专利名称：利用推帚扫描方式解码的条码识读装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及手持条码识读设备，具体涉及一种利用推帚扫描方式扫描条码图像并解码的条码识读装置。
背景技术：
现有的二维条码识读器大多采用非接触式光学成像传感器实现条码图像采集，当外界光线较强时，会受到外界光线干扰而影响条码解码的效率和成功率，另一方面，也无法为多样化的应用需求提供更灵活的结构以适应不同的外部造型，同时还无法保证扫描轨迹不偏斜，此外，对防伪和升级缺少支持。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，具有模块化结构紧凑的子系统概念，便于操作，扫描速度快，可以升级。
本实用新型公开的一种利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，包括电路板及CIS(contact imagine senser)传感器、连接线、第一滚轮和第二滚轮；所述电路板、CIS传感器和连接线有电连接并分别固定于子系统框架上；所述第一滚轮和第二滚轮枢设于子系统框架上、分别位于CIS传感器的两侧并且相互平行。
本实用新型公开的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，还具有如下特征所述子系统框架底部槽内有四个突起物，所述CIS传感器侧面上有四个分别配合所述突起物的凹槽；所述第一滚轮和第二滚轮突出于所述子系统框架的底部0.3mm；所述子系统框架的长度方向上具有可以定位上盖的台阶；所述子系统框架上用于连接上盖的沉头螺钉柱采用0.8mm的加强筋；所述电路板上包括HMS30C7202芯片，还包括分别与HMS30C7202芯片连接的将模拟扫描数据转换成数字信号数据的灰度扫描控制电路、多种通讯接口、SDRAM & FLASH；所述CIS传感器连接于所述HMS30C7202芯片和灰度扫描控制电路之间；在电路板上还包括电源模块；所述灰度扫描控制电路还包括在扫描同时进行数据校正、及数据增强，然后再进行二值化处理、并对被扫描条码解码还原的实时图像预处理模块；所述SDRAM & FLASH中包括循环使用的、存贮模拟灰度图像数据的DMA存贮器空间，和保存实时预处理完成后的二值化图像数据的存贮器空间；所述SDRAM & FLASH中写入下载的控制程序时不破坏原有控制程序，下载成功后再更新当前程序指针；所述HMS30C7202芯片还直接连接LCD显示器、并通过主机下载对应的控制程序。
本实用新型条码识读装置由于使用接触式CIS图像传感器以推帚扫描的方式识读条码，在扫描时条码图像不受外界光线干扰，没有透视形变，是一种低成本高可靠性的条码识读设备方案。由于本实用新型的各部分都集成在子系统框架上，结构紧凑，并且可以根据需要灵活的更换外壳构成不同的外部造型。由于具有双滚轮结构，使扫描轨迹不易偏斜。本实用新型在电路板中包括灰度扫描控制电路，扫描方式为灰阶扫描，同时该设备具有CIS校正功能，可以实现对图像的校正及增强处理、及数据纠错和解码。本实用新型预留了LCD屏接口，在主机提供相应的驱动程序接口时，可以通过软件升级构成脱机工作的条码识别终端，或者升级控制程序。由于可以进行条码识读，本实用新型设备的使用可以支持多重防伪手段，例如可以采用索引密码、数据加密或利用所包含的信息如指纹、照片等信息编制成二维条码进行防伪，因此可以用于极强的保密防伪。
图1是本实用新型条码识读装置的结构图；图2是本实用新型条码识读装置的立体分解图；图3是本实用新型条码识读装置的一种外观图；图4是本实用新型条码识读装置的硬件电路框图；图5是本实用新型条码识读装置的存储区分配示意图。
具体实施方式
本实用新型设备具有模块化子系统概念，如图1所示的本实用新型条码识读装置采用紧凑形结构，电路板10连接线40等各种部件均固定在子系统框架30上，可以脱离外壳独立进行条码扫描识读工作。以该种方式组成的识读设备可以根据需要灵活的更换外壳构成不同的造型组合。
图2是本实用新型条码识读装置的立体分解图，包括电路板10及CIS(contact imagine senser)传感器20、子系统框架30、第一滚轮50和第二滚轮60。子系统框架30底部周围有四个突起物301，突起物301的上端是斜面，CIS 20相应有四个凹槽201，突起物301与凹槽201相配合，就将CIS20安装固定于子系统框架上。子系统框架30采用塑胶材料，由于安装CIS是靠塑胶材料(突起物301)的弹性变形，所以四个突起物301的尺寸宽度不能太大，也不能太小，若太大，则安装困难；若太小，则突起物301根部易折断。CIS的左右(沿长度方向)靠槽两端四个突起的端面定位。CIS的前后(沿宽度方向)靠槽两侧四个筋部(302)的端面定位。
在工作状态下，第一和第二滚轮突出子系统框架30的底面0.3mm，所以控制CIS上下的定位精度，主要是使CIS的成像面位于子系统框架30的底面下0.3mm的平面处。这种结构使CIS的工作面平行于纸平面，防止扫描时图象的扭曲，拉伸。
PCB电路板10采用前端一点定位，后端两点固定的方式。
子系统框架30的四周侧壁有定位作用，由于沿长度方向尺寸较大，所以沿长度方向同时具有台阶定位。子系统框架30上还有三点沉头螺钉用于联结上盖。由于是受力部，该各螺钉柱采用0.8mm的加强筋设计。
图3是本实用新型条码识读装置的一种外观图，在子系统框架30上覆盖了上盖。
电路硬件框图见图4。考虑到模块化可扩展的因素，本实用新型的电路板10上的主芯片选用功能较强的HMS30C7202芯片101，此芯片内部包括了USB、UART、PS2、CAN等通讯模块、STN/TFT LCD控制模块、矩阵键盘接口及MMC/SMCFLASH卡接口，内部支持多通道DMA数据传输等功能。
在本实用新型的条码识读装置电路板10上还包括分别与HMS30C7202芯片101连接的灰度扫描控制电路102、多种通讯接口103、SDRAM & FLASH 104、扫描按键和/或拨码开关105、以及指示灯和蜂鸣器106；CIS传感器20连接于HMS30C7202芯片101和灰度扫描控制电路102之间；在电路板10上还包括电源模块107。
为了保证条码扫描图像效果，提高识别率，本实用新型采用灰度扫描控制电路102实现灰度扫描方式读取图像，其功能包括将扫描获得的模拟信号进行A/D转换，获得具有灰度等级的数字信号；灰度扫描控制电路102中还包括实时图像预处理模块，将具有灰度等级的数字信号经过数据校正、及数据增强后再进行二值化处理，数据增强是指对具有灰度等级的数字信号进行整体增强，加大亮信号和暗信号之间的反差；数据校正是指对光源不均匀、和光电传感器性能不一致导致的各个象素数据之间的不一致进行校正；二值化处理是指将具有灰度等级的数字信号转换成二值化数字信号。此方式与直接硬件二值化的方式比较，可以提高条码的识别率。
灰度扫描控制电路102包括实现AD转换的WM8150(AFE)、可编程逻辑控制器CPLD、及处理器的直接数据存储通道DMA CHANNEL2。
CIS传感器20扫描获得的模拟图像数据采用DMA方式输入，可以在扫描的同时不影响处理器的指令运行，便于实现实时预处理功能。
实时图像预处理模块为了协调扫描和解码工作方式，分配一个小的DMA扫描存贮器空间用来暂时存贮扫描获得的模拟灰度图像数据，和再分配一个结果存贮器空间用来保存实时预处理完成的二值化图像，在扫描进行的同时对模拟灰度图像数据的图像预处理。
实时图像预处理模块的关键是实时比较两个参数，一个是预处理程序外部自动增加的DMA扫描缓存内获得的扫描完成块数，另外一个是预处理程序自己管理的已处理结束的块数，当扫描完成块数大于已处理结束块数时，进入下一块的预处理工作，完成后将处理完成块数变量加1，重复比较判断和预处理工作。如图5所示，左侧表示n块循环使用的DMA扫描缓存区，右侧表示结果缓存区。
为了提高处理器的运行速度，在设备初始化时，先将全部控制程序从Flash中调到SDRAM中，再打开HMS30C7202芯片101中的内存管理单元MMU的控制，同时在HMS30C7202芯片101中允许cache操作，这样设置后，处理器的运行速度会达到35-70 MIPS。
在主机上具有相应的驱动程序接口时，本实用新型可以实现数据传输功能，用户通过在主机中运行ISP控制程序通过串口下载全部控制程即可对设备升级。也可以通过下载的程序配置设备的串行接口的波特率等参数。
为了尽量减少在设备升级时意外操作对设备造成不可恢复的破坏，下载过程中不破坏Flash中的原有全部控制程序，当下载全部完成时再修改FLASH中的当前程序地址。
使用接触式CIS图像传感器以推帚扫描的方式识读条码，条码图像不受外界光线干扰，没有透视形变，能对图像校正及增强处理、图像识别、解码及数据纠错，是一种低成本高可靠性的条码识读设备方案。
本实用新型也可以通过主芯片连接LCD屏，再通过软件升级构成脱机工作的条码识别终端。
权利要求1.一种利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，包括电路板(10)及CIS传感器(20)、连接线(40)、第一滚轮(50)和第二滚轮(60)；其特征在于，所述电路板(10)、CIS传感器(20)和连接线(40)有电连接并分别固定于子系统框架(30)上；所述第一滚轮(50)和第二滚轮(60)枢设于子系统框架(30)上、分别位于CIS传感器(20)的两侧并且相互平行。
2.根据权利要求1所述的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述子系统框架(30)底部槽内有四个突起物(301)，所述CIS传感器(20)侧面上有四个分别配合所述突起物的凹槽(201)。
3.根据权利要求2所述的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述第一滚轮(50)和第二滚轮(60)突出于所述子系统框架(30)的底部0.3mm。
4.根据权利要求3所述的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述子系统框架(30)的长度方向上具有可以定位上盖的台阶。
5.根据权利要求4所述的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述子系统框架(30)上用于连接上盖的沉头螺钉柱采用0.8mm的加强筋。
6.根据权利要求5所述的一种利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述电路板(10)上包括HMS30C7202芯片(101)，还包括分别与HMS30C7202芯片(101)连接的将模拟扫描数据转换成数字信号数据的灰度扫描控制电路(102)、多种通讯接口(103)、SDRAM&FLASH(104)；所述CIS传感器(20)连接于所述HMS30C7202芯片(101)和灰度扫描控制电路(102)之间；在电路板(10)上还包括电源模块(107)。
7.根据权利要求6所述的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述灰度扫描控制电路(102)还包括在扫描同时进行数据校正、及数据增强、然后再进行二值化处理、并对被扫描条码解码还原的实时图像预处理模块。
8.根据权利要求7所述的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述SDRAM & FLASH(104)中包括循环使用的、存贮模拟灰度图像数据的DMA存贮器空间，和保存实时预处理完成后的二值化图像数据的存贮器空间。
9.根据权利要求8所述的利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，其特征在于，所述HMS30C7202芯片(101)还直接连接LCD显示器、并通过主机下载对应的控制程序。
专利摘要本实用新型涉及一种利用推帚扫描方式解码的条码识读装置，包括电路板(10)及CIS(contact imagine senser)传感器(20)、连接线(40)、第一滚轮(50)和第二滚轮(60)；所述电路板(10)、CIS传感器(20)和连接线(40)电连接并固定于子系统框架(30)上；所述第一滚轮(50)和第二滚轮(60)枢设于子系统框架(30)上、分别位于CIS传感器(20)的两侧并且相互平行。本实用新型具有模块化子系统概念，采用可以脱离外壳独立进行条码扫描识读的紧凑形结构，在扫描的同时进行图像处理和解码，速度快，具有可以通过主机升级的电路板。
文档编号G06K7/10GK2672764SQ200320117350
公开日2005年1月19日 申请日期2003年10月20日 优先权日2003年10月20日
发明者吕迎丰, 彭大为, 常治国, 余真博 申请人:深圳矽感科技有限公司