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基于嵌入式的无线条码扫描仪系统的设计

来源:现代电子技术/彭建 崔更申等?? 2007年02月12日 ?? 收藏0

  1 引 言

  条码技术是自动识别技术中最成熟,也是应用最广泛和最成功的技术。条码技术为快速准确的数据采集、数据录入提供了有效、可靠的手段,他与计算机、网络通讯等一起构成了现代商业自动化的基础。条码符号制作容易,扫描操作简单易行,信息采集速度快,采集信息量大,设备结构简单,成本低。因此在大型超市和物流系统中有着广泛的运用。

  传统的在线采集终端与计算机之间由电缆连接传输数据,不能脱机使用。因此,在线式数据采集终端必须安装在固定的位置,并且需把带条码符号的物品拿到扫描器前阅读。由于在线式数据采集终端在使用距离上有一定的限制,使其不能应用在需要脱机使用的场合,如较大新库存盘点,大件物品的扫描等。为了弥补在线式数据采集终端的不足之处,无线数据采集终端应运而生。而目前市面上的无线条码扫描仪传输距离一般为30~100m的范围内。本系统所设计的基于嵌入式的无线条码扫描仪,传送距离可达800 m,并且系统本身具有一定的数据处理功能,很大程度上提高了无线条码扫描的距离,增强了系统的功能。

  2 系统设计

  整个嵌入式无线条码扫描系统由3部分组成,一是数据采集与发射装置,主要由LPC2142和ADF7020无线收发芯片构成;二是数据接收和终端接口电路,由ADF7020为核心构成的接收电路,并由LPC2142进行数据处理和与终端主机进行数据传输;三是HOST主机数据库管理系统,对收集到的条码数据进行管理。

  2.1 系统硬件构成

系统总体结构框图

  系统总体结构框图如图1所示。

  系统工作原理如下:条码扫描仪读取条码信息,通过条码扫描仪自带的USB接口,和嵌入式接收装置连接并传输数据。LPC2142将接收的数据通过串口送给ADF7020,ADF7020再通过无线网络发给无线接收设备。与HOST连接的无线接收装置接收到数据后,将数据通过串口传到HOST主机,由主机上的应用数据系统对数据进行处理。

  2.2 主要芯片介绍

  本系统所使用的主要芯片分别是PHILIPS公司的LPC2142 ARM嵌入式芯片和ADI公司ADF7020无线收发芯片。

  2.2.1 LPC2142芯片介绍

  LPC2142是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16位ARM7TDMI—S CPU的微控制器,并带有32kB和512 kB嵌入的高速FLASH存储器。128位宽的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16位Thumb模式将代码规模降低超过30%,而性能的损失却很小。

  较小的封装和很低的功耗使LPC2142特别适用于访问控制POS机等小型应用中;由于内置了宽范围的串行通信接口(从USB 2.0全速器件、多个UART,SPI,SSP到I2C总线)和8~40kB的片内SRAM,他们也非常适合于通信网关、协议转换器、软Modem、语音识别、低端成像,为这些应用提供大规模的缓冲区和强大的处理功能。多个32位定时器、1个或2个10位ADC,10位DAC,,PWM通道、45个高速GPIO以及多达9个边沿或电平触发的外部中断管脚,使他们特别适用于工业控制和医疗系统。LPC2142是属于工业级的应用芯片,其工作温度为-40~+85℃,具有最优化的电池消耗,特别适合运用在小型手持系统之中。

  在本系统运用中,LPC2142起到2个作用,在数据采集与发射装置端,其作用是通过接口电路,接收条码扫描仪的扫描信息,并将其存储在自带的存储器中,最后数据传送到发射模块。在数据接收和终端接口电路端,他的作用是接收从接收模块输送来的数据,并通过其接口电路将数据传输到终端主机。

  2.2.2 ADF7020芯片介绍

  ADF7020是ADI公司的产品,是一种低功耗,低IFISM频段收发器,工作在433 MHz,868 MHz和915 MHz,电压2.3~3.6 V,可编输出功率从-16~13 dBm,1 kb/sFSK模式的接收灵敏度为-117.5 dBm或9.6 kb/s的-110.5 dBm,接收模式的功率为20 mA,10 dBm输出的发送模式的功率为30 mA,其他特性包括VCO,分数N PLL,片内7位ADC,数字接收信号强度指示(RSSI),温度传感器以及全自动AFC回路,关断模式的电流小于1μA,在信号良好的情况下,传输距离可达800 m。在低成本数据传输器,遥控/安全系统,无线测量和无键盘输入方面有很大的应用前景。

  在本系统中,ADF7020是无线数据通信模块的主要芯片,利用芯片本身集成的射频、滤波、放大、数字信号处理的模块,搭建收发一体的无线通信模块。由于芯片无线通信距离远及其高度的集成化,使得无线模块电路设计简单,调试方便,系统工作也更稳定。


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无线? 条码扫描? 自动识别?

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