CN102324015A - 条码扫描阅读器无线数传系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于条码扫描阅读器的无线数传系统，其特征在于所述无线数传系统包含：具有串口接口的条码采集和无线发送模块、具有USB接口的无线条码接收模块。所述条码采集和无线发送模块通过串口连接条码扫描阅读器的解码模块采集条码数据，并将条码数据无线发送至远端的无线条码接收模块；无线条码接收模块接收到条码数据后，通过USB接口将数据上传至PC机。该无线数传系统不但支持条码扫描阅读器的常规模式，而且支持连续扫描模式。系统中的无线收发模块之间可以任意配对，组成条码数据收发网络。连接该系统的PC机无需安装驱动软件，便可以查看系统中所有的条码信息。该无线数传系统大大提高了条码数据无线传输的效率。

Description

条码扫描阅读器无线数传系统及其方法

技术领域

本发明属于条形码采集和传输技术领域，具体涉及一种利用无线数传模块进行条形码数据采集和无线传输的系统及其方法。

背景技术

条码技术是自动识别技术中最成熟，也是应用最广泛和最成功的技术。条码技术为快速准确的数据采集、数据录入提供了有效、可靠的手段，他与计算机、网络通讯等一起构成了现代商业自动化的基础。条码符号制作容易，扫描操作简单易行，信息采集速度快，采集信息量大，设备结构简单，成本低。因此在大型超市和物流系统中有着广泛的运用。

传统的条码扫描阅读器与计算机之间通过电缆连接传输数据，不能脱机使用。因此，在线式条码扫描阅读器必须安装在固定的位置，并且需把带条码符号的物品拿到扫描阅读器前阅读。由于在线式数据采集终端在使用距离上有一定的限制，使其不能应用在需要脱机使用的场合，如较大库存盘点，大件物品的扫描等。为了弥补在线式数据采集终端的不足之处，无线数据采集终端应运而生。

但是目前市面上的无线条码扫描仪传输距离一般在30～100m的范围内，而且大多数的无线条码扫描仪不能实现组网的功能，只能实现一对一的无线传输。本系统所设计的条码数据采集和无线发送模块以及无线条码接收模块，可以方便与传统的有线条码扫描阅读器实现连接，使之成为先进的无线条码扫描阅读器，并且可以实现无线组网，完成多个条码扫描阅读器与多个接收器的无线传输。条码扫描阅读器之间可以实现无线数据传输接力，最远传输距离可达600m～800m。无线条码接收模块具有USB接口，使之成为一个HID设备，用户可以在不安装任何驱动软件的情况下，直接使用PC机查看条码数据。并且系统本身具有一定的数据处理功能，很大程度上提高了无线条码扫描的距离和便捷性，增强了系统的性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于条码扫描阅读器的无线数传系统，解决了现有技术中无线条码扫描和传输距离短、传输模式单一以及上传数据复杂等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：

一种适用于条码扫描阅读器的无线数传系统，其特征在于所述系统包括条码数据采集和无线发送模块以及无线条码接收模块。所述的条码采集和无线发送模块通过串口采集条码扫描阅读器的条码数据，并将条码数据无线发送至远端的无线条码接收模块；所述的无线条码接收模块接收到条码数据后，通过USB接口将条码数据上传至PC机。

优选的，所述系统包括若干个条码数据采集和无线发送模块以及若干个无线条码接收模块；形成多对多的条码扫描、采集和无线传输系统。

优选的，所述条码数据采集和无线发送模块具有串口接口，用于采集条码扫描阅读器的条码数据。串口接口可以根据条码扫描阅读器的接口形式，采取硬件流控制，也可以取消流控功能。

优选的，所述条码采集和无线发送模块包含用于采集并处理条码数据的微处理器。为提高采集条码数据的速度，该微处理器只实现条码数据采集功能，一旦成功采集，便立刻通过高速的SPI接口将采集到的条码数据发送给另外一颗专注于实现无线传输功能的微处理器。

优选的，所述条码采集和无线发送模块包含用于处理并无线发送条码数据的微处理器。该微处理器使用DMA方式将由SPI接口进入的条码数据存储到内存中，然后对条码数据进行处理，紧接着继续使用DMA方式将处理后的条码数据存储到射频发送寄存器里面，最后通过天线无线发送。

作为优选的，所述的无线条码接收模块包含用于接收并处理条码数据的微处理器。该微处理器周期性唤醒，唤醒状态期间侦听空气中的数据包。如果收到条码采集和无线发送模块加入网络的信息，则反馈应答信息。如果收到已经加入网络的条码采集和无线发送模块发送来的条码信息，则将条码信息通过USB接口发往PC机显示。

优选的，所述无线条码接收模块包含用于处理微处理器并口与USB接口转换的芯片。为提高条码数据上传至PC机的速度和效率，选用专用USB数据处理芯片。该芯片可以将微处理器的并口数据直接转换成遵循USB协议的数据。

优选的，所述条码采集和无线发送模块以及无线条码接收模块均包含433MHz天线。该系统中的收发模块主频均为433MHz，发射功率为10dBm，无线传输距离远、穿透能力强。

本发明的另一目的在于提供一种利用无线数传系统进行条码数据无线传输的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)无线条码接收模块上电后进行软硬件初始化，开启USB接口，实现PC机与接收模块的通信，然后建立网络，并等待条码采集和无线发送模块加入。

(2)条码采集和无线发送模块上电后进行软硬件初始化，然后向无线条码接收模块发送加入消息，并等待来自无线条码接收模块的应答消息。

(3)无线条码接收模块不断监测加入的条码采集和无线发送模块数量，并判断是否达到网络容量的最大值。如果有空闲的端口号，则为新加入的模块分配端口号。

(4)条码采集和无线发送模块加入网络后，通过串口采集条码扫描阅读器的条码数据，并无线发送至远端的无线条码接收模块。

(5)无线条码接收模块监测是否收到已经加入网络的模块发来的条码数据，如果收到符合格式的条码数据，则通过USB接口将数据上传至PC机。

优选的，所述条码数据无线传输方法可以按照如下步骤进行：

首先，启动无线条码接收模块，其电源指示灯同时开启，通过USB接口，在PC机上面显示启动提示信息。然后建立网络，并等待条码采集和无线发送模块加入。无线条码接收模块不断监测加入的条码采集和无线发送模块数量，并判断是否达到网络容量的最大值。如果有空闲的端口号，则为新加入的模块分配端口号。

接着，启动若干个条码采集和无线发送模块，其电源指示灯同时开启，然后向无线条码接收模块发送加入消息，并等待来自无线条码接收模块的应答消息。加入网络后，网络指示灯开启，表明已经成功加入。然后可以通过条码扫描阅读器进行条码扫描，扫描条码的同时通过串口将条码数据发送给条码采集和无线发送模块，并无线发送至远端的无线条码接收模块。

最后，无线条码接收模块监测是否收到已经加入网络的模块发来条码数据，如果收到符合格式的条码数据，则通过USB接口将数据上传至PC机。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：

1、本系统所设计的条码数据采集和无线发送模块具有通用串口，无线条码接收模块具有通用USB接口，可以方便与传统的有线条码扫描阅读器实现连接，使之成为先进的无线条码扫描阅读器。

2、条码采集和无线发送模块采用双核处理器的方式，这种方式可以满足条码扫描阅读器连续扫描多个条码的要求。一个微处理器专注于通过串口接口采集条码扫描阅读器的条码数据；另一个微处理器专注于处理条码数据，并实现无线传输。两个微处理器之间通过高速SPI接口进行连接。

3、本系统可以实现无线组网，完成多个条码扫描阅读器与多个接收器的无线传输。无线收发模块之间具有建立网络和加入网络的机制，保证了条码无线传输的可靠性和安全性。

4、本发明的技术方案中的每一个条码采集和无线发送模块除了实现自身的无线传输功能，还为其他模块提供无线数据传输接力的功能。条码扫描阅读器之间可以实现无线数据传输接力，最远传输距离可达600m～800m，大大提高了系统无线远距离传输的能力。

5、本系统中的无线条码接收模块具有USB接口，并且将该模块设置成为一个HID设备，用户可以在不安装任何驱动软件的情况下，直接使用PC机查看条码数据。很大程度上提高了无线条码显示的便捷，增强了系统的功能。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明的实施例中条码扫描阅读器的无线数传系统示意图；

图2为本发明的实施例中条码采集和无线发送模块的结构示意图；

图3为本发明的实施例中无线条码接收模块的结构示意图；

图4是本发明的实施例中无线条码接收模块的工作流程图；

图5为本发明的实施例中条码采集和无线发送模块的工作流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例某地区条码扫描阅读器的无线数传系统

如图1，本实施例的条码扫描阅读器的无线数传系统采用如图1所示的网络通信系统结构，其中包括条码数据采集和无线发送模块以及无线条码接收模块。所述的条码采集和无线发送模块通过串口采集条码扫描阅读器的条码数据，并将条码数据无线发送至远端的无线条码接收模块；所述的无线条码接收模块接收到条码数据后，通过USB接口将条码数据上传至PC机。

利用无线数传系统进行条码数据无线传输的方法包括以下步骤：

首先，启动无线条码接收模块，其电源指示灯同时开启，通过USB接口，在PC机上面显示启动提示信息。然后建立网络，并等待条码采集和无线发送模块加入。无线条码接收模块不断监测加入的条码采集和无线发送模块数量，并判断是否达到网络容量的最大值。如果有空闲的端口号，则为新加入的模块分配端口号。

接着，启动若干个条码采集和无线发送模块，其电源显示灯同时开启，然后向无线条码接收模块发送加入消息，并等待来自无线条码接收模块的应答消息。加入网络后，网络指示灯开启，表明已经成功加入。然后可以通过条码扫描阅读器进行条码扫描，扫描条码的同时通过串口将条码数据发送给条码采集和无线发送模块，并无线发送至远端的无线条码接收模块。

最后，无线条码接收模块监测是否收到已经加入网络的模块发来条码数据，如果收到符合格式的条码数据，则通过USB接口将数据上传至PC机。

以下对条码扫描阅读器的无线数传系统各个部分进行详细描述：

本实施例采用的条码采集和无线发送模块包含：一个微处理器专注于通过串口接口采集条码扫描阅读器的条码数据；另一个微处理器专注于处理条码数据，并实现无线传输；两个微处理器之间通过高速SPI接口进行连接。另外还包含：串口接口用于采集条码扫描阅读器的条码数据；433MHz天线和射频阻抗匹配电路。其具体电路连接方式如图2所示。

条码扫描阅读器在工作的时候会将扫描得到的条码数据通过串口发送给条码采集和无线发送模块的微处理器C8051F330。TXD和RXD分别为串口接口的数据发送和数据接收引脚，GND为公共接地端。

C8051F330芯片是完全集成的混合信号片上系统型微处理器，具有高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核(可达25MIPS)，可编程的25MHz内部振荡器，8KB可在系统编程的FLASH存储器，768字节片内RAM，增强型UART和增强型SPI串行接，C8051F330采用20脚MLP封装。C8051F330采集到条码数据后，使用SPI接口将数据传送给另一颗微处理器CC1110。NSS、SCK、MISO和MOSI分别为SPI接口的片选、时钟、主输入从输出和主输出从输入引脚。

CC1110使用1个8位MCU(8051)，具有32KB可编程闪存和4KB的RAM，32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(Power On Reset)、掉电检测电路(Brown Out Detection)以及21个可编程I/O引脚。CC1110工作时的电流损耗为16mA；速率为1.2kBaud，CC1110在接收和发射模式下，电流损耗分别低于16.2mA或16mA；速率为2.4kBaud。外围需要连接26MHz的无源晶振，其中XI为时钟输入，XO为时钟输出。

CC1110含有433MHz的RF无线电收发机，有着优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。硬件支持CSMA/CA功能。数字化的RSSI/LQI支持和强大的DMA功能。

阻抗匹配电路用来匹配芯片输入和输出阻抗，使其输入、输出阻抗为50Ω，同时，为芯片内部的PA(功率放大器)及LNA(低噪声放大器)提供直流偏置。阻抗匹配电路采用BALUN电路，CC1110的射频信号采用差分方式，在433MHz频段，其最佳差分阻抗为116+j41Ω。其中，RF_N和RF_P为差分射频引脚，RFIN为射频天线引脚。

本实施例采用的无线条码接收模块包含：接收并处理条码数据的微处理器；用于处理微处理器并口与USB接口转换的芯片；A型USB接头433MHz天线和射频阻抗匹配电路。其具体电路连接方式如图3所示。

无线条码接收模块的微处理器同样使用CC1110芯片，外部晶振、射频电路和天线与条码采集和无线发送模块一样。微处理器的并口与USB接口转换芯片使用CH372B。

CH372是一个USB总线的通用设备接口芯片。在本地端，CH372具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到微处理器的系统总线上；在PC机中，CH372的配套软件提供了简洁易用的操作接口，与本地端的微处理器通讯就如同读写文件。CH372内置了USB通讯中的底层协议，具有省事的内置固件模式和灵活的外置固件模式。在内置固件模式下，CH372自动处理默认端点0的所有事务，本地端单片机只要负责数据交换，所以微处理器程序非常简洁。在外置固件模式下，由外部微处理器根据需要自行处理各种USB请求，从而可以实现符合各种USB类规范的设备。

本实施例中CH372外部需要连接12M无源晶振，xi和xo分别为晶振输入和反相输出引脚。Data[7:0]表示8位数据总线，INT为中断引脚，WR是写使能，RD是读使能，A0是地址线输入，CS是片选引脚。当A0＝1时可以写命令，当A0＝0时可以读写数据。UD+为USB总线的D+数据线，UD-为USB总线的D-数据线。

本实施例中无线条码接收模块的执行流程如图4所示。无线条码接收模块上电后首先对硬件电路、USB接口和无线通信协议栈进行初始化，其电源指示灯同时开启，通过USB接口，在PC机上面显示启动提示信息。然后建立网络，并等待条码采集和无线发送模块加入。无线条码接收模块不断监测加入的条码采集和无线发送模块数量，并判断是否达到网络容量的最大值。如果有空闲的端口号，则为新加入的模块分配端口号。

然后与加入网络的条码采集和无线发送模块建立连接，轮询侦听空气中已建立连接模块发送来的条码数据包。如果条码数据包合格，则通过USB接口将数据上传至PC机。

为提高无线传输的质量，本系统还可以增加跳频功能，当信号链路质量较低时，通过更换无线传输信道，达到较高抗干扰的能力。如果信道质量满足要求，则无需更换信道，继续侦听空气中的数据包。如果收到条码采集和无线发送模块加入网络的请求信息，则反馈应答信息。如果收到已经加入网络的条码采集和无线发送模块发送来的条码信息，则将条码信息通过USB接口发往PC机显示。

本实施例中条码采集和无线发送模块的执行流程如图5所示。条码采集和无线发送模块，首先对硬件电路、串口接口和无线通信协议栈进行初始化，其电源指示灯同时开启，然后向无线条码接收模块发送加入请求消息，并等待来自无线条码接收模块的应答消息。加入网络后，网络指示灯开启，表明已经成功加入，与无线条码接收模块建立连接。

然后就可以通过条码扫描阅读器进行条码扫描，扫描条码的同时通过串口将条码数据发送给条码采集和无线发送模块。如果系统采用了跳频功能，则需要查询当前的信道，然后将条码数据包无线发送至远端的无线条码接收模块。如果串口没有采集到条码数据，则进行周期性休眠。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于条码扫描阅读器的无线数传系统，其特征在于所述系统包括条码数据采集和无线发送模块以及无线条码接收模块。所述的条码采集和无线发送模块通过串口采集条码扫描阅读器的条码数据，并将条码数据无线发送至远端的无线条码接收模块；所述的无线条码接收模块接收到条码数据后，通过USB接口将条码数据上传至PC机。

2.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于多个条码数据采集和无线发送模块可以将采集到的条码数据无线发送给多个无线条码接收模块。

3.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于所述条码采集和无线发送模块包含串口接口。

4.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于所述条码采集和无线发送模块包含用于采集并处理条码数据的微处理器。

5.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于所述条码采集和无线发送模块包含用于处理并无线发送条码数据的微处理器。

6.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于所述无线条码接收模块包含USB接口。

7.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于所述无线条码接收模块包含用于接收并处理条码数据的微处理器。

8.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于所述无线条码接收模块包含用于处理微处理器并口与USB接口转换的芯片。

9.根据权利要求1所述的无线数传系统，其特征在于所述条码采集和无线发送模块以及无线条码接收模块均包含433MHz天线。

10.一种利用权利要求1所述的无线数传系统进行条码数据无线传输的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)无线条码接收模块上电后进行软硬件初始化，开启USB接口，实现PC机与接收模块的通信，然后建立网络，并等待条码采集和无线发送模块加入。

(2)条码采集和无线发送模块上电后进行软硬件初始化，然后向无线条码接收模块发送加入消息，并等待来自无线条码接收模块的应答消息。

(3)无线条码接收模块不断监测加入的条码采集和无线发送模块数量，并判断是否达到网络容量的最大值。如果有空闲的端口号，则为新加入的模块分配端口号。

(4)条码采集和无线发送模块加入网络后，通过串口采集条码扫描阅读器的条码数据，并无线发送至远端的无线条码接收模块。

(5)无线条码接收模块监测是否收到已经加入网络的模块发来条码数据，如果收到符合格式的条码数据，则通过USB接口将数据上传至PC机。

Images