PDA上实现条码扫描功能Word格式文档下载.docx
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3.1条形码的诞生及原理7
3.2条形码扫描器原理8
3.2.1激光源8
3.2.2光学扫描系统9
3.2.3光接收系统10
3.2.3光电转换、信号放大及整形11
3.2.4译码12
第4章基于PDA的条形码扫描仪的实现13
4.1操作系统平台定制13
4.1.1PlatformBuilder简介13
4.1.2WindowsCE平台制作流程14
4.1.3驱动程序的嵌入15
4.1.4建立平台SDK15
4.2硬件平台介绍15
4.3条形码扫描系统的整体架构16
4.4串口驱动编程基本函数18
4.5各模块功能设计与实现25
4.5.1串口类及窗口类的设计25
4.5.2打开端口函数的实现27
4.5.3写串口函数的实现32
4.5.4读串口的设计与实现33
4.5.5窗口初始化35
4.5.6条码与时间的写入模块37
4.5.7发声模块的设计与实现39
第5章测试与运行40
5.1同步软件ActiveSync的使用40
5.2运行的结果41
第6章结束语44
参考文献45
致谢46
附录47
附录一资阳移动公司基站运行管理支撑系统的需求分析47
附录二德阳地区基站的资源管理情况表48
外文资料原文49
外文资料译文52
第1章引言
1.1背景
近来一些大的公司的固定资产的类别、数量越来越多，而且还会经常更换。
网络资产盘点耗时长，且可信度较差。
网络资产和工程资产使用、监控越来越困难，网络资产调拨手续复杂且完成率不高，管理信息系统（ManagementInformationSystem,MIS）维护繁琐且耗时长。
因而需要一个成熟的、可信的、可移动的系统对分布在各地的的各种固定资产进行定期维护和监控，并将各种状态信息及时与总部联系，保证信息的及时性、准确性、可靠性。
在资产更换时，登记资产变化的每一步、时间、操作人、审批人，实现资产溯源功能。
需通过终端实现资产的调出和调入确认，后台进行领导审批，流程完成后系统自动生成调拨单。
系统自动形成资产调拨单，财务人员随时可以完成MIS维护，效率高。
用扫码仪将资产盘点纳入日常工作中，同时盘点操作更准确、可信。
工程资产是没有标签的，同时工程资产一样会流动的，设立工程临时标签，利用资产溯源系统把工程标签管理起来，避免转资后的找对应资产的繁琐工作。
固定资产追踪溯源概念的提出是在固定资产多且品目繁杂、频繁变动、资产分布较广才具有现实意义。
由于各种固定资产分布并不集中，如移动公司的基站分布在全国各地，维护和监控起来的难度很大，并且如果派人员直接过去维护与监控，可信度不高，存在弄虚作假的可能性。
该系统由于利用GPRS传送盘点、资产调拨等数据，实现了在任何地点都进行资产盘点和转移的功能。
因此需要使用到集成了条码扫描器的PDA设备来对固定资产上的条码进行扫描，从而唯一确定了这个设备。
资产管理人员可以通过携带的扫码仪，直接到基站上进行一次盘点，核对数据库返回信息与实际基站上的资产信息是否一致就可以完成盘点操作。
不一致则通过后台溯源来查找管理环节的问题是存在哪里，并进行针对性的绩效指导。
从而提高了各种固定资产状况的可信度，便于整个公司的发展。
本课题所做的就是在通过串口集成了条码扫描器的PDA设备上实现条码扫描的功能并将条码和当前时间成功存储，供后续工作人员实现通信功能时，将条码及时间信息返回总部，从而保证了固定资产的各种状况信息的准确性与及时性。
1.2论文章节安排
在第2章中简单介绍了WindowsCE嵌入式操作系统的诞生以及功能，及与Windows的区别，接着又简单介绍了PDA（个人数码助理）。
由于在此次课题中要用到串口编程，所以在后面的内容中又简单介绍了WindowsCE下的串口编程。
在第3章中介绍了条形码以及条形码扫描器的原理。
在第4章中描述了此次课题的详细设计，以及各个模块功能的设计与实现。
而在第5章中介绍了ActiveSync同步软件的使用及整个系统的测试与运行的结果。
第2章WindowsCE5.0及PDA的简单介绍
2.1WindowsCE5.0操作系统简介
2.1.1WindowsCE5.0的诞生
WindowsCE5.0是微软公司推出的一个开放、可升级的32位嵌入式操作系统，具有出色的图形界面效果和强大的计算能力。
WindowsCE5.0是在2004年5月份推出，微软公司在WindowsCE5.0中扩大开放源代码。
在这个开放源代码计划的授权下，微软公司将开放250万行源代码程序作为评估套件。
个人、厂商都可以下载这些源代码并加以修改使用。
2.1.2WindowsCE所具有的功能
WindowsCE[1]是微软公司自行开发的嵌入式操作系统，WindowsCE的设计目标是：
模块化及可延展性、实时性能好，通信能力强大，支持多种CPU。
从操作系统内核的角度看，WindowsCE具有灵活的电源管理功能，包裹睡眠/唤醒模式。
在WindowsCE中，还使用了对象储存技术，包裹文件系统、注册表及数据库。
它还具有很多高性能、高效率的操作系统特性，包裹视频共赏储存、交叉处理同步、支持大容量堆栈等。
WindowsCE拥有良好的通信能力。
它还广泛支持各种通信硬件，也支持直接的局域网连接以及拨号连接，并提供与PC、内部网以及Internet的连接，包过用于应用级数据传输的设备间的连接。
在提供各种基本的通信基础结构的同时，WindowsCE还提供与Windows9x/NT的整合和通信。
WindowsCE的图形界面相当出色。
拥有基于MicrosoftInternetExplorer的Internet浏览器，WindowsCE甚至还能支持诸如手写体、声音识别、动态影像和3D图形等多种应用。
WindowsCE是一个多任务的操作系统，可以同时执行多个任务，并在它们之间来回切换。
WindowsCE其实就是Windows的简化版本，我们可以通过我们熟悉的Windows的操作方式来控制WindowsCE，WindowsCE也支持很多应用软件如PocketWord、PocketExcel等。
WindowsCE同时内置了多媒体功能，通过WindowsMediaPlayer可以播放音视频。
WindowsCE支持可扩充的CompactFlash/MMC/SD卡，通过扩充卡可以实现多种功能。
2.1.3WindowsCE应用的领域
WindowsCE是一个具有抢占式多任务功能，并具有强大的通信能力的嵌入式操作系统。
WindowsCE是微软专门为信息设备、移动应用、消费电子产品、嵌入式应用等非PC领域而新设计的战略性操作系统产品。
1.PDA市场
微软公司希望PC消费者普遍使用安装WindowsCE操作系统的PDA。
但是WindowsCE1.0不支持手写识别，用户必须靠键盘输入，操作非常麻烦。
WindowsCE2.0则对硬件要求较高，增加了用户的成本，因此，在与Palm的初期较量中，微软并不占上风，微软通过加强和各大硬件厂商的合作逐步进攻Palm操作系统及其垄断的产品市场。
2.新一代手机操作系统
新一代手机操作系统中，微软公司在其装有WindowsCE的基础上增加了移动通信功能，通过语音、电子邮件、甚至更强大的Web浏览使用户随时随地的保持智能链接。
3.工业控制领域
WindowsCE正在被证明是工业控制领域的一个典型手段，它提供了将产品至于可靠软件和可靠硬件平台的有效办法。
WindowsCE为设计单位、制造厂家、和客户带来了收益。
它降低了产品生存周期中各个阶段的成本，并且数断了自定义解决方案所需的市场投放时间。
目前，WindowsCE工业控制领域也已经有一写成功的案例。
2.2PDA简介
PDA[2]，英文全称PersonalDigitalAssistant，即个人数码助理，一般是指掌上电脑。
相对于传统电脑，PDA的优点是轻便、小巧、可移动性强，同时又不失功能的强大，缺点是屏幕过小，且电池续航能力有限。
PDA通常采用手写笔作为输入设备，而存储卡作为外部存储介质。
在无线传输方面，大多数PDA具有红外和蓝牙接口，以保证无线传输的便利性。
许多PDA还能够具备Wi-Fi连接以及GPS全球卫星定位系统。
便携性介于传统PC和PDA之间的个人电脑产品有笔记本电脑及平板电脑。
第一款PDA是1992年由苹果电脑出品的Newton。
但这一款产品在商业上很不成功。
后来出现了专门为了手写输入的Graffiti输入法，一家利用此方法作为输入法的PDA公司推出了Palm这一个系列的产品，并获得了巨大的成功。
在20世纪末，微软进入这一个领域，并首先推出了WindowsCE1.0操作系统，但该系统在各方面表现并不尽如人意，但后来微软推出的WindowsPocketEdition2002一举奠定了PPC操作系统领先的地位。
目前最受欢迎的掌上电脑操作系统平台分别有PalmOS及微软WindowsMobile系列。
由于软件架构上的巨大区别，PDA上的应用程序与传统台式机差异较大，即便是相同的Word文档，在PDA上的格式与台式机上的格式还是略有不同。
显然，凭借PDA现今的硬件水准，它还无法做到完全独立工作，因此借助台式机的帮助是十分必要的，这也就是我们为何要将PDA与台式机进行同步的原因。
做到PDA与台式机同步并不困难，我们需要的仅仅是同步软件和传输线。
以WindowsCE阵营为例，微软推出的ActiveSync几乎是唯一的选择，我们推荐大家使用最新的4.5中文版。
首先在不连接PDA数据线的情况下直接安装ActiveSync4.5，随后我们可以看到桌面右下角的小图标。
对于采用USB接口的PDA，我们可以直接将数据线连上台式机的USB端口，此时系统会自动识别，并且ActiveSync4.5也会自动激活，成为绿色图标。
之所以要求大家先安装ActiveSync4.5后连接数据线是因为ActiveSync4.5包含了PDA的驱动，只有在安装后才能让Windows识别出PDA。
如果我们采用串口或者红外线端口进行连接，那么必须在ActiveSync4.5中手工启动，同时不要忘记打开台式机或者笔记本的红外线端口。
2.3串口的简单介绍
串口[3]叫做串行接口，也称串行通信接口，按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。
RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。
USB是近几年发展起来的新型接口标准，主要应用于高速数据传输领域。
串口的目的就是为了解决两种不同的设备之间在数据传输速度、格式、类型不匹配时产生的问题。
本课程设计用到的串口是嵌入在PDA内的，用于连接PDA的CPU与条码扫描器。
PDA要使用条码扫描器，必须得通过串口进行各种操作，如初始化串口，打开串口，读串口，写串口，关闭串口等一些列功能都需要在条码扫描代码中实现。
串口的初始化需要通过一个DCB结构来进行，DCB结构包含了诸如数据传输率、每个字符的数据位数、奇偶校验和停止位数等信息。
在查询和配置串口的属性时，都要用DCB结构来作为缓冲区，要修改串口的配置，应先修改DCB结构，然后再调用SetCommState函数用指定的DCB结构来设置串口。
2.4WinCE对串口通信的支持
在WinCE[4]下，用户无法开发应用程序，必须在PC机的Windows系统中开发所需的程序，在EVC中通过通过同步软件下载到指定的嵌入式设备中，串口在WinCE下属于流接口设备，可以像操作文件一样进行打开、关闭、读或写。
WinCE下的串口函数和Windows的串口函数基本相同，但仍有几点区别：
1.WinCE只支持Unicode字符集；
2.EVC不支持重叠I/O操作；
3.EVC中串口写法不同于VC。
2.5WinCE下串口通信基本开发方法
在WinCE[5]下开发串口通信软件主要有以下几个步骤：
1.初始化串口：
串口在被使用前必须先打开。
调用CreateFile函数打开串口后，调用SetupComm函数个串口分配一定大小的发送缓冲区和接受缓冲区；
之后调用GetCommTimeouts函数获取当前串口的默认参数并返回一个DCB结构体地址，通过给这个DCB结构体各成员赋值再调用SetCommState函数，就可以重新设置串口状态。
最后调用PurgeComm函数清空串口的发送接收缓冲区。
2.串口通信：
完成串口的初始化后就可以调用ReadFile和WriteFile函数对串口进行读写。
在通信过程中可能会发生错误，对有些错误通信将无法进行下去，必须调用ClearCommError函数清除这些错误。
这个函数还可以返回错误代码和当期那通信缓冲区的内容。
3.关闭串口：
通信结束后，调用CloseHandle函数关闭该串口句柄，释放串口资源。
第3章条码扫描器相关原理
3.1条形码的诞生及原理
条码技术最早产生在风声鹤唳的二十年代，诞生于Westinghouse的实验室里。
一位名叫JohnKermode性格古怪的发明家“异想天开”地想对邮政单据实现自动分检，那时候对电子技术应用方面的每一个设想都使人感到非常新奇。
他的想法是在信封上做条码标记，条码中的信息是收信人的地址，就象今天的邮政编码。
为此Kermode发明了最早的条码标识，设计方案非常的简单（注：
这种方法称为模块比较法），即一个“条”表示数字“1”，二个“条”表示数字“2”，以次类推。
然后，他又发明了由基本的元件组成的条码识读设备：
一个扫描器（能够发射光并接收反射光）；
一个测定反射信号条和空的方法，即边缘定位线圈；
和使用测定结果的方法，即译码器。
Kermode的扫描器利用当时新发明的光电池来收集反射光。
“空”反射回来的是强信号，“条”反射回来的是弱信号。
与当今高速度的电子元气件应用不同的是，Kermode利用磁性线圈来测定“条”和“空”。
就象一个小孩将电线与电池连接再绕在一颗钉子上来夹纸。
Kermode用一个带铁芯的线圈在接收到“空”的信号的时候吸引一个开关，在接收到“条”的信号的时候，释放开关并接通电路。
因此，最早的条码阅读器噪音很大。
开关由一系列的继电器控制，“开”和“关”由打印在信封上“条”的数量决定。
通过这种方法，条码符号直接对信件进行分检。
此后不久，Kermode的合作者DouglasYoung，在Kermode码的基础上作了些改进。
Kermode码所包含的信息量相当的低，并且很难编出十个以上的不同代码。
而Young码使用更少的条，但是利用条之间空的尺寸变化，就象今天的UPC条码符号使用四个不同的条空尺寸。
新的条码符号可在同样大小的空间对一百个不同的地区进行编码，而Kermode码只能对十个不同的地区进行编码。
直到1949年的专利文献中才第一次有了NormWoodland和BernardSilver发明的全方位条码符号的记载，在这之前的专利文献中始终没有条码技术的记录，也没有投入实际应用的先例。
NormWoodland和BemardSilver的想法是利用Kermode和YOung的垂直的“条”和“空”，并使之弯曲成环状，非常象射箭的靶子。
这样扫描器通过扫描图形的中心，能够对条码符号解码，不管条码符号方向的朝向。
在利用这项专利技术对其进行不断改进的过程中，一位科幻小说作家Isaac-Azimov在他的“裸露的太阳”一书中讲述了使用信息编码的新方法实现自动识别的事例。
那时人们觉得此书中的条码符号看上去象是一个方格子的棋盘，但是今天的条码专业人士马上会意识到这是一个二维矩阵条码符号。
虽然此条码符号没有方向、定位和定时，但很显然它表示的是高信息密度的数字编码。
直到1970年IterfaceMechanisms公司开发出“二维码”之后，才有了价格适于销售的二维矩阵条码的打印和识读设备。
那时二维矩阵条码用于报社排版过程的自动化。
二维矩阵条码印在纸带上，由今天的一维CCD扫描器扫描识读。
CCD发出的光照在纸带上，每个光电池对准纸带的不同区域。
每个光电池根据纸带上印刷条码与否输出不同的图案，组合产生一个高密度信息图案。
用这种方法可在相同大小的空间打印上一个单一的字符，作为早期Kermode码之中的一个单一的条。
定时信息也包括在内，所以整个过程是合理的。
当第一个系统进入市场后，包括打印和识读设备在内的全套设备大约要5000美元。
此后不久，随着LED（发光二极管）、微处理器和激光二极管的不断发展，迎来了新的标识符号（象征学）和其应用的大爆炸，人们称之为“条码工业”。
今天很少能找到没有直接接触过即快又准的条码技术的公司或个人。
由于在这一领域的技术进步与发展非常迅速，并且每天都有越来越多的应用领域被开发，用不了多久条码就会象灯泡和半导体收音机一样普及，将会使我们每一个人的生活都变得更加轻松和方便。
条码是由一组按一定编码规则排列的条、空符号，用以表示一定的字符、数字及符号组成的信息。
条码系统是由条码符号设计、制作及扫描阅读组成的自动识别系统。
3.2条形码扫描器原理
激光扫描条码识读器由于其独有的大景深区域、高扫描速度、宽扫描范围等突出优点得到了广泛的使用。
另外，激光全角度扫描识读器由于能够高速扫描识读任意方向通过的条码符号，被大量使用在各种自动化程度高、物流量大的领域。
激光扫描条码识读器由激光源、光学扫描、光学接收、光电转换、信号放大、整形、量化和译码等部分组成。
下面将详细讨论这些组成部分。
3.2.1激光源
采用MOVPE（金属氧化物气相外延）技术制造的可见光半导体激光器具有低功耗、可直接调制、体积小、重量轻、固体化、可靠性高、效率高等优点。
它一出现即迅速替代了原来使用的He－Ne激光器。
半导体激光器发出的光束为非轴对称的椭圆光束。
出射光束垂直于P－W结面方向的发散角Ｖ⊥≈30°
，平行于结面方向的发散角Ｖ‖≈10°
。
如采用传统的光束准直技术，光束会聚点两边的椭圆光斑的长、短轴方向将会发生交换。
显然这将使扫描器只有小的扫描景深。
JayM.Eastman等提出采用图3所示的光束准直技术，克服了这种交换现象，大大地提高了扫描景深范围。
这种椭圆光束只能应用在单线激光扫描器上。
布置光路时，应让光斑的椭圆长轴方向与光线扫描方向垂直。
对于单线扫描识读器，这种椭圆光斑由于对印刷噪声的不敏感性，将比下面所说的圆形光斑特性更好。
对于全角度条码扫描识读器，由于光束在扫描识读条码时，有时以较大倾斜角扫过条码。
因此，光束光斑不宜做成椭圆形。
通常都将它整形成圆形。
目前常用的整形方案是在准直透镜前加一小圆孔光阑。
此种光束特性可用小孔的菲涅耳衍射特性来很好地近似。
采用这种方案，对于标准尺寸UPC条码，景深能做到大约250mm到300mm。
这对于一般商业POS系统已经足够了。
但对如机场行李输送线等要求大景深的场合，就显得不够了。
目前常用的方案是增大条码符号的尺寸或使组成扫描图案的不同扫描光线会聚于不同区域形成“多焦面”。
但是更有吸引力的方案是采用特殊的光学准直元件，使通过它的光场具有特殊的分布从而具有极小的光束发散角，得到较大的景深。
3.2.2光学扫描系统
从激光源发出的激光束还需通过扫描系统形成扫描线或扫描图案。
全角度条码扫描识读器一般采用旋转棱镜扫描和全息扫描两种方案。
全息扫描系统具有结构紧凑、可靠性高和造价低廉等显著优点。
自从IBM公司在3687型扫描器上首先应用以来得到了广泛的应用，且不断推陈出新。
可以预料，它所占的市场份额将会越来越大。
旋转棱镜扫描技术历史较悠久，技术上较成熟。
它利用旋转棱镜来扫描光束，用一组折叠平面反射镜来改变光路实现多方向的扫描光线。
目前使用较多的MS－700等扫描器产品还使旋转棱镜不同面的楔角不同而形成一个扫描方向上有几条扫描线。
由多向多线的扫描光线组成一个高密度的扫描图案。
这种方法可能带来的另一个好处是可使激光辐射危害减轻。
全角度扫描这个概念最早是为了提高超级市场的流通
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