專利名稱：一維條碼閱讀器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及條碼閱讀器，更具體地說，涉及可用于物流、倉儲管理等場合的條碼采集系統(tǒng)的微型一維條碼閱讀器。
背景技術：
隨著物流和商品條碼行業(yè)的發(fā)展，條碼閱讀器被廣泛應用于倉庫、商場和醫(yī)院等場合，以達到貨物自動歸類、提高生產效率等目的。條碼閱讀器是用于讀取條碼中所包含的信息并通過輸出接口將結果輸出到計算機或其它儀器的設備，它通常由以下幾部分構成 光源、光接收裝置、光電轉換部件、譯碼電路、輸出接口。如圖1所示，條碼閱讀器解讀條碼的過程是這樣的，由激光二極管發(fā)出的某個波長的光經過光學系統(tǒng)照射到條碼上面，條形碼的黑線和空白間隙對光線產生不同強度的光學反射，這些反射光經過光傳感系統(tǒng)產生對應的電信號，該電信號經過放大器放大后形成一個如圖1中第三行所示的模擬電壓信號； 如圖1中的第四行所示，模擬電壓信號經過濾波、整形后，可形成與模擬信號對應的方波信號；將該方波信號送到譯碼電路，再按預定規(guī)則處理，條碼包含的信息就被翻譯出來了 ；代表條碼信息的二進制比特流最后通過輸出接口發(fā)送給控制主機，此時條碼的解讀過程完成了。現(xiàn)有條碼采集系統(tǒng)的功能要求越來越多，同時體積卻要求越來越小。而市場上現(xiàn)有的大部分條碼采集系統(tǒng)的前端部分的條碼閱讀器就顯得體積大而笨重，同時不利于集成應用，特別使用在便協(xié)式設備中。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有條碼閱讀器體積較大的缺陷，提供一種微型的一維條碼閱讀器。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種一維條碼閱讀器，通過將激光源的控制，光接收裝置的控制，以及模數(shù)轉換、譯碼和數(shù)據通信接口都集成到微處理器芯片上，從而有效地降低閱讀器的體積。根據本實用新型，提供了一種一維條碼閱讀器，包括激光源及與之相連的用于驅動所述激光源的激光驅動電路；光接收裝置及與之相連的用于驅動所述光接收裝置的電機驅動電路；輸入端與所述光接收裝置相連、用于對光接收裝置接收的反射光信號進行光電轉換及信號處理的光電信號處理電路；以及與所述激光驅動電路、電機驅動電路、以及光電信號處理電路輸出端相連的控制譯碼通信電路，所述控制譯碼通信電路包括用于完成對激光驅動電路和電機驅動電路的控制以及對光電模擬信號的整形、譯碼功能和數(shù)據傳輸?shù)奈⑻幚砥鳌Ｔ诟鶕緦嵱眯滦退龅囊痪S條碼閱讀器中，所述光接收裝置包括接收反射光的光學組件，以及用于驅動所述光學組件工作的電機；所述電機與所述電機驅動電路相連，所述光學組件與所述光電信號處理電路的輸入端相連。[0008]在根據本實用新型所述的一維條碼閱讀器中，所述光電信號處理電路包括輸入端與所述光接收裝置相連、用于對光接收裝置接收的反射光信號進行光電轉換的光電轉換電路；用于進行噪聲濾波處理和信號等幅放大的模擬信號處理電路，所述模擬信號處理電路的輸入端與所述光電轉換電路相連，輸出端與所述微處理器的高速模擬信號輸入端相連。在根據本實用新型所述的一維條碼閱讀器中，所述微處理器包括同步控制所述激光驅動電路和電機驅動電路的控制模塊。在根據本實用新型所述的一維條碼閱讀器中，所述微處理器還包括在光接收裝置異常時強制關閉所述激光源的異常關閉模塊。在根據本實用新型所述的一維條碼閱讀器中，所述微處理器采用STM32系列芯片。在根據本實用新型所述的一維條碼閱讀器中，所述微處理器包括實現(xiàn)數(shù)據傳輸?shù)拇凇嵤┍緦嵱眯滦偷囊痪S條碼閱讀器，具有以下有益效果本實用新型通過將激光源和光接收裝置的控制、信號的譯碼和數(shù)據傳輸?shù)裙δ芗稍诳刂谱g碼通信電路的微處理器芯片上，大大降低了外圍電路所需的元件數(shù)量和電路板占用的物理空間，從而有效地降低閱讀器的體積。同時由于所有的控制信號都由MCU直接發(fā)出，各控制信號間的時間間隔可以達到更精確的同步控制，可以大大降低漏碼率，提高捕捉條碼閱讀的準確率，從而提高條碼識別能力以及閱讀速度。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1為條碼閱讀器的工作原理示意圖；圖2為根據本實用新型優(yōu)選實施例中一維條碼閱讀器的模塊示意圖；圖3為根據本實用新型優(yōu)選實施例中激光驅動電路原理圖；圖4為根據本實用新型優(yōu)選實施例中電機驅動電路原理圖；圖5為根據本實用新型優(yōu)選實施例中光電信號處理電路原理圖；圖6為根據本實用新型優(yōu)選實施例中控制譯碼通信電路的原理圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。請參閱圖2，為本實用新型優(yōu)選實施例中一維條碼閱讀器的模塊示意圖。如圖2 所示，本實用新型提供的一維條碼閱讀器包括激光源101、激光驅動電路102、光接收裝置 103、電機驅動電路109、光電信號處理電路110和控制譯碼通信電路108。其中，光電信號處理電路110又包括光電轉換電路106和模擬信號處理電路107。其中，激光源101與激光驅動電路102相連，由激光驅動電路102驅動發(fā)光。激光源101發(fā)出的光照射到條碼上面，條形碼的黑線和空白間隙對光線產生不同強度的光學反射，這些反射光經過光接收裝置103接收。激光源101采用激光管實現(xiàn)。[0024]光接收裝置103與電機驅動電路109相連，由電機驅動電路109驅動運轉。其中光接收裝置103又包括光學組件104和電機105。光學組件104可用于感應反射光。電機 105用于帶動光學組件104工作。電機105與電機驅動電路109相連，由其驅動。光電信號處理電路110包括光電轉換電路106和模擬信號處理電路107。光電轉換電路106的輸入端作為光電信號處理電路110的輸入端，該光電轉換電路106輸入端與光學組件104相連，由光敏二級管和運放組成，完成光信號到電壓信號的轉換。模擬信號處理電路107輸入端與光電轉換電路106輸出端相連，對經光電轉換后的電信號進行噪聲濾波處理和信號等幅放大。模擬信號處理電路107的輸出端作為光電信號處理電路110的輸出端，其連接至控制譯碼通信電路108，將經過處理的模擬信號送至控制譯碼通信電路108 中微處理器的高速模擬信號輸入端?？刂谱g碼通信電路108 —方面與激光驅動電路102和電機驅動電路109相連，完成對激光源101和光接收裝置103的控制；另一方面與光電信號處理電路110的輸出端，也就是圖2中模擬信號處理電路107的輸出端相連，實現(xiàn)對光電模擬信號的整形、譯碼功能和數(shù)據傳輸，將譯碼后數(shù)據送至控制主機200。控制譯碼通信電路108包括實現(xiàn)上述功能的微處理器，其同時集成了激光源和光接收裝置的控制、信號的譯碼和數(shù)據傳輸?shù)裙δ堋Ｒ虼耍?對比現(xiàn)有的條碼閱讀器，本實用新型實現(xiàn)了閱讀器的體積微型化，功能的集中化。本實施例的微型一維條碼閱讀器與一般的條碼閱讀器的區(qū)別在于激光源的控制和光接收裝置電機的控制。如圖2中，虛線箭頭表示傳遞中的掃描信號或掃描數(shù)據，而實線箭頭則由表示控制信號和反饋信號。激光源101的開關實時受控于控制譯碼通信電路108， 實現(xiàn)與光接收裝置103位置的同步。因此，控制譯碼通信電路108的微處理器包括同步控制激光驅動電路102和電機驅動電路109的控制模塊。如果光接收裝置103偏離平衡位置最大幅度為單位1，那么光接收裝置103會在平衡位置來回運動，幅度范圍從-1到1 ；激光源101只在光接收裝置103位置落在-0. 9到0. 9的區(qū)間時才打開；而一般的條碼閱讀器無法實現(xiàn)激光源101與光接收裝置103的同步控制?？刂谱g碼通信電路108在光接收裝置 103異常，擺動幅度過小時，控制譯碼通信電路108強制關閉激光源101。因此，微處理器還包括在光接收裝置103異常時強制關閉所述激光源101的異常關閉模塊，以防止激光長時間照射在某一固定點等狹窄的面積上。該微型一維條碼閱讀器工作時，首先控制譯碼通信電路108進行系統(tǒng)檢測，然后等待控制主機200發(fā)出觸發(fā)信號。當控制譯碼通信電路108收到觸發(fā)信號后，發(fā)出控制信號給電機驅動電路109，產生調頻調幅信號啟動電機105，根據電機的位置反饋信號對調頻調幅信號自動調整；同時，同步控制激光驅動模塊102的開關和控制譯碼通信電路108內部的譯碼解碼。激光源101開啟后，光接收裝置103同時收到條碼的光反射信息，光反射信息經過光電轉換電路106和模擬信號處理電路107，到達控制譯碼通信電路108的微處理器的 ADC 接口。請參閱圖3，為根據本實用新型優(yōu)選實施例中激光驅動電路原理圖。如圖3所示， 該電路用于驅動激光管產生恒定激光功率。其中，接口 Laser_0N接收控制譯碼通信電路 108的微處理器發(fā)出的激光控制信號。當Laser_0N電壓等于電源電壓時，三極管UlA斷開， 進而三極管UlB的基極電流受控于U6D的輸出電壓，從而啟動激光源工作，產生恒定光功率的激光輸出；當Laser_0N電壓等于OV時，激光關閉。[0030]請參閱圖4，為根據本實用新型優(yōu)選實施例中電機驅動電路原理圖。如圖4所示， 接口 FB_AD將電機的反饋信號送至微處理器，微處理器根據該反饋信號，實時調整電機控制信號發(fā)送至接口 MirrorSwingl、MirrorSwing2 和 PWM_DAC。請參閱圖5，為根據本實用新型優(yōu)選實施例中光電信號處理電路原理圖。由光敏二極管、運放、前置放大電路、濾波電路、自動增益控制電路組成。如圖5所示，接收管電路力圖通過光敏二極管D5接收反射光信號，實現(xiàn)光電轉換；隨后通過噪聲濾波處理、信號等幅放大等前端模擬信號處理過程；最后的經模擬處理后的信號通過接口 Sig_out送到控制譯碼通信電路108的微處理器。請參閱圖6，為根據本實用新型優(yōu)選實施例中控制譯碼通信電路的原理圖。如圖6所示，該電路主要采用意法半導體公司的STM32F系列下任一款型號的MCU芯片 STM32F103CB, STM32F103C8, STM32F103TB, STM32F103T8 等。該微處理器通過與微處理器第 27腳連接的接口 Laser_0N輸出激光控制信號控制激光源，根據與微處理器第19腳連接的接口 FB_AD接收的反饋信號，通過與微處理器第四腳連接的接口 MirrorSwingl、與微處理器第沈腳連接的接口 MirrorSWing2，以及與微處理器第40腳連接的接口 PWM_DAC輸出實時調整電機控制信號控制光接收裝置工作。該電路還通過接口與微處理器第15腳連接的接口 Sig_out接收模擬信號處理電路輸出的模擬信號，提取條碼信息和譯碼；然后將譯碼結果直接或者打包成特定格式，通過串口發(fā)送出去。綜上所述，本實用新型的微型一維條碼閱讀器將激光源的控制，光接收裝置的控制，模數(shù)轉換，譯碼和數(shù)據通信接口都集成到MCU芯片上，大大降低了外圍電路所需的元件數(shù)量和電路板占用的物理空間，從而有效地降低閱讀器的體積。同時由于所有的控制信號都由MCU直接發(fā)出，各控制信號間的時間間隔可以達到更精確的同步控制，可以大大降低漏碼率，提高捕捉條碼閱讀的準確率，從而提高條碼識別能力以及閱讀速度。本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點和有益效果1、體積小。一維條碼閱讀器應用在便攜式的采集器時，采集器可以節(jié)省更多的空間來安裝更多的功能模塊或者減小采集器本身的體積。2、速度快。市場上的同類型產品的掃描速度50線/秒；本實用新型的一維條碼閱讀器的掃描速度達到100線/秒，在1秒鐘內完成100次條碼掃描并將結果發(fā)送給采集器等接收端。3、重量輕。該一維條碼閱讀器的整體重量只有12克。4、光學故障激光自動關閉功能。當光接收裝置發(fā)生故障時，激光被強制關閉以防止激光長時間發(fā)射在某一固定點上，防止對光強敏感的器件造成傷害。本實用新型是根據特定實施例進行描述的，但本領域的技術人員應明白在不脫離本實用新型范圍時，可進行各種變化和等同替換。此外，為適應本實用新型技術的特定場合或材料，可對本實用新型進行諸多修改而不脫離其保護范圍。因此，本實用新型并不限于在此公開的特定實施例，而包括所有落入到權利要求保護范圍的實施例。
權利要求1.一種一維條碼閱讀器，其特征在于，包括激光源及與之相連的用于驅動所述激光源的激光驅動電路； 光接收裝置及與之相連的用于驅動所述光接收裝置的電機驅動電路； 輸入端與所述光接收裝置相連、用于對光接收裝置接收的反射光信號進行光電轉換及信號處理的光電信號處理電路；以及與所述激光驅動電路、電機驅動電路、以及光電信號處理電路輸出端相連的控制譯碼通信電路，所述控制譯碼通信電路包括用于完成對激光驅動電路和電機驅動電路的控制以及對光電模擬信號的整形、譯碼功能和數(shù)據傳輸?shù)奈⑻幚砥鳌?br> 2.根據權利要求1所述的一維條碼閱讀器，其特征在于，所述光接收裝置包括接收反射光的光學組件，以及用于驅動所述光學組件工作的電機；所述電機與所述電機驅動電路相連，所述光學組件與所述光電信號處理電路的輸入端相連。
3.根據權利要求1所述的一維條碼閱讀器，其特征在于，所述光電信號處理電路包括 輸入端與所述光接收裝置相連、用于對光接收裝置接收的反射光信號進行光電轉換的光電轉換電路；用于進行噪聲濾波處理和信號等幅放大的模擬信號處理電路，所述模擬信號處理電路的輸入端與所述光電轉換電路相連，輸出端與所述微處理器的高速模擬信號輸入端相連。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的一維條碼閱讀器，其特征在于，所述微處理器包括同步控制所述激光驅動電路和電機驅動電路的控制模塊。
5.根據權利要求1-3中任意一項所述的一維條碼閱讀器，其特征在于，所述微處理器還包括在光接收裝置異常時強制關閉所述激光源的異常關閉模塊。
6.根據權利要求1-3中任意一項所述的一維條碼閱讀器，其特征在于，所述微處理器采用STM32系列芯片。
7.根據權利要求1-3中任意一項所述的一維條碼閱讀器，其特征在于，所述微處理器包括實現(xiàn)數(shù)據傳輸?shù)拇凇?br> 專利摘要本實用新型涉及一種一維條碼閱讀器，包括激光源、激光驅動電路、光接收裝置、電機驅動電路、光電信號處理電路、控制譯碼通信電路；其中，控制譯碼通信電路與所述激光驅動電路、電機驅動電路、以及光電信號處理電路輸出端相連的控制譯碼通信電路，所述控制譯碼通信電路包括用于完成對激光驅動電路和電機驅動電路的控制以及對光電模擬信號的整形、譯碼功能和數(shù)據傳輸?shù)奈⑻幚砥?。本實用新型的控制譯碼通信電路中的微處理器同時集成了激光源和光接收裝置的控制、信號的譯碼和數(shù)據傳輸?shù)裙δ埽瑢Ρ痊F(xiàn)有的條碼閱讀器，本實用新型實現(xiàn)了閱讀器的體積微型化，功能的集中化。
文檔編號G06K7/10GK201946011SQ20102069210
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權日2010年12月30日
發(fā)明者藍敏智 申請人:深圳市民德電子科技有限公司