DE3340749C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuergerät, bei dem in einem Gehäuse eine Tastatur, eine Anzeigevorrichtung, eine Datenerfassungs­ elektronik mit einem programmgesteuerten Prozessor, einem Programm- und Datenspeicher, einer Batterie und einem Daten­ übertragungsstecker angeordnet ist, über den gespeicherte Daten ausgegeben werden können.

Es ist aus Computer Desing, Febr. 1982, S. 48, bekannt, Daten in batteriebetriebene tragbare Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuergeräte durch Eintasten einzugeben, in diesen abzuspeichern und die im Speicher gesammelten Daten gemäß einer Codierung und Prozedur an einen Modem und von dort über eine Datenübertragungsleitung an einem Empfänger zu leiten.

Es sind weiterhn Datenerfassungsgeräte bekannt, an die mit einem Kabel über eine Kabelschnittstelle ein Artikel-Loch­ kartenlesegerät angeschlossen ist. Dies bedeutet für den Benutzer, daß die beiden Geräte zur Artikel-Lochkarten­ eingabe und zum Eintasten jeweils gesondert ergriffen werden müssen, was umständlich und zeitraubend ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein tragbares, batteriebe­ triebenes Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuergerät mit einem angeschlossenen Artikel-Lochkartenlesegerät zu schaffen, bei dem die Kabelschnittstelle und das Kabel für das Artikel-Lochkartenlesegerät, Steuerungsaufwand und Batterieleistung eingespart wird und die Handhabung des Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuergerät mit dem Artikel-Lochkartenlesegerät vereinfacht ist.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß in dem Gehäuse des Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuergerätes ein Artikel-Lochkartenlesegerät angeordnet ist, das je eine sich gegenüberliegende Reihe von Leuchtdioden und Photosensoren enthält, und die Leuchtdioden von Stromquellen gesteuert bestromt werden, die von einem an den programmsteuerten Prozessor angeschlossenen Zählregister über einen nachgeschalteten Decoder angesteuert werden, dessen weiteren Decoderausgänge Zeilenleiter der Tastatur beaufschlagen, die in Form einer Matrix aus den Zeilenleitern und aus Spaltenleitern aufgebaut ist, in deren Matrixpunkten Schalter liegen, und daß die Photosensoren mit den Spaltenleitern verbunden sind, deren Ausgangssignale gemäß der zeitlichen Folgen der Bestromung der Zeilenleiter im programmgesteuerten Prozessor ausgewertet, zusammengefaßt und gespeichert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt. Sie betreffen einerseits die Schaltungs- und Steuerungstechnik, durch die ein sehr niedriger Stromverbrauch und eine kleine Bauweise, für eine leichte Handhabung gegeben ist, sowie andererseits den mechanischen Aufbau, der kompakt und einfach montier- und reparierbar gestaltet ist.

Der Aufwand und Stromverbrauch ist gering, weil eine einzige Steuerschaltung, d. h. ein Mikroprozessor, sowohl die Datenerfassung über die Tastatur wie über den Artikel- Lochkartenleser wie die Prozedur und Codierung der Datenübertragung steuert. Außerdem werden die Leuchtdioden des Artikel-Lochkartenlesers nur kurzzeitig und im Umfang dem Bedarf angepaßt bestromt.

Das Gerät besteht aus einer Ober- und Unterschale, in die der Artikel-Lochkartenleser und die gedruckten Leiterplatten mit den Bedien- und Bauelementen, in Führungen ausgerichtet, eingelegt und an Anschlägen gehalten sind, wobei diese Leiterplatten untereinander durch Steckverbinder elektrisch und mechanisch verbunden sind, so daß sie in einfachster Weise ausgetauscht oder ergänzt werden können.

In der folgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen tragbaren Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuergerätes dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Längsschnitt durch das Gerät.

Fig. 2 zeigt das Artikelkartenlesegerät in Richtung auf den Kartenein­ führschlitz gesehen.

Fig. 3 zeigt vergrößert im Ausschnitt die Lagerung des Artikelkarten­ lesers.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Gerät mit externer Anschluß­ elektronik und Ladegerät verkleinert.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der Geräteschaltung mit Anschluß­ elektronik.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild der Tastatur- und Lochkartenleser­ steuerung.

In Fig. 1 ist ein vertikaler Längsschnitt durch das in einer Hand zu haltende Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuergerät dargestellt. Das Gehäuse 1 a, 1 b besteht aus einer Ober- und einer Unterschale in der sich Durchbrüche 20, 30, 40, 50 für die Tastatur 2, eine Anzeige 3, einen Stecker 4 und für Artikelkarten K für einen Artikelkartenleser 5 mit passenden Abmessungen befinden. In dem Gehäuse 1 a, 1 b sind jeweils nahe den vier Ecken von oben und unten aufeinanderstehend ganz bzw. teilweise durchbohrte zylindrische Zapfen 11, in die vorzugsweise selbstschneidende Schrauben 14 eingedreht sind, die die Gehäuseschalen zusammenhalten. Auf die Zapfen 11 sind gedruckte Leiterplatten 61, 62, 63 mit Spielpassung in Bohrungen 12 vertikal geführt gehaltert. Die Leiterplatten sind unterein­ ander mit vertikalen Steckern bzw. Buchsen 71 bis 74 verbunden. Die Leiterplatten 61, 62, 63 tragen in bekannter Weise die elektronischen Bauelemente 13 und die Tastatur 2, die mit 5 × 5 oder 6 × 6 (Fig. 4) Tasten ausgestattet ist, und die alpha-numerische Anzeige 3, die aus einer Flüssigkristallanzeige mit zwei Zeilen zu 16 Zeichenfeldern mit je Zeichen 5 × 7 Punkten besteht.

Eine der Leiterplatten 62 trägt den Stecker 4, in dessen Umgebung das Gehäuse 1 b nicht geschnitten gezeigt ist, hinter dem sich ein Batterie­ kasten in bekannter Weise in dem Gehäuse 1 b befindet. Auf diesem Kasten und mit nicht sichtbaren Abstandshaltern bzw. der Anzeige 3 stützen sich die untere und obere Leiterplatte 61, 63 am Gehäuse gegen vertikale Verschiebung im geschlossenen Gehäuse 1 a, 1 b ab.

Der Artikelkartenleser ist vertikal an dem dem Bediener zugewandten Ende des Gerätes angeordnet. Eine Draufsicht von der Bedienungsseite zeigt Fig. 2. Zwei gedruckte Leiterplatten 53, 54 sind parallel beidseitig an zwei parallelen Schienen 51 befestigt. Diese Leiterplatten tragen, sich gegen­ überliegend, je eine Reihe von 8 Leuchtdioden LED 82 und Photodioden oder- transistoren 81 sowie einige weitere Bauelemente. Für den elek­ trischen Anschluß und eine mechanische elastische Halterung ist ein Stecker 76 an der Leiterplatte 54 parallel zu dieser abgewinkelt befestigt. Dieser Stecker steckt in einer Buchsenleiste 75, die auf der Leiterplatte 61 passend angeordnet ist. Die exakte Bestimmung der Lage des Artikel­ kartenlesers ist durch Kugeln 52 gegeben, die in Bohrungen 56 an den Stirnenden der Schienen 51 teilweise eingelassen sind und in Senkungen 57 (Fig. 3) in der Gehäusewandung 1 a beidseitig des Durchbruches 50 für die Karteneinführung zentriert sind, da sich die Leiterplatte 53 an der Gehäuse­ unterschale 16 abstützt.

Die Schienen 51 besitzen parallel gegenüberliegende Führungsnuten 55 und obenendig auf diese zugerichtete Konusführungen 58 für die Erleichterung der Einführung der Artikelkarten K. Der Durchbruch 50 im Gehäuse 1 entspricht dem äußeren Rand der Kronen. Die Weite der Führungsnuten ist etwas geringer als der Abstand der Leuchtdioden 82 und Photosensoren 81.

In Fig. 4 ist eine Ausführung des Datenerfassungsgerätes dargestellt, wobei zur Vereinfachung nur je 8 Anzeigestellen pro Zeile ausgeführt sind. Die Tastatur hat ein Tastenfeld mit 6 × 6 Drucktasten, die mit bistabilen Druckfedern in bekannter Weise ausgeführt ist. Die Tastenbelegung ist mit einem vollen Alphabet und einem genormten Addiermaschinenfeld vorge­ sehen. Außerdem können die 24 freien Positionen mit Funktionen belegt bzw. beschriftet sein. Die bistabilen, leicht kugelförmig erhabenen Druck­ tastenpunkte haben ca. 7 mm Durchmesser und einen Mittenabstand von 14 mm, so daß ein sicherer Bedienungsbereich von mindestens 10,5 mm von jedem Tastenmittelpunkt nach jeder Seite gegeben ist, in dem die benachbarten Druckfedern nicht versehentlich berührt werden, was noch das übliche halbe Tastenraster von 8,5 mm übertrifft, obwohl die Tastatur 20% linear kleiner ist und 40% weniger Flächenbedarf hat. Diese Tasten­ ausführung bzw. Anordnung führt vorteilhaft zu einer weiteren Steigerung der Anwendungsmöglichkeiten des Gerätes durch die volle Alphatastatur, wobei das Gerät trotzdem leicht in einer Hand gehalten werden kann und die Bedienung zuverlässig ist. Auch bleibt der Platz für die Anordnung des Artikelkartenlesers 5 auf der Bedienungsseite des Gerätes.

Das Gerät 1 ist am Stecker 4 über den Stecker 4 a mit einem Doppelkabel einerseits über Kabel 41 mit dem Batterieladegerät 43 zu einer Netzver­ sorgung verbunden und mit dem Kabel 42 an den Modem 45 angeschlosen, das weiterhin über den Anschluß 46 mit dem Datenübertragungsleitungs­ stecker 47 in Verbindung steht.

Der Modem 45 wird ebenfalls über das Ladegerät 43 mit Spannung versorgt. Die Schnittstelle 44 zum Modem 45 entspricht in den Signalen z. B. der CCITT-Norm V24 (RS232) oder V30/V31 je nach Art des Modems, und die Prozedur die teils modem- und leistungsspezifisch den Verbin­ dungsaufbau als auch den Verkehr mit der Gegenstelle z. B. einem Computer betrifft, wird nach DIN-ISO-Normen BSC, SDLC oder ähnlichem abgewickelt.

Es kommt aus preislichen Gründen angepaßt an das Verkehrsvolumen vorzugsweise ein genormtes Modem D20 P-A zum Einsatz, für das zur Ansteuerung der Mehrfrequenzgruppen ein vorentschlüsselter Code in bestimmter Zeitfolge vorgegeben ist. Dieser Code wird in der vorgegebenen Folge direkt von dem Datenerfassungsgerät nach Start der Funktion an die Schnittstelle ausgegeben. Durch eine andere Programmvorgabe kann auch ein anderer Code in anderer Folge ausgegeben werden, wenn ein anderer Modem oder ein anderer Computer angeschlossen ist.

Fig. 5 zeigt das Datenerfassungsgerät in Verbindung mit dem Ladegerät 43 und dem Modem 45. Das Kabel 42 ist hierbei in Teilen 42 a, 42 b ausein­ andergezogen dargestellt.

Die gesamte Elektronik ist im CMOS-Technologie ausgeführt, um einen möglichst geringen Stromverbrauch zu gewähren. Die Verarbeitung und Programmsteuerung erfolgt durch den Prozessor MP, der mit dem Programm- und Datenspeicher S in Verbindung steht. Der Ablauf des Prozesses wird mit der Uhr C gesteuert. Eingangsseitig ist die Tastatur 2 mit dem Artikel­ kartenleser 5 und der Modem 45 an den Prozessor MP angeschlossen. Aus­ gangsseitig ist die Anzeige 3 und der Modem 45 sowie die Steuerung der Tastatur 2 und des Lesers 5 mit ihm verbunden.

Um den Erhalt der Daten bei abfallender Batteriespannung zu sichern, erfolgt die Versorgung des Prozessors MP über eine Grenzwächterschaltung G. Bei angeschlossenem Ladegerät 43 wird über eine bekannte Lade­ schaltung L die Batterie A geladen und von dieser der Speicher S ständig versorgt. Der Prozessor MP wird nur dann angeschaltet, wenn die Grenz­ wächterschaltung G eine Spannung oberhalb eines vorgegebenen Niveaus mißt und die Einschalttaste EIN betätigt worden ist. Eine bistabile Schaltung hält diesen Zustand, so lange bis das Spannungsniveau unter den Grenzwert absinkt oder der Prozessor ein Zeitsignal Z abgibt, das er dann ausgibt, wenn die zuletzt erfolgte Eingabe über die Tastatur 2 oder den Leser 5 verarbeitet ist bzw. alle gesammelten Daten übertragen sind und die Übertragungsprozedur abgeschlossen ist und danach der Ablauf einer vorgegebenen Zeit vermittels der Zählung von Signalen der Uhr C von Prozessor MP festgestellt ist.

Somit ist bei praktisch ständiger Funktionsbereitschaft des Gerätes ein minimaler Stromverbrauch gewährleistet, was zu einer Reduzierung der Batteriegröße führt.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild der Tastatur 2 und des Lesers 5, die schaltungstechnisch so verknüpft sind, daß die Leserelektronik sehr einfach ist, und der Prozessor keine zusätzlichen Ein- oder Ausgänge zu dessen Ansteuerung benötigt. Weiterhin ist die Leseschaltung so ausgelegt, daß nur dem Bedarf angepaßt Strom verbraucht wird und der Spitzenstrom nur gering ist, was die Gefahr des frühzeitigen Ansprechens der Grenzwächter­ schaltung G bannt.

Die Tastatur ist als Matrix mit den Schaltern S 12 bis S 66 aufgebaut. Der Einschalter EIN auf Position S 11 ist nicht in die Matrix einbezogen. Die sechs Ausgänge der Matrix führen zu den Eingangsschaltungen des Prozessors MP.

Der Prozessor steuert eine Abfrageschaltung, die aus einem Zählerregister CR mit einem nachgeschalteten Decoder D besteht, dessen Ausgänge mit den Zeilen der Matrix verbunden sind. Durch das Rücksetzsignal Res wird der Zähler in die Anfangsstellung gebracht, und durch Weiterschaltimpulse Ct wird jeweils Zeile für Zeile abgefragt. Nach dem Durchlauf der Tastatur werden die weiteren Ausgangssignale jeweils auf steuerbare Stromquellen I 1 bis I 4 gegeben, die jeweils zwei in Serie geschaltete Leuchtdioden L 1, L 2; bis L 7, L 8 (in Fig. 1 Pos. 82) bestromen.

Diese sind optisch den Photosensoren P 1, P 2; bis P 7, P 8 (in Fig. 1, Pos. 81) zugeordnet, die jeweils in den Matrixpunkten angeschlossen sind. Die Strecke Leuchtdiode L 1/Photodiode P 1 dient der Prüfung, ob eine Karte K vorhanden ist. Ist keine vorhanden, so wird der Zähler CR vom Prozessor MP zurückge­ setzt, und kein weiterer Strom für Leuchtdioden verbraucht. Die Photodiode P 2 ist der Kontrollochreihe zugeordnet. Nur wenn eine Karte vorhanden und die Kontrollreihe mit einem Loch bei der Abfrage signalisiert wird, werden die übrigen Stromquellen 12, 13, 14 nacheinander bestromt, wobei die Ausgangssignale gemäß dem Lochcode von den Photodioden P 3 bis P 8 paarweise nacheinander vom Prozessor aufgenommen und in den internen Code umcodiert und abgespeichert werden.

Somit ist der Strombedarf minimiert, aber stets eine Betriebsbereitschaft gegeben. Durch die Serienschaltung jeweils zweier Leuchtdioden ist das für die CMOS-Schaltungen vorhandene Spannungsniveau optimal der Brennspannung der Leuchtdioden bei Impulsbetrieb angepaßt.

Steuerungsmäßig stellt die Leserschaltung eine Untermenge der Tastaturschaltung dar. Sofern der Prozessor eine ausreichende Anzahl Ausgänge besitzt, kann dieser auch intern die Zähl- und Decodierfunktion ausführen.

Auch kann andererseits die Eingangsschaltung, wie gezeigt, direkt oder über Codeumsetzer erfolgen. Auch kann das Datenerfassungsgerät um weitere Anschlüsse von Peripheriegeräten oder in ihm ein andersartiger bekannter Artikelnummernleser, z. B. für einen genormten Balkencode EAN 8, EAN 13, VPC 6, VPC 12 (Europa Artikel Nummer: Universal Produkt Code), erweitert bzw. eingesetzt sein.

Statt eines Modems 45 mit einem Leistungsanschluß 47 kann auch ein Tongenerator mit einem bekannten Akustikkoppler vorgesehen sein. Der Tongenerator wird dann mit den Frequenzen zugeordneten Signalen und in geeigneter Taktung angesteuert.

Claims (7)

1. Tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuer­ gerät, bei dem in einem Gehäue (1) eine Tastatur (2), eine Anzeigevorrichtung (3), eine Datenerfassungselektronik mit einem programmgesteuerten Prozessor (MP), einem Programm- und Datenspeicher (S), einer Batterie (A) und einem Datenübertragungsstecker (4) angeordnet ist, über den gespeicherte Daten ausgebbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Gehäuse (1) ein Artikel-Lochkartenlesegerät (5) angeordnet ist, das je eine sich gegenüberliegende Reihe von Leuchtdioden (82; L 1-L 8) und Photosensoren (81; P 1-P 8) enthält,
und die Leuchtdioden (82; L 1-L 8) von Stromquellen (11-14) gesteuert bestromt werden, die von einem an den programmgesteuerten Prozessor (MP) angeschlossenen Zählregister (CR) über einen nachgeschalteten Decoder (D) angesteuert werden, dessen weiteren Decoderausgänge Zeilenleiter der Tastatur (2) beaufschlagen, die in Form einer Matrix aus den Zeilenleitern und aus Spaltenleitern aufgebaut ist, in deren Matrixpunkten Schalter (S 12-S 66) liegen,
und daß die Photosensoren (P 1-P 8) mit den Spaltenleitern verbunden sind, deren Ausgangssignale gemäß der zeitlichen Folge der Bestromungen der Zeilenleiter im Prozessor (MP) ausgewertet, zusammengefaßt und gespeichert werden.

2. Tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuer­ gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß die Leuchtdioden (82; L 1-L 8) zeitlich nacheinander, vorzugs­ weise paarweise in Serie geschaltet, bestromt werden, wobei als erste eine Artikel-Lochkartenidentifizierungs- Leuchtdiode (L 1) und eine Kontrollochungsleuchtiode (L 2) bestromt werden und die Signale der zugehörigen Photosen­ soren (81; P 1, P 2) dem programmgesteuerten Prozessor (MP) zugeführt werden, von dem sie in der Weise ausgewertet werden, daß bei Vorhandensein einer Artikel-Lochkarte und eines Kontrolloches die übrigen Leuchtdioden (P 3-P 8) nacheinander, ggf. paarweise, bestromt werden und andernfalls deren Bestromung für einen vorgegebenen Zeitraum unterbrochen wird und nur die Tastatur (2) zeilenweise beaufschlagt wird.

3. Tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuer­ gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (MP) die Signale der Photosensoren (P 1, P 2), die den Artikel-Lochkartenidentifizierungs- und Kontrollochungs- Leuchtdioden (L 1, L 2) zugeordnet sind, derart auswertet, daß er bei Vorhandensein einer Artikel-Lochkarte und eines Kontrolloches ein Zählsignal (Ct) an das Zählregister (CR) abgibt und andernfalls ein Rücksetzsignal (Res) an das Zählregister (CR) abgibt.

4. Tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuer­ gerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tastatur (2), die Anzeigevorrichtung (3), der programmgesteuerte Prozessor (MP), der Programm- und Datenspeicher (S), die Batterie (A) und der Datenübertra­ gungsstecker (4) auf gedruckten Leiterplatten (61, 62, 63) angeordnet sind und diese mit Steckern (71-74) unterein­ ander elektrisch verbunden sind und mechanisch elastisch gelagert sind, indem sie auf vertikalen Zapfen (U), die sich in einer oberen und unteren Gehäuseschale (1 a, 1 b) befinden, in Führungsbohrungen (12) vertikal geführt sind und sich durch Anschläge und Abstandshalter nach oben und unten im Gehäue (1) abstützen, wobei die Tastatur (2), die Anzeigevorrichtung (3) und der Stecker (4) in passenden Durchbrüchen (20, 30, 40) in der Gehäusewand liegen, und daß das Artikel-Kartenlesegerät (5) hinter einem schlitzartigen Gehäusedurchbrauch (50) angeordnet und mit einem Steck­ verbinder (75, 76) auf einer der Leiterplatten lösbar befestigt ist.

5. Tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuer­ gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (76), die Leuchtdioden (82) und die Photo­ sensoren (81) auf parallel, beidseitig zu zwei Schienen (51) montierten Trägerplatten (53, 54) befestigt sind.

6. Tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuer­ gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (51) längsparallele Nuten (55) zur Artikel-Lochkar­ tenführung haben und an den einführungsseitigen Stirnenden Konusführungen (58) zu den Nuten (55) orientiert tragen und daß die Nuten (55) etwas weiter sind, als eine Artikel-Loch­ kartendicke ist, und etwas enger sind, als der Abstand der Leuchtdioden (82) zu dem jeweils gegenüberliegenden Photosensor (81) ist.

7. Tragbares Datenerfassungs- und Datenübertragungssteuer­ gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienen (51) an den einführungsseitigen Stirnenden Zentrierungen mit teilweise eingesenkten Kugeln (52) tragen, die in Senkungen (57) in der oberen Gehäuseschale (1 a) beidseitig des Durchbruches (50) lagern, der in Länge und Weite gemäß den Konusführungen (58) und dem Nutenabstand ausgebildet ist, und daß die eine der Trägerplatten (53), die nicht den Steckverbinder (76) trägt, eine solche Länge und Lage hat, daß sie endseitig an der unteren Gehäuseschale (1 b) abgestützt ist.