印刷品生產(chǎn)工序之一是將經(jīng)過印刷機(jī)印刷出來(lái)的單頁(yè)印張進(jìn)行裝訂、成型，而其成敗關(guān)鍵就是配頁(yè)工序。
為了避免人工配頁(yè)發(fā)生的諸如重帖、少帖、亂帖等現(xiàn)象，目前采用了兩種主要解決方案：一是采用光電擴(kuò)散反射原理，把紅色led作為光源照射書帖，根據(jù)檢查區(qū)域內(nèi)的反射光強(qiáng)弱進(jìn)行判別。該方案對(duì)周圍光線敏感，對(duì)書帖紙張光潔度、反光性能及印刷濃度有較大的依賴性，特別對(duì)于色彩變化較大的書帖，檢查精度很低，達(dá)不到理想的效果；二是使用光學(xué)圖像識(shí)別技術(shù)，針對(duì)書帖中部分內(nèi)容作圖像識(shí)別。然而由于放置偏移，或在工作過程中發(fā)生的相對(duì)位置移動(dòng)或扭轉(zhuǎn)，書帖鑒別率也不高。

當(dāng)前，條形碼作為一種及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠、經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)輸入手段，已經(jīng)普及使用。因此，
采用條形碼識(shí)別技術(shù)，將其運(yùn)用于印刷產(chǎn)品裝訂生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，不失為一種簡(jiǎn)單、行之有效的書帖檢測(cè)系統(tǒng)，本方案設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)正基于此。

圖1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

一個(gè)基于條形碼識(shí)別的書帖檢測(cè)系統(tǒng)由如下部分組成：(1)帶有條形碼的待檢測(cè)物品，(2)條碼閱讀器，(3)嵌入式控制系統(tǒng)，(4)處于企業(yè)局域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)。

其組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

首先，在書帖的版面邊緣部分印上條形碼，作為系統(tǒng)后續(xù)檢測(cè)設(shè)備識(shí)別的依據(jù)。然后使用帶有條形碼閱讀器的嵌入式控制系統(tǒng)，將讀取到的條形碼信息與設(shè)定的基準(zhǔn)條碼信息進(jìn)行比對(duì)，針對(duì)讀取到的條形碼信息，按照設(shè)定的控制邏輯，結(jié)合外部電氣機(jī)械機(jī)構(gòu)，完成對(duì)該類書帖的操作。

計(jì)算機(jī)可通過通訊接口與嵌入式控制系統(tǒng)通信，讀取條碼內(nèi)容，從而獲取書帖信息，再通過計(jì)數(shù)等操作，將該信息寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中。該計(jì)算機(jī)處于公司局域網(wǎng)中，其他任何辦公區(qū)域的計(jì)算機(jī)也可以實(shí)時(shí)地訪問該計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)庫(kù)，以及時(shí)了解生產(chǎn)過程和生產(chǎn)情況.

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

在具體系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，我們選用現(xiàn)有的條形碼閱讀器，配合單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成嵌入式控制單元，通過rs485串行通訊口，將控制單元的控制信息寫入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)。

1 條形碼閱讀器的選擇及改造

這里選用了cipher公司的1000型手持式條形碼閱讀器。該閱讀器具有如下優(yōu)點(diǎn)：
● 可以識(shí)別多種常用條形碼制。
● 具備鍵盤（ps/2）、rs232、usb等多種數(shù)字接口。
● 讀取速度快。
● 具備多種讀取方式和節(jié)電方式。

我們把閱讀器上的用于啟動(dòng)讀取條碼的手動(dòng)接觸開關(guān)部分，由手動(dòng)啟動(dòng)改為由嵌入式系統(tǒng)自動(dòng)控制啟動(dòng)，即通過嵌入式系統(tǒng)控制的繼電器觸點(diǎn)的閉合和釋放來(lái)模擬人手的控制。

2 嵌入式控制系統(tǒng)

● 硬件部分設(shè)計(jì)
嵌入式控制系統(tǒng)部分包含閱讀器的數(shù)字接口電路部分以及一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)和其外圍接口電路。
硬件框圖如圖2所示。

圖2 檢測(cè)部分硬件框圖

復(fù)位和看門狗芯片選用了max813,由它監(jiān)視軟件的運(yùn)行,防止出現(xiàn)程序跑飛或死機(jī)現(xiàn)象；為了更精確地控制通信速率, 選用了11.592mhz的晶振；單片機(jī)則選用了atmel公司的at89c51。

● 嵌入式軟件部分
使用c51編寫軟件，軟件系統(tǒng)機(jī)要實(shí)現(xiàn)的功能如圖3所示。

圖3 檢測(cè)部分軟件功能框圖

圖4 主程序流程圖

軟件負(fù)責(zé)捕獲進(jìn)紙信號(hào),然后模擬人手按鈕,啟動(dòng)感應(yīng)器工作,讀取到條形碼信息后進(jìn)行判斷,根據(jù)判斷結(jié)果,進(jìn)行不同的輸出，同時(shí)還可以同上位機(jī)通信。

軟件工作過程中,為了實(shí)時(shí)捕捉請(qǐng)求信號(hào)的輸入，對(duì)信號(hào)輸入的讀取采用中斷方式。接收到信號(hào)后，置相應(yīng)請(qǐng)求事件標(biāo)志，而對(duì)請(qǐng)求信號(hào)的處理在中斷外進(jìn)行，這樣既可以有效捕獲到請(qǐng)求輸入信號(hào)，又避免中斷程序過長(zhǎng)時(shí)間占用cpu資源。

主程序上電初始化后，依次查看各個(gè)事件標(biāo)志，若發(fā)現(xiàn)存在該事件請(qǐng)求，則馬上對(duì)該事件處理，處理完畢后清除該請(qǐng)求標(biāo)志。所要處理的事件包括:捕獲進(jìn)紙節(jié)拍,接收計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù),條形碼讀取到后的比對(duì)判斷以及判斷后的處理等。整個(gè)系統(tǒng)流程如圖4所示。

進(jìn)紙節(jié)拍是由外部進(jìn)紙機(jī)構(gòu)觸發(fā)的，軟件上采用了外部中斷的方式。通信事件由軟件的串行接收中斷觸發(fā)，條碼處理事件則由接收數(shù)字條碼信號(hào)的高優(yōu)先級(jí)中斷觸發(fā)。

設(shè)置cipher接口板以ps/2鍵盤的方式發(fā)送條形碼內(nèi)容，其接口信號(hào)時(shí)序如圖5所示。

圖5 條形碼閱讀器數(shù)字接口時(shí)序

而其他兩個(gè)事件，錯(cuò)誤書帖和白紙事件則來(lái)自于軟件