專利名稱：具有可交換的電源/通信模塊的讀取器的制作方法
技術領域：
發明領域本發明涉及手持式基于圖像的ID編碼讀取器，更具體地涉及一組件，其包括單個成像模塊，該單個成像模塊可與數個不同電源/通信模塊中的任意項一起被使用，這樣該成像模塊可被用于數個不同應用中的任意應用。
背景技術：
被獲得用于編碼讀取(也被稱為直接部件標記(“DPM")或基于標簽的標識) 的圖像，包括位于物體上的一個或多個ID(如，條形碼)或2D(如，數據矩陣碼)符號。編碼讀取過程包括重復地在圖像獲取傳感器(如，CMOS攝像頭、CXD等)的視場中引入被標記有ID或2D編碼的對象、照明這些編碼、并獲取含有這些編碼的圖像，S卩，圖像數據。每一個編碼含有一組預確定圖案，所附的數據處理器(諸如計算機)從這些圖案中可推導出有關物體的有用信息(如，系列號、類型、型號、價格等)。手持式ID編碼讀取器經由網絡可被連接至服務器或遠程處理器來交換編碼讀取結果、圖像、以及讀取器設置和讀取器狀態信息。可經由數個不同接口促進這個連接。例如， 示例性接口選項包括含有電纜和電源的系線(tether)接口、或者使用RF用于數據轉換的無線接口、和作為電源的能量存儲設備(如，可充電電池)。當讀取器一般在一個區域被使用時，可采用系線的接口，而在不同且分散的很多位置使用接口時，可采用無線接口。除了需要無線或系線的接口，不同的系統一般需要不同的通信協議和讀取器接口。例如，一些系統可要求讀取器經由RS232、藍牙、USB、PS2、以太網、RS485等中的任一個進行通信。此處，如果讀取器包括RS232接口，該讀取器不能與經由其他結構類型(如，USB、 以太網等)中的一個進行通信的系統一起被使用。因此，如果設備安裝了經由USB或某個其他接口類型進行通信的新系統，則RS232讀取器不可被用在該新系統中。類似地，如果讀取器被配置為經由系線和以太網進行通信且設備將通信系統升級為無線藍牙，讀取器不可與新系統一起使用。上述問題的一個解決方法將是提供被配備為經由任何可能的接口類型通信的讀取器。盡管這個解決方法提供了通用讀取器，這個解決方法存在數個缺點。首先，涉及人類工程學，具有數量眾多的接口，要求讀取器含有帶數量眾多觸片的連接器。合理地，多接口連接器僅可被置于讀取器把手的底側。更多的觸片增加了連接器的尺寸和把手尺寸/直徑。由于人類工程學限制，對于把手尺寸有限制。此外，更多的接口觸片將要求系線的電纜內有更多的電線，導致更高的電纜重量和更低的靈活性，使其難以輕易地移動該閱讀器。另外，對于實際應用的大多數情況，一次只期望一個接口。相關于電源要求，用RF通信的無線讀取器的意圖是不用任何電纜地操作。這要求電池來給設備供電。由于基于圖像的ID讀取器的相對較高的電源消耗，其操作時間受限于電池容量。這使其必須要有可充電電池。系線的ID讀取器的常規接口是RS232，其允許連續地交換數據。RS232不可給設備供電，且必須有某種外部電源(如，墻上適配器)來給讀取器供電。相反，像PS2、USB和以太網(以太網上電源(POE))之類的其他接口能對所附接讀取器提供充足的電源。一些協議，特別是USB和POE具有復雜的電源管理要求，諸如啟動電流限制、電源定序和分類、以及低電源模式。需要相當復雜的接口組件來支持當前所用的所有可能的通信協議。相關于每一種接口類型的電子元件，不同的接口類型使用不同的信號電平通信且具有信號速度與質量方面的不同要求。將不同的接口信號多路復用至有限數量的連接器引腳，這需要巨大的技術努力，且不能以合理的成本和尺寸方式實現。此外，如果出現誤差、多路復用器被設置到錯誤的連接類型，將損壞電子零件。另外，必須保護具有外部連接的所有觸片防止靜電放電(ESD)。由于與不同接口類型相關聯的不同信號電平和高速要求，用于所有情況的單一保護電路并非對于所有接口類型都是最優的。附圖簡述
圖1是根據本發明的一個實施例的系線讀取器的立體圖；圖2是圖1的讀取器的透視圖，讀取器模塊用虛線描繪且電源/通信模塊用實線描繪；圖3是圖1中的讀取器的透視圖，其中斷開了電源/通信模塊的連接；圖4是示意圖，示出來自圖3的電源/通信模塊的元件；圖5類似于圖1，但示出了處于支架中的無線電源/通信模塊；圖6是類似于圖2的示圖的示圖，但示出了圖5的無線電源/通信模塊；圖7是類似于圖3的示圖的示圖，但示出了圖5的無線電源/通信模塊；圖8是類似于圖4的示圖的示圖，但示出了示例性無線電源/通信模塊中的元件； 以及圖9是圖7的模塊的部分透視示圖，示出連接電池至PCB板的夾子連接器；以及圖10是圖7的模塊的部分透視示圖，示出底部電池蓋和相鄰的支架觸片。
具體實施例方式現在參看附圖，附圖中在多個視圖中類似參考標號對應于類似元件，讀取器套件 10a、IOb被圖示為包括單個讀取器模塊12和多個不同的電源/通信模塊14a、14b(僅示出兩個電源/通信模塊)。如所示，模塊Ha是系線模塊，其包括電纜18，用于接收電源及用于在讀取器模塊12和外部計算機20之間來回通信數據。模塊14b包括天線22(見圖8) 和可充電電池24，以使當模塊14b被固定至讀取器模塊12時，可在無線和無系線模式中使用該組件。對于系線的和無線模塊中的每一個的一般的支承和外殼結構是類似的，且因此， 將在圖2和3所示的系線的實施例的情境中僅描述一次這個結構。
具體地涉及圖2，讀取器模塊12包括外殼結構觀，其包括桶狀部分30和把手部分 32。含有圖像傳感器、透鏡、照明設備、處理器、存儲器等的成像組件(未示出)位于桶狀部分30中。把手部分；32中形成腔體34，其中形成開向腔體34內的開口(位于把手部分的底部)。讀取器連接器40在腔體34的頂端，并形成容納通道(未示出)，用于當模塊1 或 14b被插入腔體34時容納電源/通信模塊連接器58(見圖3或圖7)。仍然參照圖2和3，模塊1 包括模塊支承結構46，形式為配合位于把手腔體32 的底部開口的端蓋。盡管未示出，可設想的是，會有用于緊固如圖1和2中所示在腔體端部的結構46的數種類型的機械緊固機制(如，一個或多個螺絲、壓縮固定、凸出物及相關聯的容納孔，等)。系線的樽塊參看圖3，示例性系線模塊1 包括PCB板50、板蓋52、電纜插頭54、電纜鎖定56 和模塊連接器58。盡管未示出，電路被安裝至板50。還參看圖4，電路包括非易失性存儲器60、接口控制器62、保護端接電路/過濾器68、電纜插頭70、電源64和電源管理單元66。 電纜插頭68提供了確保只有匹配電纜(如，USB、以太網等)可被插入模塊1 的機械鎖結特征。可選地，“電鎖結”也是可能的，不過相比機械鎖結而言需要更多的努力。保護電路68確保讀取器電子元件免于過電流、過電壓、靜電放電(ESD)和反向極性的損害。電磁輻射(EMI)由過濾器68所削弱，且通過充足的線路端接確保了信號完整性。 接口控制器62含有接口模塊1 的物理層，提供讀取器數據信號和電纜接口信號之間的數據翻譯和信號完整性。非易失性存儲器含有通信模塊ID且還可含有類似MAC地址之類的接口設置信息。為對應于數個不同類型電源/通信模塊中的特定的一個的電壓而優化電源 64。在這個方面，見下面的表1，其表示對于本發明所考慮的不同類型的系線的電源/通信模塊的特定操作參數。此處，應該理解的是，還存在其他系線的通信協議，且本發明可與任何現有的或將來的協議一起使用。
通信協議被用于電源RS232串行通信墻上適配器
權利要求
1.電源/通信模塊，用于與讀取器模塊一起使用，其中編碼讀取器包括讀取器連接器和讀取器外殼，所述電源/通信模塊包括電源/通信模塊連接器，用于與所述讀取器連接器的可釋放的連接；電源，鏈接至所述模塊連接器，用于經由所述讀取器連接器提供電源給所述讀取器模塊；通信元件，用于與外部計算設備進行通信；以及接口控制器，其被鏈接在所述模塊連接器和所述通信元件之間、且被編程為在所述通信元件和所述讀取器模塊之間轉換數據；模塊支承結構，可被固定至所述讀取器外殼且被設置為支承所述模塊連接器、電源、通信元件和接口控制器中的全部，以使所述模塊支承結構和藉此被支承的元件作為單個組件從所述讀取器模塊可被移除。
2.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，還包括非易失性存儲器，其被鏈接至所述模塊連接器且由所述模塊支承結構所支承，所述存儲器含有通信模塊ID和接口設置信息。
3.如權利要求2所述的模塊，其特征在于，所述設置信息包括以下至少一個MAC地址、 藍牙ID、RF通信的配置設置、以及支架接口通信的速率設置。
4.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，還包括保護端接電路，其鏈接在所述接口控制器和所述通信元件之間，所述保護端接電路由所述模塊支承結構所支承。
5.如權利要求4所述的模塊，其特征在于，還包括過濾器，其鏈接在所述接口控制器和所述通信元件之間，用于削弱電磁輻射。
6.如權利要求4所述的模塊，其特征在于，所述保護端接電路還被鏈接在所述電源和所述通信元件之間。
7.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，所述通信元件包括電纜插頭。
8.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，所述通信元件包括支架觸片。
9.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，還包括RF模塊和天線，其中所述RF模塊將所述天線鏈接至所述模塊連接器。
10.如權利要求8所述的模塊，其特征在于，還包括鏈接至所述電源的電池。
11.如權利要求9所述的模塊，其特征在于，所述電池是可充電的。
12.如權利要求9所述的模塊，其特征在于，還包括電池蓋和蓋傳感器，其中所述傳感器指示何時電池門被打開。
13.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，所述讀取器外殼包括形成腔體和所述腔體內的開口的支架，且其中，當所述模塊支承結構被固定至所述讀取器外殼時，由所述支承結構所支承的元件基本被容納于所述腔體中。
14.含有如權利要求1所述模塊的套件，其中所述模塊是第一模塊，其經由第一通信協議進行通信且所述通信元件是第一通信元件，所述套件包括至少一個第二模塊，其經由第二通信協議進行通信且包括第二通信元件，其中所述第二模塊與所述第一模塊是可交換的，這樣所述讀取器可經由所述第一和第二通信協議中的任一個進行通信。
15.如權利要求14所述的套件，其特征在于，所述第一通信元件包括電纜插頭，且所述第二通信元件包括用于無線通信的天線。
16.如權利要求14所述的套件，其特征在于，還包括多個不同的可交換的模塊，其中每一個模塊包括獨特的通信元件且經由不同通信協議進行通信。
17.含有如權利要求1所述的模塊的套件，其特征在于，所述套件還包括讀取器和電纜。
18.如權利要求17所述的套件，其特征在于，還包括至少一個電源。
19.電源/通信套件，用于與讀取器模塊一起使用，其中編碼讀取器包括讀取器連接器和讀取器外殼，所述電源/通信套件包括第一通信模塊，包括第一電源/通信模塊連接器，用于與所述讀取器連接器的可釋放的連接； 第一電源，鏈接至所述模塊連接器，用于經由所述讀取器連接器提供電源給所述讀取器模塊；第一通信元件，用于與外部計算設備進行通信，其中所述第一通信元件使用第一通信協議進行通信；以及第一接口控制器，其被鏈接在所述第一模塊連接器和所述第一通信元件之間、且被編程為在所述第一通信元件和所述第一讀取器模塊之間轉換數據；第一模塊支承結構，可被固定至所述讀取器外殼且被設置為支承所述第一模塊連接器、第一電源、第一通信元件和第一接口控制器中的全部，以使所述模塊支承結構和藉此被支承的元件作為單個組件從所述讀取器模塊可被移除； 第二通信模塊，包括第二電源/通信模塊連接器，用于與所述讀取器連接器的可釋放的連接； 第二電源，鏈接至所述模塊連接器，用于經由所述讀取器連接器提供電源給所述讀取器模塊；第二通信元件，用于與外部計算設備進行通信，其中所述第二通信元件使用與所述第一通信協議不同的第二通信協議進行通信；以及第二接口控制器，其被鏈接在所述第二模塊連接器和所述第二通信元件之間、且被編程為在所述第二通信元件和所述第二讀取器模塊之間轉換數據；以及第二模塊支承結構，可被固定至所述讀取器外殼且被設置為支承所述第二模塊連接器、第二電源、第二通信元件和第二接口控制器中的全部，以使所述模塊支承結構和藉此被支承的元件作為單個組件從所述讀取器模塊可被移除；其中所述第一和第二模塊中的每一個可被固定至所述讀取器從而促進經由所述第一和第二通信協議各自進行的通信。
20.如權利要求19所述的套件，其特征在于，所述第一和第二通信協議的每一個是以下協議之一 RS232、RS485、USB、PS2、以太網以及CAN。
21.如權利要求19所述的套件，其特征在于，所述第一和第二通信協議的每一個是以下協議之一 WiFi、藍牙、無線USB、ZigBee以及非RF無線。
22.電源/通信套件，用于與讀取器模塊一起使用，其中編碼讀取器包括讀取器連接器和讀取器外殼，所述電源/通信套件包括多個不同的電源/通信模塊，其中每一個模塊經由不同的通信協議進行通信，且每一個模塊包括電源和適于經由相關聯的通信協議進行通信的通信元件，其中，所述模塊的每一個可以類似方式被固定至所述讀取器模塊，從而所述電源/通信模塊中的任一個可與任何其他電源/通信模塊交換，從而所述讀取器可與不同通信系統一起使用。
23.無線套件，包括 編碼讀取器；無線通信模塊，包括電池、由所述讀取器可釋放地容納的無線通信模塊；以及支架接口，其中所述支架接口容納所述無線通信模塊并提供電源用于充電所述電池。
24.如權利要求23所述的套件，其特征在于，還包括接口電纜，用于將所述接口與計算機相鏈接。
全文摘要
電源/通信套件，用于和讀取器模塊一起使用，其中編碼讀取器模塊包括讀取器連接器和讀取器外殼，該電源/通信套件包括多個不同的電源/通信模塊，其中每一個模塊經由不同的通信協議通信，且每一個包括電源和適于經由相關聯的通信協議進行通信的通信元件，其中，每一個模塊可以類似方式固定至所述讀取器模塊，從而任何一個電源/通信模塊可被交換為任何其他電源/通信模塊，從而所述讀取器可被與不同通信系統一起使用。
文檔編號G06K7/10GK102576340SQ201080045052
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月1日 優先權日2009年10月2日
發明者R·魯特, T·霍斯特 申請人:考戈奈克斯技術和投資股份有限公司