùng lớn đã đóng góp mã và hướng dẫn cho một lượng
lớn project dựa trên Arduino.

a. Thiết bị bay không người lái UAV

UAV là một ứng dụng đặc biệt thíchhợp với Arduino do chúng có khả
năng xử lý nhiều loại cảm biến như Gyro, accelerometer, GPS; điều khiển
động cơ servo và cả khả năng truyền tín hiệu từ xa.


16

Hình 2.4: Hình ảnh thiết bị bay khơng người lái
b. Robot

Do kích thước nhỏ gọn và khả năng xử lý mạnh mẽ, Arduino được
chọn làm bộ xử lý trung tâm của rất nhiều loại robot, đặc biệt là robot di
động.

Hình 2.5: Hình ảnh Robot di đợng tránh vật cản dùng Arduino nano
và camera CMUCam
c. Máy in 3D

Một cuộc cách mạng khác cũng đang âm thầm định hình nhờ vào
Arduino, đó là sự phát triển máy in 3D nguồn mở Reprap. Máy in 3D là công
cụ giúp tạo ra các vật thể thực trực tiếp từ các file CAD 3D. Công nghệ này
hứa hẹn nhiều ứng dụng rất thú vị trong đó có cách mạng hóa việc sản xuất cá
nhân.


17

Hình 2.6: Hình ảnh máy in 3D Makerbot điều khiển bằng Arduino
Mega2560
2.2.4 Lập trình cho Arduino
Các mạch Arduino hay các mạch dựa trên nền tảng Arduino được lập
trình bằng ngơn riêng. Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viết cho
phần cứng nói chung và khi ta xem, ta thấy nó rất giống lập trình C đơn giản.
Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch Arduino, ta sử
dụng một mơi trường lập trình Arduino được gọi là Arduino IDE.

Hình 2.7: Cấu trúc chương trình Arduino
Cấu trúc ban đầu của chương trình trong Arduino IDE khá đơn giản,
chỉ bao gồm hai hàm setup() và loop(). Khi chương trình bắt đầu chạy, những

18

lệnh trong setup() sẽ được xử lý đầu tiên, ta thường dùng hàm này để khởi tạo
trạng thái và giá trị của các biến hay các thông số trong chương trình.
Sau khi setup() chạy xong, những lệnh trong loop() được chạy. Đây là
một vịng lặp vơ tận, do đó các dòng code trong hàm này sẽ được lặp đi lặp lại
liên tục cho tới khi nào bạn ngắt nguồn của board Arduino mới thôi hoặc can
thiếp bằng nút Reset trên bảng mạch, chương trình của bạn sẽ trở về lại trạng
thái như khi Arduino mới được cấp nguồn, tức là bắt đầu chạy lại từ hàm
setup().

Hình 2.8: Sơ đồ khối quá trình thực hiện chương trình trong Arduino
IDE
2.2

Mã vạch

2.2.1 Khái niệm và đặc điểm của mã vạch
+ Khái niêm :
Mã vạch (Barcode) là phương pháp lưu trữ và truyền tải thông tin bằng
một loại ký hiệu gọi là ký hiệu mã vạch (Barcode symbology).
Ký hiệu mã vạch là 1 ký hiệu tổ hợp các khoảng trắng và vạch thẳng để
biểu diễn các ký hiệu chữ và số. Sự thay đổi trong độ rộng của vạch và
khoảng trắng biểu diễn thông tin số hay chữ số dưới dạng mà máy có thể đọc
được
+ Đăc điểm :
-

Mã số mã vạch được thu nhận bằng một camera đọc barcode, là một máy

thu nhận hình ảnh của mã vạch in trên các bề mặt và chuyển thông tin


19

chứa trong mã vạch đến máy tính hay các thiết bị cần thông tin này. Việc in
mã vạch lên trên bề mặt cũng cần các thiết bị chuyên dụng để đảm bảo
tính chính xác tuyệt đối, giúp q trình giải mã sau đó được diễn ra thuận
lợi.
-

Nhận dạng tự động thay thế ghi chép bằng tay nên giúp giảm nhân công,
tiết kiệm thời gian, dẫn đến tăng hiệu suất công việc.

-

Mã số mã vạch giúp thu thập và cung cấp thông tin nhanh, giúp cho các
nhà kinh doanh và quản lý có thể có những quyết định đúng đắn và kịp
thời trong hoạt động sản xuất kinh doanh và quản lý.

-

Thoả mãn khách hàng do tính hiệu suất, chính xác, thông tin nhanh, mã số
mã vạch giúp đáp ứng khách hàng về mặt thời gian, số lượng hàng, chủng
loại, về chất lượng hàng và dịch vụ, tính tiền nhanh và chính xác, hướng
dẫn lựa chọn hàng hóa và dịch vụ theo yêu cầu.

2.2.2 Mã vạch 1D
a. Khai niêm
-

Mã 1D (mã vạch một chiều) là loại mã vạch tuyến tính thơng dụng, được
cấu tạo bởi các vạch sọc đen trắng song song xen kẽ. Mã 1D được gọi là
"mã vạch một chiều" bởi các dữ liệu được mã hóa trong nó được thay đổi
chỉ dựa theo một chiều duy nhất - chiều rộng (ngang).

-

Mỗi mã vạch 1D thường chứa từ 20 - 25 ký tự dữ liệu. Chúng đươc ứng
dụng phổ biến nhất trong kinh doanh bán lẻ và được in trên các bao bì, túi,
hộp.

b. Các loại mã vạch 1D
+ Mã UPC :
-

UPC (Universal Product Code) được sử dụng để dán và kiểm tra hàng tiêu
dùng tại các điểm bán cố định trên toàn thế giới. Loại mã vạch này thuộc


20

quyền quản lý của Hội đồng mã thống nhất Mỹ UCC. Hiện nay chúng được
sử dụng thông dụng nhất tại Mỹ, Canada, ngoài ra cũng phổ biến tại một
số quốc gia lớn khác như Úc, Anh, New Zealand.
-

Ứng dụng: Kinh doanh bán lẻ, siêu thị, hàng tiêu dùng, công nghiệp thực
phẩm

-

UPC có 2 loại :
UPC-A: Mã hóa 12 chữ số (phiên bản chuẩn nhất của UPC)
UPC-E: Mã hoá 6 chữ số

Hình 2.9: Mã vạch UPC
+ Mã EAN:
-

Mã EAN (European Article Number) loại mã vạch này có khá nhiều điểm
tương đồng với mã UPC kể trên và được sử dụng phổ biến tại các nước
Châu Âu. Điều khác biệt đáng nói nhất chính là ứng dụng địa lý của chúng.

- Ứng dụng: Kinh doanh bán lẻ, siêu thị, hàng tiêu dùng.
- EAN có 2 loại :
EAN-8: Mã hóa 8 chữ số
EAN-13: Mã hố 13 chữ số
-

Ngồi ra cịn có các loại khác như: JAN-13, ISBN, ISSN


21

Hình 2.10: Mã vạch EAN
+ Mã Code 39 :
-

Code 39 được phát triển sau UPC và EAN là ký hiệu chữ và số thơng dụng

nhất. Nó khơng có chiều dài cố định như UPC và EAN do đó có thể lưu trữ
nhiều lượng thơng tin hơn bên trong nó. Do tính linh hoạt như vậy, Code 39
được ưa chuộng rộng rãi trong bán lẻ và sản xuất.

- Ứng dụng: Bộ Quốc phịng, ngành Y tế, cơ quan hành chính, xuất bản sách.

Hình 2.11: Mã code 39
+ Mã Code 128 :
-

Mã vạch 128 được đánh giá cao và ứng dụng phổ biến bởi nó có nhiều ưu
điểm vượt trội: Mã vạch nhỏ gọn, lưu trữ thơng tin đa dạng, có thể mã
hóa được nhiều ký tự hơn: Chữ hoa, chữ thương, ký tự số, các ký tự


22

chuẩn ASCII và cả mã điều khiển.
-

Có 3 loại :
Code 128A: Mã hóa các ký tự số, chữ hoa, chữ thường, mã điều khiển
và các ký tự chuẩn ASCII.
Code 128B: Mã hóa các ký tự số, chữ hoa, chữ thường và các ký tự
chuẩn ASCII.
Code 128C: Có khả năng nén 2 ký tự số trong 1 ký tự mã hóa.

-

Ứng dụng: Phân phối hàng hóa trong ngành hậu cần và vận tải, chuỗi cung

ứng bán lẻ, cơng nghiệp chế tạo.

Hình 2.12: Mã vạch Code 128
+ Mã vạch ITF
-

Mã vạch ITF mã hóa ký tự số và sử dụng bộ ASCII đầy đủ. Chúng có thể thay
đổi độ dài barcode và khả năng nén cao, nhờ đó có thể lưu trữ được nhiều
lượng thơng tin hơn.

-

Loại mã vạch này có thể xử lý dung sai cao, phù hợp in trên các bìa cứng.

-

Ứng dụng: Các nhà sản xuất dùng để dán trên bao bì giúp kiểm sốt hàng
hóa phân phối, lưu kho; vận chuyển containe.


23

Hình 2.13: Mã vạch ITF
+ Mã Codabar:
-

Codabar là loại mã vạch thông dụng trong lĩnh vực hậu cần và chăm sóc
sức khỏe, nghiên cứu. Ưu điểm của nó là dễ dàng in ấn và sản xuất, nhờ đó
người dùng có thể sử dụng chúng thường xuyên ngay cả trong điều kiện
thiếu các thiết bị máy tính. Mã Codabar là một loại mã vạch riêng biệt, nó

có khả năng mã hóa 16 ký tự khác nhau.

-

Phân loại: Codeabar, Mã Ames, Mã số 2 của 7, NW-7, Monarch,Codabar
hợp lý, ANSI/AIM BC3-1995, USD-4

-

Ứng dụng: Chuyển phát thư tín, cơng nghiệp phim ảnh, ngân hàng máu,
phịng thí nghiệm, thư viện.

Hình 2.14: Mã vạch Codabar
+ Mã vạch 93 :
-

Mã vạch 93 có hỗ trợ đầy đủ các ký tự chuẩn ASCII, đồng thời nó cũng
được cải thiện để mang đến nhiều lợi ích, ưu điểm hơn: bảo mật bên


24

trong mã vạch, mật độ cao, kích thước barcode nhỏ gọn.
-

Ứng dụng: Kiểm soát hàng tồn kho, nhãn hiệu linh kiện điện tử, bưu điện,
logistics.

Hình 2.15: Mã vạch 93
+ Mã vạch MSI Plessey

-

Mã vạch MSI Plessey (Modified Plessey) được ứng dụng phôt biến để quản
lý hàng tồn kho của các đại lý/nhà sản xuất bán lẻ, siêu thị.

Hình 2.16: Mã vạch MSI PLESLEY
2.2.3 Mã vạch 2D
a. Khái niệm
-

Mã vạch 2D (hay còn được gọi là mã vạch 2 chiều) là dạng mã vạch đại
diện cho dữ liệu được mã hóa trong một ma trận gồm các ô vuông lớn
nhỏ xen kẽ. Dữ liệu trong mã vạch 2D có thể được sắp xếp đa dạng theo
chiều ngang hoặc dọc, nhờ đó lưu trữ được nhiều thông tin hơn so với loại
mã vạch một chiều 1D.

-

Mã vạch 2D có thể chứa ít nhất 2000 ký tự, thường được ứng dụng để liên


25

kết tới các website hoặc theo dõi sản phẩm, nhận dạng sản phẩm, thanh
tốn trực tuyến.

Hình 2.17: Các loại mã vạch 2D phổ biến
b. Cac loại mã vạch 2D thông dụng
+ MÃ QR Code
-

Loại mã 2D được sử dụng nhiều nhất hiện nay là QR Code (Quick
Response). QR Code ứng dụng phổ biến trong các hoạt động tiếp thị quảng
cáo, thương hiệu; giới thiệu sản phẩm/dịch vụ; các chương trình khuyến
mãi; tra cứu thơng tin; thậm chí dùng để qt mã thanh toán, giao dịch
chuyển tiền tại một số ngân hàng.

-

Mã QR Code có nhiều ưu điểm như: kích thước đa dạng, khả năng đọc dữ
liệu nhanh, hỗ trợ mã hóa 4 chế độ khác nhau của dữ liệu (Số, chữ, byte,
Kanji); ít bị lỗi trong khi dùng và đặc biệt loại mã vạch này miễn phí sử
dụng.