本实用新型涉及条码识读技术领域，公开了一种低功耗的条码扫描设备，包括支架框体，支架框体的底部固接有电路板，电路板上设有电源输入电路模块、限流电阻、电解电容、LED照明电路模块、控制单元、红外测距模块和图像采集模块，电源输入电路模块与LED照明电路模块电连接在一起，限流电阻设于电源输入电路模块与LED照明电路模块连接的电路上，限流电阻靠LED照明电路模块侧的端部上接有接地线，电解电容设于此处接地线上，LED照明电路模块与控制单元电通信连接在一起，红外测距模块和图像采集模块均与控制单元电通信连接在一

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 215729784 U (45)授权公告日 2022.02.01 (21)申请号 5.9 (22)申请日 2021.09.13 (73)专利权人 福州符号信息科技有限公司 地址 350000 福建省福州市鼓楼区软件大 道89号福州软件园D区1号楼402室 (72)发明人 吴文彬高炳鑫吴志鹏刘昌盛 (74)专利代理机构 福州科扬专利事务所(普通 合伙) 35001 代理人 何小星 (51)Int.Cl. G06K 7/10 (2006.01) 权利要求书1页 说明书4页 附图5页 (54)实用新型名称 一种低功耗的条码扫描设备 (57)摘要 本实用新型涉及条码识读技术领域，公开了 一种低功耗的条码扫描设备，包括支架框体，支 架框体的底部固接有电路板，电路板上设有电源 输入电路模块、限流电阻、电解电容、LED照明电 路模块、控制单元、红外测距模块和图像采集模 块，电源输入电路模块与LED照明电路模块电连 接在一起，限流电阻设于电源输入电路模块与 LED照明电路模块连接的电路上，限流电阻靠LED 照明电路模块侧的端部上接有接地线，电解电容 设于此处接地线上，LED照明电路模块与控制单 元电通信连接在一起，红外测距模块和图像采集 模块均与控制单元电通信连接在一起；本实用新 U 型具有条码识读迅速、条码识读性能好的特点。 4 8 7 9 2 7 5 1 2 N C CN 215729784 U 权利要求书 1/1页 1.一种低功耗的条码扫描设备，包括支架框体(1)，其特征是：所述支架框体(1)的底 部固接有电路板(2)，电路板(2)上设有电源输入电路模块(3)、限流电阻(4)、电解电容(5)、 LED照明电路模块(6)、控制单元(7)、红外测距模块(8)和图像采集模块(9)，电源输入电路 模块(3)与LED照明电路模块(6)电连接在一起，限流电阻(4)设于电源输入电路模块(3)与 LED照明电路模块(6)连接的电路上，限流电阻(4)靠LED照明电路模块(6)侧的端部上接有 接地线)设于此处接地线上，LED照明电路模块(6)与控制单元(7)电通信连接 在一起，红外测距模块(8)和图像采集模块(9)均与控制单元(7)电通信连接在一起。 2.依据权利要求1所述的一种低功耗的条码扫描设备，其特征是：所述限流电阻(4) 靠电源输入电路模块(3)侧的端部上也接有接地线，此处接地线)，电源输 入电路模块(3)还与此处接地线所述的一种低功耗的条码扫描设备，其特征是：所述LED照明电路 模块(6)与控制单元(7)连接的电路上设有场效应管(11)，场效应管(11)的漏极与LED照明 电路模块(6)电连接，场效应管(11)的栅极与控制单元(7)电通信连接，场效应管(11)的源 极接有接地线所述的一种低功耗的条码扫描设备，其特征是：所述场效应管(11) 的栅极与控制单元(7)连接的电路上设有第一电阻(12)，第一电阻(12)靠场效应管(11)侧 的端部上还接有接地线所述的一种低功耗的条码扫描设备，其特征是：所述支架框体(1) 的顶部设有柔光片(14)，柔光片(14)上开设有供红外测距模块(8)和图像采集模块(9)穿过 的第一通孔(15)和第二通孔(16)。 6.依据权利要求5所述的一种低功耗的条码扫描设备，其特征是：所述柔光片(14)的 顶部设有窗口透屏(17)。 2 2 CN 215729784 U 说明书 1/4页 一种低功耗的条码扫描设备 技术领域 [0001] 本实用新型涉及条码识读技术领域，具体涉及一种低功耗的条码扫描设备。 背景技术 [0002] 条形码可分为一维条码和二维条码，一维条码是由一组规则排列的条、空以及对 应的字符组成的标记，“条”指对光线反射率较低的部分，“空”指对光线反射率较高的部分， 这些条和空组成的数据表达一定的信息；二维条码是用特定的几何图形按一定规律在平面 (二维方向上)分布的黑白相间的矩形方阵记录数据符号信息的新一代条码技术；在日常生 活和工业应用中,条码的使用愈来愈普遍，诸如：零售行业、物流行业、金融行业对条码的使 用需求慢慢的变大。条码技术的发展非常迅速，条码技术的发展对相应的条码扫描设备提出 了更高的要求。 [0003] 目前，二维码识别一般会用影像式的识读方式，主流技术是通过CCD(电荷耦合元 件，一种半导体器件)/CMOS(互补金属氧化物半导体，由电压控制的一种放大器件)配合合 适的镜头来做光学成像，然后由后端的解码部分做图像识别，原始的成像质量对解码的效 率至关重要，为获得更好的成像质量，通常会通过额外的补光来提升获得的成像质量，尤其 是在暗光环境，为了能够更好的保证识读的效果及景深，需要用亮度高的补光来进行补偿，这样不可 避免的会带来发热量和功耗的上升；例如，在长时间的高强度工作之后，环境和温度较高，器 件本身的发热量得不到良好传导的情况下，轻者会影响CCD/CMOS的成像质量，严重会导致 器件损害并停止工作；在照明LED灯亮的瞬间需要较大的电流，而此时传统的电路中的滤波 电容因容量较小，无法在短暂的时间内提供较大的电流，此时会拉低该照明LED灯的输入电 源电压，因此导致由于电压的降低无法充分的发挥照明LED灯的效能，存在有条码识读时间 长、条码识读性能低的问题。 实用新型内容 [0004] 有鉴于此，本实用新型提供一种低功耗的条码扫描设备。 [0005] 未解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种低功耗的条码扫描设备， 包括支架框体，其特征是：所述支架框体的底部固接有电路板，电路板上设有电源输入电 路模块、限流电阻、电解电容、LED照明电路模块、控制单元、红外测距模块和图像采集模块， 电源输入电路模块与LED照明电路模块电连接在一起，限流电阻设于电源输入电路模块与 LED照明电路模块连接的电路上，限流电阻靠LED照明电路模块侧的端部上接有接地线，电 解电容设于此处接地线上，LED照明电路模块与控制单元电通信连接在一起，红外测距模块 和图像采集模块均与控制单元电通信连接在一起。 [0006] 优选的，所述限流电阻靠电源输入电路模块侧的端部上也接有接地线，此处接地 线上接有滤波器，电源输入电路模块还与此处接地线电通信连接在一起。 [0007] 优选的，所述LED照明电路模块与控制单元连接的电路上设有场效应管，场效应管 的漏极与LED照明电路模块电连接，场效应管的栅极与控制单元电通信连接，场效应管的源 3 3 CN 215729784 U 说明书 2/4页 极接有接地线] 优选的，所述场效应管的栅极与控制单元连接的电路上设有第一电阻，第一电阻 靠场效应管侧的端部上还接有接地线，此处接地线] 优选的，所述支架框体的顶部设有柔光片，柔光片上开设有供红外测距模块和图 像采集模块穿过的第一通孔和第二通孔。 [0010] 优选的，所述柔光片的顶部设有窗口透屏。 [0011] 较之现存技术，本实用新型的优点是： [0012] 1、本实用新型通过设置电源输入电路模块、限流电阻、电解电容、LED照明电路模 块和控制单元，当该设备有必要进行补光工作时，LED照明电路模块开始工作，此时，电解电容 的电压开始下降，电源输入电路模块可以通过限流电阻及时向电解电容进行充电，以此保 证在较短时间内，电解电容内的电压能够很好的满足LED照明电路模块进行补光工作，以此能够充 分发挥LED照明电路模块的效能，保证LED照明电路模块能及时强补光，并且保证该扫码设 备不会受到瞬间高电流影响，保证工作正常，相较于现存技术，具有电路设计简洁、维护简 单、条码识读迅速、条码识读性能好的优点。 [0013] 2、本实用新型通过设置红外测距模块和图像采集模块，将红外测距模块和图像采 集模块与控制单元电通信连接在一起，该设备做补光工作时，控制单元可以依据图像采 集模块在帧周期信号的曝光时间控制LED照明电路模块开始工作，进行补光作业，可以依据 图像采集模块在帧周期信号的传输时间控制LED照明电路模块关闭，以此来降低LED照明电路 模块的功耗，相较于现存技术，具有实现低功耗、低温度的同时且不影响图像成像，使成像 更稳定的优点。 附图说明 [0014] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够准确的通过这些附图获得 其他的附图。 [0015] 图1为本实用新型的结构示意图； [0016] 图2为本实用新型的结构爆炸图； [0017] 图3为本实用新型中电路板的结构示意图； [0018] 图4为本实用新型的电路连接图； [0019] 图5为本实用新型工作时的逻辑框图。 [0020] 附图标记：1、支架框体；2、电路板；3、电源输入电路模块；4、限流电阻；5、电解电 容；6、LED照明电路模块；7、控制单元；8、红外测距模块；9、图像采集模块；10、滤波器；11、场 效应管；12、第一电阻；13、第二电阻；14、柔光片；15、第一通孔；16、第二通孔；17、窗口透屏。 具体实施方式 [0021] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 4 4 CN 215729784 U 说明书 3/4页 所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。 [0022] 实施例：参照图1～4，本实施例提供一种低功耗的条码扫描设备，包括支架框体1， 支架框体11的底部固接有电路板2，电路板2上设有用于提供所需直流电源的电源输入电路 模块3、用于限制所在电路电流的大小的限流电阻4、用于储存电荷的电解电容5、用于照明工 作的LED照明电路模块6、用于采集该装置到条码之间距离的红外测距模块8、用于采集外界 光信号的图像采集模块9和用于指挥控制的控制单元7，电源输入电路模块3与LED照明电路 模块6电连接在一起，限流电阻4设于电源输入电路模块3与LED照明电路模块6连接的电路 上，限流电阻4靠LED照明电路模块6侧的端部上接有接地线设于此处接地线上， LED照明电路模块6与控制单元7电通信连接在一起，红外测距模块8和图像采集模块9均与 控制单元7电通信连接在一起；通过前述设置，当该扫码设备上电时，电源输入电路模块3通 过限流电阻4给电解电容5进行充电，同时，因为电解电容5的内阻小于限流电阻4，所以电解 电容5相较于电源输入模块电路，优先给LED照明电路模块6供电，在LED照明电路模块6进行 补光作业时，电解电容5的电压下降，电源输入电路模块3能够及时通过限流电阻4给电解电 容5进行充电，保证电解电容5内的电压足够为LED照明电路模块6提供工作电流；控制单元7 能够接收并处理红外测距模块8测得的该扫码设备与条码之间的距离信息，并根据该距离 信息，控制图像采集模块9和LED照明电路模块6进行相应工作。 [0023] 本实施例中，对于限流电阻4的参数需要通过电源输入电路模块3所输入的最大电 压值，及充电的时间要求及充电瞬间电流是否在要求范围内测试才能进行选定；根据电 容充电公式t＝RC*Ln〔E/(E‑Vt)〕,其中，t代表任意时刻，R代表电阻，C代表电容，Ln〔〕代表 以e为底的对数，E代表初始电压，Vt代表任意时刻t所代表的的电压；假设经过3至5个RC后， 充电过程基本结束，采用限流电阻4为18R，电解电容5为470uF，此时，RC≈8mS，当开机后输 入电压为5V时，此时，电解电容5相当于短路，对于限流电阻4的电压是4V，即流过限流电阻4 上的功率是0.9W，在电解电容5充电的瞬间最大电流是330mA，处于安全范围内，满足使用； 本实施例中，由于电源输入电路模块3为系统提供的所需直流电压常见的为直流5V或直流 12V，因此，电解电容5优选为容量为470uF，工作电压最大为25V，120HZ时的纹波电流为 500mA的电解电容5。 [0024] 为进一步保证该扫码设备的工作稳定性，限流电阻4靠电源输入电路模块3侧的端 部上也接有接地线，此处接地线还与此处接地线电通 信连接在一起，通过前述设置，滤波器10能起到对电源输入电路模块3输入的电压进行滤 除，尽可能减小直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出的电压纹波系数降低，波 形变得平滑，保证该扫码设备的工作稳定性。 [0025] 为进一步保证该扫码设备的工作稳定性，LED照明电路模块6与控制单元7连接的 电路上设有场效应管11，场效应管11的漏极与LED照明电路模块6电连接，场效应管11的栅 极与控制单元7电通信连接，场效应管10的源极接有接地线连接的电路上设有第一电阻12，第一电阻12靠场效应管11侧的端部上还接有接地 线，此处接地线起到给场效应管 11一个偏置电阻和保护控制单元7的作用，防止LED照明电路模块6出现误触发补光的现象 和防止控制单元7因电流过大出现损坏的现象，来保证该扫码设备的工作稳定性。 [0026] 为进一步保证该扫码设备的图像采集效果，支架框体1的顶部设有柔光片14，柔光 5 5 CN 215729784 U 说明书 4/4页 片14上开设有供红外测距模块8和图像采集模块9穿过的第一通孔15和第二通孔16，柔光片 14的顶部设有窗口透屏17，柔光片14的设置用于柔化光线强度，防止由图像采集模块9采集 到的图像出现曝光现象，窗口透屏17的设置起到收束光束的作用，保证图像采集模块9采集 得到的图像的清晰度。 [0027] 本实用新型的工作原理，在该扫码设备上电时，电源输入电路模块3通过限流电阻 4向电解电容5进行充电，电解电容5两端的电压低于电源输入电路模块3输出的电压时，电 源输入电路模块3通过限流电阻4持续给电解电容5充电，直到电解电容5的两端电压达到电 源输入电路模块3输出的电压，此时，停止充电；之后在进行扫码工作时，红外测距模块8测 定该扫码设备与待扫条码之间的距离，并将所测得的距离数值发送至控制单元7上，当所测 得的距离大于控制单元7所设定的距离值时，不触发解码流程，即控制单元7不控制LED照明 电路模块6和图像采集模块9进行工作，当所测得的距离小于控制单元7所设定的距离值时， 控制单元7控制LED照明电路模块6和图像采集模块9进行工作，图像采集模块9采集外界光 信号并转换成图像数据发送至控制单元7上进行解码，同时，控制单元7可以依据图像采集 模块9在帧周期信号的曝光时间控制LED照明电路模块6开始工作，进行补光，控制单元7能 够根据图像采集模块9在帧周期信号的传输时间控制LED照明电路模块6关闭，以此降低该 设备的功率；当LED照明电路模块6打开进行补光时，电解电容5持续给LED照明电路模块6供 电，当电解电容5两端的电压低于电源输入电路模块3输出的电压时，电源输入电路模块3通 过限流电阻4持续给电解电容5充电，直到电解电容5的电压达到电源输入电路模块3输出的 电压则停止向其继续充电，以此令电解电容5能够为LED照明电路模块6提供足够的工作电 流，同时，控制单元7根据红外测距模块8所测定的距离和图像采集模块9采集到的环境亮度 来控制图像采集模块9的曝光时间和LED照明电路模块6的上班时间。 [0028] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中 部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关 系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是 指示或暗示所指的装置或元件一定要有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能 理解为对本实用新型的限制。 [0029] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固 定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体； 可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也能够最终靠中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的 普通技术人员而言，能够准确的通过详细情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0030] 以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体 实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范 围之内。 6 6 CN 215729784 U 说明书附图 1/5页 图1 7 7 CN 215729784 U 说明书附图 2/5页 图2 8 8 CN 215729784 U 说明书附图 3/5页 图3 9 9 CN 215729784 U 说明书附图 4/5页 图4 10 10 CN 215729784 U 说明书附图 5/5页 图5 11 11

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