专利名称：一维条码阅读器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及条码阅读器，更具体地说，涉及可用于物流、仓储管理等场合的条码采集系统的微型一维条码阅读器。
背景技术：
随着物流和商品条码行业的发展，条码阅读器被广泛应用于仓库、商场和医院等场合，以达到货物自动归类、提高生产效率等目的。条码阅读器是用于读取条码中所包含的信息并通过输出接口将结果输出到计算机或其它仪器的设备，它通常由以下几部分构成 光源、光接收装置、光电转换部件、译码电路、输出接口。如图1所示，条码阅读器解读条码的过程是这样的，由激光二极管发出的某个波长的光经过光学系统照射到条码上面，条形码的黑线和空白间隙对光线产生不同强度的光学反射，这些反射光经过光传感系统产生对应的电信号，该电信号经过放大器放大后形成一个如图1中第三行所示的模拟电压信号； 如图1中的第四行所示，模拟电压信号经过滤波、整形后，可形成与模拟信号对应的方波信号；将该方波信号送到译码电路，再按预定规则处理，条码包含的信息就被翻译出来了 ；代表条码信息的二进制比特流最后通过输出接口发送给控制主机，此时条码的解读过程完成了。现有条码采集系统的功能要求越来越多，同时体积却要求越来越小。而市场上现有的大部分条码采集系统的前端部分的条码阅读器就显得体积大而笨重，同时不利于集成应用，特别使用在便协式设备中。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有条码阅读器体积较大的缺陷，提供一种微型的一维条码阅读器。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种一维条码阅读器，通过将激光源的控制，光接收装置的控制，以及模数转换、译码和数据通信接口都集成到微处理器芯片上，从而有效地降低阅读器的体积。根据本实用新型，提供了一种一维条码阅读器，包括激光源及与之相连的用于驱动所述激光源的激光驱动电路；光接收装置及与之相连的用于驱动所述光接收装置的电机驱动电路；输入端与所述光接收装置相连、用于对光接收装置接收的反射光信号进行光电转换及信号处理的光电信号处理电路；以及与所述激光驱动电路、电机驱动电路、以及光电信号处理电路输出端相连的控制译码通信电路，所述控制译码通信电路包括用于完成对激光驱动电路和电机驱动电路的控制以及对光电模拟信号的整形、译码功能和数据传输的微处理器。在根据本实用新型所述的一维条码阅读器中，所述光接收装置包括接收反射光的光学组件，以及用于驱动所述光学组件工作的电机；所述电机与所述电机驱动电路相连，所述光学组件与所述光电信号处理电路的输入端相连。[0008]在根据本实用新型所述的一维条码阅读器中，所述光电信号处理电路包括输入端与所述光接收装置相连、用于对光接收装置接收的反射光信号进行光电转换的光电转换电路；用于进行噪声滤波处理和信号等幅放大的模拟信号处理电路，所述模拟信号处理电路的输入端与所述光电转换电路相连，输出端与所述微处理器的高速模拟信号输入端相连。在根据本实用新型所述的一维条码阅读器中，所述微处理器包括同步控制所述激光驱动电路和电机驱动电路的控制模块。在根据本实用新型所述的一维条码阅读器中，所述微处理器还包括在光接收装置异常时强制关闭所述激光源的异常关闭模块。在根据本实用新型所述的一维条码阅读器中，所述微处理器采用STM32系列芯片。在根据本实用新型所述的一维条码阅读器中，所述微处理器包括实现数据传输的串口。实施本实用新型的一维条码阅读器，具有以下有益效果本实用新型通过将激光源和光接收装置的控制、信号的译码和数据传输等功能集成在控制译码通信电路的微处理器芯片上，大大降低了外围电路所需的元件数量和电路板占用的物理空间，从而有效地降低阅读器的体积。同时由于所有的控制信号都由MCU直接发出，各控制信号间的时间间隔可以达到更精确的同步控制，可以大大降低漏码率，提高捕捉条码阅读的准确率，从而提高条码识别能力以及阅读速度。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中图1为条码阅读器的工作原理示意图；图2为根据本实用新型优选实施例中一维条码阅读器的模块示意图；图3为根据本实用新型优选实施例中激光驱动电路原理图；图4为根据本实用新型优选实施例中电机驱动电路原理图；图5为根据本实用新型优选实施例中光电信号处理电路原理图；图6为根据本实用新型优选实施例中控制译码通信电路的原理图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。请参阅图2，为本实用新型优选实施例中一维条码阅读器的模块示意图。如图2 所示，本实用新型提供的一维条码阅读器包括激光源101、激光驱动电路102、光接收装置 103、电机驱动电路109、光电信号处理电路110和控制译码通信电路108。其中，光电信号处理电路110又包括光电转换电路106和模拟信号处理电路107。其中，激光源101与激光驱动电路102相连，由激光驱动电路102驱动发光。激光源101发出的光照射到条码上面，条形码的黑线和空白间隙对光线产生不同强度的光学反射，这些反射光经过光接收装置103接收。激光源101采用激光管实现。[0024]光接收装置103与电机驱动电路109相连，由电机驱动电路109驱动运转。其中光接收装置103又包括光学组件104和电机105。光学组件104可用于感应反射光。电机 105用于带动光学组件104工作。电机105与电机驱动电路109相连，由其驱动。光电信号处理电路110包括光电转换电路106和模拟信号处理电路107。光电转换电路106的输入端作为光电信号处理电路110的输入端，该光电转换电路106输入端与光学组件104相连，由光敏二级管和运放组成，完成光信号到电压信号的转换。模拟信号处理电路107输入端与光电转换电路106输出端相连，对经光电转换后的电信号进行噪声滤波处理和信号等幅放大。模拟信号处理电路107的输出端作为光电信号处理电路110的输出端，其连接至控制译码通信电路108，将经过处理的模拟信号送至控制译码通信电路108 中微处理器的高速模拟信号输入端。控制译码通信电路108 —方面与激光驱动电路102和电机驱动电路109相连，完成对激光源101和光接收装置103的控制；另一方面与光电信号处理电路110的输出端，也就是图2中模拟信号处理电路107的输出端相连，实现对光电模拟信号的整形、译码功能和数据传输，将译码后数据送至控制主机200。控制译码通信电路108包括实现上述功能的微处理器，其同时集成了激光源和光接收装置的控制、信号的译码和数据传输等功能。因此， 对比现有的条码阅读器，本实用新型实现了阅读器的体积微型化，功能的集中化。本实施例的微型一维条码阅读器与一般的条码阅读器的区别在于激光源的控制和光接收装置电机的控制。如图2中，虚线箭头表示传递中的扫描信号或扫描数据，而实线箭头则由表示控制信号和反馈信号。激光源101的开关实时受控于控制译码通信电路108， 实现与光接收装置103位置的同步。因此，控制译码通信电路108的微处理器包括同步控制激光驱动电路102和电机驱动电路109的控制模块。如果光接收装置103偏离平衡位置最大幅度为单位1，那么光接收装置103会在平衡位置来回运动，幅度范围从-1到1 ；激光源101只在光接收装置103位置落在-0. 9到0. 9的区间时才打开；而一般的条码阅读器无法实现激光源101与光接收装置103的同步控制。控制译码通信电路108在光接收装置 103异常，摆动幅度过小时，控制译码通信电路108强制关闭激光源101。因此，微处理器还包括在光接收装置103异常时强制关闭所述激光源101的异常关闭模块，以防止激光长时间照射在某一固定点等狭窄的面积上。该微型一维条码阅读器工作时，首先控制译码通信电路108进行系统检测，然后等待控制主机200发出触发信号。当控制译码通信电路108收到触发信号后，发出控制信号给电机驱动电路109，产生调频调幅信号启动电机105，根据电机的位置反馈信号对调频调幅信号自动调整；同时，同步控制激光驱动模块102的开关和控制译码通信电路108内部的译码解码。激光源101开启后，光接收装置103同时收到条码的光反射信息，光反射信息经过光电转换电路106和模拟信号处理电路107，到达控制译码通信电路108的微处理器的 ADC 接口。请参阅图3，为根据本实用新型优选实施例中激光驱动电路原理图。如图3所示， 该电路用于驱动激光管产生恒定激光功率。其中，接口 Laser_0N接收控制译码通信电路 108的微处理器发出的激光控制信号。当Laser_0N电压等于电源电压时，三极管UlA断开， 进而三极管UlB的基极电流受控于U6D的输出电压，从而启动激光源工作，产生恒定光功率的激光输出；当Laser_0N电压等于OV时，激光关闭。[0030]请参阅图4，为根据本实用新型优选实施例中电机驱动电路原理图。如图4所示， 接口 FB_AD将电机的反馈信号送至微处理器，微处理器根据该反馈信号，实时调整电机控制信号发送至接口 MirrorSwingl、MirrorSwing2 和 PWM_DAC。请参阅图5，为根据本实用新型优选实施例中光电信号处理电路原理图。由光敏二极管、运放、前置放大电路、滤波电路、自动增益控制电路组成。如图5所示，接收管电路力图通过光敏二极管D5接收反射光信号，实现光电转换；随后通过噪声滤波处理、信号等幅放大等前端模拟信号处理过程；最后的经模拟处理后的信号通过接口 Sig_out送到控制译码通信电路108的微处理器。请参阅图6，为根据本实用新型优选实施例中控制译码通信电路的原理图。如图6所示，该电路主要采用意法半导体公司的STM32F系列下任一款型号的MCU芯片 STM32F103CB, STM32F103C8, STM32F103TB, STM32F103T8 等。该微处理器通过与微处理器第 27脚连接的接口 Laser_0N输出激光控制信号控制激光源，根据与微处理器第19脚连接的接口 FB_AD接收的反馈信号，通过与微处理器第四脚连接的接口 MirrorSwingl、与微处理器第沈脚连接的接口 MirrorSWing2，以及与微处理器第40脚连接的接口 PWM_DAC输出实时调整电机控制信号控制光接收装置工作。该电路还通过接口与微处理器第15脚连接的接口 Sig_out接收模拟信号处理电路输出的模拟信号，提取条码信息和译码；然后将译码结果直接或者打包成特定格式，通过串口发送出去。综上所述，本实用新型的微型一维条码阅读器将激光源的控制，光接收装置的控制，模数转换，译码和数据通信接口都集成到MCU芯片上，大大降低了外围电路所需的元件数量和电路板占用的物理空间，从而有效地降低阅读器的体积。同时由于所有的控制信号都由MCU直接发出，各控制信号间的时间间隔可以达到更精确的同步控制，可以大大降低漏码率，提高捕捉条码阅读的准确率，从而提高条码识别能力以及阅读速度。本实用新型与现有技术相比具有如下优点和有益效果1、体积小。一维条码阅读器应用在便携式的采集器时，采集器可以节省更多的空间来安装更多的功能模块或者减小采集器本身的体积。2、速度快。市场上的同类型产品的扫描速度50线/秒；本实用新型的一维条码阅读器的扫描速度达到100线/秒，在1秒钟内完成100次条码扫描并将结果发送给采集器等接收端。3、重量轻。该一维条码阅读器的整体重量只有12克。4、光学故障激光自动关闭功能。当光接收装置发生故障时，激光被强制关闭以防止激光长时间发射在某一固定点上，防止对光强敏感的器件造成伤害。本实用新型是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本实用新型范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本实用新型技术的特定场合或材料，可对本实用新型进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本实用新型并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
权利要求1.一种一维条码阅读器，其特征在于，包括激光源及与之相连的用于驱动所述激光源的激光驱动电路； 光接收装置及与之相连的用于驱动所述光接收装置的电机驱动电路； 输入端与所述光接收装置相连、用于对光接收装置接收的反射光信号进行光电转换及信号处理的光电信号处理电路；以及与所述激光驱动电路、电机驱动电路、以及光电信号处理电路输出端相连的控制译码通信电路，所述控制译码通信电路包括用于完成对激光驱动电路和电机驱动电路的控制以及对光电模拟信号的整形、译码功能和数据传输的微处理器。
2.根据权利要求1所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述光接收装置包括接收反射光的光学组件，以及用于驱动所述光学组件工作的电机；所述电机与所述电机驱动电路相连，所述光学组件与所述光电信号处理电路的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述光电信号处理电路包括 输入端与所述光接收装置相连、用于对光接收装置接收的反射光信号进行光电转换的光电转换电路；用于进行噪声滤波处理和信号等幅放大的模拟信号处理电路，所述模拟信号处理电路的输入端与所述光电转换电路相连，输出端与所述微处理器的高速模拟信号输入端相连。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述微处理器包括同步控制所述激光驱动电路和电机驱动电路的控制模块。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述微处理器还包括在光接收装置异常时强制关闭所述激光源的异常关闭模块。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述微处理器采用STM32系列芯片。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一维条码阅读器，其特征在于，所述微处理器包括实现数据传输的串口。
专利摘要本实用新型涉及一种一维条码阅读器，包括激光源、激光驱动电路、光接收装置、电机驱动电路、光电信号处理电路、控制译码通信电路；其中，控制译码通信电路与所述激光驱动电路、电机驱动电路、以及光电信号处理电路输出端相连的控制译码通信电路，所述控制译码通信电路包括用于完成对激光驱动电路和电机驱动电路的控制以及对光电模拟信号的整形、译码功能和数据传输的微处理器。本实用新型的控制译码通信电路中的微处理器同时集成了激光源和光接收装置的控制、信号的译码和数据传输等功能，对比现有的条码阅读器，本实用新型实现了阅读器的体积微型化，功能的集中化。
文档编号G06K7/10GK201946011SQ20102069210
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者蓝敏智 申请人:深圳市民德电子科技有限公司