基于移動智能終端設(shè)備的激光掃碼系統(tǒng)

基于移動智能終端設(shè)備的激光掃碼系統(tǒng)

1usb接口系統(tǒng)通常的掃描設(shè)備包括武器和無線發(fā)射裝置。武器的北端有一個手柄，手上有一個數(shù)據(jù)接口。槍的前端是掃描頭，它連接到槍的體內(nèi)的pcb。pcb連接數(shù)據(jù)接口，數(shù)據(jù)接口接口端連接到wlangram。這樣的系統(tǒng)不僅硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且依賴于電腦設(shè)備，攜帶方便，不利于移動辦公場所。本文介紹了一種基于移動智能終端設(shè)備實現(xiàn)的激光掃碼系統(tǒng),攜帶使用方便,掃描效果好,不受環(huán)境及人為因素影響,包括條碼掃描傳感模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊、串口驅(qū)動模塊、JNI模塊、掃描服務(wù)模塊、應(yīng)用系統(tǒng)模塊、顯示模塊,電平轉(zhuǎn)換模塊。2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1由風(fēng)險轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換PDF417掃描模組采用模數(shù)轉(zhuǎn)換的方法探測條碼圖像上的黑條和白條,掃描光被黑條部分吸收,被白條部分反射,于是將黑色視覺信號轉(zhuǎn)換為電信號,再經(jīng)過整形、濾波,黑條和白條對應(yīng)不同的電壓值。由于在條和空的分界線處出現(xiàn)較大的電壓跳變,于是它的導(dǎo)數(shù)會出現(xiàn)極大值或極小值,因此使原始掃描信號經(jīng)過微分濾波器后,只要探測到大于門限電壓的跳變電壓就視為一個條空分界線(邊緣信號)。這樣可將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,條碼的條空寬度與所得的邊緣信號的間距成正比,然后再使用定時計數(shù)器計算條空的寬度比,完成條碼的檢測。2.2數(shù)據(jù)條碼生成條碼的編碼分為數(shù)據(jù)碼字編碼、錯誤糾正碼字編碼、前后行指示符3部分。將計算得到的碼字按表排列即可得到條碼的完整碼字。對于一組要編碼的數(shù)據(jù),首先按照數(shù)據(jù)的類別分別應(yīng)用不同的壓縮模式轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)碼字;然后按照生成條碼的行列要求對數(shù)據(jù)碼字進(jìn)行填充,使得數(shù)據(jù)碼字加上錯誤糾正碼字后能形成一個矩陣的形式;再按照指定的糾錯級別計算錯誤糾正碼字;最后每行的數(shù)據(jù)碼字加上起止符和左右指示符號字符,按行所對應(yīng)的簇查找符號字符。這樣就將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為符號字符形式,打印即得條碼,整個數(shù)據(jù)處理流程如圖2所示。對于原始數(shù)據(jù)流,初始化選擇合適的行數(shù)或列數(shù)、糾錯等級s,各變量清零、默認(rèn)壓縮模式為TC模式;完成兩個功能,一個是讀取數(shù)據(jù)信息放入數(shù)組,另一個是根據(jù)所讀的數(shù)據(jù)信息判斷出需要進(jìn)行哪一種壓縮模式,確定所選壓縮模式后,再針對不同壓縮模式對輸入數(shù)據(jù)信息進(jìn)行壓縮編碼。2.3支持關(guān)系系統(tǒng)可靠性技術(shù)整體系統(tǒng)主要包含以下幾個組成部分:條碼掃描傳感模塊:用于將一維碼或二維碼轉(zhuǎn)換成處理器能識別的數(shù)字信號;電平轉(zhuǎn)換模塊:用于降低條碼掃描傳感器輸出的數(shù)字信號電平;信號處理模塊:用于實現(xiàn)數(shù)字信號處理和顯示;串口驅(qū)動模塊:用于獲取硬件串口數(shù)據(jù),為上層提供打開串口設(shè)備和控制掃描模塊啟動的方法;JNI模塊:用于控制掃描接口,把c語言程序轉(zhuǎn)換為java語言程序;掃描服務(wù)模塊:用于注冊回調(diào)接口,調(diào)用JNI模塊為上層應(yīng)用提供服務(wù)接口;應(yīng)用系統(tǒng)模塊:用于提供不同的掃描模式和選擇系統(tǒng)UI界面,顯示模塊用于顯示掃描結(jié)果。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見圖3。2.4掃描傳感技術(shù)1)系統(tǒng)可以適配不同的掃描頭,包括新大陸、摩托羅拉、民德、霍尼韋爾等公司的產(chǎn)品。2)掃描頭可采用“逆向收集”(retro-collective)的光學(xué)設(shè)計,能夠提供更大的掃描范圍。3)條碼掃描傳感模塊、電平轉(zhuǎn)換模塊、信號處理模塊之間采用串口通信,每秒可以傳輸115200B,傳輸效率高。4)掃描的啟動和關(guān)閉是通過控制掃描頭的引擎管腳,增加了電平轉(zhuǎn)換模塊的目的主要是考慮到掃描頭和處理器之間對高電平的識別不一樣。5)系統(tǒng)相對復(fù)雜的邏輯通過c語言實現(xiàn),以提高處理效率。6)系統(tǒng)用按鍵來實現(xiàn)掃描頭的啟動,條碼掃描傳感模塊底層控制引擎的啟動通過ioctl函數(shù)實現(xiàn)。7)系統(tǒng)通過ioctl實現(xiàn)對掃描硬件的控制操作,通過epoll控制對掃描數(shù)據(jù)的接收,兩者配合實現(xiàn)對硬件底層的接口。8)系統(tǒng)硬件相關(guān)單獨放置在一個服務(wù)進(jìn)程里,這樣減少了代碼的耦合度,也為系統(tǒng)調(diào)試提供方便。9)系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)模塊選擇系統(tǒng)UI界面的方法為:不同UI界面對應(yīng)不同的回調(diào)函數(shù),采用觀察者模式,在串口驅(qū)動模塊有數(shù)據(jù)輸入的時候,回調(diào)對應(yīng)的數(shù)據(jù)給對應(yīng)的UI界面。10)串口驅(qū)動模塊對掃描數(shù)據(jù)的偵聽采用epoll函數(shù),用進(jìn)程阻塞的方式實時獲取掃描數(shù)據(jù),提高執(zhí)行效率。11)軟件中可適配不同的掃描頭,采用工廠模式,系統(tǒng)服務(wù)模塊和應(yīng)用程序模塊可在不同的進(jìn)程中運行,這樣提高了執(zhí)行效率,更加明確模塊的功能。3傳感和顯示接口系統(tǒng)工作流程見圖4,具體步驟如下。1)步驟一:打開串口設(shè)備,控制掃描模式;通過串口驅(qū)動模塊打開條碼掃描傳感模塊,應(yīng)用系統(tǒng)模塊提供掃描模式。2)步驟二:掃描并處理數(shù)據(jù);條碼掃描傳感模塊進(jìn)行條碼掃描,將一維碼或二維碼轉(zhuǎn)換成處理器能識別的數(shù)字信號,電平轉(zhuǎn)換模塊降低條碼掃描傳感器輸出的數(shù)字信號電平,信號處理模塊實現(xiàn)數(shù)字信號處理和顯示。3)步驟三:接收數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;串口驅(qū)動模塊獲取硬件串口的數(shù)據(jù),JNI模塊控制掃描接口,把c語言程序轉(zhuǎn)換為java語言程序。4)步驟四:注冊回調(diào)接口,調(diào)用JNI模塊為上層應(yīng)用提供服務(wù)接口;掃描服務(wù)模塊注冊回調(diào)接口,調(diào)用JNI模塊為上層應(yīng)用提供服務(wù)接口。5)步驟五:控制系統(tǒng)選擇UI界面顯示方式,顯示結(jié)果;應(yīng)用系統(tǒng)模塊選擇系統(tǒng)UI界面,信號處理模塊控制顯示模塊顯示掃描結(jié)果。4條碼解碼成功率基于移動智能終端的激光掃碼系統(tǒng),實測解碼速度≥5次/s,誤碼率≤0.000034%;在黑暗環(huán)境下可實時調(diào)整補光,滿足掃描要求;同時對褶皺、污損、破損、形變等情景下的條碼解碼成功率較高,誤碼率較小,完全滿足行