基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，包括用于采集并處理?xiàng)l碼圖像的CMOS攝像組件和用于為采集條碼圖像提供聚光瞄準(zhǔn)和照明的LED燈組件，以及電源組件；所述電源組件包括供電模塊，所述供電模塊與外部電源連接，包括提供數(shù)字電壓的數(shù)字電源部和提供模擬電壓的模擬電源部；所述電源組件還包括電源管理控制模塊，用于對所述設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)或者休眠狀態(tài)時的供電管理控制。本發(fā)明的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的電源供電和管理控制，極大地降低了電能功耗。
【專利說明】 基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及條碼自動識別【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的影像式條碼掃描模往往采用單一供電的芯片，或者使用面積較小的LDO(低壓差線性穩(wěn)壓電源)來實(shí)現(xiàn)大部分的供電，這種做法直接導(dǎo)致電源效率降低。工作時間較長時，整個系統(tǒng)發(fā)熱量較大，不利于在封閉環(huán)境中長時間使用，同時由于平均功耗增加，在使用電池供電時，會減少最大工作時間，在戶外使用時，必須更加頻繁地更換電池或者充電。在實(shí)際設(shè)計中，往往需要采用低功耗的元器件，例如核心電壓較低的CPU，供電電壓較低的SDRAM等，這就需要為整個系統(tǒng)提供多種電壓。因此，開發(fā)設(shè)計一套能夠滿足上述要求的低功耗電源系統(tǒng)是亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，其具有高效率的電源供電和管理控制以極大地降低電能功耗。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，包括用于采集并處理?xiàng)l碼圖像的CMOS攝像組件和用于為采集條碼圖像提供聚光瞄準(zhǔn)和照明的LED燈組件，以及電源組件；所述電源組件包括供電模塊，所述供電模塊與外部電源連接，包括提供數(shù)字電壓的數(shù)字電源部和提供模擬電壓的模擬電源部；
[0005]所述電源組件還包括電源管理控制模塊，用于對所述設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)或者休眠狀態(tài)時的供電管理控制。
[0006]作為優(yōu)選，所述供電模塊的為CMOS傳感器供電的輸出端設(shè)置有濾波單元，所述濾波單元包括RC濾波器，所述RC濾波器配置為與該輸出端所接負(fù)載相匹配。
[0007]作為優(yōu)選，所述數(shù)字電源部包括分別提供多種電壓信號的降壓型穩(wěn)壓電源，所述模擬電源部包括低壓差線性穩(wěn)壓電源。
[0008]作為優(yōu)選，所述降壓型穩(wěn)壓電源的輸出包括分別匹配各用電單元的1.8伏、1.0伏和3.3伏電壓；所述低壓差線性穩(wěn)壓電源的輸出為2.5伏電壓。
[0009]作為優(yōu)選，所述電源管理控制模塊具體配置為:
[0010]當(dāng)所述設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時，所述電源管理控制模塊發(fā)出待機(jī)指令啟動待機(jī)狀態(tài)斷電模式，并實(shí)時判斷所述設(shè)備是否結(jié)束待機(jī)狀態(tài)并進(jìn)入正常工作狀態(tài)，如是則恢復(fù)供電，如否則保持?jǐn)嚯姡?br> [0011]當(dāng)所述設(shè)備處于休眠狀態(tài)時，所述電源管理控制模塊發(fā)出休眠指令啟動休眠狀態(tài)斷電模式，并同時對CMOS傳感器進(jìn)行斷電，待所述設(shè)備結(jié)束休眠狀態(tài)并進(jìn)入正常工作狀態(tài)時恢復(fù)供電。
[0012]作偽優(yōu)選，當(dāng)啟動所述待機(jī)狀態(tài)斷電模式時，所述電源管理控制模塊調(diào)整CMOS傳感器幀率和分辨率以降低功耗，并每隔300毫秒控制CMOS傳感器獲取一幀圖像以判斷所述設(shè)備是否仍處于待機(jī)狀態(tài)，如是則繼續(xù)保持CMOS傳感器幀率和分辨率，如否則恢復(fù)所述幀率和分辨率。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的有益效果在于:
[0014]1、使用Buck型電源(降壓型穩(wěn)壓電源)為數(shù)字組件供電，所有數(shù)字電壓1.0V,
1.8V，3.3V均直接通過Buck電源將輸入電壓直接降壓實(shí)現(xiàn)，使用LDO (低壓差線性穩(wěn)壓電源)為模擬電路供電，電源組件效率高，全組件平均功耗較小，電池供電時可以延長工作時間。
[0015]2、在噪聲敏感器件(CMOS傳感器)前端加入包括RC濾波器的濾波單元，降低電源紋波的影響。
[0016]3、通過電源管理控制模塊的待機(jī)狀態(tài)斷電模式和休眠狀態(tài)斷電模式，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備的電源管理，全面降低平均功耗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為將本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的濾波單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為圖2中一階RC濾波器的電路示意圖；
[0020]圖4為圖2中二階RC濾波器的電路示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的電源管理控制模塊的控制體系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0023]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為將本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的濾波單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中一階RC濾波器的電路示意圖；圖4為圖2中二階RC濾波器的電路示意圖。如圖1至圖4所示，本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，包括用于采集并處理?xiàng)l碼圖像的CMOS攝像組件和用于為采集條碼圖像提供聚光瞄準(zhǔn)和照明的LED燈組件，以及電源組件；所述電源組件包括供電模塊，所述供電模塊與外部電源連接，包括提供數(shù)字電壓的數(shù)字電源部和提供模擬電壓的模擬電源部，所述電源組件還包括電源管理控制模塊，用于對所述設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)或者休眠狀態(tài)時的供電管理控制。本實(shí)施例通過數(shù)字電源部和模擬電源部分別供電，相比于現(xiàn)有技術(shù)，該電源組件效率高，總體平均功耗較小，電池供電時可以延長工作時間。設(shè)計中，可以選擇核心電壓低及工作電流低的CPU、低電壓的SDRAM(即低電壓存儲器件:LPSDRAM)、無源晶體、模擬/10/核心分別供電的CMOS傳感器和可以工作在3.0V的固件存儲器(FLASH)。[0024]作為一種改進(jìn)，所述供電模塊的為CMOS傳感器供電的輸出端設(shè)置有濾波單元，所述濾波單元包括RC濾波器，所述RC濾波器的類型根據(jù)該輸出端所接負(fù)載種類進(jìn)行配置，以與所接負(fù)載相匹配。
[0025]由于CMOS傳感器對紋波敏感，因此需要額外增加濾波單元，本實(shí)施例采用的是RC濾波器，而根據(jù)實(shí)際的供電負(fù)載種類，RC濾波器的類型可以配置為相應(yīng)的N階RC濾波器，例如對于供電對象較多的電源輸出(3.3伏)，可能由于負(fù)載的波動產(chǎn)生較大的紋波，因此其濾波使用的是二階RC濾波器。
[0026]一階RC濾波的實(shí)現(xiàn)如圖3所示，由于電阻處于電源通路上，因此其值不宜過大，在優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)中選擇圖3中R為3歐，C為22 μ F，截止頻率為2.4ΚΗζ。
[0027]二階RC濾波的實(shí)現(xiàn)如圖4所示，由于CMOS傳感器的3.3V供電的電流較小，因此可以選用較大的電阻以獲得較好的濾波效果，在優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)中選擇圖4中R為10歐，C為22 μ F，截止頻率為270Hz。
[0028]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述數(shù)字電源部包括分別提供各種電壓信號的降壓型穩(wěn)壓電源(Buck型電源)，其輸出包括分別匹配各用電單元的1.8伏、1.0伏和3.3伏電壓；所述模擬電源部包括低壓差線性穩(wěn)壓電源(LD0)，其輸出為2.5伏電壓。
[0029]作為另一種改進(jìn)，如圖5所示為本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備的電源管理控制模塊的控制體系示意圖。所述電源管理控制模塊具體配置為:當(dāng)所述設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時，所述電源管理控制模塊發(fā)出待機(jī)指令啟動待機(jī)狀態(tài)斷電模式，并實(shí)時判斷所述設(shè)備是否結(jié)束待機(jī)狀態(tài)并進(jìn)入正常工作狀態(tài)，如是則恢復(fù)供電，如否則保持?jǐn)嚯?；?dāng)所述設(shè)備處于休眠狀態(tài)時，所述電源管理控制模塊發(fā)出休眠指令啟動休眠狀態(tài)斷電模式，并同時對CMOS傳感器進(jìn)行斷電，待所述設(shè)備結(jié)束休眠狀態(tài)并進(jìn)入正常工作狀態(tài)時恢復(fù)供電。作為本實(shí)施例優(yōu)選方案，當(dāng)啟動所述待機(jī)狀態(tài)斷電模式時，所述電源管理控制模塊調(diào)整CMOS傳感器幀率和分辨率以降低功耗，并每隔300毫秒控制CMOS傳感器獲取一幀圖像以判斷所述設(shè)備是否仍處于待機(jī)狀態(tài)，如是則繼續(xù)保持CMOS傳感器幀率和分辨率，如否則恢復(fù)所述幀率和分辨率。幀率為用于顯示幀數(shù)的量度，即每秒顯示的幀數(shù)。
[0030]當(dāng)設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時，如果設(shè)備長時間沒有被移動，也沒有被對準(zhǔn)條碼，則在過一定時間(設(shè)備靜止時間超過門限)后，將自動關(guān)閉LED照明燈，LED瞄準(zhǔn)燈，將CMOS傳感器幀率調(diào)低，分辨率降低，以每300ms取的一幀圖像判定設(shè)備是否移動。同時將關(guān)閉FLASH，關(guān)閉可以關(guān)閉的通訊外設(shè)，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，節(jié)省電能。進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時，如果用戶移動設(shè)備，則設(shè)備將自動進(jìn)入工作狀態(tài)，繼續(xù)解碼。
[0031]當(dāng)設(shè)備處于休眠狀態(tài)時(例如通過將CPU上的休眠引腳的電平改變)，CPU關(guān)閉CM0S，關(guān)閉照明，瞄準(zhǔn)LED，關(guān)閉所有通訊外設(shè)，LPSDRAM進(jìn)入自刷新模式，關(guān)閉不必要的主電源，進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備結(jié)束休眠狀態(tài)(例如通過再次將休眠引腳電平改變)時，CPU將喚醒所有外設(shè)，繼續(xù)解碼，此時喚醒需要的時間在150ms之內(nèi)。本實(shí)施例對于休眠狀態(tài)的啟動和結(jié)束是使用中斷實(shí)現(xiàn)的，因此設(shè)備的休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間僅有幾個時鐘周期，實(shí)時性非常強(qiáng)。本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備通過電源管理控制模塊的待機(jī)狀態(tài)斷電模式和休眠狀態(tài)斷電模式，能夠進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備的電源管理，全面降低平均功耗。
[0032]以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，其特征在于，包括用于采集并處理?xiàng)l碼圖像的CMOS攝像組件和用于為采集條碼圖像提供聚光瞄準(zhǔn)和照明的LED燈組件，以及電源組件；所述電源組件包括供電模塊，所述供電模塊與外部電源連接，包括提供數(shù)字電壓的數(shù)字電源部和提供模擬電壓的模擬電源部； 所述電源組件還包括電源管理控制模塊，用于對所述設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)或者休眠狀態(tài)時的供電管理控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，其特征在于，所述供電模塊的為CMOS傳感器供電的輸出端設(shè)置有濾波單元，所述濾波單元包括RC濾波器，所述RC濾波器配置為與該輸出端所接負(fù)載相匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字電源部包括分別提供多種電壓信號的降壓型穩(wěn)壓電源，所述模擬電源部包括低壓差線性穩(wěn)壓電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，其特征在于，所述降壓型穩(wěn)壓電源的輸出包括分別匹配各用電單元的1.8伏、1.0伏和3.3伏電壓；所述低壓差線性穩(wěn)壓電源的輸出為2.5伏電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，其特征在于，所述電源管理控制模塊具體配置為: 當(dāng)所述設(shè)備處于待機(jī)狀態(tài)時，所述電源管理控制模塊發(fā)出待機(jī)指令啟動待機(jī)狀態(tài)斷電模式，并實(shí)時判斷所述設(shè)備是否結(jié)束待機(jī)狀態(tài)并進(jìn)入正常工作狀態(tài)，如是則恢復(fù)供電，如否則保持?jǐn)嚯姡? 當(dāng)所述設(shè)備處于休眠狀態(tài)時，所述電源管理控制模塊發(fā)出休眠指令啟動休眠狀態(tài)斷電模式，并同時對CMOS傳感器進(jìn)行斷電，待所述設(shè)備結(jié)束休眠狀態(tài)并進(jìn)入正常工作狀態(tài)時恢復(fù)供電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像處理的低功耗條碼解碼設(shè)備，其特征在于，當(dāng)啟動所述待機(jī)狀態(tài)斷電模式時，所述電源管理控制模塊調(diào)整CMOS傳感器幀率和分辨率以降低功耗，并每隔300毫秒控制CMOS傳感器獲取一幀圖像以判斷所述設(shè)備是否仍處于待機(jī)狀態(tài)，如是則繼續(xù)保持CMOS傳感器幀率和分辨率，如否則恢復(fù)所述幀率和分辨率。
【文檔編號】G06K7/10GK103593638SQ201310595103
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:北京象開科技有限公司