CN1862622A - 一种有声读物及其拾音器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种有声读物的解决方案,此方案主要采取在读物页面上用导电油墨(或类似的导电涂料)印刷一些表示通断信息的线路码字,每个码占的面积约为4cm*1cm。使用时,用拾音器的读码头接触导电油墨码,由油墨的通断信息析出码字,再由拾音器发出声音。所说读物可以是一般普通书籍或卡片或报刊,在其页面上导电油墨的印刷可采取常规印刷方式,拾音器包括声音数据存储器,读码头,发音部件,另有MCU作为总控制。
Description
技术领域:
本发明涉及一种有声读物及其拾音器的解决方案。
背景技术:
在现有技术中,有声读物的解决形式一般有插卡式的,如中国专利号为:91207427.2的专利,这类解决方式是做出大的机体,再将读物做成卡片,卡片上开有一系列孔,根据孔的通断信息表示值,使用时将卡片插入机体内,通过触按键并根据卡孔的信息发声,其缺点是机体较大,成本也高,卡片使用不方便。
发明内容:
本发明的任务是提供一种结构简单,成本低,每码容量较高(常规可达到128个二进制位)的有声读物系统,包括读物及拾音器。
本发明涉及两个方面:
一是页面上印有导电码的读物:在页面上需要发声的地方,用导电油墨(或类似导电涂料)以印刷或其他方式贴附上导电码。
二是用于读取导电码并发声的拾音器:其包括导电码读取头,声音数据存储器,单片机芯片,发声电路,键盘等。工作时,由读码头读入码值,单片机芯片根据码值做处理及发出声音。
导电码形式及读码头形式主要有两种方式,一种是检测码线的电流通断,其所采用的导电码形式及读码头电路,是通断式的,其实施方式简称甲方式;另一种是检测码线回馈的电流大小值,其所采用的导电码形式及读码头电路不同于前,是模数转换式的,其实施方式简称乙方式。
甲方式的导电码,其形状是由各触区的通断组合来表示码字。
甲方式时,导电码读取头的工作原理是:读取头先与书页上的甲导电码10接触,由其中部分触头发出高电平(或轮流发出高电平),另外部分输入触头测回来的是否高电平,以判断相应的位导通没有。在以矩阵方式时,轮换扫描时,没升高的扫描线要输出低,以阻断互相干扰,输入端对导通的判断,可采取三极管,场效应管,电压比较器,模数转换器等方式。为了保证数据的可靠读取及缩短码字长度,还可对数据采用一种通断代名码字,其特征是码字内不存在连续的1。
乙方式的导电码,其形状是由各触区的通断组合或由各触区间导电物质的电阻所形成的电路组合来表示码值。
乙方式时,导电码读取头的工作原理是:读取头先与书页上的乙导电码30接触,由其中一个或部分触头发出高电平(或轮流发出高电平),然后用ADC转换器从旁边乙回馈线38测回来的电流大小值,由值推出电阻网络值,再推出相应的二进制组合。在轮换扫描时,没升高的扫描线要置输入高阻状态;在用ADC转换器测试前,一般需用两相邻的乙回馈线38测导电胶条7的电阻。为了保证数据的可靠读取,还可对数据采用另一种模数代名码字,其特征是由各模数代名码字的二进制组合组成的电阻网络的阻值互相不接近。
本方案由于采取用导电油墨印刷码字,从而使其读码头的电路简单,成本低,而且具有较大的码容量(常规可达到100个有效二进制位以上)。
附图说明:
图1:是一个实施例的电路示意框图
图2:甲读码头的立体分解图
图3:单排8根扫描线方式的甲导电码
图4:双排16根扫描线方式的甲导电码
图5:双排8根扫描线方式的甲导电码
图6:一种甲导电码的一个码段
图7:16根扫描线方式的甲扫描排
图8:16根扫描线方式的甲感应排
图9:8根扫描线方式的甲扫描排
图10:8根扫描线方式的甲感应排
图11:检测电平通断的三极管方式
图12:检测电平通断的电压比较器方式
图13:检测电平通断的ADC转换方式
图14:没使用通断代名码字时的甲码线形式
图15:使用通断代名码字时的甲码线形式
图16:甲感应线与甲码线正对时的侧面图
图17:甲感应线与甲码线跨接时的侧面图
图18:甲感应线,导电胶条(斑马条),甲码线在读码时的侧面图
图19:甲感应线,导电胶条(斑马条),甲码线在读码时的侧面图的电路模拟图
图20:甲方式读码时相应位不通电流时的简化电路图
图21:甲方式读码时相应位通电流时的简化电路图
图22:一种16根扫描线方式时的简化电路图
图23:并入串出寄存器芯片的级联及使用示意图
图24:甲读码头的电流流动示意图
图25:T字型斑马条的形状
图26:使用甲读码头的拾音器的一个实例电路图
图27:印有导电码的书籍式样
图30:乙读码头的立体分解图
图31:双排16根扫描线方式的乙导电码
图32:乙导电码的一个码段
图33:乙方式的扫描及ADC检测电路
图34:电阻导棒,导电胶条(斑马条),乙码线在读码时的侧面图
图35:电阻导棒,导电胶条(斑马条),乙码线在读码时的侧面图的电路模拟图
图36:乙方式读码时的码字11111111的电阻网络图
图37:乙方式读码时的码字01001101的电阻网络图
图38:乙方式4位BIT的电阻网络阻值图
图39:使用乙读码头的拾音器的一个实例电路图
图40:甲导电码的触区示意图
图41:乙导电码的触区示意图
图42:使用光笔读导电码的拾音器的一个实例电路图
U1,U2:LM2901
U3,U4:TL0834
U5.U6:4021
U7:TLV1543
1:甲读码头
2:检测电路
3:MCU
4:键盘
5:乙读码头
7:导电胶条(斑马条)
Rb:导电胶条等效电阻
9:电阻导棒
Rc:电阻导棒等效电阻
Ra:甲电阻排电阻
10:甲导电码
11:甲码段
12:甲码盘区
13:甲码线区
14:甲感应排
15:甲扫描排
16:甲电阻排
17:甲码线
18:甲感应线
19:甲段分界点
30:乙导电码
31:乙码段
32:乙码盘区
33:乙码线区
34:乙馈盘区
35:乙扫描排
36:乙感应排
37:乙码线
38:乙回馈线
39:乙段分界点
具体实施方式:
本发明涉及的读物,是指书籍,图文卡片,乐谱,地图,报纸杂志等,也指各级学校教材(属于书籍),读物是导电码码字的载体,载体材质本身是不导电的纸或塑料等。导电码是由印刷,涂敷或粘贴在读物页面上的导电物质组成,导电物质可以是导电油墨,导电油漆等导电涂料,采取印刷或涂敷在页面上的方式;另外也可以是金属薄膜,采用粘贴在页面上的方式。
导电物质一般都有电阻的,只是大小不同,为了便于测量,益选用电阻率较小的导电物质,本发明所指导电物质的电阻率范围是0欧姆CM至100000K欧姆CM。
本说明书主要采用印刷导电油墨的方式来说明。如图27,是印有导电码的书籍页面式样。
导电油墨一般可用银浆导电油墨或碳导电油墨,前者较贵,后者比较便宜并且耐磨,性能稳定,都可选用。银浆导电油墨一般电阻率小于0.001欧姆CM,电阻很小可忽略不计,其它导电油墨一般电阻率可选到几十欧姆CM,其1厘米长1毫米宽的油墨线的电阻约几K欧姆。
如何印刷码字:使用普通丝网印刷方式即可。
排版软件中如何加入码字:
在现今流行的排版软件中,如PAGEMAKER或方正的排版软件等,里面都有在版面上插入图形的功能,包括BMP格式图形;而在电脑DOS界面,用DEBUG等命令可查看到不少种图形文件的二进制内容是与其图形很直观相似的,如图形一行上有两个连着的黑点,二进制内容就相应为00110000(1表黑点),BMP格式图形就是类似这样有规律可看,所以可使用一些常规编程工具如VisualBasia编程序来直接生成BMP格式图形(而不用绘图工具)。所以,一种可行的加入码字的方法如下:先编好书的内容,然后编好码字的值,如用十六进制是2454A876D2347C3D(仅为示例),然后使用VB小程序逐个生成每个码字的BMP格式的码图形,将一本书的码图形生成完后都放在一个目录,然后在排版时,逐个插入这些码图形到相应的书页上即可。
拾音器的电路实现:如图1是一个实施例的电路示意框图,10是甲导电码,1是读码头部分,2是电压有无检测电路,3是主控MCU,4是MCU键盘;另外如果MCU内的数据存储器空间不够用时,还需要再外接数据存储器。工作时,由读码头读入码值,MCU根据码值做处理及发出声音。
对单片机的要求(单片机可称为MCU或CPU):
本身有播语音功能,或可外接语音芯片,单片机内有ROM存储语音数据,或可外挂语音数据存储器,单片机需有足够多的IO脚完成键扫描,读码等功能,其中读码的IO脚至少需20个,8个扫描脚加16个输入脚,或者16个扫描脚加8个输入脚(输入可加并入串出芯片以节省脚位)。并且各扫描脚是要可以按位设置其为输入输出方式,并且每个扫描输出脚的输出驱动能力至少要有几个毫安;而当扫描脚置为读入方式时,最好输入电阻较大有100K,或者输入有高阻态浮空方式。
所使用的单片机芯片可以是SNC5A9,其配有24个IO脚,双通道语音功能,384K*10 BIT的数据语音存储器。
另外的方案,可将读码头做成一个整体,在读码头里集成一些逻辑芯片或小MCU,以代替主控MCU来完成扫描,解码,然后再通过几个口将读码数据输出,由主控MCU读取发声。这种方案的实质是将一个MCU完成的功能,分成数个MCU来完成,本质与一个MCU相同。
码字的值是与发声音有关的信息,比如语音编号值或者其它表示语音或音乐的信息。
导电码的形式及其读码头采取两种方式,一种是检测码线的电流通断,其所采用的导电码是通断式导电码,读码头电路也是通断式的,通断方式的一种实施方案简称甲方式;另一种是检测码线回馈的电流大小值,其所采用的导电码是模数转换式导电码,读码头电路也是模数转换式的,模数转换方式的一种实施方案简称乙方式;
不论甲方式或是乙方式的导电码及读码头形式,其主要的技术要点在于触区以及这些触区的连接组合表示的信息,而其码字的印刷外型是可选的,长型,方型,圆型都可。本说明书是以长方形为例的。当不考虑导电油墨的电阻时,触区的连接电路组合就是电路通断连接组合,当把导电油墨码线当成电阻时,触区的连接电路组合就是电阻电路网络组合,对其测量一般要用ADC器件;如果导电码的不同区域使用不同的导电油墨,如其电阻率不同则可以形成更复杂的电阻电路网络组合,对其测值一般也要用ADC器件。
不论甲方式或是乙方式,都需要在读码头上附加有连接介质,使用时介于导电码与读码头的感应排之间,其物理性能是有一定弹性,能往一个方向导电(如垂直方向导电,水平方向就不导电),可选用导电胶条(斑马条),或者并排的金属弹簧杆都可,本说明书以导电胶条(斑马条)为例说明。乙方式要求须有连接介质,并且是有电阻的,甲方式按检测原理其连接介质不是必须的,但为了增加检测可靠性,一般是要加连接介质的。
本发明所称导电胶条与斑马条是同一物质。
不论甲方式或是乙方式,其感应排的每根脚即可作为电流输入触头,扫描排的每根脚可作为电流输出触头。并且可根据需要反向,感应排可作为输出,扫描排可作为输入。
如生产时选用斑马条的话,一般可以用图25所示的T字形斑马条,以方便装配;本说明书其余图为了图形清晰,图形中画的是方形斑马条。而且斑马条的下部分可以削尖,以增加可靠性。
导电码的输入输出触区,及读码头的输入输出触头,有时根据需要也可扩大成触条,触盘,但实质是一样的。
不论甲方式或是乙方式,如果码字是有上下两排码线以表示码值时,读码头可以旋转180度后使用,即原来与码字下排码线接触的斑马条改为与上排接触,与码字上排码线接触的斑马条改为与下排接触,中间仍作扫描,这样仍能读进值来,但需在码值上带码头或码尾标记。
先说明甲方式:
导电码是由印刷或涂敷在书页上的导电物质(导电涂料)组成,一般采用印刷导电油墨的方式,根据其形状布局及触区的通断组合来表示码值,这种码是通断式导电码。
由于导电油墨的电阻一般较小对于通断方式的测量影响不大,而且可计入连接介质电阻,所以以下甲方式忽略导电油墨电阻。
图3是单排8根扫描线方式的甲导电码,图4是双排16根扫描线方式的甲导电码,图5是双排8根扫描线方式的甲导电码。图3,图4和图5中的线围起来的各阴影区域就是导电物质(导电涂料)区域。
对甲导电码10的码区结构定义一下,如图6,是一种形式甲导电码的码段,甲导电码10一般由8段组成,对每一个甲码段再往下分一下区,如图6,用于与读码头上的扫描头接触的区,定义为甲码盘区12,然后从甲码盘区12向两边,每隔一相等距离,如延伸出线表示相应位为1,如到距离不延伸出线表示相应位为0,这些线所占区域定义为甲码线区13,从甲码盘区12出发可以上下延伸出两个甲码线区13,成为二维码,也可上下延伸出多个甲码线区13。另外在各甲码段的边缘,因互相靠得较近,可以在边角上作点裁减以避免两段短路。
这种方式导电码,甲码盘区12就是一个触区,甲码线区13的每条码线所占区域是一个触区,一般情况甲码盘区12是输入触区,位于甲码线区13的每线的触区是输出触区,如某位为0,则其触区没有覆盖导电油墨或者其触区覆有导电油墨但是是孤立的与其它触区没油墨通路的。
图40为甲导电码的一段,其中虚线所围的各区域即为各触区。
为了可靠检测及缩短码长,甲导电码的码线组成一般需采用通断代名码字(见后述)。
如图6,这个码段上面一排表示的值为:01001010,下面一排表示的值为:01010001。
如图8和图10例,甲感应排14是在读码头上的,一排或数排横向排列的印制电路版的线路条(一般为铜箔),各线路条之间的线空比可取为3∶1,有些线路条用于通过斑马条向书页上的甲导电码10输出扫描电流(本例是处于中间一排的),另一些线路条通过斑马条接受从甲导电码10回来的电流的开关信息(本例是处于最上和最下的两排)。甲感应排14的线路条可直接或经过电阻排引出,如图8和图10是接成矩阵方式的,其中的电阻排可考虑省略,与甲感应排14的连线是交叉方式连接引出的。
有时候感应排和扫描排功能可互换,即用感应排输出扫描电流,用扫描排测回来电流。
读码头可使用导电胶条7(斑马条)来连接甲导电码10和甲感应排14,导电胶条7的主要结构特点是导电区和绝缘区一一错开,每个导电区和绝缘区的厚度大约为0.2毫米,这样导电码的线条及间距的宽度大约各自可取为0.4毫米。使用导电胶条7的好处是不管接触时有何偏移,都是电流向垂直方向传。
如图2,是甲感应排14,导电胶条7,甲导电码10在使用时的空间立体分解图,实际的读码头中甲感应排14与导电胶条7是装配贴在一起的,在读码时,再与书页上的甲导电码10接触。
如图24,是甲读码头的电流流动示意图,请注意实际中甲感应排14与导电胶条7是装配在一起的,甲扫描排15与导电胶条7也是装配在一起的;使用读码时,导电胶条7再与甲导电码10接触。
矩阵扫描式读码的过程:
常规情况有数个扫描输出口,数个扫描输入口。
读码时,将读码头贴到甲导电码10上,扫描输出头分别与对应的甲码盘区12接触,然后轮流升高各扫描线,并注意升高某扫描线时,要将其余的扫描线全部置为输出并输出低电平,这样做的原因是因为各线通过甲码盘区12形成了电回路,不但影响检测端的电压,而且还会将没有通路的情况变成有通路的情况,所以将没有升高的扫描线置低,就起到了截电流的作用,这个甲码盘区12就成为地,这样每一个基本检测单元就可简化为图20,图21两种情况,图20是相应检测位为0时,只有几个电阻对地(即其余甲码盘区12)零电平;图21是相应检测位为1时,有一个电阻接到V+,另几个电阻对地,这时检测端有电压,再由电压有无检测电路读出它是高电平。其中对地(即其余甲码盘区12)的Ra+Rb,是根据其他BIT具体情况有取舍的,最多的情况全有,最少的情况全没有,图21是有一路没有的。另外如果在检测时,升高一根扫描线(S0-S7之一)后,将输入线D0-D7轮流这样处理:置一根输入线输入方式,别的输入线置成输出0,再读那根输入线高低,如此轮流读每根输入线;也可起到防止电流成回路的情况。
如图18,是在读码时,甲感应线18,导电胶条7,甲码线17接触时的横侧视图,如图19是横侧视图的电路模拟图,其中电阻Rb是导电胶条7的等效电阻,Ra是甲电阻排16上的电阻,左边8路处于扫描高电平,右边8路处于地电位。有电阻Rb的那一路表示那一位为1,没有Rb的表示那一位为0。如图20,图21是其简化电路图。电流因从甲码盘区到码线区再到导电胶条7而通过码线时的导电油墨电阻如很小可忽略,如达几K欧姆就可实际计入导电胶条7的电阻里。
输入端对电压有无的电平通断检测电路可有以下几种方式:
1:三极管方式,如图11,选用NPN锗三极管,如3Bx系列(锗管的开启电压为0.2V,硅管的开启电压为0.6V),基极接检测端,发射极接地,集电极接MCU的口输入脚,并且接一个10K的上拉电阻,当基极检测端没有与正电压接通时,基极电压接近零伏,三极管处于截止状态,CE间电流很小,而MCU的口输入脚的输入电阻很大,所以上拉电阻的电流很小压降很小,MCU的口输入脚读入是高电平;当检测端与正电压接通时,检测端的分压回路的分压比大约是1∶6,如果正电源VCC是3伏,则检测端的电压为0.45伏,由于基极上有一个输入电阻20K,远大于分压回路上的电阻,所以基极对检测端的电压影响很小,而0.4V已较大于0.2V的开启电压,三极管处于导通,0.4除20000,得BE间的电流为0.02毫安,如三极管的放大倍数为100,则CE间的电流应达到2毫安,在10K的上拉电阻上的压降达20伏,所以MCU的口输入脚的电压接近零,这样就测出了通和不通的两种状态。
(注:CMOS类型的MCU输入脚如高于0.45倍VCC认为是高输入,低于0.45倍VCC认为是低输入。)
另外也可用场效应管代替三极管,接法也类似,但其价格较贵。
2:电压比较器方式:如图12,电压比较器的型号可选用LM2901,MC3302等型号,如是单片4电压比较器则电路比较集中简洁,如正电源VCC为3伏,把比较基准电压加在IN1-,IN2-,IN3-,IN4-脚上,比如将分压电阻分别取为20K,1K,则比较基准电压约为0.15伏,然后各路检测端分别接到IN1+,IN2+,IN3+,IN4+上,当检测端上电压为零时,IN1+小于IN1-,电压比较输出器的输出为低电平,当检测端上电压超过0.15伏时,INI+大于IN1-,电压比较输出器的输出为高电平。这样也测出了通和不通的两种状态。
3:模数转换器方式:如图13,模数转换器的型号可选用TL0834,这是一种4路模拟输入,由串行端发命令和接受转换结果,每次转换一路,由串行端发命令数据决定转换哪一路,输出为8位二进制位,每路转换时间约为0.03毫秒。如把各路待检测端接到两片模数转换器TL0834的共八路模拟输入端,由几个控制端控制每次转换一路,如检测端为低,输出为0,如检测端接通高电平,输出就有值,这样即可判断通和不通的两种状态。
当对应使用的导电码是如图4时,采用16个扫描脚加8个输入脚,这是一种节省成本的方式,因为只用一套(8路)三极管或电压比较器检测电路。如图7,图8:
这时下面的检测端与上面检测端公用一套检测电路,所以有相互干扰的问题,解决办法一般可有:选择扫描脚为输入时有高阻方式的单片机,或输入阻抗很大达上百K,或在各自的输入线上串一个电阻以增加输入阻抗。
具体检测过程为:在检测上面时,输出升高上面一根扫描线,上面其余扫描线置输出低,同时将下面8根扫描线全置为输入(或高阻态输入),这样就减小对上面检测的干扰,这时按前述三极管方式或电压比较器方式检测,等上面8线都轮流扫描检测完后,再检测下面,输出升高下面一根扫描线,下面其余扫描线置输出低,同时将上面8根扫描线全置为输入(或高阻态输入),再检测读入,等下面8线都轮流扫描检测后,即完成了一次全码读取过程。
当对应使用的导电码是如图5时,采用8个扫描脚加16个输入脚,上下各用一套(8路)三极管或电压比较器检测电路。如图9,图10:这时下面的检测端与上面检测端各用一套检测电路,没有相互干扰的问题,但扫描脚同时负担上下扫描,对驱动电流的能力要求大一些。 具体检测过程为:输出升高一根扫描线,其余扫描线置输出低,这时按前述三极管方式或电压比较器方式检测上下端的高低情况,然后依同样方式处理下一根扫描线,直至8根扫描线轮询一遍完成一次全码读取过程;如果单片机的IO口比较少的话,16个输入脚还可以接到两个级联的并入串出芯片的输入脚上去,如两个4021级联。当使用的导电码是如图5时,如IO口足够也可使用图7加图10的走线,这样可以保证每次都可读出数据,因为对于扫描排15,当奇数位置8根扫描线与导电码的边缘接触时读码无效,那么偶数位置扫描线就正好接触好就换偶数位置8根扫描线扫描读值。
当对应使用的导电码是如图5时,还可采用16个扫描脚加8个输入脚,只用一套(8路)三极管或电压比较器检测电路。具体是将如图9的8根PORT脚反向,将图10的16根PORT脚也反向成扫描脚。具体检测过程为:输出升高一根感应排线,其余感应排线全置输出低,这时按前述电压比较器方式检测扫描线输入端的高低情况,然后依同样方式处理下一根感应排线,直至16根感应排线轮询一遍完成一次全码读取过程。这种方式一般不用三极管方式,因为检测电压较低。起具体检测原理是,感应排脚的高电平从甲码线17电阻流到甲码盘区12,再通过别的甲码线17电阻流到别的感应排线上(都为低电平地),其等效电路如图22;然后测甲码盘区12的电压有无即可判断码线是否通。这里感应排和扫描排功能是互换的,即用感应排输出扫描电流,用扫描排测回来电流。
如果单片机的IO口比较少的话,16个扫描脚还可以接到两个并联的38译码器的输入脚上去。
关于读码时平行移位的处理:
当读码时,读码头与导电码之间可能出现向左或向右平行移位的情况,这样原来定义的导电码上的B0就不是对应读码头上的B0了,而是B1或B2,或者移到旁边一个段去了,所以可以采用将读码头上的感应线18向两边延展的方式,如图,如每段为4位,原来本码为a0a1a2a3b0b1b2b3c0c1c2c3,当读码头向左边移一格时,读出的实际结果是a3a0a1a2b3b0b1b2c3c0c1c2,当读码头向左边移两格时,读出的实际结果是a2a3a0a1b2b3b0b1c2c3c0c1,也就是说检测结果只在各自的段内循环移位,这样如在总码的最前(后)面加一个长度固定BYTE,如1011,通过分析检测结果中这个BYTE的移位情况,即可知道实际向左或向右移动了几位。
关于码值的表示方式:
一种是每一个通断就表示一个二进制位,如图14,这样需要在每两个位置之间,需留空,并且空的宽度不能少于码的宽度,否则读码时会因为跨接而串码。
由于理论上存在当甲导电码10的码线与读码头的甲感应线18正好错开的情况,所以还可采取两套甲感应线的方式,甲导电码10的码线与读码头的甲感应线18的重合情况有两种:一种情况是正好对正,这时一套甲感应线18上反映的是有效码值,另一套甲感应线18上全为0;另一种情况是横跨,由于有效码线的两边都为空条,所以每次甲导电码10的有效码线两边都会出现对称的高电平,反之,出现两对称高电平一定是其中间出现甲导电码10的有效位,这样两套甲感应线18上呈现的是一样的码字,取一即可,另外当读码误码较多时,两套甲感应线18还可互相参考纠错。
当读码时,读码头与导电码之间如果是平行的最理想,即图5中的甲导电码的水平轴向与图10中甲感应排14的水平轴向是平行的,这样甲感应线与甲码线的接触或者全是正对方式或者全是跨接方式,但实际上总有一点夹角(如3度),可能造成前面一部分全是正对,后面一部分全是跨接,可在软件上判断码值开始成对出现1的地方,即为转折点,再分别按正对和跨接方式处理,如处理结果不理想造成校验通不过,可放弃此次读值,等待下次读值。
另有一种节省BIT位的方式,主要特征是导电码的码值表示采取一种特殊通断代名码字,表示从0--256的数值,而每个通断代名码字都有特征:没有相邻的1。这样原来每个二进制之间的空也属于通断代名码字的组成部分,并且可进一步定义通断代名码字内一定含有相邻的0,以增加读码的可靠性。比如要表示0--31这样32个数值,如图14,常规二进制需5个位BIT加上5个空间距,需占用10个单位长度;而使用现在这种通断代名码字,如图15,只需7个单位长度,具体的表示如下,表示0--31:
0--31的数值(需5+5共10位BIT):
00000,00001,00010,00011,00100,00101,00110,00111
01000,01001,01010,01011,01100,01101,01110,01111
10000,10001,10010,10011,10100,10101,10110,10111
11000,11001,11010,11011,11100,11101,11110,11111
对应的通断代名码字(需7位BIT):
0000000,0000001,0000010,0000100,0000101,0001000,0001001,0001010
0010000,0010001,0010010,0010100,0010101,0100000,0100001,0100010
0100100,0100101,0101000,0101001,1000000,1000001,1000010,1000100,
1000101,1001000,1001001,1001010,1010000,1010001,1010010,1010100
(0101010,1010101)
最后两个是已超32个,富余并且不含有连续0所以不编进去的。
更高位数依此方式类推,如表示0-255的8位二进制数值需要10位的通断代名码字。
关于码值的转换层次如下示:
高层:实际载荷 01100 10010
中层:代名玛字 0010101 0101000
低层:导电值 0010101 0101000(或00111111 11111000)
解释:实际载荷数据如为01100,那么查表对应翻译成0010101,读码头读入的最原始导电值可能有两种结果,一种是导电码的线条与读码头的线条正对时,读入的导电值为0010101,另一种是导电码的线条与读码头的线条跨接时,读入的导电值为00111111;在高层和中层的数据里,可选择带各自的校验码,如有效码字长100位左右,可以带12位CRC循环校验码,或者带其它有纠错能力的码。
如图l6是甲感应线18与甲码线17正对时的情形,如图17是甲感应线18与甲码线17跨接时的情形。
采用这种通断代名码字,还有校验的作用,假设读取头的线空比为3∶1,那么按比例100次读取,主要是跨接方式的,其次是对正方式的,还可能是跨接正对混合(部分跨接)方式,当为跨接方式时,因为通断代名码字没有相邻1出现的情况,所以读入数据总是成对出现1,每次读入数据后,先判断有无连续1的情况,如无,可判断为对正方式,如有,表示是跨接方式或部分跨接方式,部分跨接时,读入的值分两段,一段正对,一段跨接,可根据连续1的情况简单确定跨接区域,在跨接区域里,依次检查,查到某处有单个的1,即表示旁边(左或右)漏了一个1,记录下来每个这样的地方,然后依次试,先左边添1,计算其循环校验码,如不对,再试右边添1,算循环校验码,如试完全部情况仍不对,可以认为读码失败,或者附带用另外的纠错码纠错。当满足1都是成对出现条件后,即可翻译出实际通断代名码字。例:
如读入的值为:00011000
结果:0001000
如读入的值为:00011011
结果:0001001
如读入的值为:00011110
结果:0001010
另外,相邻两个通断代名码字相连处会出现两个1,但因为出现连1的情况只有一种,即两通断代名码字相连处为0110,前两个BIT’01’属于前一个通断代名码字的最后两位,后两个BIT’10’属于后一个通断代名码字的开始两位,而且因为知道每个通断代名码字的长度是固定的(如前述的7),所以连1的地方也是固定的几个地方,并且如果规定了通断代名码字内一定含有相邻的0,这样导电值内总会出现0,由这个0向两边按1的出现是双个的法则推导,即可判断出来原来通断代名码字而无歧义。如果所用的通断代名码字允许0101010这样没相邻0情况的码,那么读入的导电值如是11111111,就会存在1010101和0101010这两种通断代名码字歧义情况,只好记录下来到后面通过试循环校验码的方式确认是哪一个。
如读入的导电值为:000110111000110
结果:00010011000010
结果分为两通断代名码字:0001001,1000010
在两个不同的段相接处是不允许同时是1的,因为当读取是跨接方式导致段导通时,一个段处于扫描输出高,而另一个段本来处于输出低,会因为两段导通使扫描输出的高电平失效。由于采取的通断代名码字内是没有两个相连的1的,所以正好避免了这种情况;但是相邻两个通断代名码字相连处会同时出现1,而当相邻两段相接处与相邻两个通断代名码字相连处正好重合时,就出现前述情况;这时可额外的加一个0,这种情况例如:如段长为8个位,通断代名码字长7位,则到总第56位时,就出现重合情况,这时就可在57位插入一个0以避免两个连续的1。
另外,如段长为8个位,在这段上的数值为11000001这样情况时,而且又出现读码头偏移跨接情况时,从硬件读出的数值应是111000011,其中第1个1与最后一个1是共用同一根检测线的,会出现误码情况(如是10000001则不会误码);但出现11000001的前面两个连1的情况只会是在两个通断代名码字相连处,所以编码时,就考虑在两个通断代名码字相连处正好是段相接处也插0处理。
或者更简单的,如果段长取8位,通断代名码字取12位,成倍数,则开始加两个0以后就总是避免了上述两种需加0处理的情况。
当导电码采取这种通断代名码字后,其相应读码头的甲感应排14的宽度个数需能与导电码的条空一一对应,以能检测其通断,在其软件里需按以上原理加入通断代名码字的析读程序。
当只有一个段时,扫描线也只有一个,就成了上面情况的特例。这时一般输入检测端的数量大增,而且没有几个段共线的情况,所以就不需使用上面矩阵式的走线和检测方式,这时对检测端可以用IO口直接读其高低电平,并且为了减少输入读口的数量,可以使用多个并入串出芯片的级联来实现减少输入读口的数量,如图23,并入串出IC的型号选用4021,各4021的并行输入口接各检测端,
前一个4021的串出口Q7接后一个4021的串入口DS,并且各4021的控制端互相短接,因为对各4021的读端口,移位等操作是相同的。
如图26是使用甲读码头的拾音器的一个实例电路图,其中3是MCU,型号为SNC5A9,1是读码头,选用图8,图7所示的读码走线,10为导电码,选用如图4示形式的导电码,位电流的通断检测采用两片LM2901,结果数据再经过并入串出芯片4021,最后以串行数据形式被MCU获取。在扫描时,需注意在检测上面时,输出升高上面一根扫描线,上面其余扫描线置输出低,同时将下面8根扫描线全置为高阻态输入,以减小检测干扰,具体检测过程参见前面述。
再说明乙方式:
这种解决方案是采取用ADC模数转换器测电阻网络的方式,
导电码是由印刷或涂敷在书页上的导电物质(导电涂料)组成,一般采用印刷导电油墨的方式。这种码字是模数转换式导电码。
乙方式是模数转换式的一种实施方案,其它实施方案可直接测量导电油墨形成的电阻网络。
在这种方式,导电物质的电阻对于模数方式的测量有影响,但其电阻实质上与连接介质电阻性质一样,实际测量的连接介质电阻就已包括了通路上的导电物质电阻,如其太小就忽略不计。
如图31,是乙导电码的形状,其中由线围起来的各阴影区域是导电物质(导电涂料)的区域。
这种方式的乙导电码30的布局有点类似于前述通断方式,但也存在不同,就是在乙码盘区旁边额外的加了一个回馈线38,如图32。图32是一个码段,一个码字30一般由多个码段31组成;
对每一个乙码段31再往下分一下区,如图32,专用于与读码头上的扫描头接触的区,定义为乙码盘区32,然后从乙码盘区32向两边,每隔一相等距离,如延伸出线表示相应位为1,如到距离不延伸出线表示相应位为0,这些线所占区域定义为乙码线区33,另外可以组合上下延伸出两个乙码线区33,成为二维码。另外在各乙码段的边缘,因互相靠得较近,可以在边角上作点裁减以避免两段短路。两个相邻的段的两个相邻回馈线38,其中一个一般做回馈电流作用,另一个作检测导电胶条电阻时的输电线。
这种方式导电码,乙码盘区32是一个触区,乙码线区33的每条码线所占区域是一个触区,乙回馈线38所占区域是一个触区,乙回馈盘34是一个触区,乙码盘区32是输入触区,乙码线区33上的触区是输出触区,乙回馈线38是接受回馈触区,乙回馈盘34是发送回馈触区,如乙码线区33某位为0,则其触区没有覆盖导电油墨或者其覆盖了导电油墨但是是孤立的与其它触区没油墨通路的。
图41为乙导电码的一段,其中虚线所围的各区域即为各触区。
为了可靠检测及缩短码长,乙导电码的码线组成一般需采用模数代名码字(见后述)。
如图32,这个码段上面一排表示的值为:10001010,下面一排表示的值为:01010001。
而这种方式的读码头这边与前述通断方式差别很大。
其读码头的硬件特点为:不再使用如图8示的感应区14,而是用二根电阻导棒9代替,然后斑马条7与电阻导棒9紧贴装配,电阻导棒9的电阻率大约取每1毫米长度几K欧姆左右。书页上的乙导电码分乙码盘区32,乙码线区33和乙馈盘区34,与乙馈盘区34接触的触头连线到模数转换器。
乙码段31的分区:如图32,可分为乙码盘区32,乙码线区33,乙馈盘区34,回馈线38;读码时,扫描的高电平流到乙码盘区32,再到乙码线区33,再通过电阻导棒9,回馈线38,再回到馈盘区34,由单片机的输入口读入。
如图30,是电阻导棒9,导电胶条7,乙导电码30在使用时的空间立体分解图,实际的读码头中电阻导棒9与导电胶条7是装配贴在一起的,在读码时,再与书页上的乙导电码30接触。
如图33例,是读码头上的电路引线图,其中乙扫描排35是作为扫描用的,U7是ADC转换器,从乙馈盘区34读到的电流从乙感应排36流到ADC转换器,输出结果由单片机读取。(如另做方案,反向将乙感应排作为扫描,乙扫描排作为接受回馈电流也是可以的)
其读码原理是:在读码时,将读码头与书页上的乙导电码30接触,由一根扫描线向一个段的乙码盘区32输出高电平,其余扫描线全置高阻输入,电流从升高的乙码盘区32的码线通过导电胶条7及电阻导棒9,最后流到乙馈盘区34,然后使用电阻分压方式测出电流大小,并进一步算出电流通路上的电阻;其电路等效图如36,由于各种二进制码对应成数量位置不同的码线组合,其组合成的电阻网络的等效电阻值也各不相同,所以如算出网络的等效电阻值,即可推出相应的码线组合,并得出二进制码。
如图34,是在读码时,乙导电码30,导电胶条7,电阻导棒9接触时的横侧视图,如图35是横侧视图的电路示意图,其中电阻Rb是导电胶条7的等效电阻。如图36及图37是其电路等效图,有电阻的那一路表示那一位为1,没有的表示那一位为0。
其中Rb等电阻是导电胶条7(斑马条)的电阻,这个电阻大约为几K欧姆,并且其阻值随着按压的力度大小而有变化,所以可尽量选随按压力度变化较小的导电胶条7,这样有利于测值。
在书页的乙导电码30里,每个乙码盘区32都紧挨着一个回馈线38和乙馈盘区34,其作用是因为回馈线38与相邻乙码盘区32的码线的相对位置是固定的,所以在电阻导棒9上的电阻也是固定的,所以才能准确测量;使用回馈线38的另一个作用是测量导电胶条7(斑马条)的电阻,前已说过,这个电阻是随按压力度而变化的,但是在某个一定的按压条件下,相邻的电阻值应是基本相同的,所以在用模数转换器转换前,可以先测附近导电胶条7的电阻值,其测试步骤是:所有扫描线置高阻输入,旁边的乙馈盘区34输出高电平,电流从旁边的乙馈盘区34通过导电胶条7,通过电阻导棒9,再通过导电胶条7,流到本乙馈盘区34,在本乙馈盘区34测量回馈电流,即可换算出导电胶条7的电阻值,这个电阻值也是旁边码线接触的导电胶条7的电阻值。由于电流是从乙码盘区32,经过一段码线,再过导电胶条7,因是平行测量,各位的通过的码线长基本相同,所以如果码线的导电物质是银浆油墨就可忽略电阻,如电阻较大有几K欧,则这个电阻实际上计入了导电胶条7的电阻值,不需再多测量。
平行移位的情况:在读码时,出现读码头与乙导电码30的平行错移,这时在码线和电阻导棒9这边的接触处理则不受影响,因为不管是测导电胶条7(斑马条)的电阻,还是测电阻网络的等效电阻值,都是处理旁边相对一段相同距离的电阻,如图,不受位移的影响;对于扫描触头,小范围的偏移也没关系,但需注意不要偏移太过,否则会出现扫描触头没有接触到乙码盘区32的情况。
当图31的乙导电码的水平轴向与电阻导棒9不是完全平行时(如有3度夹角),这时读入解码的值可能不对,因接着的CRC校验会显示出错,所以可当成读码失败,等待下次读值。
代名码字选择:这里根据需要,在导电码中可以使用另外一种模数代名码字,按常规,如7位二进制数,用7个码线即可表示出来,然后读码时使用比较精确的ADC转换器,即可得出结果,但是实际中测算,发现有部分二进制码,其组成的电阻网络的电阻值比较接近,这样就给辩识带来困难,所以可以采用用多一位二进制码来,避开容易接近的二进制码,例如,对于7位二进制数,可以用8位二进制数(模数代名码字)表示,7位时,有几个值对应的电阻网络阻值接近,然后在生成8位的模数代名码字时,就避开这几个值:
电阻网络的电阻值换算:
用4BIT作示例,其网络形状参考图36,图37。每单位电阻导棒的电阻r假定为1K,导电胶条的电阻为R。
值 电阻网络阻值
0000 0
0001 R
0010 R+r
0011 R(R+r)/(2R+r)
0100 R+2r
0101 R(R+2r)/(2R+2r)
0110 R(R+r)/(2R+r)+r
0111 (R*R+3rR+r*r)R/(3R*R+4rR+r*r)
1000 R+3r
1001 R(R+3r)/(2R+3r)
1010 R(R+2r)/(2R+2r)+r
1011 (R*R+4rR+2r*r)R/(3R*R+6rR+2r*r)
1100 R(R+r)/(2R+r)+2r
1101 (R*R+5rR+2r*r)R/(3R*R+6rR+2r*r)
1110 (R*R+3rR+r*r)R/(3R*R+4rR+r*r)+r
1111 (R*R*R+6rR*R+5rR*r+r*r*r)R/(4R*R*R+10rR*R+6rR*r+r*r*r)
通过图形看重合情况来取舍一些码线组合:
看图38所示,是4BIT数据时,左边是16种电阻网络组合的阻值变化图,沿横轴x是导电胶条的电阻值,沿纵轴y是电阻网络阻值,而每单位电阻导棒的电阻r假定为1K,可以看出,要正确辩识区别,导电胶条的电阻值沿横轴x允许变化范围是0.5K至2K,而且其中一些挨得较紧,右图是省去挨得较紧的7条,就易于区分,这剩余8条阻值变化图可表示3个二进制BIT,就是说,用4BIT模数代名码字表示3BIT真实数据,而对于较高位数,可依此原理类推。
每次测得导电胶条的电阻值后,比如1K,然后在横轴上找到1K的刻度,作垂直线,与8条阻值变化图有8个交点,再测出电阻网络值,与这8个交点比较,最接近的那条线就是,由这条阻值变化图线即可查到其网络组合情况,即得出二进制位的组合情况。
这里剩下的8个易于辩识的有效值是:
0001 R
0010 R+r
0100 R+2r
1000 R+3r
1001 R(R+3r)/(2R+3r)
1010 R(R+2r)/(2R+2r)+r
1100 R(R+r)/(2R+r)+2r
1111 (R*R*R+6rR*R+5rR*r+r*r*r)R/(4R*R*R+10rR*R+6rR*r+r*r*r)
对应表示的值为:
0001 000
0010 001
0100 010
1000 011
1001 100
1010 101
1100 110
1111 111
当导电码采取这种模数代名码字后,在读码头的软件里需按以上原理加入模数代名码字的析读程序。
如图39,是使用乙读码头的拾音器的一个实例电路,30是乙导电码,采用图31形式,5是乙读码头,采用图33形式,模数转换器为TLV1543,MCU型号为SNC5A9。
如图33,单片机需提供12根输出扫描脚,3根测斑马条电阻输出脚。
还需5根作为与TLV1543的通讯脚。
电压的测量采用模数转换器TLV1543(例):
TLV1543是10位分辨率的ADC芯片,有11路模拟输入,通过串行通讯口发命令选择一路转换,常规转换时间:0.02毫秒;转换结果由串行通讯口读回:EOC脚是转换结束标志脚。
三个5K电阻是测量时的分压电阻。
读码步骤:
先将读码头贴到书页的乙导电码30上,先测导电胶条7的电阻:所有扫描线置高阻输入,由EE_0向旁边的乙馈盘区34输出高电平,EE_1,EE_2二线禁能,电流从旁边的乙馈盘区34通过导电胶条7,通过电阻导棒9,再通过导电胶条7,流到本乙馈盘区34,在本乙馈盘区34测量回馈电流,即可换算出导电胶条7的电阻值,这个电阻值也是旁边码线接触的导电胶条7的电阻值。然后,由这根扫描线SS_0向其对应乙码盘区32输出高电平,其余扫描线全置高阻输入,EE_0,EE_1,EE_2三线禁能,电流从升高的乙码盘区32的码线通过导电胶条7及电阻导棒9,最后流到乙馈盘区34,流到DD_0,然后使用电阻分压方式在乙馈盘区34测出电流大小,并进一步算出电流通路上的电阻;算出网络的等效电阻值后,即可计算推出相应的码线组合,并得出二进制码。接着扫描线指向下一条,重复刚才的步骤,直到所有12根扫描线都完成一次扫描读值为止;即完成一次码读取任务。
注意,在升高SS_1的时候,其回馈电流也是流到DD_0,再测其电流大小,其与测SS_0的区别是计算时电阻导棒长了一个单位,电阻Rc多了一个单位。
在扫描时,所有SS0-SS11中没有作扫描的线,都需置成高阻输入,其下拉阻抗一般有几十K到几百K欧姆,如阻抗不够大而影响测量质量时,可选择IO口具有浮空状态的MCU,或者减少导电码30的位数以减少电流旁路到地,另外也可在SS0-SS11的每根扫描线上串一个二极管,正向扫描,反向不导通。
EE_0,EE_1,EE_2三线的作用是用于测导电胶条7的电阻,每线上串一个二极管,当这几根线没升高时,都置成输出0禁能,外界的电流反向通过二极管只有1,2微安,对测量没什么影响。
模数转换器的输入阻抗一般很高,对测量没什么影响。
另外如对前述通断式或模数转换式导电码采用深(黑)色印刷,那么可以用光电式读码头读取。光电式读码头比如光笔,具体上,对其硬件可不作改动,仍利用其光电原理读出导电码的黑白条空值,在软件上需再加软件析读其码值,这软件的解码析读过程是按照前述导电码编码原理来解的,并且这软件是可解码前述通断代名码字或模数代名码字的。
光电式读码头的读码属于成熟公知技术,其硬件系统模块及处理顺序为:
光学系统-》探测器-》信号放大-》滤波整形-》译码器-》读码结果输出
当使用光电式读码头去读导电码时,以上模块中需要改动的是译码器,可根据情况改动其硬件或软件,以适应导电码的译码;其余模块可不变。
如附图42,是一个实施例,其读码头使用光笔,读的码是导电码,主MCU仍是SNC5A9,使用时,光笔与导电码的码线区接触读码。光笔是成熟共知技术,这里给出的只是一个简单的参考电路,以简单说明其工作原理。D1是发光二极管照射导电码,D2是光敏二极管,用于感受导电码码线回来的光,01运放是信号的第1级放大,02运放组成滞回比较器,用于信号整形成方波输出,其中Rx的阻值可以调节,D4,D5是稳压管,Qb组成开关回路,提供适合MCU读取的方波输出。这个实施例,将解码的工作放在MCU里面进行,光笔的输出在Out那里是方波输出,其波形的高低宽度与导电码的条空比宽度是一致的,这样就可以在MCU里记录从P12口进来的波形的每个波峰的高电平持续时间及低电平持续时间,即可得到导电码的码线区的0,1原始码值,然后根据导电码的编码规则,用软件解出其最后码值来;对高低电平持续时间的计时可使用MCU的中断来做。
对于有两排码值的导电码,如拾音器只有一个光笔的话,用户可以依次拖动扫描上下两排码值;另也可在拾音器上并排装两个光笔,两个光笔的信号输出同时分别进入MCU,分别解读,使用户一次拖动扫描就扫描到导电码的上下两排码值。
Claims (45)
1.一种有声读物,其主体为普通的读物,在读物的页面上需要发声的地方有码字,码字的值是与所要发的声音有关的,其特征在于:所述码字的质材是导电物质;由导电物质组成不同形状以形成不同的电路组合来表示不同的码值;在码字区域内还有触区用于与读码头作电流交流以检测码值之用。
2.根据权利要求1所述的有声读物,其特征在于:
所述的读物可以是书籍或印有图文的卡片或乐谱或报纸杂志。
3.根据权利要求2所述的有声读物,其特征在于:
所述码字,其读值的方式可以是通断式;根据这种通断式读值方式,码字的形状组成方式是通断式的,其码字是通断式码字,在通断式码字上有超过一个的触区,在读码时触区用于与读码头接触并与读码头作电流交流,由各触区间的通断组合来表示码值;除了与其它触区都无连通的触区或读码时不涉及的触区的区域内可没有导电物质覆盖外,其余触区的区域内有导电物质覆盖;需要连通的覆有导电物质的触区由导电物质连通或由覆有导电物质的触区互相紧挨连通。
4.根据权利要求2所述的有声读物,其特征在于:
所述码字,其读值的方式可以是模数转换式;根据这种模数转换式读值方式,码字的形状组成方式是模数转换式的,其码字是模数转换式码字,在模数转换式码字上有超过一个的触区,在读码时触区用于与读码头接触并与读码头作电流交流,由各触区间的通断及各触区间导电物质的电阻所形成的电路组合来表示码值;还有触区接受回馈电流,还有触区发送回馈电流,这两个触区之间是连通的;除了与其它触区都无连通的触区或读码时不涉及的触区的区域内可没有导电物质覆盖外,其余触区的区域内有导电物质覆盖;需要连通的覆有导电物质的触区由导电物质连通或由覆有导电物质的触区互相紧挨连通。
5.根据权利要求3所述的有声读物,其特征在于:
所述形状组成方式是码字可以由多段组成;码分多段的方式是可以由读码头按矩阵扫描方式读取的。
6.根据权利要求5所述的有声读物,其特征在于:
所述形状组成方式是表示码值的甲码线区可有上下两排;所述形状组成方式是码字的边角可以裁剪,以防止两段靠得太近出现短路。
7.根据权利要求3所述的有声读物,其特征在于:
所述形状组成方式是表示码值的甲码线区可有上下两排。
8.根据权利要求3,5,6或7所述的有声读物,其特征在于:
所述码字,其表示码值的甲码线区可以表示通断代名码字。这种通断代名码字是二进制码,特点是码字内不存在连续的1。
9.根据权利要求8所述的有声读物,其特征在于:
所述导电物质可以是导电油墨。
10.根据权利要求4所述的有声读物,其特征在于:
所述形状组成方式是码字可以由多段组成;码分多段的方式是可以由读码头按一段一段依次读取码值。
11.根据权利要求10所述的有声读物,其特征在于:
所述形状组成方式是码字上相邻两段的两条回馈线(38)可以用于测连接介质(7)电阻值;测试连接介质(7)电阻时,由其中一条回馈线(38)发出高电平,电流经过连接介质(7),流到电阻导棒(9),再经过连接介质(7),流回到旁边的回馈线(38)和回馈盘(34),从旁边回馈盘(34)那里测电流大小,从而换算出连接介质(7)电阻。
12.根据权利要求11所述的有声读物,其特征在于:
所述形状组成方式是表示码值的乙码线区可有上下两排;所述形状组成方式是码字的边角可以裁剪,以防止两段靠得太近出现短路。
13.根据权利要求4所述的有声读物,其特征在于:
所述形状组成方式是码字上相邻两段的两条回馈线(38)可以用于测连接介质(7)电阻值;测试连接介质(7)电阻时,由其中一条回馈线(38)发出高电平,电流经过连接介质(7),流到电阻导棒(9),再经过连接介质(7),流回到旁边的回馈线(38)和回馈盘(34),从旁边回馈盘(34)那里测电流大小,从而换算出连接介质(7)电阻。
14.根据权利要求4,10,11,12或13所述的有声读物,其特征在于:
所述码字,其表示码值的乙码线区可以表示模数代名码字。这种模数代名码字是二进制码,特点是在原码值基础上增加数位二进制位,并建立新的值对应关系,使得各码字在测试时的等效电阻值相互之间相差明显以保证测量准确。
15.根据权利要求14所述的有声读物,其特征在于:
所述导电物质可以是导电油墨。
16.根据权利要求1,2,3,4,5,6,7,10,11,12或13所述的有声读物,其特征在于:
所述导电物质可以是导电油墨。
17.根据权利要求1,2,3,4,5,6,7,10,11,12或13所述的有声读物,其特征在于:
所述码字的不同区域的质材可以是不同的导电物质或是同类导电物质的不同系列。
18.一种与有声读物配合使用发声的拾音器,包括读码头,发音器件和单片机芯片,单片机芯片是作为主处理芯片,单片机芯片取得读码头读得的码值,然后使发音器件发声,其特征在于:所述读码头是可以用于读取读物页面上的导电码的。
19.根据权利要求18所述的拾音器,其特征在于:
所述读物可以是书籍或印有图文的卡片或乐谱或报纸杂志;所述导电码,其质材是导电物质,由导电物质组成不同形状以形成不同的电路组合来表示不同的码值,在导电码的码字区域内还有触区用于与读码头作电流交流以检测码值之用。
20.根据权利要求19所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头的工作原理是机电式的;这种机电式读码头上有超过一个的触头,在读码时触头与导电码接触并与导电码作电流交流。
21.根据权利要求19所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头的工作原理是光电式的;这种光电读码头可以读导电码深色表示的条空。
22.根据权利要求20所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头的工作方式是通断检测式的,这种通断检测式读码头的触头工作时与导电码接触,由其中一个或数个触头输出高电平,再在另外的触头测回来是否有电平。
23.根据权利要求22所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头的工作方式可以是矩阵扫描式的;所述读码头里有感应排(14),以测各路回来的电流有无;所述读码头所读取的导电码是分段的;所述读码头里感应排(14)里的各感应线的连线是交叉方式的;所述读码头工作时,读码头与导电码接触,扫描输出触头轮流升高电压,电流流向导电码的码盘区(12),再到码线区(13),再回到感应排(14),然后从感应排各线的电流是否有回来判各位是0或1;所述读码头的感应线是接到电平通断检测电路的,测感应线的各位在工作时是否有电流回来,是由电平通断检测电路完成的。
24.根据权利要求20所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头的工作方式是模数转换式的;所述读码头内有电阻导棒(9);所述读码头附有连接介质(7),连接介质(7)是单方向导电而且是有电阻的,连接介质(7)与电阻导棒(9)是紧贴装配的,另外有连接介质(7)与电流输出触头及电流输入触头也是紧贴装配的;所述读码头工作时由输出触头输出高电平,电流流到导电码的码盘区,到码线区,流回读码头的电阻导棒(9),然后电流经衰减后流到回馈线(38),再由读码头的输入触头取回,再由ADC器件测电流值;所述读码头在工作时的回馈电流值,由ADC器件检测;所述读码头工作时,读码头与导电码接触,连接介质(7)位于导电码与电阻导棒(9)之间,电阻导棒(9)通过连接介质(7)与导电码的码线区和回馈线(38)接触,读码头的输出触头通过连接介质(7)与导电码的码盘区接触,由输出触头输出电流,读码头的输入触头通过连接介质(7)与导电码的馈盘区(34)接触,输入的电流值由ADC器件检测,并由此电流值换算得出网络电阻值和码值。
25.根据权利要求23所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头,含有连接介质(7),连接介质(7)与感应排(14)紧贴装配在一起,作读码操作时,连接介质(7)与导电码接触。
26.根据权利要求25所述的拾音器,其特征在于:
所述连接介质(7)是斑马条。
27.根据权利要求26所述的拾音器,其特征在于:
所述感应排(14)有两排,中间是扫描排,这样以读取具两排码值形式的导电码。
28.根据权利要求23所述的拾音器,其特征在于:
所述感应排(14)有两排,中间是扫描排,这样以读取具两排码值形式的导电码。
29.根据权利要求27所述的拾音器,其特征在于:
所述电平通断检测电路可以是电压比较器方式的。
30.根据权利要求23,25,26,27,28或29所述的拾音器,其特征在于:
所述MCU具有解码通断代名码字的能力,这种通断代名码字是二进制形式,特点是BIT位没有相邻的1。
31.根据权利要求23,25,26,27,28或29所述的拾音器,其特征在于:
所述感应排向两边缘延展,并且延展出的感应线的连线也是交叉式的,这样做的目的是为了适应使用时读码头与导电码接触的位置偏移。
32.根据权利要求30所述的拾音器,其特征在于:
所述感应排向两边缘延展,并且延展出的感应线的连线也是交叉式的,这样做的目的是为了适应使用时读码头与导电码接触的位置偏移;所述读码头在读码时,当1根扫描线呈输出高时,其余的扫描线输出低,以避免电流串扰;所述读码头,其检测结果的输出可以加并入串出芯片,用串行口输出结果到MCU以节省IO口数量。
33.根据权利要求22所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头,含有连接介质(7),连接介质(7)与感应排(14)紧贴装配在一起,作读码操作时,连接介质(7)与导电码接触。
34.根据权利要求33所述的拾音器,其特征在于:
所述连接介质(7)是斑马条。
35.根据权利要求34所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头,其检测结果的输出可以加并入串出芯片级联,用串行口输出结果到MCU以节省IO口数量。
36.根据权利要求22,33,34,35所述的拾音器,其特征在于:
所述MCU具有解码通断代名码字的能力,这种通断代名码字是二进制形式,特点是BIT位没有相邻的1。
37.根据权利要求24所述的拾音器,其特征在于:
所述输入输出触头分段以适应导电码的分段。
38.根据权利要求37所述的拾音器,其特征在于:
所述连接介质(7)是斑马条。
39.根据权利要求38所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头,电阻导棒(9)可以有两根,中间是扫描排,这样以读取具两排码值形式的导电码。
40.根据权利要求24所述的拾音器,其特征在于:
所述连接介质(7)是斑马条。
41.根据权利要求24,37,38,39或40所述的拾音器,其特征在于:
所述读码头在检测时需测连接介质(7)的电阻值。
42.根据权利要求41所述的拾音器,其特征在于:
所述MCU具有解码模数代名码字的能力,这种模数代名码字是二进制码,特点是在原码值基础上增加数位二进制位,并建立新的值对应关系,使得各码字在测试时的等效电阻值相互之间相差明显以保证测量准确。
43.根据权利要求24,37,38,39或40所述的拾音器,其特征在于:
所述MCU具有解码模数代名码字的能力,这种模数代名码字是二进制码,特点是在原码值基础上增加数位二进制位,并建立新的值对应关系,使得各码字在测试时的等效电阻值相互之间相差明显以保证测量准确。
44.根据权利要求21所述的拾音器,其特征在于:
所述MCU具有解码通断代名码字的能力,这种通断代名码字是二进制形式,特点是BIT位没有相邻的1。
45.根据权利要求21所述的拾音器,其特征在于:
所述MCU具有解码模数代名码字的能力,这种模数代名码字是二进制码,特点是在原码值基础上增加数位二进制位,并建立新的值对应关系,使得各码字在测试时的等效电阻值相互之间相差明显以保证测量准确。
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WO2017084140A1 (zh) * | 2015-11-18 | 2017-05-26 | 利奥纸袋(1982)有限公司 | 一种导电图案读取装置、方法及应用该装置的互动平台 |
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