專利名稱：光標閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種對標準化試卷或問卷進行閱卷的光標閱讀器(OMR)。
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人們希望將大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、計算機和分析工作都交給計算機來處理，對于各種試卷的評分、統(tǒng)計和分析也不例外，但由于最早的計算機錄入方式主要是鍵盤輸入和穿孔紙紙帶，不僅費用昂貴，速度慢而且容易出錯，因此，從六十年代起，英、美、日等國越來越多的機構(gòu)都在尋找一個能與高檔微機相匹配的數(shù)據(jù)收集和輸入系統(tǒng)。英國DRS公司研制的光標閱讀器(OMR)首先進入市場，很快成為一種快速、可靠和簡便的數(shù)據(jù)錄入設(shè)備。這種光標閱讀器是利用光電傳感技術(shù)將在預先編制的信息卡(例如標準化試卷、報名表、調(diào)查表等)上用鉛筆等涂黑的光信息轉(zhuǎn)換成電信號，再送到與之相連的微機進行多功能的加工處理。光標閱讀器加上與之相連的微機以及相應(yīng)的軟件就構(gòu)成了一個完整的信息閱讀處理系統(tǒng)。
雖然光標閱讀器在國外已有相當?shù)陌l(fā)展，但是它們具有結(jié)構(gòu)復雜、成本高。價格昂貴等缺點，不適合在我國推廣應(yīng)用。為了克服上述問題，國內(nèi)一些單位正在作不懈努力。
本實用新型的目的也就是要克服上述缺點，提供一種結(jié)構(gòu)輕巧、成本低的光標閱讀器。
按照本實用新型的光標閱讀器，它主要所括光電傳感器(1)、控制與采集電路(2)、機電裝置(3)和接口電路(4)等，如

圖1所示。
光電傳感器(1)是光標閱讀器的關(guān)鍵部件，用來檢測信息卡上涂寫的標記，每一個傳感器由紅外發(fā)生管和紅外接收管及傳感器讀出電路組成。每一個傳感器對應(yīng)于數(shù)據(jù)卡上的一列，因而傳感器的數(shù)據(jù)量和密度決定了數(shù)據(jù)卡的列數(shù)列距。本實用新型可采用25路7mm(公制低密度)間距的傳感器陣列外，也可采用35路5mm(公制高密度)或35路5.08mm(英制高密度)的傳感器陣列。
控制與采集電路(2)是整個閱讀器的核心部分，它連接光電傳感器和機電裝置，它接收并處理數(shù)據(jù)的控制指令，以控制機電裝置的動作及光電傳感器的讀取。計算機通過接口電路向控制與采集電路發(fā)送復位和工作程序，并從控制與采集電路接收數(shù)據(jù)。
機電裝置(3)的功能是將每張紙(試卷)平穩(wěn)、準確、迅速地通過機器，它所括電機和機械傳動機構(gòu)。電機的轉(zhuǎn)速由控制與采集電路控制，從而實現(xiàn)計算機與閱讀器的最佳配合。
接口電路(4)采用專用接口與計算機聯(lián)接，以提高閱讀器的閱讀速度、增強閱讀器功能。
本實用新型的光標閱讀器結(jié)合一臺微機以及相應(yīng)的軟件即可組成一個完整的信息閱讀處理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，光標閱讀器采用自反射式光電傳感器件來閱讀信息卡的信息。信息卡的格式要求嚴格，需要精心設(shè)計，所以必須統(tǒng)一繪制印刷。信息則是由考生、被調(diào)查者用鉛筆或鋼筆填涂的黑點。光標閱讀器采用自反射式紅外線進行水平測量，迅速準確地檢測出記號的有無并送入計算機。計算機通過專門的軟件對光標閱讀器(OMR)送入的信息進行存儲和處理。
整個系統(tǒng)和主要功能包括編輯信息格式、閱讀信息卡、查看與修改信息、核對和統(tǒng)計評分。
1、編輯信息格式通過計算機顯示終端編輯信息格式，該格式要和信息卡的格式相同，用來顯示和存儲信息。
2、閱讀信息卡使用光標閱讀器將信息卡內(nèi)的信息讀入計算機，并按指定的文件存儲。
3、查看和修改信息讀入的信息可以按編輯好的格式在屏幕上顯示，以供查看，并可以通過鍵盤修改讀錯的信息。
4、校對重新用光標閱讀器讀一遍信息卡，并和上一次讀入的信息一一對照，發(fā)現(xiàn)兩次讀入不同者則立即在屏幕上顯示，供用戶選擇正確信息，用鍵盤修正。
5、統(tǒng)計評分可通過光標閱讀器輸入一張標準答案，給出每題分數(shù)，計算機自動統(tǒng)計總分。
光標閱讀系統(tǒng)不僅應(yīng)用于標準化考試的閱卷處理中，還可應(yīng)用于民意測驗、系統(tǒng)評價和統(tǒng)計工作中。
下面將結(jié)合附圖對本實用新型光標閱讀器的具體實施例進行詳細說明。
圖1是本實用新型光標閱讀器的工作總框圖。
圖2是本實用新型光標閱讀器的機電裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實用新型光標閱讀器的電氣原理框圖。
圖4是配合本實用新型光標閱讀器工作的計算機的軟件流程圖。
圖5是光電傳感器與數(shù)據(jù)采集電路的詳細線路圖。
圖6是測試、控制及電源部分的詳細線路圖。
圖7是A／D轉(zhuǎn)換電路的詳細線路圖。
圖8是接口電路的詳細線路圖。
圖1是體現(xiàn)本實用新型發(fā)明思想的功能結(jié)構(gòu)圖，前面已經(jīng)對它進行了詳細說明，所以這兒就不多述了。
圖2顯示了本實用新型光標閱讀器的機電裝置的一個具體實施例。本實用新型的光標閱讀器采用手動進紙方式，即將試卷一張一張地送進機器。如圖2所示，紙張(試卷)從外殼5左側(cè)的開口插入機器，并順著前托紙板6的上表面向里伸，經(jīng)過導向塊7后到達進紙輪9。由于在導向塊7中裝設(shè)了自反射式紙張檢測光電管8，如果無紙，后面的裝置將不會動作，如果有紙，則控制部分使后面的機械傳動部分動作，進紙輪9逆時鐘旋轉(zhuǎn)，帶動紙張繼續(xù)向前(即向右)走動。該紙張在紉紙板10的引導下進入自反射式光電管12與光電管上蓋板11之間的間隙，在此，試卷被自反射式光電管12閱讀。此后，試卷由出紙輪13和拋紙輪16傳動隨著后托紙板15向前(即向右)繼續(xù)走動并從外殼5的右側(cè)開口冒出機器。這樣光標閱讀器即完成了一張試卷的閱讀。
下面將結(jié)合圖5、6、7和8的具體線路圖對圖3所示本實用新型的光電閱讀器的電氣工作原理作詳細說明。
參見圖3，本實用新型在電氣上包括接口電路4、電源20、電機控制電路21、有無紙測試22、電機18、自檢電路24、通道譯碼25、高速A／D數(shù)據(jù)采集電路26、光電頭23、通道選擇27和緩沖放大電路28。
接口電路(參見圖3)采用專用接口電路直接插在與本機器相連的計算機的總線擴展槽上。該接口電路具有如下特點1)口地址可編程、容易修改、適用范圍廣、避免與計算機的其它用戶I／O設(shè)備發(fā)生沖突；2)譯碼采用GAL器件，電路簡潔、提高了工作穩(wěn)定性、也減少了一些不必要的調(diào)試工作；3)增加了譯碼信號緩沖，更減少了故障機會。
在圖3中，除電機18和接口電路外，其余的電路都安裝在圖2所示的主板19上。
計算機通過接口電路4和總線與電機控制電路21。通道譯碼電路25、高速A／D數(shù)據(jù)采集電路26進行雙向信息傳輸，這些信息包括控制指令信號、地址信號和數(shù)據(jù)信號。電機控制電路21接收計算機來的控制信號以控制電機18的接通或關(guān)斷，另外電機18還受有無紙測試電路的控制。參見圖6，電機控制電路由兩個與非門U3C、U3D和反向器U10B組成。有無紙測試電路由自反射式光電管DS26DN2170(即圖2中的8)、反向器U10A和與非門U3B等組成。圖3中M1即為圖2所示的電機18。圖3的下部分示出了電源電路，它主要由穩(wěn)壓器U8和U9組成。
參見圖3和圖5，光電頭23包括25個自反射式光電管DS1ON2170～DS25ON2170(即圖2中的12)，它們用于7mm間距的標準試卷，如要用5mm和5.08mm間距的試卷，則光電頭23檢測到的信號送到通道選擇電路27(圖5中U1、U2、U3A等)，再送到緩沖放大器28，它主要由運放U4構(gòu)成。通道譯碼主要由譯碼器U11構(gòu)成。
參見圖7，它顯示了高速A／D數(shù)據(jù)采集電路26中的A／D轉(zhuǎn)換電路，主要集成塊U5、U6和反向器U10D和U10E等組成，為了減少失誤，還增加了穩(wěn)壓電路U7，以提供穩(wěn)定的電源電壓。
下面對圖4的軟件流程圖進行說明，該流程是由本實用新型光標閱讀器與計算機組成的信息閱讀處理系統(tǒng)的工作流程。系統(tǒng)開始工作之后，第一步判斷光標閱讀器是否連機，如果沒有，顯示器上顯示“OMR未連接”，如果已連機，則進入下一步，第二步設(shè)置信息卡格式和信息卡張數(shù)；第三步判斷是否送紙，如有送紙，則進入下地步，否則繼續(xù)進行該步驟；第四步判斷同步頭是否到來，如到來則進入下一步，否則繼續(xù)進行該步驟；第五步讀一行數(shù)據(jù)(即提取一排光電管的值)；第六步判斷是否最后一行，如是則進入下一步，否則回到第四步；第七步檢測數(shù)據(jù)；第八步判斷所檢測的數(shù)據(jù)是否大于閾值，如果是則認為該點是涂寫點，否則該點是未涂寫點；第九步將上述結(jié)果送緩沖區(qū)；第十步判斷是否為最后一張，如是則進入下一步，否則回到第三步；第十一步將上述結(jié)果存入軟盤，并進行處理或打印輸出，最后結(jié)束程序。
上面對本實用新型的各個方面進行了全面的說明，按照上述本實用新型的光標閱讀器具有如下特點
1、用單電源，減少故障機會。
2、AD采集一次脈沖即可讀當前模擬值，提高處理速度。
3、電機受有無紙情況及計算機雙重控制，減少誤操作。
4、電機關(guān)機具有延時電路，使連續(xù)送紙時不停電機，系統(tǒng)工作平穩(wěn)，降低誤碼率。
5、具有自檢電路6、與計算機接口的插座(DB25)采用硬連接，減少因連線雜亂而出現(xiàn)的故障。
7、AD的基準源獨立穩(wěn)壓，使采集結(jié)果更準確，降低誤碼率。
權(quán)利要求1.一種光標閱讀器，其特征在于它由光電傳感器(1)、控制與采集電路(2)、機電裝置(3)和接口電路(4)組成，控制與采集電路(2)通過接口電路(4)接收來自計算機的控制指令，對光電傳感器(1)和機電裝置(3)進行控制，并將光電傳感器來的數(shù)據(jù)進行預處理后，再通過接口電路送至計算機。
2.按照權(quán)利要求1所述的光標閱讀器，其特征在于所說的機電裝置(3)包括托紙板(6、15)、導向塊(7)、進紙輪(9)、出紙輪(13)、拋紙輪(16)、塔輪(17)和電機(18)等。
3.按照權(quán)利要求1所述的光標閱讀器，其特征在于所說的機電裝置(3)還包括一個自反射式紙張檢測光電管。
4.按照權(quán)利要求1所述的光標閱讀器，其特征在于所說的光電傳感器(1)包括25個(或35個)自反射式光電管。
專利摘要一種光標閱讀器，它主要由光電傳感器、控制與采集電路、機電裝置以及接口電路組成。所說機電裝置采用手動進紙方式，將試卷一張張送入機器，它主要包括托紙板、導向塊、進紙輪、出紙輪、拋紙輪、塔輪和電機等，另外，還有一個紙張檢測光電管以檢測是否送紙。該光標閱讀器具有結(jié)構(gòu)簡單、容易操作等特點，它與一臺微機可組成一個完整的信息閱讀處理系統(tǒng)。
文檔編號G06K7/10GK2105730SQ9122951
公開日1992年5月27日 申請日期1991年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月2日
發(fā)明者程慧玲 申請人:北京清華計算機公司