專利名稱：手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種條形碼應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理裝置，更確切地說是涉及一種用于識(shí)別、處理、顯示二維條形碼的手持式數(shù)據(jù)終端。
二維條形碼是在一維條形碼基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與一維條形碼相比，所承載的信息量大大增加，可以包含更多的信息和具有更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，且數(shù)據(jù)的讀出更加可靠，因此，二維條形碼的應(yīng)用也日益普及。
現(xiàn)有的臺(tái)式或手持式的二維條形碼數(shù)據(jù)終端主要由二維條形碼識(shí)讀頭和計(jì)算機(jī)接口(RS-232)組成，其中的二維條形碼識(shí)讀頭包括有激光掃描方式或CCD方式，只能讀入二維條形碼數(shù)據(jù)，再借助于計(jì)算機(jī)接口以及與計(jì)算機(jī)的通訊過程，將讀入的數(shù)據(jù)傳送至個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC機(jī))上，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)加工處理，才能顯示被識(shí)讀的二維條形碼中所包含的原始圖文信息。由于這種裝置只具有二維條形碼的識(shí)讀部分，不具有數(shù)據(jù)處理及顯示部分，因此功能單一，只能算是一種二維條形碼識(shí)讀器。
現(xiàn)有二維條形碼數(shù)據(jù)終端的這種識(shí)讀部分與數(shù)據(jù)處理、顯示部分相分離的結(jié)構(gòu)方式，設(shè)備所占體積龐大、不便攜帶，不宜在戶外操作使用，因而極大地限制了二維條形碼的推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端，將二維條形碼的識(shí)讀部分與數(shù)據(jù)處理、顯示部分相結(jié)合，而形成一種可在任何地點(diǎn)對(duì)二維條形碼進(jìn)行識(shí)讀、處理、顯示及數(shù)據(jù)傳送的多功能手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端，包括有二維條形碼識(shí)讀頭和電源部分，其特征在于還包括有嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和彩色液晶顯示器；所述的彩色液晶顯示器及二維條形碼識(shí)讀頭與所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接；所述的二維條形碼識(shí)讀頭、彩色液晶顯示器、電源部分和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成在一個(gè)手持式殼體上。
還包括有鍵盤接口，所述的鍵盤接口與所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，所述的鍵盤接口集成在所述的手持式殼體內(nèi)。
還包括有充電與通訊接口，所述的充電與通訊接口與所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，所述的充電與通訊接口集成在所述的手持式殼體內(nèi)。
所述的手持式殼體具有移動(dòng)通信手機(jī)的外形與尺寸。
本實(shí)用新型的手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端，將二維條形碼識(shí)讀頭、嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、顯示部分等部件組合成一體并安裝在一個(gè)手持式殼體內(nèi)，如手機(jī)形殼體，而形成一種可獨(dú)立操作的具有二維條形碼識(shí)讀、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳送等多種功能的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，可在任何地點(diǎn)對(duì)多種二維條形碼進(jìn)行識(shí)讀處理，顯示所含的彩色圖像、文字等信息，由于終端自帶數(shù)據(jù)處理、圖文顯示功能，大大減少了使用二維條形碼對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的依賴性。
本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，能識(shí)別或識(shí)讀符合國際與國家標(biāo)準(zhǔn)的一維條碼與二維條碼，并對(duì)條碼中所包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括顯示、存儲(chǔ)及查詢，所識(shí)讀的二維條形碼包括PDF417、Data Matrix、Aztec等，其二維碼信息中包含的文字和已壓縮的圖象數(shù)據(jù)，經(jīng)終端還原出其中的文字和圖象信息，并即時(shí)顯示出來；本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端具有鍵盤輸入接口，可提供多種文字圖形輸入方法使用；本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端自帶通訊接口，具有RS-232協(xié)議，可與其它具有相同協(xié)議的數(shù)據(jù)設(shè)備，如PC個(gè)人計(jì)算機(jī)或筆記本電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端自帶充電接口，其實(shí)施例終端采用小型可充電電池，連續(xù)工作時(shí)間可在3小時(shí)以上，一次充電可使連續(xù)識(shí)讀次數(shù)不低于500次；本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，其嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用基于嵌入式操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮技術(shù)。
本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，識(shí)讀時(shí)間不大于3秒，識(shí)讀精度不小于6μ。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)。


圖1是手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端原理性結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是圖1中鍵盤接口的電原理圖。
圖3是圖1中彩色液晶顯示器電原理圖。
圖4是圖1中充電及通訊座接口電原理圖。
圖5是圖1中二維條形碼識(shí)讀頭接口電原理圖。
圖6是圖1中電源部件的電原理圖。
圖7是手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端程序原理框圖。
圖8是手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端外形結(jié)構(gòu)示意圖，包括主視圖8A、側(cè)視圖8B和仰視圖8C。
參見圖1，本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，主要包括殼體和設(shè)置在該殼體內(nèi)的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、二維條形碼識(shí)讀頭接口、彩色液晶顯示器、鍵盤接口、充電與通訊接口和電源部分。
采用主機(jī)板10作為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由SH3 CPU、CF存儲(chǔ)卡組成；二維條形碼識(shí)讀頭11通過串行數(shù)據(jù)端(Serial)與主機(jī)板10的串行數(shù)據(jù)端(Serial 4)連接；彩色液晶顯示器12通過數(shù)據(jù)端(SH-BUS)與主機(jī)板10的同名端連接，彩色液晶顯示器12通過視頻信號(hào)輸入端(VIDEO)與主機(jī)板10的同名端連接；鍵盤接口13通過并行數(shù)據(jù)端(Parallel)與主機(jī)板10的同名端連接；電源部分14的兩個(gè)外接電池端(BAT1、BAT2)分別連接兩個(gè)電池，電源部分14的電源輸出端(Power)連接主機(jī)板10及二維條形碼識(shí)讀頭11、彩色液晶顯示器12的電源輸入端(Power)；充電與通訊接口15的公共數(shù)據(jù)口(COM Port)與主機(jī)板10的串行數(shù)據(jù)端(Serial 3)連接，充電與通訊接口15的充電槽(Charger-slot)與電源部分14的充電槽(Charger-slot)連接。
上述功能部件可全部集成在一個(gè)有限的殼體內(nèi)并可獨(dú)立操作和傳送數(shù)據(jù)，將二維條形碼識(shí)讀與數(shù)據(jù)的處理、顯示相結(jié)合，可識(shí)讀多種二維條形碼，通過識(shí)讀后還原出二維碼中的彩色圖像及文字信息，并即時(shí)顯示出來；具有電腦操作功能和中文操作平臺(tái)，通過RS-232串行數(shù)據(jù)口可與外部計(jì)算機(jī)或其它具有RS-232通訊協(xié)議的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，如GSM可擴(kuò)充模塊、筆記本電腦等，進(jìn)行通訊、交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的自動(dòng)通訊連接。作為可擴(kuò)充模塊，該終端還可集成通訊模塊(如GSM或碼分多址通訊模塊)，在本終端的RS-232接口和個(gè)人計(jì)算機(jī)的RS-232接口兩端同時(shí)接入通訊模塊，利用全球數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)與個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換，以滿足用戶對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。
本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，軟件平臺(tái)選用的是在Windows CE平臺(tái)上開發(fā)的操作系統(tǒng)，可運(yùn)行于常見的微處理器硬件中，如SH3、X86等，同時(shí)嵌入GUI中文系統(tǒng)，以適應(yīng)于各類應(yīng)用軟件的開發(fā)。
本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，在戶外或設(shè)有計(jì)算機(jī)的支持下，可獨(dú)立完成二維碼的識(shí)讀、解碼、顯示、存儲(chǔ)，并可在條件具備的情況下，通過規(guī)定的接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
參見圖2，本實(shí)用新型二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端的鍵盤接口，采用8針插座J5連接4×4按鍵矩陣，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主機(jī)板10的中央處理單元(CPU)定時(shí)掃描其并行數(shù)據(jù)端口(Parallel)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)產(chǎn)生中斷，將矩陣碼讀入緩沖寄存器(U3A至U3D)，再由鍵盤處理程序以查表方式將矩陣碼轉(zhuǎn)換為虛擬碼，從而完成鍵盤數(shù)據(jù)的輸入。
參見圖3，本實(shí)用新型二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端的彩色液晶顯示器采用全彩液晶顯示屏(如EPSON公司生產(chǎn)的3英寸全彩液晶顯示屏，通過30針插座J3及12針插座J4與其連接)及其專用的顯示驅(qū)動(dòng)集成電路(U1,ER3702B)。
參見圖4，是本實(shí)用新型二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端的充電與通訊接口。本專用數(shù)據(jù)終端采用內(nèi)置的充電結(jié)構(gòu)，可在數(shù)據(jù)終端上直接對(duì)電池進(jìn)行充電，充電時(shí)采用如圖所示的專用充電座。該充電座與數(shù)據(jù)終端的接口是RS-232串口，利用RS-232空余的引腳作為充電腳，使該充電座在具有充電功能的同時(shí)還具有通訊的功能，充電座與計(jì)算機(jī)相連，在充電的同時(shí)就可完成數(shù)據(jù)的傳輸與交換了。
參見圖5，是本實(shí)用新型二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端的二維條形碼識(shí)讀頭接口，與二維條形碼識(shí)讀頭(識(shí)讀頭可采用激光掃描方式工作的或采用CCD方式工作的)連接。實(shí)施時(shí)考慮產(chǎn)品升級(jí)與成系列，而將二維碼的掃描與解碼集成在一個(gè)很小部件內(nèi)，數(shù)據(jù)輸出采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232協(xié)議。在識(shí)別掃描時(shí)，識(shí)讀頭將獲得的數(shù)據(jù)文件直接送入主機(jī)板10上中央處理單元(CPU)串行數(shù)據(jù)口(Serial 4)緩沖區(qū)內(nèi)，應(yīng)用程序只需對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行讀操作就可得到所需的數(shù)據(jù)。
參見圖6，是本實(shí)用新型二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端的電源部分電路。B1是可充電電池，正常情況下，Vcc作為嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作電源，當(dāng)Vcc掉電或電壓過低時(shí)，晶體管Q1、Q2截止，VBK端輸出電池B1的電能，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。在系統(tǒng)關(guān)閉期間，由電池B2維持系統(tǒng)的時(shí)鐘。VDD是識(shí)讀頭的專用電源，是由B1經(jīng)升壓電路(電感L1、電容C3、集成片MAX1674等連接構(gòu)成)升壓得到。圖中的PTC7為低電壓警告端。
電源部分通過設(shè)計(jì)交流供電電路及充電電路，使在有交流供電的情況下可對(duì)電池進(jìn)行充電，無外接電源的情況下則由電池供電。
參見圖7，為本實(shí)用新型二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端的程序原理圖。主要包括由識(shí)讀頭掃描讀識(shí)二維碼數(shù)據(jù)，經(jīng)解碼后送顯示或供查詢，可對(duì)解碼數(shù)據(jù)作存儲(chǔ)或?qū)Τ绦蚧驍?shù)據(jù)作修改，還可將數(shù)據(jù)通過通訊接口送計(jì)算機(jī)或擴(kuò)展模塊。圖中示出，通訊接口連接GSM擴(kuò)展模塊(用虛線框表示)，再連接語音處理模塊及拾音器(MIC)、揚(yáng)聲器(SP)后，使本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端具有了語音輸入、輸出功能。
程序是基于WIN CE平臺(tái)上實(shí)施的；應(yīng)用程序和用戶程序控制接口經(jīng)編譯后固化在專用數(shù)據(jù)終端的ROM中，用于程序啟動(dòng)；當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)，由CPU發(fā)出連接RS-232端口的指令，實(shí)施對(duì)RS-232的初始化，發(fā)出指令要求獲取RS-232端口的控制權(quán)，即對(duì)端口的占用；在獲得使用權(quán)后，對(duì)端口進(jìn)行波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶檢驗(yàn)、停止位、流量控制的設(shè)置，以及對(duì)內(nèi)存中接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小設(shè)定，然后再向WIN CE操作系統(tǒng)發(fā)出開辟一個(gè)線程的指令，在線程中實(shí)現(xiàn)對(duì)端口的檢測，檢測是否有數(shù)據(jù)進(jìn)入，通過線程在后臺(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)端口的輪詢檢測；在進(jìn)行二維碼識(shí)讀時(shí)，則對(duì)相應(yīng)的緩沖區(qū)進(jìn)行查詢，當(dāng)端口檢測到有數(shù)據(jù)讀入時(shí)，將讀入的數(shù)據(jù)存放在定義的內(nèi)存區(qū)域中；當(dāng)接收完畢后，用戶程序啟動(dòng)數(shù)據(jù)分離轉(zhuǎn)化程序，將內(nèi)存區(qū)域的數(shù)據(jù)信息依照加密的編碼規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)分離，分離成一文本數(shù)據(jù)信息和一圖像壓縮數(shù)據(jù)信息；圖像壓縮數(shù)據(jù)信息經(jīng)由預(yù)定義的可在WIN CE操作系統(tǒng)下運(yùn)行的解壓縮程序，還原出原始圖像信息；將文本信息和圖像信息顯示在用戶程序上。
參見圖8，本實(shí)用新型二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端的殼體，類似移動(dòng)電話的手機(jī)機(jī)殼。主視圖8A中的殼體正面，從上至下設(shè)置窗口81、識(shí)讀頭82、顯示屏83和電池室84。側(cè)視圖8B中的殼體側(cè)面，從上至下設(shè)置窗口81、識(shí)讀頭82、顯示屏83和鍵盤85及電池室84，86及87分別為SCH3電路板及HAE電路板。仰視圖8C中的殼體底面，設(shè)置RS-232接口88。整個(gè)殼體的尺寸可保持為168×68×34(mm)，形成手持式的二維碼數(shù)據(jù)終端，便于攜帶和戶外操作。
本實(shí)用新型的二維條形碼專用數(shù)據(jù)終端，通過設(shè)置連接裝置和二維碼應(yīng)用軟件，使二維碼掃描識(shí)讀頭、嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通訊接口等合成一體安裝在一個(gè)可手持的殼體內(nèi)，改變了原來的二維碼識(shí)讀器不便攜帶、不宜于掌上及戶外操作的狀況，為用戶野外使用二維碼數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，提供了有效、方便的工具。
權(quán)利要求1．一種手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端，包括有二維條形碼識(shí)讀頭和電源部分，其特征在于還包括有嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和彩色液晶顯示器；所述的彩色液晶顯示器及二維條形碼識(shí)讀頭與所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接；所述的二維條形碼識(shí)讀頭、彩色液晶顯示器、電源部分和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成在一個(gè)手持式殼體上。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端，其特征在于還包括有鍵盤接口，所述的鍵盤接口與所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，所述的鍵盤接口集成在所述的手持式殼體內(nèi)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端，其特征在于還包括有充電與通訊接口，所述的充電與通訊接口與所述的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，所述的充電與通訊接口集成在所述的手持式殼體內(nèi)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端，其特征在于所述的手持式殼體具有移動(dòng)通信手機(jī)的外形與尺寸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種手持式二維條形碼數(shù)據(jù)終端,是一種便于攜帶、便于掌上使用及戶外操作的數(shù)據(jù)終端,專用于對(duì)二維條形碼進(jìn)行識(shí)讀、處理、顯示或查詢等。將嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及與之連接的二維條形碼識(shí)讀頭、電源部分、彩色液晶顯示器、鍵盤接口、充電與通訊接口集成在一個(gè)手持式殼體內(nèi),在沒有計(jì)算機(jī)支持的環(huán)境下,獨(dú)立完成二維碼的識(shí)讀、解碼、顯示、存儲(chǔ),包括彩色圖像和文字信息,也可通過規(guī)定的接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
文檔編號(hào)G06K7/00GK2434736SQ0023884
公開日2001年6月13日 申請(qǐng)日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月21日
發(fā)明者陳少中, 余傳斌 申請(qǐng)人:福州鴻安電子技術(shù)開發(fā)有限公司