專利名稱：利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及手持條碼識(shí)讀設(shè)備，具體涉及一種利用推帚掃描方式掃描條碼圖像并解碼的條碼識(shí)讀裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的二維條碼識(shí)讀器大多采用非接觸式光學(xué)成像傳感器實(shí)現(xiàn)條碼圖像采集，當(dāng)外界光線較強(qiáng)時(shí)，會(huì)受到外界光線干擾而影響條碼解碼的效率和成功率，另一方面，也無(wú)法為多樣化的應(yīng)用需求提供更靈活的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的外部造型，同時(shí)還無(wú)法保證掃描軌跡不偏斜，此外，對(duì)防偽和升級(jí)缺少支持。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提出一種利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，具有模塊化結(jié)構(gòu)緊湊的子系統(tǒng)概念，便于操作，掃描速度快，可以升級(jí)。
本實(shí)用新型公開(kāi)的一種利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，包括電路板及CIS(contact imagine senser)傳感器、連接線、第一滾輪和第二滾輪；所述電路板、CIS傳感器和連接線有電連接并分別固定于子系統(tǒng)框架上；所述第一滾輪和第二滾輪樞設(shè)于子系統(tǒng)框架上、分別位于CIS傳感器的兩側(cè)并且相互平行。
本實(shí)用新型公開(kāi)的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，還具有如下特征所述子系統(tǒng)框架底部槽內(nèi)有四個(gè)突起物，所述CIS傳感器側(cè)面上有四個(gè)分別配合所述突起物的凹槽；所述第一滾輪和第二滾輪突出于所述子系統(tǒng)框架的底部0.3mm；所述子系統(tǒng)框架的長(zhǎng)度方向上具有可以定位上蓋的臺(tái)階；所述子系統(tǒng)框架上用于連接上蓋的沉頭螺釘柱采用0.8mm的加強(qiáng)筋；所述電路板上包括HMS30C7202芯片，還包括分別與HMS30C7202芯片連接的將模擬掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)的灰度掃描控制電路、多種通訊接口、SDRAM & FLASH；所述CIS傳感器連接于所述HMS30C7202芯片和灰度掃描控制電路之間；在電路板上還包括電源模塊；所述灰度掃描控制電路還包括在掃描同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正、及數(shù)據(jù)增強(qiáng)，然后再進(jìn)行二值化處理、并對(duì)被掃描條碼解碼還原的實(shí)時(shí)圖像預(yù)處理模塊；所述SDRAM & FLASH中包括循環(huán)使用的、存貯模擬灰度圖像數(shù)據(jù)的DMA存貯器空間，和保存實(shí)時(shí)預(yù)處理完成后的二值化圖像數(shù)據(jù)的存貯器空間；所述SDRAM & FLASH中寫(xiě)入下載的控制程序時(shí)不破壞原有控制程序，下載成功后再更新當(dāng)前程序指針；所述HMS30C7202芯片還直接連接LCD顯示器、并通過(guò)主機(jī)下載對(duì)應(yīng)的控制程序。
本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置由于使用接觸式CIS圖像傳感器以推帚掃描的方式識(shí)讀條碼，在掃描時(shí)條碼圖像不受外界光線干擾，沒(méi)有透視形變，是一種低成本高可靠性的條碼識(shí)讀設(shè)備方案。由于本實(shí)用新型的各部分都集成在子系統(tǒng)框架上，結(jié)構(gòu)緊湊，并且可以根據(jù)需要靈活的更換外殼構(gòu)成不同的外部造型。由于具有雙滾輪結(jié)構(gòu)，使掃描軌跡不易偏斜。本實(shí)用新型在電路板中包括灰度掃描控制電路，掃描方式為灰階掃描，同時(shí)該設(shè)備具有CIS校正功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的校正及增強(qiáng)處理、及數(shù)據(jù)糾錯(cuò)和解碼。本實(shí)用新型預(yù)留了LCD屏接口，在主機(jī)提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序接口時(shí)，可以通過(guò)軟件升級(jí)構(gòu)成脫機(jī)工作的條碼識(shí)別終端，或者升級(jí)控制程序。由于可以進(jìn)行條碼識(shí)讀，本實(shí)用新型設(shè)備的使用可以支持多重防偽手段，例如可以采用索引密碼、數(shù)據(jù)加密或利用所包含的信息如指紋、照片等信息編制成二維條碼進(jìn)行防偽，因此可以用于極強(qiáng)的保密防偽。


圖1是本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置的立體分解圖；圖3是本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置的一種外觀圖；圖4是本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置的硬件電路框圖；圖5是本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置的存儲(chǔ)區(qū)分配示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)備具有模塊化子系統(tǒng)概念，如圖1所示的本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置采用緊湊形結(jié)構(gòu)，電路板10連接線40等各種部件均固定在子系統(tǒng)框架30上，可以脫離外殼獨(dú)立進(jìn)行條碼掃描識(shí)讀工作。以該種方式組成的識(shí)讀設(shè)備可以根據(jù)需要靈活的更換外殼構(gòu)成不同的造型組合。
圖2是本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置的立體分解圖，包括電路板10及CIS(contact imagine senser)傳感器20、子系統(tǒng)框架30、第一滾輪50和第二滾輪60。子系統(tǒng)框架30底部周?chē)兴膫€(gè)突起物301，突起物301的上端是斜面，CIS 20相應(yīng)有四個(gè)凹槽201，突起物301與凹槽201相配合，就將CIS20安裝固定于子系統(tǒng)框架上。子系統(tǒng)框架30采用塑膠材料，由于安裝CIS是靠塑膠材料(突起物301)的彈性變形，所以四個(gè)突起物301的尺寸寬度不能太大，也不能太小，若太大，則安裝困難；若太小，則突起物301根部易折斷。CIS的左右(沿長(zhǎng)度方向)靠槽兩端四個(gè)突起的端面定位。CIS的前后(沿寬度方向)靠槽兩側(cè)四個(gè)筋部(302)的端面定位。
在工作狀態(tài)下，第一和第二滾輪突出子系統(tǒng)框架30的底面0.3mm，所以控制CIS上下的定位精度，主要是使CIS的成像面位于子系統(tǒng)框架30的底面下0.3mm的平面處。這種結(jié)構(gòu)使CIS的工作面平行于紙平面，防止掃描時(shí)圖象的扭曲，拉伸。
PCB電路板10采用前端一點(diǎn)定位，后端兩點(diǎn)固定的方式。
子系統(tǒng)框架30的四周側(cè)壁有定位作用，由于沿長(zhǎng)度方向尺寸較大，所以沿長(zhǎng)度方向同時(shí)具有臺(tái)階定位。子系統(tǒng)框架30上還有三點(diǎn)沉頭螺釘用于聯(lián)結(jié)上蓋。由于是受力部，該各螺釘柱采用0.8mm的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)。
圖3是本實(shí)用新型條碼識(shí)讀裝置的一種外觀圖，在子系統(tǒng)框架30上覆蓋了上蓋。
電路硬件框圖見(jiàn)圖4。考慮到模塊化可擴(kuò)展的因素，本實(shí)用新型的電路板10上的主芯片選用功能較強(qiáng)的HMS30C7202芯片101，此芯片內(nèi)部包括了USB、UART、PS2、CAN等通訊模塊、STN/TFT LCD控制模塊、矩陣鍵盤(pán)接口及MMC/SMCFLASH卡接口，內(nèi)部支持多通道DMA數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?br> 在本實(shí)用新型的條碼識(shí)讀裝置電路板10上還包括分別與HMS30C7202芯片101連接的灰度掃描控制電路102、多種通訊接口103、SDRAM & FLASH 104、掃描按鍵和/或撥碼開(kāi)關(guān)105、以及指示燈和蜂鳴器106；CIS傳感器20連接于HMS30C7202芯片101和灰度掃描控制電路102之間；在電路板10上還包括電源模塊107。
為了保證條碼掃描圖像效果，提高識(shí)別率，本實(shí)用新型采用灰度掃描控制電路102實(shí)現(xiàn)灰度掃描方式讀取圖像，其功能包括將掃描獲得的模擬信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，獲得具有灰度等級(jí)的數(shù)字信號(hào)；灰度掃描控制電路102中還包括實(shí)時(shí)圖像預(yù)處理模塊，將具有灰度等級(jí)的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)校正、及數(shù)據(jù)增強(qiáng)后再進(jìn)行二值化處理，數(shù)據(jù)增強(qiáng)是指對(duì)具有灰度等級(jí)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行整體增強(qiáng)，加大亮信號(hào)和暗信號(hào)之間的反差；數(shù)據(jù)校正是指對(duì)光源不均勻、和光電傳感器性能不一致導(dǎo)致的各個(gè)象素?cái)?shù)據(jù)之間的不一致進(jìn)行校正；二值化處理是指將具有灰度等級(jí)的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成二值化數(shù)字信號(hào)。此方式與直接硬件二值化的方式比較，可以提高條碼的識(shí)別率。
灰度掃描控制電路102包括實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換的WM8150(AFE)、可編程邏輯控制器CPLD、及處理器的直接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)通道DMA CHANNEL2。
CIS傳感器20掃描獲得的模擬圖像數(shù)據(jù)采用DMA方式輸入，可以在掃描的同時(shí)不影響處理器的指令運(yùn)行，便于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)處理功能。
實(shí)時(shí)圖像預(yù)處理模塊為了協(xié)調(diào)掃描和解碼工作方式，分配一個(gè)小的DMA掃描存貯器空間用來(lái)暫時(shí)存貯掃描獲得的模擬灰度圖像數(shù)據(jù)，和再分配一個(gè)結(jié)果存貯器空間用來(lái)保存實(shí)時(shí)預(yù)處理完成的二值化圖像，在掃描進(jìn)行的同時(shí)對(duì)模擬灰度圖像數(shù)據(jù)的圖像預(yù)處理。
實(shí)時(shí)圖像預(yù)處理模塊的關(guān)鍵是實(shí)時(shí)比較兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是預(yù)處理程序外部自動(dòng)增加的DMA掃描緩存內(nèi)獲得的掃描完成塊數(shù)，另外一個(gè)是預(yù)處理程序自己管理的已處理結(jié)束的塊數(shù)，當(dāng)掃描完成塊數(shù)大于已處理結(jié)束塊數(shù)時(shí)，進(jìn)入下一塊的預(yù)處理工作，完成后將處理完成塊數(shù)變量加1，重復(fù)比較判斷和預(yù)處理工作。如圖5所示，左側(cè)表示n塊循環(huán)使用的DMA掃描緩存區(qū)，右側(cè)表示結(jié)果緩存區(qū)。
為了提高處理器的運(yùn)行速度，在設(shè)備初始化時(shí)，先將全部控制程序從Flash中調(diào)到SDRAM中，再打開(kāi)HMS30C7202芯片101中的內(nèi)存管理單元MMU的控制，同時(shí)在HMS30C7202芯片101中允許cache操作，這樣設(shè)置后，處理器的運(yùn)行速度會(huì)達(dá)到35-70 MIPS。
在主機(jī)上具有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序接口時(shí)，本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸功能，用戶通過(guò)在主機(jī)中運(yùn)行ISP控制程序通過(guò)串口下載全部控制程即可對(duì)設(shè)備升級(jí)。也可以通過(guò)下載的程序配置設(shè)備的串行接口的波特率等參數(shù)。
為了盡量減少在設(shè)備升級(jí)時(shí)意外操作對(duì)設(shè)備造成不可恢復(fù)的破壞，下載過(guò)程中不破壞Flash中的原有全部控制程序，當(dāng)下載全部完成時(shí)再修改FLASH中的當(dāng)前程序地址。
使用接觸式CIS圖像傳感器以推帚掃描的方式識(shí)讀條碼，條碼圖像不受外界光線干擾，沒(méi)有透視形變，能對(duì)圖像校正及增強(qiáng)處理、圖像識(shí)別、解碼及數(shù)據(jù)糾錯(cuò)，是一種低成本高可靠性的條碼識(shí)讀設(shè)備方案。
本實(shí)用新型也可以通過(guò)主芯片連接LCD屏，再通過(guò)軟件升級(jí)構(gòu)成脫機(jī)工作的條碼識(shí)別終端。
權(quán)利要求1.一種利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，包括電路板(10)及CIS傳感器(20)、連接線(40)、第一滾輪(50)和第二滾輪(60)；其特征在于，所述電路板(10)、CIS傳感器(20)和連接線(40)有電連接并分別固定于子系統(tǒng)框架(30)上；所述第一滾輪(50)和第二滾輪(60)樞設(shè)于子系統(tǒng)框架(30)上、分別位于CIS傳感器(20)的兩側(cè)并且相互平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述子系統(tǒng)框架(30)底部槽內(nèi)有四個(gè)突起物(301)，所述CIS傳感器(20)側(cè)面上有四個(gè)分別配合所述突起物的凹槽(201)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述第一滾輪(50)和第二滾輪(60)突出于所述子系統(tǒng)框架(30)的底部0.3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述子系統(tǒng)框架(30)的長(zhǎng)度方向上具有可以定位上蓋的臺(tái)階。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述子系統(tǒng)框架(30)上用于連接上蓋的沉頭螺釘柱采用0.8mm的加強(qiáng)筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述電路板(10)上包括HMS30C7202芯片(101)，還包括分別與HMS30C7202芯片(101)連接的將模擬掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)的灰度掃描控制電路(102)、多種通訊接口(103)、SDRAM&FLASH(104)；所述CIS傳感器(20)連接于所述HMS30C7202芯片(101)和灰度掃描控制電路(102)之間；在電路板(10)上還包括電源模塊(107)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述灰度掃描控制電路(102)還包括在掃描同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正、及數(shù)據(jù)增強(qiáng)、然后再進(jìn)行二值化處理、并對(duì)被掃描條碼解碼還原的實(shí)時(shí)圖像預(yù)處理模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述SDRAM & FLASH(104)中包括循環(huán)使用的、存貯模擬灰度圖像數(shù)據(jù)的DMA存貯器空間，和保存實(shí)時(shí)預(yù)處理完成后的二值化圖像數(shù)據(jù)的存貯器空間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，其特征在于，所述HMS30C7202芯片(101)還直接連接LCD顯示器、并通過(guò)主機(jī)下載對(duì)應(yīng)的控制程序。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用推帚掃描方式解碼的條碼識(shí)讀裝置，包括電路板(10)及CIS(contact imagine senser)傳感器(20)、連接線(40)、第一滾輪(50)和第二滾輪(60)；所述電路板(10)、CIS傳感器(20)和連接線(40)電連接并固定于子系統(tǒng)框架(30)上；所述第一滾輪(50)和第二滾輪(60)樞設(shè)于子系統(tǒng)框架(30)上、分別位于CIS傳感器(20)的兩側(cè)并且相互平行。本實(shí)用新型具有模塊化子系統(tǒng)概念，采用可以脫離外殼獨(dú)立進(jìn)行條碼掃描識(shí)讀的緊湊形結(jié)構(gòu)，在掃描的同時(shí)進(jìn)行圖像處理和解碼，速度快，具有可以通過(guò)主機(jī)升級(jí)的電路板。
文檔編號(hào)G06K7/10GK2672764SQ200320117350
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者呂迎豐, 彭大為, 常治國(guó), 余真博 申請(qǐng)人:深圳矽感科技有限公司