专利名称：一种二维条码阅读系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动识别技术，尤其涉及一种影像式二维条码移动系统。
背景技术：
条码技术是一种重要的自动识别技术，是信息数据自动识读、自动输入的重要方法和手段，具有输入速度快、准确度高、成本低、可靠性强等 优点。目前，条码阅读器已被广泛地应用于商业、工业、物流、邮电、仓储、医疗、安检、餐饮等各行业以及日常生活中。条码可分为一维条码和二维条码，一维条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分，这些条和空组成的数据表达一定的信息。二维条码是用特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术；二维条码可以分为堆叠式二维条码和矩阵式二维条码。堆叠式二维条码形态上是由多行短截的一维条码堆叠而成(如TOF417条码)；矩阵式二维条码以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上用“点”表示二进制“ I ”，用“空”表示二进制“0”，由“点”和“空”的排列组成代码(如QR码)。传统的条码阅读器有线性激光阅读器和带光栅激光阅读器。线性激光阅读器可识读一维条码和线性堆叠式二维条码，在识读二维条码时用户需要沿条码的垂直方向扫过整个条码；带光栅的激光阅读器可识读一维条码和线性堆叠式二维条码，识读二维条码时将光线对准条码，由光栅元件完成垂直扫描。传统的条码阅读器识读二维条码耗时长，难以识读污损、弯曲的条形码，对于要识读尺寸或密度大的二维条码操作极其不便，且不支持识读矩阵式二维条码。另外长时间使用条码阅读器，其发出的激光会对人体视觉造成损害。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于，传统条码阅读器识读读二维条码耗时长，难以识读污损、弯曲的条码，对于要识读尺寸或密度大的二维条码操作极其不便，且不支持识读矩阵式二维条码。针对现有技术的上述缺陷，提供一种二维条码阅读系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种二维条码阅读系统，包括壳体，安装于壳体上用于获取条码图像的影像模块，与影像模块相连的影像控制模块，与影像模块和影像控制模块分别相连、向影像控制模块发出控制信号、接收影像模块发送的条码图像并对其进行处理和译码且生成译码信息的译码模块，以及将译码模块发送的译码信息传输至外部设备的传输模块；优选的，所述译码模块包括对影像控制模块与传输模块发出控制信号、对条码图像进行处理和译码并生成译码信息的微处理器，以及存储译码信息的存储单元。优选的，所述影像模块包括电路板、固定连接于电路板上的数字图像传感器、固定安装于所述数字图像传感器(103)前并将照射到条码上被反射的光线成像于数字图像传感器的光学镜头、与电路板相连的补光灯、与电路板相连的瞄准灯。[0010]优选的，所述数字图像传感器为CMOS图像传感器；所述补光灯为亮度可调的高亮红光LED ;所述瞄准灯为红色激光管。优选的，所述壳体为方形壳体；方形壳体正面设有一个用于安装光学镜头的圆形光学镜头安装孔、在圆形光学镜头安装孔两侧设有四个用于安装补光灯的圆形补光灯透光孔、在圆形光学镜头安装孔左侧或右侧设有一个用于安装瞄准灯的方形瞄准灯透光孔。优选的，所述影像控制模块包括用于控制补光灯的补光灯驱动电路、用于控制瞄准灯的瞄准灯驱动电路、用于控制数字图像传感器的I2C通信电路。优选的，所述传输模块包括与外部设备通信的串行通信接口和控制串行通信接口的串行通信接口选通电路。其中，所述串行通信接口为一种或多种USB接口、串口接口或PS2 接口。实施本实用新型的技术方案，具有以下有益效果通过采用数字图像传感器，获取条码图像，由译码模块对条码图像进行及译码，能够有效识读污损、弯曲的二维条码；同时， 使用补光灯结合环境亮度对数字图像传感器成像控制，获得高质量的条码图像数据；使用瞄准灯辅助定位条码所在区域，大大缩短识读时间；补光灯和瞄准灯覆盖在视野区域的灯光柔和，不会对人体视觉造成伤害；支持多种即插即用的串行通信接口，可以快速传输条码信息，并且结构简单、携带方便。
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I是本实用新型二维条码阅读系统第一实施例的结构示意图；图2是本实用新型二维条码阅读系统第二实施例的结构示意图；图3是本实用新型二维条码阅读系统实施例的影像模块示意图；图4是本实用新型二维条码阅读系统实施例的壳体示意图；图5是本实用新型二维条码阅读系统实施例的图像获取示意图；图6是本实用新型二维条码阅读系统实施例的工作流程示意图；图7是本实用新型二维条码阅读系统实施例的影像模块电路示意图。
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，对本实用新型进一步详细说明。如图1、2所不,一种二维条码阅读系统,包括壳体101,安装于壳体101上用于获取条码图像的影像模块10，与影像模块相连的影像控制模块20，与影像模块10和影像控制模块20分别相连、向影像控制模块20发出控制信号、接收影像模块10发送的条码图像并对其进行处理和译码且生成译码信息的译码模块30，以及将译码模块30发送的译码信息传输至外部设备的传输模块40。如图3所示，影像模块10包括电路板102、固定连接于电路板102上的数字图像传感器103、固定安装于数字图像传感器103前并将照射到条码上被反射的光线成像于数字图像传感器103的光学镜头104、与电路板102相连的补光灯105、与电路板102相连的瞄准灯106。其中，数字图像传感器103优选固定于电路板102中心，以便数字图像传感器103与光学镜头104光路一致。如图4所示，壳体101为方形壳体；方形壳体正面设有一个用于安装光学镜头104的圆形光学镜头安装孔1041、在圆·形光学镜头安装孔1041两侧设有四个用于安装补光灯105的圆形补光灯透光孔1051、在圆形光学镜头安装孔1041左侧或右侧设有一个用于安装瞄准灯106的方形瞄准灯透光孔1061。数字图像传感器103为CMOS图像传感器，CMOS图像传感器分辨率优选为30万像素级至200万像素级之间。如果分辨率低于30万像素的话，对于识读精细条码(如3mil以下条码)效果较差，甚至无法识读；如果分辨率高于200万像素，比较有利于识读精细条码，但图像数据量庞大，会增加识读条码的时间。CMOS数字图像传感器焊接在电路板102中心，正对圆形光学镜头安装孔1041。CMOS数字图像传感器优选为Aptina公司的以下任意一款MT9V024、MT9V022。补光灯105为亮度可调的高亮红光LED，四颗红光LED通过导线与电路板102相·连，对称分布于方形壳体101的两侧，在环境光较弱或无法获取高质量条码数据时，影像控制模块20控制补光灯105开启，增强条码附近的亮度。瞄准灯106为红色激光管，红色激光管的引脚焊接在电路板102上，红色激光管发光体被安嵌在方形壳体101中，红色激光管光源经发散后形成一条激光线，透出方形瞄准灯透光孔1061射出，照射到待扫描的条码上。影像控制模块20包括用于控制影像模块10的补光灯105的补光灯驱动电路201、用于控制影像模块10的瞄准灯106的瞄准灯驱动电路202、用于控制影像模块10的数字图像传感器 103 的 I2C (Inter Integrated Circuit)通信电路 203。译码模块30包括对影像控制模块20与传输模块40发出控制信号、对条码图像进行处理和译码并生成译码信息的微处理器301，以及存储译码信息的存储单元302。如图4、5所示,微处理器301使用DMA(Direct Memory Access,直接内存存取)通过其图像处理接口接收影像模块10传输的条码图像，并将数据缓存于存储单元302中。微处理器301通过影像控制模块20的I2C通信电路动态获取影像模块10中数字图像传感器103的状态参数，以获取当前条码图像所反应出来的环境亮度，并结合使用自定义的算法对已采集到当前条码图像进行分析处理，判断当前图像质量是否满足亮度和清晰度要求，如果不符合要求，微处理器301会尽快放弃对当前帧图像的继续处理，并转去处理缓存于存储单元302中的下一帧图像数据。其中，如果亮度过高或过低，微处理器301通过影像控制模块20调节影像模块10的补光灯105的亮度和调整数据图像传感器103工作参数两种方式调整图像的亮度，调节补光灯105的亮度作粗调之用，调整数字图像传感器103的工作参数作细调之用。从启动解码开始，译码模块30中的微处理器301就会不断获取图像质量信息，并作调整，以获取高质量的图像数据，避免在不可识读的图像上耗时过多，很大程度上减少了识读条码的时间。微处理器301为32位的ARM处理器或DSP处理器，包含图像处理接口，微处理器 301 优选 Freescale 公司的以下任意一款处理器i.MX31、i.MX31L、i.MX351、i.MX353、i.MX355、i.MX356 或 i.MX357。存储单元 302 为 SDRAM数据存储器，是 SDR SDRAM.DDR SDRAM或DDR2SDRAM。SDRAM数据存储器优选Hynix公司的以下任意一款Mobile DDR SDRAM存储器H5MS5122DFR、H5MS5132DFR。该数据存储器具有价格低、功耗低、性能良好的特点。[0034]传输模块40包括与外部设备通信的串行通信接口 401和控制串行通信接口 401的串行通信接口选通电路402。其中，串行通信接口为一种或多种USB接口、串口接口或PS2接口。传输模块40可以自动识别本实用新型的USB数据线、串口数据线、PS2数据线。本实用新型二维条码阅读系统上电工作后，能够自动识别出所接入传输模块40上的数据线类型，成功识读条码后，由译码模块30根据数据线类型选通通信接口，经传输模块40将译码信息传输到主机等外部设备上。如图6所示，影像模块电路图包含数字图像传感器103和瞄准灯106，通过FPC座连接到电路板102。数字图像传感器103将获取的图片传送到电路板102上，同时，电路板102也为数字图像传感器103和瞄准灯106提供控制信号。本实用新型通过基于数字图像传感器的影像模块获取条码图像，影像模块通过影像控制模块受控于译码模块，译码模块对图像译码，并通过传输模块向主机传输译码信息。通过采用数字图像传感器，获取条码图像，由译码模块对条码图像进行及译码，能够有效识读污损、弯曲的二维条码；同时，使用补光灯结合环境亮度对数字图像传感器成像 控制，获得高质量的条码图像数据；使用瞄准灯辅助定位条码所在区域，大大缩短识读时间；补光灯和瞄准灯覆盖在视野区域的灯光柔和，不会对人体视觉造成伤害；支持多种即插即用的串行通信接口，可以快速传输条码信息，并且结构简单、携带方便。此外，本实用新型是通过实施例进行描述的，但本实用新型不局限于实施例。本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的范围情况下，可以进行各种改变。
权利要求1.一种二维条码阅读系统，其特征在于，包括壳体(101)，安装于所述壳体(101)上用于获取条码图像的影像模块(10)，与所述影像模块(10)相连的影像控制模块(20)，与所述影像模块(10)和影像控制模块(20)分别相连、向所述影像控制模块(20)发出控制信号、接收所述影像模块(10)发送的所述条码图像并对其进行处理和译码且生成译码信息的译码模块(30)，以及与所述译码模块(30)相连将所述译码模块(30)发送的所述译码信息传输至外部设备的传输模块(40)； 所述译码模块(30)包括对所述影像控制模块(20)和所述传输模块(40)发出控制信号、对所述条码图像进行处理和译码并生成译码信息的微处理器(301)，以及存储所述译码信息的存储单元(302)。
2.根据权利要求I所述的二维条码阅读系统，其特征在于，所述影像模块(10)包括电路板(102)、固定连接于所述电路板(102)上的数字图像传感器(103)、固定安装于所述数字图像传感器(103)前并将照射到条码上被反射的光线成像于所述数字图像传感器(103)的光学镜头(104)、与所述电路板(102)相连的补光灯(105)、与所述电路板(102)相连的瞄准灯(106)。
3.根据权利要求2所述二维条码阅读系统，其特征在于，所述数字图像传感器(103)为CMOS图像传感器，所述补光灯(105)为亮度可调的高亮红光LED，所述瞄准灯(106)为红色激光管。
4.根据权利要求2或3任一项所述的二维条码阅读系统，其特征在于，所述壳体(101)为方形壳体，所述方形壳体正面设有一个用于安装所述光学镜头(104)的圆形光学镜头安装孔(1041)、在所述圆形光学镜头安装孔(1041)两侧设有四个用于安装所述补光灯(105)的圆形补光灯透光孔(1051)、在所述圆形光学镜头安装孔(1041)的左侧或右侧设有一个用于安装所述瞄准灯(106)的方形瞄准灯透光孔(1061 )。
5.根据权利要求2所述的二维条码阅读系统，其特征在于，所述影像控制模块(20)包括用于控制所述补光灯(105)的补光灯驱动电路(201)、用于控制所述瞄准灯(106)的瞄准灯驱动电路(202)、用于控制所述数字图像传感器(103)的I2C通信电路(203)。
6.根据权利要求I所述的二维条码阅读系统，其特征在于，所述传输模块(40)包括与外部设备通信的串行通信接口(401)和控制所述串行通信接口(401)的串行通信接口选通电路(402)。
7.根据权利要求6所述的二维条码阅读系统，其特征在于，所述串行通信接口为一种或多种USB接口、串口接口或PS2接口。
专利摘要本实用新型公开了一种二维条码阅读系统，包括壳体(101)，安装于壳体(101)上用于获取条码图像的影像模块(10)，影像控制模块(20)，向影像控制模块(20)发出控制信号、接收影像模块(10)传送的条码图像并对其进行译码且生成译码信息的译码模块(30)，以及将译码模块(30)的译码信息传输至外部设备的传输模块(40)。通过采用的数字图像传感器，能够有效识读污损、弯曲的二维条码；同时，通过补光灯和瞄准灯获得高质量的条码图像数据，大大缩短识读时间，且覆盖在视野区域的灯光柔和，不会对人体视觉造成伤害，其结构简单、携带方便。
文档编号G06K7/10GK202584157SQ20122022910
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者黄强, 许文焕, 白楠 申请人:深圳市民德电子科技有限公司