專(zhuān)利名稱(chēng)：利用發(fā)光二極管感光特性來(lái)識(shí)別條碼的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
利用發(fā)光二極管感光特性來(lái)識(shí)別條碼的裝置技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種圖像識(shí)別裝置和方法，尤其涉及一種條碼識(shí)別裝置和方法。
背景技術(shù)：
條碼技術(shù)已很普遍地存在于人們的生活中，超市、書(shū)店、百貨公司等商 業(yè)場(chǎng)所已大量采用條碼技術(shù)來(lái)完成商品的識(shí)別和計(jì)價(jià)。 一般的二維條碼是由 多個(gè)并列的黑白條紋組成，也以包括灰色條紋，下文也將這些條紋稱(chēng)為色塊。 這些色塊的色度組合起來(lái)對(duì)應(yīng)于一個(gè)唯一 的序列號(hào)。傳統(tǒng)的條碼讀取裝置中主要包括光感測(cè)器，通常采用線性的圖像感測(cè) 單元并排列成條狀；光源， 一般為發(fā)光二極管(LED),也是排列成條狀， 以照亮圖像感測(cè)單元所要照明的條狀區(qū)域；鏡頭，當(dāng)光源發(fā)出可見(jiàn)光或紅外 光照射條碼后，產(chǎn)生的反射光由鏡頭進(jìn)入圖像感測(cè)單元。反射光到達(dá)圖像感 測(cè)單元后產(chǎn)生條碼圖像。在識(shí)別時(shí)，是用光感測(cè)器將接收反射光的光通量轉(zhuǎn) 化為電通量，反射光的光通量與色塊的色度有關(guān)，因而根據(jù)電通量可識(shí)別出 對(duì)應(yīng)位置上色塊的色度，進(jìn)而得到該條碼對(duì)應(yīng)的序列號(hào)(ID)。具體地，可 參照美國(guó)專(zhuān)利US5616507以及CN00117626中公開(kāi)的條碼掃描裝置。但是，這種條碼識(shí)別技術(shù)利用了 LED的發(fā)光特性，并沒(méi)有利用LED本 身具有的感光特性，從而需要采用價(jià)格較昂貴的光感測(cè)器。其存在成本高昂， 產(chǎn)品體積大的缺點(diǎn)。實(shí)用新型內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種利用發(fā)光二極管感光特性來(lái)識(shí)別 條碼的裝置及其方法，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。本發(fā)明的構(gòu)思是利用LED在接受光照的時(shí)候，產(chǎn)生的光電流與光照 強(qiáng)弱有關(guān)，借由此來(lái)識(shí)別目標(biāo)色塊的深淺。即LED對(duì)不同光強(qiáng)的感測(cè)情況 不同，從而識(shí)別出不同顏色，利用黑白或黑白灰色組成條形碼，即可采用本 發(fā)明的裝置和方法識(shí)別出不同條形碼的序列號(hào)?；谝陨蠘?gòu)思，本發(fā)明提供了 一種利用發(fā)光二極管感光特性來(lái)識(shí)別條碼 的裝置，其特征在于，包括相互連接的發(fā)光二極管陣列和控制處理器，所述 發(fā)光二極管陣列至少包括排列在一列上的至少2個(gè)發(fā)光二極管。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述發(fā)光二極管陣列分為一個(gè)或多個(gè)掃描組，每個(gè)掃描組又包括一個(gè)或 多個(gè)光收發(fā)組，每一光收發(fā)組至少包括相鄰的一發(fā)射發(fā)光二極管和一接收發(fā) 光二極管，且每一掃描組中各個(gè)接收發(fā)光二極管并聯(lián)，各個(gè)發(fā)射發(fā)光二極管 的負(fù)極并聯(lián)，分別電連接到所述控制處理器的不同管腳，這些管腳和地之間 連接有電容。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述各個(gè)掃描組中相同序號(hào)的發(fā)光二極管的正極相連，再分別連接到所 述控制處理器上相應(yīng)的管腳。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述控制處理器采用一微處理器芯片實(shí)現(xiàn)，該芯片具有片內(nèi)RAM。 進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn) 還包括一與所述控制處理器相連的外部非易失性存儲(chǔ)器。 進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述控制處理器控制各個(gè)光收發(fā)組依次掃描，檢測(cè)接收發(fā)光二極管的放 電時(shí)間，與相應(yīng)發(fā)光二極管對(duì)標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，結(jié)合條碼 序列號(hào)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合，判斷出所掃描條碼的序列號(hào)。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述控制處理器包括校準(zhǔn)控制單元、放電時(shí)間;險(xiǎn)測(cè)單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 和序列號(hào)識(shí)別單元，所述掃描控制單元與放電時(shí)間;險(xiǎn)測(cè)單元和校準(zhǔn)控制單元相連，所述放電時(shí)間檢測(cè)單元還與校準(zhǔn)控制單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元相連，所述 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還與校準(zhǔn)控制單元和序列號(hào)識(shí)別單元相連，所述序列號(hào)識(shí)別單 元還與校準(zhǔn)控制單元或掃描控制單元相連。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述掃描控制單元控制各掃描組中的光收發(fā)組依次掃描，在一次掃描 中，先對(duì)組中的接收發(fā)光二極管加反向偏壓使其充電，然后對(duì)該組的一發(fā)射發(fā)光二極管加正向偏壓使其發(fā)光并取消在接收發(fā)光二極管負(fù)極施加的電壓；所述放電時(shí)間檢測(cè)單元檢測(cè)各接收發(fā)光二極管的放電時(shí)間，輸出到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；所述校準(zhǔn)控制單元觸發(fā)掃描控制單元進(jìn)行校準(zhǔn)相關(guān)的掃描動(dòng)作，根據(jù)記 錄的各發(fā)光二極管的放電時(shí)間值，記錄或推算出各個(gè)接收發(fā)光二極管在標(biāo)準(zhǔn) 色塊覆蓋下的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)并保存在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；所述序列號(hào)識(shí)別單元從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元讀取檢測(cè)到的放電時(shí)間數(shù)據(jù) 和放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，才艮據(jù)條碼用于方向識(shí)別的色塊對(duì)應(yīng)的放電時(shí)間數(shù)據(jù)判 斷該條碼的放入方向后，將對(duì)用于序列號(hào)識(shí)別的色塊對(duì)應(yīng)的放電時(shí)間數(shù)據(jù)與 標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，結(jié)合條碼序列號(hào)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合， 判斷出所掃描條碼的序列號(hào)。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元保存檢測(cè)到的放電時(shí)間數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)后各接收發(fā)光二極 管在標(biāo)準(zhǔn)色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及序列號(hào)識(shí)別單元的計(jì)算結(jié)果。進(jìn)一步地，上述裝置還可具有以下特點(diǎn)所述LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置有超出LED發(fā)光面0.5 5rnrn 的距離的突緣。綜上所述，本發(fā)明利用LED的感光特性，并結(jié)合特定的充電、發(fā)光和 放電時(shí)序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)條形碼的掃描和識(shí)別，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大降低了成 本，具有很好的市場(chǎng)前景。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例條碼識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是圖l裝置的一種硬件實(shí)現(xiàn)圖。圖3A是本發(fā)明條碼及其對(duì)應(yīng)LED陣列的一個(gè)示例的示意圖。 圖3B是本發(fā)明條碼及其對(duì)應(yīng)LED陣列的另一示例的示意圖。 圖4是與圖3同一示例的條碼識(shí)別裝置對(duì)準(zhǔn)條碼掃描的示意圖。 圖5是接收LED負(fù)極放電波形圖。圖6本發(fā)明示例所有27個(gè)序列號(hào)對(duì)應(yīng)的色塊組合及其序列號(hào)的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖l是本實(shí)施例條碼識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖所示，包括相互連"l妄的 LED陣列11和控制處理器12。其中LED陣列11至少包括排列在一列上的多個(gè)LED,本實(shí)施例中均以 一 列 為例進(jìn)行說(shuō)明，這里的"排列在一列"是依照一般的習(xí)慣來(lái)描述，將其寫(xiě)成 "排列在一行"或者"排列一條直線上"應(yīng)視之為完全等同的描述。控制處理器12用于控制各個(gè)光收發(fā)組依次掃描，檢測(cè)接收LED的放電 時(shí)間，與相應(yīng)LED對(duì)標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，結(jié)合條碼序列號(hào) 對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合，判斷出所掃描條碼的序列號(hào)。該控制處理器可以進(jìn)一步分為掃描控制單元121,用于將LED陣列分為一個(gè)或多個(gè)掃描組，控制各掃 描組中的光收發(fā)組依次掃描。每一光收發(fā)組由相鄰的至少兩個(gè)LED組成。 在光收發(fā)組的一次掃描過(guò)程中，先對(duì)組中的接收LED加反向偏壓使其充電， 然后對(duì)該組的 一個(gè)發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光并取消在接收LED負(fù)極施 加的電壓，接收LED將進(jìn)行;改電。放電時(shí)間檢測(cè)單元122,用于檢測(cè)接收LED的放電時(shí)間，輸出到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元123。具體可以檢測(cè)接收LED負(fù)極的端電壓，計(jì)算從開(kāi)始放電(接 收LED負(fù)極懸浮且發(fā)射LED加有正向偏壓的最早時(shí)刻)到接收LED負(fù)極 電壓變化到與正極相等的時(shí)間，即為放電時(shí)間。校準(zhǔn)控制單元123，用于觸發(fā)掃描控制單元進(jìn)行校準(zhǔn)相關(guān)的掃描動(dòng)作， 根據(jù)記錄的各LED的放電時(shí)間值，記錄或推算出各個(gè)接收LED在標(biāo)準(zhǔn)色塊 覆蓋下的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)并保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。序列號(hào)識(shí)別單元124,用于從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元讀取檢測(cè)到的放電時(shí)間數(shù)據(jù) 和放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，先根據(jù)首尾色塊(不局限于首尾，可以是條碼任何位 置上的用于方向識(shí)別的色塊)對(duì)應(yīng)的放電時(shí)間數(shù)據(jù)判斷該條碼的放入方向， 再將對(duì)中間色塊(不局限于中間色塊，可以是條碼任何位置上的用于序列號(hào) 識(shí)別的色塊)掃描得到的放電時(shí)間數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比 較，結(jié)合條碼序列號(hào)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合，判斷出所掃描條碼的序列號(hào)。其 識(shí)別可以由掃描控制單元在掃描完成后觸發(fā)，也可以由校準(zhǔn)控制單元在完成 本次放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算后觸發(fā)。識(shí)別的具體方法見(jiàn)下文。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元125，用于保存檢測(cè)到的放電時(shí)間數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)后各接收 LED在標(biāo)準(zhǔn)色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及序列號(hào)識(shí)別單元的計(jì)算 結(jié)果。該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元可以采用芯片內(nèi)部的RAM來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述裝置還可以增加一個(gè)與所述控制處理器相連的非易失性存儲(chǔ)器如 EEPROM，用于在失電狀態(tài)下保存檢測(cè)得到的各接收LED在標(biāo)準(zhǔn)色塊覆蓋 下的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，還可以記錄序列號(hào)的識(shí)別結(jié)果等。應(yīng)說(shuō)明的是，以上的單元?jiǎng)澐旨捌涿Q(chēng)并不是唯一的，但只要是實(shí)現(xiàn)了 上述功能，均應(yīng)視為等同的裝置。圖2是實(shí)現(xiàn)上述裝置的一個(gè)示例的硬件連接圖，如圖所示，包括在一列 上的16個(gè)LED (LED0 LED15 )分為兩個(gè)掃描組，每組包括8個(gè)排為一列 LED,從第1個(gè)LED開(kāi)始，相鄰兩個(gè)LED編為一個(gè)光收發(fā)組且不同光收發(fā)組的LED不同，Dl、 D3.......D15為發(fā)射LED, D2、 D4.......D16為4妄收LED。在每一掃描組，各個(gè)發(fā)射LED和各個(gè)接收LED的負(fù)極分別并聯(lián)， 然后再分別連接到接腳IOC0 IOC3，接腳IOC0 IOC3均通過(guò)一電容接地。2 個(gè)掃描組中相同序號(hào)的兩個(gè)LED正級(jí)并聯(lián)并連接到一接腳，序號(hào)為1的2個(gè)LED正級(jí)并聯(lián)后連接到IOD0接腳，序號(hào)為2的2個(gè)LE正級(jí)并l關(guān)后連接 到IOD1接腳，依此類(lèi)推。各個(gè)接腳再電連接到MCU (微處理器)(圖中 略)相應(yīng)的管腳?？刂铺幚砥骺刹捎肎eneralplus (凌通公司)的GPC1系列 芯片。在進(jìn)4亍條碼識(shí)別之前，需將一列上的LED分為一個(gè)或多個(gè)掃描組，確 定每一掃描組中要依次進(jìn)行掃描的光收發(fā)組。由于發(fā)射LED是正對(duì)其下的色塊打光的，其相鄰甚至更遠(yuǎn)的LED都可 以收到該圖形塊的反射光。為了避免多個(gè)色塊反射光對(duì)同一接收LED的干 擾，同時(shí)工作的多個(gè)光發(fā)收組之間應(yīng)間隔足夠的距離。為此將一列LED劃 分為一個(gè)或多個(gè)掃描組，不同掃描組包括一個(gè)或多個(gè)光收發(fā)組，不同掃描組 的光收發(fā)組可同時(shí)掃描，但同 一掃描組中的光收發(fā)組只能依次進(jìn)行掃描。那么如何選擇LED組成光收發(fā)組呢？本實(shí)施例是將一列上的相鄰LED 兩兩組合為若干光收發(fā)組。在其它實(shí)施例中，光收發(fā)組除了兩兩組合這種方 式外，也可以將3個(gè)連續(xù)LED作為一個(gè)光收發(fā)組，掃描時(shí)中間的LED作為 發(fā)射LED，與其相鄰的兩個(gè)LED作為接收LED。以上雖然列舉了光收發(fā)組 組成的一些示例，但并不用于限制本發(fā)明，例如在有多列LED時(shí)，也可以 將兩列或更多列中在LED陣列同一^f亍上的至少兩個(gè)LED ( 2個(gè)或3個(gè)為佳) 組成光收發(fā)組，可以實(shí)現(xiàn)同樣的掃描功能。再以一個(gè)示例對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行一下說(shuō)明，假定要識(shí)別的條碼1的編碼格 式如圖3所示，包括5個(gè)連續(xù)排列的矩形色塊。最外側(cè)的首、尾色塊的顏色 一個(gè)為白色、 一個(gè)為黑色，可以用于識(shí)別條碼的正向或反向，另外還可以作 為校準(zhǔn)的依據(jù)。中間的3個(gè)色塊用于識(shí)別條碼的序列號(hào)，單一色塊的灰度值 區(qū)分為三個(gè)等級(jí)，即黑、白、灰。針對(duì)該條形碼，相應(yīng)的識(shí)別裝置上可以采用IO個(gè)排成一列的LED2構(gòu) 成LED陣列，將10個(gè)LED分為5組，每組包括的2個(gè)相鄰的LED作為一 個(gè)光收發(fā)組，每一光收發(fā)組用于掃描一個(gè)色塊，因此在設(shè)置LED間的距離 時(shí)，使得每一光收發(fā)組的LED可以分別對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的色塊，且一個(gè)光收發(fā)組 的多個(gè)LED的距離越近效果越好。至于光掃描組的劃分取決于色塊的寬度，如果兩個(gè)相鄰光收發(fā)組的距離 足夠遠(yuǎn)，可以將每個(gè)光收發(fā)組作為一個(gè)掃描組。如果距離很近，可以將所有5個(gè)光收發(fā)組作為一個(gè)掃描組，其他的劃分，如將相鄰的2個(gè)、3個(gè)或4個(gè) 光收發(fā)組作為一個(gè)掃描組，都是可以的。但是，在本發(fā)明中，也不是一對(duì)LED收發(fā)組必須對(duì)應(yīng)一個(gè)條形色塊。 圖3B是另一個(gè)示例，該示例中要識(shí)別的條碼包括2個(gè)色塊，LED陣列包括 3個(gè)LED,從左至右依次稱(chēng)為L(zhǎng)ED1、 LED2和LED3。其中在掃描位置，LED1 對(duì)準(zhǔn)色塊l, LED3對(duì)應(yīng)色塊2，而LED2位于兩個(gè)色塊的邊界位置。此時(shí)， 可以將LED、 LED2和LED3編為一個(gè)光收組，該光收發(fā)組可進(jìn)行多次掃描， 每次掃描時(shí)的發(fā)射LED不同，如第1次掃描時(shí)LED1打光，LED2 (或LED2 和LED3 )接收，得到的放電時(shí)間值記為第1個(gè)色塊對(duì)應(yīng)的放電時(shí)間值；第 2次掃描時(shí)LED3打光，LED1 (或LED1和LED2 )接收，得到的放電時(shí)間 值記為第2個(gè)色塊的放電時(shí)間值，也可以。本實(shí)施例條碼掃描的流程包括以下步驟第一步，將條碼識(shí)別裝置的LED陣列對(duì)準(zhǔn)要掃描的條碼，使得條碼上 的每一 色塊至少對(duì)應(yīng)于一個(gè)光收發(fā)組；本實(shí)施例采用有固定機(jī)構(gòu)底座的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，使得每個(gè)色塊固定對(duì) 準(zhǔn)一個(gè)光收發(fā)組，對(duì)準(zhǔn)后的位置關(guān)系請(qǐng)參照?qǐng)D4。另外可在增加LED數(shù)量 的基礎(chǔ)上，并通過(guò)軟件識(shí)別處理，達(dá)成無(wú)固定機(jī)構(gòu)底座的方式。LED裝置與條碼的垂直距離介于0-5cm之間均可，以小于5mm為佳， 距離太大容易受到外界光線的干擾，且使得可同時(shí)掃描的光收發(fā)組減少。為 此，可以在LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置突緣，超出LED發(fā)光面的 0.5 5mm的距離。第二步，啟動(dòng)掃描后，控制各個(gè)掃描組中的所有光收發(fā)組依次完成掃描；一般來(lái)說(shuō)，可以將最上端或最下端的光收發(fā)組作為第一個(gè)開(kāi)始掃描的光 收發(fā)組。每一光收發(fā)組的單次掃描過(guò)程都是一樣的。本實(shí)施例中，是先對(duì)接 收LED加一#史時(shí)間的反向偏壓^吏其充電，然后對(duì)發(fā)射LED加正向偏壓4吏其發(fā)光并取消在接收LED負(fù)極施加的電壓，如將其負(fù)極變?yōu)閼腋?，同時(shí)正極 電壓不變?nèi)鐬榈碗娖?，該低電平可以為一基?zhǔn)電壓如1/2Vcc。掃描圖形的 反射光使接收LED的負(fù)極放電，高電平逐漸變化為低電平。檢測(cè)出接收LED 的放電時(shí)間并保存，即完成一次掃描。圖5示出了接收LED充放電波形的一個(gè)示例。掃描處理部分利用微控 制器控制LED充電、發(fā)光和放電，通過(guò)識(shí)別放電時(shí)間來(lái)識(shí)別所掃描圖形反 射光的強(qiáng)度，從而判斷出該處的灰度。放電時(shí)間越長(zhǎng)，則光強(qiáng)度越弱，該處 的灰度越暗，越偏向于黑色；放電時(shí)間越短，則光強(qiáng)度越強(qiáng)，該處的灰度越 亮，越偏向于白色。因?yàn)樯珘K中各區(qū)域色度是一樣的，因?yàn)橐粋€(gè)光收發(fā)組只需掃描一次即可 完成對(duì)色塊的檢測(cè)。不過(guò)將同一光收發(fā)組的發(fā)射LED和接收LED互換，再 進(jìn)行一次掃描，或者將若干光收發(fā)組對(duì)應(yīng)于一個(gè)色塊進(jìn)行至少兩次掃描，以 多次掃描得到的放電時(shí)間作為判斷色塊顏色的依據(jù)也是可以的。如可以分別 判斷，以與基準(zhǔn)值差值最小的放電時(shí)間作為判斷依據(jù)，或者以不同結(jié)果中較 多數(shù)目的判斷結(jié)果為準(zhǔn)。不需要在第一個(gè)光收發(fā)組放電完成后，再對(duì)第二個(gè)光收發(fā)組中的接收 LED進(jìn)行充電，這樣將延長(zhǎng)掃描時(shí)間。本實(shí)施例在第一個(gè)光收發(fā)組充電完 成后，即可開(kāi)始對(duì)第二個(gè)光收發(fā)組的接收LED進(jìn)行充電，在第一個(gè)光收發(fā) 組的發(fā)射LED打光結(jié)束后，第二個(gè)光收發(fā)組的接收LED已完成充電，可以 立即控制第二個(gè)光收發(fā)組的發(fā)射LED打光。這樣可以加快掃描過(guò)程。在實(shí)際應(yīng)用中，由于每個(gè)LED對(duì)應(yīng)于同一色度的光度放電能力不同， 且其性能在使用過(guò)程中也可能發(fā)生變化。因而需要檢測(cè)到的放電時(shí)間數(shù)據(jù)做 校準(zhǔn)?；谝陨系臈l碼掃描方法和采用的校準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)條碼識(shí)別的總體流 程可以采用以下兩種方式第一種第 一種是采用外接存儲(chǔ)裝置進(jìn)行預(yù)校準(zhǔn)的方式。包括以下步驟A,先外接一存儲(chǔ)裝置，將LED陣列對(duì)標(biāo)準(zhǔn)黑、白和灰色色塊進(jìn)行預(yù)打光，存儲(chǔ)下各LED對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)黑、白和灰色的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；根據(jù)LED性能的穩(wěn)定性，可以每次都進(jìn)行預(yù)打光，記錄當(dāng)前的放電時(shí) 間基準(zhǔn)值，也可以只在最初使用時(shí)進(jìn)行預(yù)打光記錄一次基準(zhǔn)值，或者，也可 以間隔一段時(shí)間進(jìn)行預(yù)打光更新記錄的基準(zhǔn)值。所謂放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)即可以是檢測(cè)到的原始放電時(shí)間，也可以是將其 換算后如取對(duì)數(shù)等之后的值。B，對(duì)要識(shí)別的條碼進(jìn)行掃描，檢測(cè)出各色塊對(duì)應(yīng)的接收LED的放電時(shí)間；C,先根據(jù)首尾色塊對(duì)應(yīng)LED的放電時(shí)間數(shù)據(jù)判斷出該條碼的放入方向；D，將對(duì)中間色塊對(duì)應(yīng)LED的放電時(shí)間邀:據(jù)分別與存^f諸的該LED在標(biāo) 準(zhǔn)黑、白和灰色色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷各個(gè)LED 乂十應(yīng)色塊的顏色；可以將檢測(cè)的LED放電時(shí)間數(shù)據(jù)與該LED的3種放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相 減，將差值絕對(duì)值最小的標(biāo)準(zhǔn)色塊的顏色作為該LED對(duì)應(yīng)色塊的顏色。也 可以根據(jù)3種放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置第一閾值和第二閾值，將放電時(shí)間數(shù)據(jù) 分為3個(gè)分別對(duì)應(yīng)于黑色、白色和灰色的區(qū)間，根據(jù)檢測(cè)的放電時(shí)間數(shù)據(jù)所 位于的區(qū)間即可獲該LED對(duì)應(yīng)色塊的顏色。E，將中間色塊的顏色按照其正向組合，與各序列號(hào)對(duì)應(yīng)的顏色組合進(jìn) 行匹配，即可識(shí)別出所掃描條碼的序列號(hào)。如果條碼中色塊只有黑、白兩種，則只需先打光給黑、白色塊得到相應(yīng) 的放電時(shí)間數(shù)據(jù)，其它處理和上述步驟可以是一樣的，如果設(shè)置閾值則只需 設(shè)置一個(gè)。第二種在另一實(shí)施例中，可以通過(guò)軟件的方式來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)動(dòng)作。此方式無(wú)需外 部存儲(chǔ)裝置，價(jià)格低廉，操作使用方便。先解釋一下其原理，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)LED具有如下特性白5882325141814224123灰112175355313932447744愛(ài)1592384834658516511463以同批生產(chǎn)的IO個(gè)LED為例，它們對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)黑、白和灰色的光度放電 時(shí)間值如下表對(duì)10個(gè)LED的放電時(shí)間值取Ln得到的結(jié)果如下:以白色為基準(zhǔn)去除offset,結(jié)果如下0000000000 0￡6 0.75 0.83 0.78 0.79 0.77 0.83 0.69 0.63 0,65 1.01 1.06 1291.2 1.19 1.17 1.29 1.06 1.02 1.01由此可見(jiàn)，在兩種反射光的情況下4全測(cè)到的多個(gè)LED的放電時(shí)間值經(jīng)上述取對(duì)數(shù)處理(可按比例放大)后得到的各個(gè)LED的放電時(shí)間數(shù)據(jù)，在 兩種反射光下的差值大致相同。所以在后面用首色塊對(duì)應(yīng)LED在環(huán)境光和 白色塊覆蓋下的放電時(shí)間數(shù)據(jù)的差值，結(jié)合其他色塊在環(huán)境光下的放電時(shí)間 數(shù)據(jù)，可以推算其他色塊在白色塊覆蓋下的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。黑色塊覆蓋 下的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)也同此。另需注意的是，對(duì)原始放電時(shí)間值取對(duì)數(shù)如Ln(e為底數(shù))或者loglO均 可，此處所作換算的目的是為將LED之間的差異性縮小而作的一種數(shù)學(xué)運(yùn) 算，并不局限于某種特定的運(yùn)算，只要能保證準(zhǔn)確率即可。在取對(duì)數(shù)后，還 可以將其按比例放大，對(duì)于放大倍數(shù)的取值沒(méi)有限定，取到合適的值即可， 對(duì)于八位機(jī)或十六位機(jī)而言是以能得到更多的位碼識(shí)別為佳。除了對(duì)數(shù)外， 其它可以達(dá)到該效果的運(yùn)算方式也可以采用。下面給出通過(guò)軟件校準(zhǔn)LED差異的條碼識(shí)別的流程，包括以下步驟 a)首先通過(guò)無(wú)光掃描，來(lái)判斷是否色塊已經(jīng)覆蓋到LED上方；123 R S4 33 7^ ^ J4 7 36 4 99 6 62 3 4S32 4 23 4056 2 7Q 7 Q4 4 5在無(wú)光掃描的過(guò)程中，發(fā)射LED無(wú)須打光，接收LED直接檢測(cè)充電后 的放電時(shí)間值即可。當(dāng)有色塊覆蓋時(shí)，由于環(huán)境光被遮擋而又沒(méi)有打光，因 而放電時(shí)間值很大。當(dāng)無(wú)色塊覆蓋時(shí)，由于環(huán)境光未被遮擋，因而放電時(shí)間 值會(huì)小很多。因此可以通過(guò)一閾值很方便地判斷是否有色塊覆蓋。b) 在確認(rèn)無(wú)色塊覆蓋的情況下，進(jìn)行打光掃描，記錄下此時(shí)即環(huán)境光 下各個(gè)色塊的放電時(shí)間值，換算后保存為該LED在環(huán)境光下的放電時(shí)間數(shù) 據(jù)；此處換算如可以是對(duì)每個(gè)值取log后放大50倍，但/f義為示例。c) 再次進(jìn)行無(wú)光掃描，直至檢測(cè)到有色塊覆蓋為止；d) 確認(rèn)有色塊覆蓋后，進(jìn)行打光掃描，檢測(cè)出此時(shí)各個(gè)色塊對(duì)應(yīng)LED 的放電時(shí)間值，并按相同方式換算后保存為該LED在有色塊覆蓋時(shí)的放電 時(shí)間數(shù)據(jù)；e) 通過(guò)比較首色塊及尾色塊對(duì)應(yīng)LED的放電時(shí)間數(shù)據(jù)與所述LED在環(huán) 境光下的放電時(shí)間值的差值，從而推知該色塊是正向放入或是反向放入；規(guī)格規(guī)定，白色塊為首色塊，黑色塊為尾色塊。由于環(huán)境光下檢測(cè)的 LED放電時(shí)間數(shù)據(jù)與白色塊覆蓋下檢測(cè)的放電時(shí)間數(shù)據(jù)的差異值，會(huì)較之 環(huán)境光下檢測(cè)的LED放電時(shí)間數(shù)據(jù)與黑色塊覆蓋下檢測(cè)的放電時(shí)間數(shù)據(jù)的 差異值大一些，依據(jù)此即可推知正反向。此時(shí)對(duì)環(huán)境光和LED打光的強(qiáng)度 有一些要求，如可以要求環(huán)境光中不包含直接照射到LED的直射光，這樣 在白色塊覆蓋下反射光的強(qiáng)度相對(duì)于環(huán)境光的增力口，比黑色塊覆蓋下反射光 相對(duì)于環(huán)境光的減少要更為明顯。另外，如果經(jīng)檢測(cè)對(duì)應(yīng)于首色塊的LED在白色塊覆蓋下的放電時(shí)間小 于對(duì)應(yīng)于尾色塊的LED在黑色塊覆蓋下的放電時(shí)間且有足夠裕量的話(huà)，也 可以直接根據(jù)首色塊和尾色塊對(duì)應(yīng)的LED的放電時(shí)間來(lái)判斷，即放電時(shí)間 長(zhǎng)的是黑色塊，放電時(shí)間短的是白色塊。從而判斷條碼的放入方向。f) 分別推算出中間3個(gè)色塊在白色塊、黑色塊和灰色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí) 間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；先計(jì)算首色塊對(duì)應(yīng)LED在環(huán)境光下的放電時(shí)間數(shù)據(jù)與有白色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間數(shù)據(jù)的差值Cl,以及尾色塊位置LED在有黑色塊覆蓋時(shí)的放電 時(shí)間數(shù)據(jù)與環(huán)境光下的放電時(shí)間數(shù)據(jù)的差值C2;將記錄的中間三個(gè)色塊對(duì)應(yīng)LED在環(huán)境光下的放電時(shí)間，各減去差值 CI,保存為該LED在白色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。將記錄的中間三個(gè)色塊對(duì)應(yīng)LED在環(huán)境光下的放電時(shí)間，各加上差值 C2 ，保存為該LED在黑色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。取各LED在白色塊和黑色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間基準(zhǔn)序列的均值，保存 為該LED在灰色塊覆蓋時(shí)的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。g) 將條碼中間色塊對(duì)應(yīng)LED在有色塊覆蓋時(shí)得到放電時(shí)間數(shù)據(jù)按正向 組合為放電時(shí)間序列，對(duì)每一條碼序列號(hào)，將其對(duì)應(yīng)條碼的覆蓋下推算的這 些LED的放電時(shí)間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)組成相應(yīng)序列，將兩個(gè)序列中相應(yīng)的放電時(shí)間 數(shù)據(jù)相減，計(jì)算各個(gè)差值的平方和；所有27個(gè)序列號(hào)對(duì)應(yīng)的色塊組合及其序列號(hào)如圖6所示。h) 確定所有序列號(hào)計(jì)算得到的平方和中的最小值，將該最小值對(duì)應(yīng)的 序列號(hào)作為要識(shí)別的條碼的序列號(hào)。本發(fā)明在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上還可以有多種變換方式，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思 作出的簡(jiǎn)單變換也應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種利用發(fā)光二極管感光特性來(lái)識(shí)別條碼的裝置，其特征在于，包括相互連接的發(fā)光二極管陣列和控制處理器，所述發(fā)光二極管陣列至少包括排列在一列上的至少2個(gè)發(fā)光二極管。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所迷發(fā)光二極管陣列分為一個(gè)或多個(gè)掃描組，每個(gè)掃描組又包括一個(gè)或 多個(gè)光收發(fā)組，每一光收發(fā)組至少包括相鄰的一發(fā)射發(fā)光二極管和一接收發(fā) 光二極管，且每一掃描組中各個(gè)接收發(fā)光二極管并聯(lián)，各個(gè)發(fā)射發(fā)光二極管 的負(fù)極并聯(lián)，分別電連接到所述控制處理器的不同管腳，這些管腳和地之間 連接有電容。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述各個(gè)掃描組中相同序號(hào)的發(fā)光二極管的正極相連，再分別連接到所 述控制處理器上相應(yīng)的管腳。
4、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述控制處理器采用一微處理器芯片實(shí)現(xiàn)，該芯片具有片內(nèi)RAM。
5、 如權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的裝置，其特征在于 還包括一與所述控制處理器相連的外部非易失性存儲(chǔ)器。
6、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述控制處理器包括校準(zhǔn)控制單元、放電時(shí)間檢測(cè)單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元 和序列號(hào)識(shí)別單元，所迷?huà)呙杩刂茊卧c放電時(shí)間檢測(cè)單元和校準(zhǔn)控制單元 相連，所述放電時(shí)間檢測(cè)單元還與校準(zhǔn)控制單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元相連，所述 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元還與校準(zhǔn)控制單元和序列號(hào)識(shí)別單元相連，所述序列號(hào)識(shí)別單 元還與校準(zhǔn)控制單元或掃描控制單元相連。
7、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置有超出LED發(fā)光面0.5~5mm 的距離的突緣。
專(zhuān)利摘要一種利用發(fā)光二極管感光特性來(lái)識(shí)別條碼的裝置，包括相互連接的發(fā)光二極管陣列和控制處理器，所述發(fā)光二極管陣列至少包括排列在一列上的至少2個(gè)發(fā)光二極管。利用LED在接受光照的時(shí)候，產(chǎn)生的光電流與光照強(qiáng)弱有關(guān)，借由此來(lái)識(shí)別目標(biāo)色塊的深淺。即LED對(duì)不同光強(qiáng)的感測(cè)情況不同，從而識(shí)別出不同顏色，利用黑白或黑白灰色組成條形碼，即可采用本實(shí)用新型的裝置和方法識(shí)別出不同條形碼的序列號(hào)。該裝置電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
文檔編號(hào)G06K7/10GK201218951SQ20082011062
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者柳 楊, 羅立聲 申請(qǐng)人:凌通科技股份有限公司;北京北陽(yáng)電子技術(shù)有限公司