專利名稱：利用發(fā)光二極管感光特性來識別條碼的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
利用發(fā)光二極管感光特性來識別條碼的裝置技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種圖像識別裝置和方法，尤其涉及一種條碼識別裝置和方法。
背景技術(shù)：
條碼技術(shù)已很普遍地存在于人們的生活中，超市、書店、百貨公司等商 業(yè)場所已大量采用條碼技術(shù)來完成商品的識別和計價。 一般的二維條碼是由 多個并列的黑白條紋組成，也以包括灰色條紋，下文也將這些條紋稱為色塊。 這些色塊的色度組合起來對應(yīng)于一個唯一 的序列號。傳統(tǒng)的條碼讀取裝置中主要包括光感測器，通常采用線性的圖像感測 單元并排列成條狀；光源， 一般為發(fā)光二極管(LED),也是排列成條狀， 以照亮圖像感測單元所要照明的條狀區(qū)域；鏡頭，當(dāng)光源發(fā)出可見光或紅外 光照射條碼后，產(chǎn)生的反射光由鏡頭進入圖像感測單元。反射光到達圖像感 測單元后產(chǎn)生條碼圖像。在識別時，是用光感測器將接收反射光的光通量轉(zhuǎn) 化為電通量，反射光的光通量與色塊的色度有關(guān)，因而根據(jù)電通量可識別出 對應(yīng)位置上色塊的色度，進而得到該條碼對應(yīng)的序列號(ID)。具體地，可 參照美國專利US5616507以及CN00117626中公開的條碼掃描裝置。但是，這種條碼識別技術(shù)利用了 LED的發(fā)光特性，并沒有利用LED本 身具有的感光特性，從而需要采用價格較昂貴的光感測器。其存在成本高昂， 產(chǎn)品體積大的缺點。實用新型內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種利用發(fā)光二極管感光特性來識別 條碼的裝置及其方法，其電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。本發(fā)明的構(gòu)思是利用LED在接受光照的時候，產(chǎn)生的光電流與光照 強弱有關(guān)，借由此來識別目標(biāo)色塊的深淺。即LED對不同光強的感測情況 不同，從而識別出不同顏色，利用黑白或黑白灰色組成條形碼，即可采用本 發(fā)明的裝置和方法識別出不同條形碼的序列號。基于以上構(gòu)思，本發(fā)明提供了 一種利用發(fā)光二極管感光特性來識別條碼 的裝置，其特征在于，包括相互連接的發(fā)光二極管陣列和控制處理器，所述 發(fā)光二極管陣列至少包括排列在一列上的至少2個發(fā)光二極管。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述發(fā)光二極管陣列分為一個或多個掃描組，每個掃描組又包括一個或 多個光收發(fā)組，每一光收發(fā)組至少包括相鄰的一發(fā)射發(fā)光二極管和一接收發(fā) 光二極管，且每一掃描組中各個接收發(fā)光二極管并聯(lián)，各個發(fā)射發(fā)光二極管 的負極并聯(lián)，分別電連接到所述控制處理器的不同管腳，這些管腳和地之間 連接有電容。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述各個掃描組中相同序號的發(fā)光二極管的正極相連，再分別連接到所 述控制處理器上相應(yīng)的管腳。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述控制處理器采用一微處理器芯片實現(xiàn)，該芯片具有片內(nèi)RAM。 進一步地，上述裝置還可具有以下特點 還包括一與所述控制處理器相連的外部非易失性存儲器。 進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述控制處理器控制各個光收發(fā)組依次掃描，檢測接收發(fā)光二極管的放 電時間，與相應(yīng)發(fā)光二極管對標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，結(jié)合條碼 序列號對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合，判斷出所掃描條碼的序列號。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述控制處理器包括校準(zhǔn)控制單元、放電時間;險測單元、數(shù)據(jù)存儲單元 和序列號識別單元，所述掃描控制單元與放電時間;險測單元和校準(zhǔn)控制單元相連，所述放電時間檢測單元還與校準(zhǔn)控制單元和數(shù)據(jù)存儲單元相連，所述 數(shù)據(jù)存儲單元還與校準(zhǔn)控制單元和序列號識別單元相連，所述序列號識別單 元還與校準(zhǔn)控制單元或掃描控制單元相連。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述掃描控制單元控制各掃描組中的光收發(fā)組依次掃描，在一次掃描 中，先對組中的接收發(fā)光二極管加反向偏壓使其充電，然后對該組的一發(fā)射發(fā)光二極管加正向偏壓使其發(fā)光并取消在接收發(fā)光二極管負極施加的電壓；所述放電時間檢測單元檢測各接收發(fā)光二極管的放電時間，輸出到所述數(shù)據(jù)存儲單元；所述校準(zhǔn)控制單元觸發(fā)掃描控制單元進行校準(zhǔn)相關(guān)的掃描動作，根據(jù)記 錄的各發(fā)光二極管的放電時間值，記錄或推算出各個接收發(fā)光二極管在標(biāo)準(zhǔn) 色塊覆蓋下的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)并保存在所述數(shù)據(jù)存儲單元；所述序列號識別單元從所述數(shù)據(jù)存儲單元讀取檢測到的放電時間數(shù)據(jù) 和放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，才艮據(jù)條碼用于方向識別的色塊對應(yīng)的放電時間數(shù)據(jù)判 斷該條碼的放入方向后，將對用于序列號識別的色塊對應(yīng)的放電時間數(shù)據(jù)與 標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，結(jié)合條碼序列號對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合， 判斷出所掃描條碼的序列號。所述數(shù)據(jù)存儲單元保存檢測到的放電時間數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)后各接收發(fā)光二極 管在標(biāo)準(zhǔn)色塊覆蓋時的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及序列號識別單元的計算結(jié)果。進一步地，上述裝置還可具有以下特點所述LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置有超出LED發(fā)光面0.5 5rnrn 的距離的突緣。綜上所述，本發(fā)明利用LED的感光特性，并結(jié)合特定的充電、發(fā)光和 放電時序，實現(xiàn)了對條形碼的掃描和識別，其電路結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了成 本，具有很好的市場前景。


圖1是本發(fā)明實施例條碼識別裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是圖l裝置的一種硬件實現(xiàn)圖。圖3A是本發(fā)明條碼及其對應(yīng)LED陣列的一個示例的示意圖。 圖3B是本發(fā)明條碼及其對應(yīng)LED陣列的另一示例的示意圖。 圖4是與圖3同一示例的條碼識別裝置對準(zhǔn)條碼掃描的示意圖。 圖5是接收LED負極放電波形圖。圖6本發(fā)明示例所有27個序列號對應(yīng)的色塊組合及其序列號的示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行詳細說明。圖l是本實施例條碼識別裝置的結(jié)構(gòu)框圖，如圖所示，包括相互連"l妄的 LED陣列11和控制處理器12。其中LED陣列11至少包括排列在一列上的多個LED,本實施例中均以 一 列 為例進行說明，這里的"排列在一列"是依照一般的習(xí)慣來描述，將其寫成 "排列在一行"或者"排列一條直線上"應(yīng)視之為完全等同的描述?？刂铺幚砥?2用于控制各個光收發(fā)組依次掃描，檢測接收LED的放電 時間，與相應(yīng)LED對標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，結(jié)合條碼序列號 對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合，判斷出所掃描條碼的序列號。該控制處理器可以進一步分為掃描控制單元121,用于將LED陣列分為一個或多個掃描組，控制各掃 描組中的光收發(fā)組依次掃描。每一光收發(fā)組由相鄰的至少兩個LED組成。 在光收發(fā)組的一次掃描過程中，先對組中的接收LED加反向偏壓使其充電， 然后對該組的 一個發(fā)射LED加正向偏壓使其發(fā)光并取消在接收LED負極施 加的電壓，接收LED將進行;改電。放電時間檢測單元122,用于檢測接收LED的放電時間，輸出到數(shù)據(jù)存儲單元123。具體可以檢測接收LED負極的端電壓，計算從開始放電(接 收LED負極懸浮且發(fā)射LED加有正向偏壓的最早時刻)到接收LED負極 電壓變化到與正極相等的時間，即為放電時間。校準(zhǔn)控制單元123，用于觸發(fā)掃描控制單元進行校準(zhǔn)相關(guān)的掃描動作， 根據(jù)記錄的各LED的放電時間值，記錄或推算出各個接收LED在標(biāo)準(zhǔn)色塊 覆蓋下的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)并保存在數(shù)據(jù)存儲單元。序列號識別單元124,用于從數(shù)據(jù)存儲單元讀取檢測到的放電時間數(shù)據(jù) 和放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，先根據(jù)首尾色塊(不局限于首尾，可以是條碼任何位 置上的用于方向識別的色塊)對應(yīng)的放電時間數(shù)據(jù)判斷該條碼的放入方向， 再將對中間色塊(不局限于中間色塊，可以是條碼任何位置上的用于序列號 識別的色塊)掃描得到的放電時間數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)色塊的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)比 較，結(jié)合條碼序列號對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)色塊組合，判斷出所掃描條碼的序列號。其 識別可以由掃描控制單元在掃描完成后觸發(fā)，也可以由校準(zhǔn)控制單元在完成 本次放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)計算后觸發(fā)。識別的具體方法見下文。數(shù)據(jù)存儲單元125，用于保存檢測到的放電時間數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)后各接收 LED在標(biāo)準(zhǔn)色塊覆蓋時的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以及序列號識別單元的計算 結(jié)果。該數(shù)據(jù)存儲單元可以采用芯片內(nèi)部的RAM來實現(xiàn)。上述裝置還可以增加一個與所述控制處理器相連的非易失性存儲器如 EEPROM，用于在失電狀態(tài)下保存檢測得到的各接收LED在標(biāo)準(zhǔn)色塊覆蓋 下的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，還可以記錄序列號的識別結(jié)果等。應(yīng)說明的是，以上的單元劃分及其名稱并不是唯一的，但只要是實現(xiàn)了 上述功能，均應(yīng)視為等同的裝置。圖2是實現(xiàn)上述裝置的一個示例的硬件連接圖，如圖所示，包括在一列 上的16個LED (LED0 LED15 )分為兩個掃描組，每組包括8個排為一列 LED,從第1個LED開始，相鄰兩個LED編為一個光收發(fā)組且不同光收發(fā)組的LED不同，Dl、 D3.......D15為發(fā)射LED, D2、 D4.......D16為4妄收LED。在每一掃描組，各個發(fā)射LED和各個接收LED的負極分別并聯(lián)， 然后再分別連接到接腳IOC0 IOC3，接腳IOC0 IOC3均通過一電容接地。2 個掃描組中相同序號的兩個LED正級并聯(lián)并連接到一接腳，序號為1的2個LED正級并聯(lián)后連接到IOD0接腳，序號為2的2個LE正級并l關(guān)后連接 到IOD1接腳，依此類推。各個接腳再電連接到MCU (微處理器)(圖中 略)相應(yīng)的管腳。控制處理器可采用Generalplus (凌通公司)的GPC1系列 芯片。在進4亍條碼識別之前，需將一列上的LED分為一個或多個掃描組，確 定每一掃描組中要依次進行掃描的光收發(fā)組。由于發(fā)射LED是正對其下的色塊打光的，其相鄰甚至更遠的LED都可 以收到該圖形塊的反射光。為了避免多個色塊反射光對同一接收LED的干 擾，同時工作的多個光發(fā)收組之間應(yīng)間隔足夠的距離。為此將一列LED劃 分為一個或多個掃描組，不同掃描組包括一個或多個光收發(fā)組，不同掃描組 的光收發(fā)組可同時掃描，但同 一掃描組中的光收發(fā)組只能依次進行掃描。那么如何選擇LED組成光收發(fā)組呢？本實施例是將一列上的相鄰LED 兩兩組合為若干光收發(fā)組。在其它實施例中，光收發(fā)組除了兩兩組合這種方 式外，也可以將3個連續(xù)LED作為一個光收發(fā)組，掃描時中間的LED作為 發(fā)射LED，與其相鄰的兩個LED作為接收LED。以上雖然列舉了光收發(fā)組 組成的一些示例，但并不用于限制本發(fā)明，例如在有多列LED時，也可以 將兩列或更多列中在LED陣列同一^f亍上的至少兩個LED ( 2個或3個為佳) 組成光收發(fā)組，可以實現(xiàn)同樣的掃描功能。再以一個示例對以上內(nèi)容進行一下說明，假定要識別的條碼1的編碼格 式如圖3所示，包括5個連續(xù)排列的矩形色塊。最外側(cè)的首、尾色塊的顏色 一個為白色、 一個為黑色，可以用于識別條碼的正向或反向，另外還可以作 為校準(zhǔn)的依據(jù)。中間的3個色塊用于識別條碼的序列號，單一色塊的灰度值 區(qū)分為三個等級，即黑、白、灰。針對該條形碼，相應(yīng)的識別裝置上可以采用IO個排成一列的LED2構(gòu) 成LED陣列，將10個LED分為5組，每組包括的2個相鄰的LED作為一 個光收發(fā)組，每一光收發(fā)組用于掃描一個色塊，因此在設(shè)置LED間的距離 時，使得每一光收發(fā)組的LED可以分別對準(zhǔn)相應(yīng)的色塊，且一個光收發(fā)組 的多個LED的距離越近效果越好。至于光掃描組的劃分取決于色塊的寬度，如果兩個相鄰光收發(fā)組的距離 足夠遠，可以將每個光收發(fā)組作為一個掃描組。如果距離很近，可以將所有5個光收發(fā)組作為一個掃描組，其他的劃分，如將相鄰的2個、3個或4個 光收發(fā)組作為一個掃描組，都是可以的。但是，在本發(fā)明中，也不是一對LED收發(fā)組必須對應(yīng)一個條形色塊。 圖3B是另一個示例，該示例中要識別的條碼包括2個色塊，LED陣列包括 3個LED,從左至右依次稱為LED1、 LED2和LED3。其中在掃描位置，LED1 對準(zhǔn)色塊l, LED3對應(yīng)色塊2，而LED2位于兩個色塊的邊界位置。此時， 可以將LED、 LED2和LED3編為一個光收組，該光收發(fā)組可進行多次掃描， 每次掃描時的發(fā)射LED不同，如第1次掃描時LED1打光，LED2 (或LED2 和LED3 )接收，得到的放電時間值記為第1個色塊對應(yīng)的放電時間值；第 2次掃描時LED3打光，LED1 (或LED1和LED2 )接收，得到的放電時間 值記為第2個色塊的放電時間值，也可以。本實施例條碼掃描的流程包括以下步驟第一步，將條碼識別裝置的LED陣列對準(zhǔn)要掃描的條碼，使得條碼上 的每一 色塊至少對應(yīng)于一個光收發(fā)組；本實施例采用有固定機構(gòu)底座的架構(gòu)來實現(xiàn)對準(zhǔn)，使得每個色塊固定對 準(zhǔn)一個光收發(fā)組，對準(zhǔn)后的位置關(guān)系請參照圖4。另外可在增加LED數(shù)量 的基礎(chǔ)上，并通過軟件識別處理，達成無固定機構(gòu)底座的方式。LED裝置與條碼的垂直距離介于0-5cm之間均可，以小于5mm為佳， 距離太大容易受到外界光線的干擾，且使得可同時掃描的光收發(fā)組減少。為 此，可以在LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置突緣，超出LED發(fā)光面的 0.5 5mm的距離。第二步，啟動掃描后，控制各個掃描組中的所有光收發(fā)組依次完成掃描；一般來說，可以將最上端或最下端的光收發(fā)組作為第一個開始掃描的光 收發(fā)組。每一光收發(fā)組的單次掃描過程都是一樣的。本實施例中，是先對接 收LED加一#史時間的反向偏壓^吏其充電，然后對發(fā)射LED加正向偏壓4吏其發(fā)光并取消在接收LED負極施加的電壓，如將其負極變?yōu)閼腋?，同時正極 電壓不變?nèi)鐬榈碗娖剑摰碗娖娇梢詾橐换鶞?zhǔn)電壓如1/2Vcc。掃描圖形的 反射光使接收LED的負極放電，高電平逐漸變化為低電平。檢測出接收LED 的放電時間并保存，即完成一次掃描。圖5示出了接收LED充放電波形的一個示例。掃描處理部分利用微控 制器控制LED充電、發(fā)光和放電，通過識別放電時間來識別所掃描圖形反 射光的強度，從而判斷出該處的灰度。放電時間越長，則光強度越弱，該處 的灰度越暗，越偏向于黑色；放電時間越短，則光強度越強，該處的灰度越 亮，越偏向于白色。因為色塊中各區(qū)域色度是一樣的，因為一個光收發(fā)組只需掃描一次即可 完成對色塊的檢測。不過將同一光收發(fā)組的發(fā)射LED和接收LED互換，再 進行一次掃描，或者將若干光收發(fā)組對應(yīng)于一個色塊進行至少兩次掃描，以 多次掃描得到的放電時間作為判斷色塊顏色的依據(jù)也是可以的。如可以分別 判斷，以與基準(zhǔn)值差值最小的放電時間作為判斷依據(jù)，或者以不同結(jié)果中較 多數(shù)目的判斷結(jié)果為準(zhǔn)。不需要在第一個光收發(fā)組放電完成后，再對第二個光收發(fā)組中的接收 LED進行充電，這樣將延長掃描時間。本實施例在第一個光收發(fā)組充電完 成后，即可開始對第二個光收發(fā)組的接收LED進行充電，在第一個光收發(fā) 組的發(fā)射LED打光結(jié)束后，第二個光收發(fā)組的接收LED已完成充電，可以 立即控制第二個光收發(fā)組的發(fā)射LED打光。這樣可以加快掃描過程。在實際應(yīng)用中，由于每個LED對應(yīng)于同一色度的光度放電能力不同， 且其性能在使用過程中也可能發(fā)生變化。因而需要檢測到的放電時間數(shù)據(jù)做 校準(zhǔn)?；谝陨系臈l碼掃描方法和采用的校準(zhǔn)方法，實現(xiàn)條碼識別的總體流 程可以采用以下兩種方式第一種第 一種是采用外接存儲裝置進行預(yù)校準(zhǔn)的方式。包括以下步驟A,先外接一存儲裝置，將LED陣列對標(biāo)準(zhǔn)黑、白和灰色色塊進行預(yù)打光，存儲下各LED對于標(biāo)準(zhǔn)黑、白和灰色的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；根據(jù)LED性能的穩(wěn)定性，可以每次都進行預(yù)打光，記錄當(dāng)前的放電時 間基準(zhǔn)值，也可以只在最初使用時進行預(yù)打光記錄一次基準(zhǔn)值，或者，也可 以間隔一段時間進行預(yù)打光更新記錄的基準(zhǔn)值。所謂放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)即可以是檢測到的原始放電時間，也可以是將其 換算后如取對數(shù)等之后的值。B，對要識別的條碼進行掃描，檢測出各色塊對應(yīng)的接收LED的放電時間；C,先根據(jù)首尾色塊對應(yīng)LED的放電時間數(shù)據(jù)判斷出該條碼的放入方向；D，將對中間色塊對應(yīng)LED的放電時間邀:據(jù)分別與存^f諸的該LED在標(biāo) 準(zhǔn)黑、白和灰色色塊覆蓋時的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進行比較，判斷各個LED 乂十應(yīng)色塊的顏色；可以將檢測的LED放電時間數(shù)據(jù)與該LED的3種放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)相 減，將差值絕對值最小的標(biāo)準(zhǔn)色塊的顏色作為該LED對應(yīng)色塊的顏色。也 可以根據(jù)3種放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)設(shè)置第一閾值和第二閾值，將放電時間數(shù)據(jù) 分為3個分別對應(yīng)于黑色、白色和灰色的區(qū)間，根據(jù)檢測的放電時間數(shù)據(jù)所 位于的區(qū)間即可獲該LED對應(yīng)色塊的顏色。E，將中間色塊的顏色按照其正向組合，與各序列號對應(yīng)的顏色組合進 行匹配，即可識別出所掃描條碼的序列號。如果條碼中色塊只有黑、白兩種，則只需先打光給黑、白色塊得到相應(yīng) 的放電時間數(shù)據(jù)，其它處理和上述步驟可以是一樣的，如果設(shè)置閾值則只需 設(shè)置一個。第二種在另一實施例中，可以通過軟件的方式來進行校準(zhǔn)動作。此方式無需外 部存儲裝置，價格低廉，操作使用方便。先解釋一下其原理，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)LED具有如下特性白5882325141814224123灰112175355313932447744愛1592384834658516511463以同批生產(chǎn)的IO個LED為例，它們對于標(biāo)準(zhǔn)黑、白和灰色的光度放電 時間值如下表對10個LED的放電時間值取Ln得到的結(jié)果如下:以白色為基準(zhǔn)去除offset,結(jié)果如下0000000000 0￡6 0.75 0.83 0.78 0.79 0.77 0.83 0.69 0.63 0,65 1.01 1.06 1291.2 1.19 1.17 1.29 1.06 1.02 1.01由此可見，在兩種反射光的情況下4全測到的多個LED的放電時間值經(jīng)上述取對數(shù)處理(可按比例放大)后得到的各個LED的放電時間數(shù)據(jù)，在 兩種反射光下的差值大致相同。所以在后面用首色塊對應(yīng)LED在環(huán)境光和 白色塊覆蓋下的放電時間數(shù)據(jù)的差值，結(jié)合其他色塊在環(huán)境光下的放電時間 數(shù)據(jù)，可以推算其他色塊在白色塊覆蓋下的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。黑色塊覆蓋 下的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)也同此。另需注意的是，對原始放電時間值取對數(shù)如Ln(e為底數(shù))或者loglO均 可，此處所作換算的目的是為將LED之間的差異性縮小而作的一種數(shù)學(xué)運 算，并不局限于某種特定的運算，只要能保證準(zhǔn)確率即可。在取對數(shù)后，還 可以將其按比例放大，對于放大倍數(shù)的取值沒有限定，取到合適的值即可， 對于八位機或十六位機而言是以能得到更多的位碼識別為佳。除了對數(shù)外， 其它可以達到該效果的運算方式也可以采用。下面給出通過軟件校準(zhǔn)LED差異的條碼識別的流程，包括以下步驟 a)首先通過無光掃描，來判斷是否色塊已經(jīng)覆蓋到LED上方；123 R S4 33 7^ ^ J4 7 36 4 99 6 62 3 4S32 4 23 4056 2 7Q 7 Q4 4 5在無光掃描的過程中，發(fā)射LED無須打光，接收LED直接檢測充電后 的放電時間值即可。當(dāng)有色塊覆蓋時，由于環(huán)境光被遮擋而又沒有打光，因 而放電時間值很大。當(dāng)無色塊覆蓋時，由于環(huán)境光未被遮擋，因而放電時間 值會小很多。因此可以通過一閾值很方便地判斷是否有色塊覆蓋。b) 在確認無色塊覆蓋的情況下，進行打光掃描，記錄下此時即環(huán)境光 下各個色塊的放電時間值，換算后保存為該LED在環(huán)境光下的放電時間數(shù) 據(jù)；此處換算如可以是對每個值取log后放大50倍，但/f義為示例。c) 再次進行無光掃描，直至檢測到有色塊覆蓋為止；d) 確認有色塊覆蓋后，進行打光掃描，檢測出此時各個色塊對應(yīng)LED 的放電時間值，并按相同方式換算后保存為該LED在有色塊覆蓋時的放電 時間數(shù)據(jù)；e) 通過比較首色塊及尾色塊對應(yīng)LED的放電時間數(shù)據(jù)與所述LED在環(huán) 境光下的放電時間值的差值，從而推知該色塊是正向放入或是反向放入；規(guī)格規(guī)定，白色塊為首色塊，黑色塊為尾色塊。由于環(huán)境光下檢測的 LED放電時間數(shù)據(jù)與白色塊覆蓋下檢測的放電時間數(shù)據(jù)的差異值，會較之 環(huán)境光下檢測的LED放電時間數(shù)據(jù)與黑色塊覆蓋下檢測的放電時間數(shù)據(jù)的 差異值大一些，依據(jù)此即可推知正反向。此時對環(huán)境光和LED打光的強度 有一些要求，如可以要求環(huán)境光中不包含直接照射到LED的直射光，這樣 在白色塊覆蓋下反射光的強度相對于環(huán)境光的增力口，比黑色塊覆蓋下反射光 相對于環(huán)境光的減少要更為明顯。另外，如果經(jīng)檢測對應(yīng)于首色塊的LED在白色塊覆蓋下的放電時間小 于對應(yīng)于尾色塊的LED在黑色塊覆蓋下的放電時間且有足夠裕量的話，也 可以直接根據(jù)首色塊和尾色塊對應(yīng)的LED的放電時間來判斷，即放電時間 長的是黑色塊，放電時間短的是白色塊。從而判斷條碼的放入方向。f) 分別推算出中間3個色塊在白色塊、黑色塊和灰色塊覆蓋時的放電時 間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；先計算首色塊對應(yīng)LED在環(huán)境光下的放電時間數(shù)據(jù)與有白色塊覆蓋時的放電時間數(shù)據(jù)的差值Cl,以及尾色塊位置LED在有黑色塊覆蓋時的放電 時間數(shù)據(jù)與環(huán)境光下的放電時間數(shù)據(jù)的差值C2;將記錄的中間三個色塊對應(yīng)LED在環(huán)境光下的放電時間，各減去差值 CI,保存為該LED在白色塊覆蓋時的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。將記錄的中間三個色塊對應(yīng)LED在環(huán)境光下的放電時間，各加上差值 C2 ，保存為該LED在黑色塊覆蓋時的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。取各LED在白色塊和黑色塊覆蓋時的放電時間基準(zhǔn)序列的均值，保存 為該LED在灰色塊覆蓋時的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。g) 將條碼中間色塊對應(yīng)LED在有色塊覆蓋時得到放電時間數(shù)據(jù)按正向 組合為放電時間序列，對每一條碼序列號，將其對應(yīng)條碼的覆蓋下推算的這 些LED的放電時間基準(zhǔn)數(shù)據(jù)組成相應(yīng)序列，將兩個序列中相應(yīng)的放電時間 數(shù)據(jù)相減，計算各個差值的平方和；所有27個序列號對應(yīng)的色塊組合及其序列號如圖6所示。h) 確定所有序列號計算得到的平方和中的最小值，將該最小值對應(yīng)的 序列號作為要識別的條碼的序列號。本發(fā)明在上述實施例的基礎(chǔ)上還可以有多種變換方式，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思 作出的簡單變換也應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種利用發(fā)光二極管感光特性來識別條碼的裝置，其特征在于，包括相互連接的發(fā)光二極管陣列和控制處理器，所述發(fā)光二極管陣列至少包括排列在一列上的至少2個發(fā)光二極管。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所迷發(fā)光二極管陣列分為一個或多個掃描組，每個掃描組又包括一個或 多個光收發(fā)組，每一光收發(fā)組至少包括相鄰的一發(fā)射發(fā)光二極管和一接收發(fā) 光二極管，且每一掃描組中各個接收發(fā)光二極管并聯(lián)，各個發(fā)射發(fā)光二極管 的負極并聯(lián)，分別電連接到所述控制處理器的不同管腳，這些管腳和地之間 連接有電容。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述各個掃描組中相同序號的發(fā)光二極管的正極相連，再分別連接到所 述控制處理器上相應(yīng)的管腳。
4、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述控制處理器采用一微處理器芯片實現(xiàn)，該芯片具有片內(nèi)RAM。
5、 如權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的裝置，其特征在于 還包括一與所述控制處理器相連的外部非易失性存儲器。
6、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述控制處理器包括校準(zhǔn)控制單元、放電時間檢測單元、數(shù)據(jù)存儲單元 和序列號識別單元，所迷掃描控制單元與放電時間檢測單元和校準(zhǔn)控制單元 相連，所述放電時間檢測單元還與校準(zhǔn)控制單元和數(shù)據(jù)存儲單元相連，所述 數(shù)據(jù)存儲單元還與校準(zhǔn)控制單元和序列號識別單元相連，所述序列號識別單 元還與校準(zhǔn)控制單元或掃描控制單元相連。
7、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于所述LED陣列所在表面的兩側(cè)或周邊設(shè)置有超出LED發(fā)光面0.5~5mm 的距離的突緣。
專利摘要一種利用發(fā)光二極管感光特性來識別條碼的裝置，包括相互連接的發(fā)光二極管陣列和控制處理器，所述發(fā)光二極管陣列至少包括排列在一列上的至少2個發(fā)光二極管。利用LED在接受光照的時候，產(chǎn)生的光電流與光照強弱有關(guān)，借由此來識別目標(biāo)色塊的深淺。即LED對不同光強的感測情況不同，從而識別出不同顏色，利用黑白或黑白灰色組成條形碼，即可采用本實用新型的裝置和方法識別出不同條形碼的序列號。該裝置電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
文檔編號G06K7/10GK201218951SQ20082011062
公開日2009年4月8日 申請日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者柳 楊, 羅立聲 申請人:凌通科技股份有限公司;北京北陽電子技術(shù)有限公司