CN201576292U - 高速大景深一维激光条码扫描器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高速大景深一维激光条码扫描器，由壳体及其内部的控制电路构成，其主要技术特点是：控制电路由主控制器、协控制器、激光发射模块、光电信号接收模块、存储器连接构成并与电源模块相连接，主控制器通过D/A模块与激光发射模块相连接，主控制器的串行端口与串口电平转换模块相连接，主控制器的I/O端口分别与协处理器、存储器相连接，协处理器与光信号接收模块，电源模块、串口电平转换模块分别与壳体上设置的接口插座相连接。本实用新型采用主控制器和协处理器并行处理方式，提高了扫描速度和扫描清晰度，加大了条码扫描器的景深，方便了用户的使用和维修，可广泛应用在扫描速度要求快、扫描范围宽以及环境复杂等场合。

Description

高速大景深一维激光条码扫描器

技术领域

本实用新型属于条形码扫描器领域，尤其是一种高速大景深一维激光条码扫描器。

背景技术

目前，随着信息化和自动化程度的不断提高，条形扫描器在各行各业得到了广泛的应用，如在生产过程管理、销售管理、库存管理等领域。在自动化程度高、物流量大的应用场所，条码扫描器成为实现自动化控制的必要技术手段和技术保障。现有条码扫描器的扫描速度大多在几十次每秒至百次每秒之间，同时景深也只能达到10至20cm左右，即存在扫描速度慢、扫描范围窄以及容易受到外界光线干扰造成清晰度差等问题，因此，现有的条码扫描器难以适应扫描速度要求快、扫描范围宽以及环境复杂等场合。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、扫描速度快、扫描范围宽且抗干扰能力强的高速大景深一维激光条码扫描器。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高速大景深一维激光条码扫描器，由壳体及其内部的控制电路构成，控制电路由主控制器、协控制器、激光发射模块、光电信号接收模块、存储器连接构成并与电源模块相连接，主控制器通过D/A模块与激光发射模块相连接，主控制器的串行端口与串口电平转换模块相连接，主控制器的I/O端口分别与协处理器、存储器相连接，协处理器与光信号接收模块，电源模块、串口电平转换模块分别与壳体上设置的接口插座相连接。

而且，所述的主控制器的I/O端口连接信号输入模块和信号输出模块，输入模块和信号输出模块的另一端与壳体上设置的接口插座相连接。

而且，所述的信号输入模块采用的是光电隔离芯片TLP181芯片，所述的信号输出模块采用光电隔离芯片PS2702芯片。

而且，所述的主控制器的I/O端口还连接一组由发光二极管构成的工作状态指示灯。

而且，所述的激光发射模块采用的是DL-3147-165激光二极管，所述的光信号接收模块采用的是BPW34光电二极管。

而且，所述的存储器包括SRAM存储器和FLASH存储器。

而且，所述的SRAM存储器为IS61LV25616芯片，所述的FLASH存储器为SST39F800芯片。

而且，所述的电源模块主要由LM2675电源芯片及LT1373电源芯片构成。

而且，所述的接口插座为三排15孔插座。

而且，所述的主控制器为TMS320F2812数字信号处理器，所述的协处理器为ALTERA公司的EPM570可编程逻辑控制器，所述的串口电平转换模块为SN75C3232LVTTL芯片，所述的D/A模块为DAC6574数字转模拟芯片。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本条码扫描器使用高速主控制器和协处理器并行处理激光发射和光信号接收处理任务，能够满足千次每秒的解码速度的需要，使得条码扫描器的扫描速度得到了大幅提高；同时激光发射模块发射出恒定光强的激光，并通过聚焦使其光斑变小而提高亮度，能够有效地减少外界光线的干扰，给光信号接收模块提供高信噪比的光信号，提高了扫描的清晰度。

2、本条码扫描器通过对光电信号幅值的监测以控制光信号接收模块的放大倍数，从而得到高信噪比的信号，从而使最大景深可以达到40cm，加大了扫描范围，扩展了条码扫描器的应用场合。

3、本条码扫描器设置有工作状态指示灯，通过工作状态指示灯能够实时显示出条码扫描器的运行状态，方便了用户的使用及维修。

4、本实用新型设计合理，其采用主控制器和协处理器并行处理方式，提高了扫描速度和扫描清晰度，加大了条码扫描器的景深，方便了用户的使用和维修，可广泛应用在扫描速度要求快、扫描范围宽以及环境复杂等场合。

附图说明

图1是本实用新型的壳体主视图；

图2是本实用新型的壳体后视图；

图3是本实用新型的控制电路方框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。

一种高速大景深一维激光条码扫描器，如图1和图2所示，由壳体1及其内部的控制电路构成。在壳体的前侧设有玻璃窗口2，用来发射激光和接收散射光，在壳体的后侧设置有接口插座3和工作状态指示灯4，接口插座为三排十五孔插座3，该接口插座包括电源接口、串行接口、信号输入接口、信号输出接口的功能引脚，工作指示灯包括如下三个工作状态指示灯：电源灯(PWR)、解码工作指示灯(GR)、串口工作指示灯(SCIR)，用来指示本条码扫描器的工作状态。

壳体内的控制电路，如图3所示，由主控制器、协控制器、激光发射模块、光信号接收模块、串口电平转换模块、SRAM存储器、FLASH存储器、D/A模块、信号输入模块、信号输出模块及工作状态指示灯构成并与电源模块相连接。电源模块的输入端与壳体上设置的接口插座相连接，接口插座上的电源接口与外部电源相连接，电源模块将外部电源转换后为控制电路提供稳定的工作电压。控制电路的具体连接关系为：主控制器通过总线接口与SRAM存储器和FLASH存储器相连接；该主控制器通过I/O端口与D/A模块相连接，该D/A模块通过一个输出端口与激光发射模块相连接；该主控制器通过串行端口连接一串口电平转换模块，该串口电平转换模块与壳体上的接口插座相连接；该主控制器通过I/O端口分别与信号输入模块和信号输出模块相连接，信号输入模块和信号输出模块均与壳体上的接口插座相连接；该主控制器通过I/O端口连接一组由发光二极管构成的工作状态指示灯；该主控制器通过I/O端口与协控制器相连接，该协控制器通过I/O端口与光信号接收模块相连接。下面分别对控制电路的主要部分进行说明：

电源模块主要由DC-DC电源芯片LM2675及DC-DC电源芯片LT1373构成，其中，LM2675电源芯片可以产生5V电压，LT1373电源芯片可以产生+12V和-12V电压，接口插座输入的8～40V电源经过滤波和稳压电路直接输入到LM2675芯片将电压转换为5V，5V电压再经LT1373芯片转换为+12V和-12V电压，电源模块输出稳定的工作电压为控制电路供电。

主控制器为TI公司的TMS320F2812数字信号处理器，该DSP处理器为高性能的32位CPU，采用哈佛总线结构，150MIPS的指令执行速度使得指令周期减小到6.67ns，从而提高了控制器的实时控制能力。其内部包含串行外设接口，两个串行通讯接口，增强的区域控制器网，和多通道缓冲串口，可以满足系统输出数据的需要。

激光发射模块采用的是DL-3147-165激光二极管，该激光二极管可发射出650nm波长的激光，功率5mW，工作电流35mA。

光信号接收模块采用的是BPW34光电二极管，此光电二极管具有高速高灵敏度的特点，并对红光波长敏感。

存储器包括SRAM存储器和FLASH存储器，其中，SRAM存储器为ISSI公司的IS61LV25616芯片，该芯片的存储空间为256K，总线宽度为16位，SRAM存储器的作用为程序运行时为程序代码提供外部备用空间；FLASH存储器为SST公司的SST39LF800芯片，该芯片的存储空间为512K，总线宽度为16位，FLASH存储器的作用是保存程序代码，在上电时引导硬件系统启动。

协控制器为ALTERA公司的EPM570可编程逻辑控制器，该协控制器的作用是对光信号接收模块输出的数据进行预处理和计算，处理后的数据发送给主控制器以供主控制器使用。

D/A模块采用TI公司的数字转模拟芯片DAC6574，该芯片位宽为10位，接口方式为IIC接口。该D/A模块从主控制器接收数字控制信号，将其转换为模拟电压信号以控制激光发射模块发送激光信号。

串口电平转换模块采用的SN75C3232LVTTL芯片，其与微处理器的串行端口相连接，实现对RS232信号的电平进行转换。

信号输入模块由光电隔离集成电路芯片TLP181构成，该模块与主控制器及接口插座的信号输入接口相连接，其对三个信号输入进行信号隔离，主控制器采用中断方式或查询方式实现对输入信号的接收，避免了外部输入信号引入的干扰，同时实现了对输入信号的实时处理。

信号输出接口由光电隔离集成电路芯片PS2702构成，该模块与主控制器及接口插座的信号输出接口相连接，其对三个信号输出进行信号隔离，具有输出电压高、驱动电流大的优点，上述三个输出信号可以通过控制继电器的开关实施对外部电路的控制。

本实用新型的工作过程如下：条码扫描器在扫描过程中，主控制器在其内部软件的控制下动态控制光信号接收模块的增益值，协控制器在和同步脉冲触发下采集光信号接收模块的输出信号并对脉冲宽度计数，然后将计数值送给主控制器，由主控制器分析处理后将解码值通过串行端口输出至外部其他设备。

本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种高速大景深一维激光条码扫描器，由壳体及其内部的控制电路构成，其特征在于：控制电路由主控制器、协控制器、激光发射模块、光电信号接收模块、存储器连接构成并与电源模块相连接，主控制器通过D/A模块与激光发射模块相连接，主控制器的串行端口与串口电平转换模块相连接，主控制器的I/O端口分别与协处理器、存储器相连接，协处理器与光信号接收模块，电源模块、串口电平转换模块分别与壳体上设置的接口插座相连接。

2.根据权利要求1所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的主控制器的I/O端口连接信号输入模块和信号输出模块，输入模块和信号输出模块的另一端与壳体上设置的接口插座相连接。

3.根据权利要求2所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的信号输入模块采用的是光电隔离芯片TLP181芯片，所述的信号输出模块采用光电隔离芯片PS2702芯片。

4.根据权利要求1或2或3所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的主控制器的I/O端口还连接一组由发光二极管构成的工作状态指示灯。

5.根据权利要求1所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的激光发射模块采用的是DL-3147-165激光二极管，所述的光信号接收模块采用的是BPW34光电二极管。

6.根据权利要求1所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的存储器包括SRAM存储器和FLASH存储器。

7.根据权利要求6所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的SRAM存储器为IS61LV25616芯片，所述的FLASH存储器为SST39F800芯片。

8.根据权利要求1所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的电源模块主要由LM2675电源芯片及LT1373电源芯片构成。

9.根据权利要求1或2所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的接口插座为三排15孔插座。

10.根据权利要求1或2所述的高速大景深一维激光条码扫描器，其特征在于：所述的主控制器为TMS320F2812数字信号处理器，所述的协处理器为ALTERA公司的EPM570可编程逻辑控制器，所述的串口电平转换模块为SN75C3232LVTTL芯片，所述的D/A模块为DAC6574数字转模拟芯片。

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