RU83152U1

RU83152U1 - OBJECT IDENTIFICATION SYSTEM

Info

Publication number: RU83152U1
Application number: RU2009101989/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Бахметьев
Original assignee: Андрей Александрович Бахметьев
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2009-05-20

Abstract

1. Система идентификации объектов, содержащая носитель информации, размещаемый на идентифицируемом объекте, и устройство считывания информации, корпус которого выполнен в виде ручки, включающее в себя установленный в одном из концов указанного корпуса фокусирующий элемент - линзу, средство, преобразующее поток электромагнитного излучения в электрические сигналы - видеосенсор, связанное с контроллером видеосенсора, подключенным через интерфейс к микроконтроллеру со встроенным кодеком, по меньшей мере, одно средство подсветки, подключенное к контроллеру видеосенсора, постоянное запоминающее устройство и оперативное запоминающее устройство, связанные с упомянутым микроконтроллером, к которому через контакты коммутационных элементов, предназначенных для управления работой устройства считывания и выбора режима работы, подключен блок усилителей, связанных с микрофоном и громкоговорителем, отличающаяся тем, что в устройстве считывания использован видеосенсор, предназначенный для работы в инфракрасном диапазоне и представляющий собой ПЗС-матрицу или КМОП-сенсор, а в качестве средств подсветки использованы инфракрасные светодиоды. ! 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство считывания снабжено оптическим фильтром, установленным между средством, преобразующим поток электромагнитного излучения в электрические сигналы, и фокусирующим элементом. ! 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство считывания выполнено с возможностью подключения блока внешней памяти, управляемого микроконтроллером и выполненного в виде отдельного чипа, при этом для подключения упомянутого блока внешней памяти пр1. An object identification system comprising an information carrier located on an identifiable object and an information reading device, the housing of which is made in the form of a pen, including a focusing element installed at one end of the housing — a lens, means that converts the flow of electromagnetic radiation into electrical signals - a video sensor connected to a video sensor controller connected via an interface to a microcontroller with an integrated codec, at least one backlight, connected connected to the video sensor controller, read-only memory and random access memory associated with said microcontroller, to which, through the contacts of switching elements designed to control the operation of the reader and select an operating mode, an amplifier unit connected to a microphone and loudspeaker is connected, characterized in that the reader uses a video sensor designed to work in the infrared range and is a CCD or CMOS sensor, and in As a means of illumination, infrared LEDs are used. ! 2. The system according to claim 1, characterized in that the reader is equipped with an optical filter installed between the means that converts the flow of electromagnetic radiation into electrical signals, and a focusing element. ! 3. The system according to claim 1, characterized in that the reader is configured to connect an external memory unit controlled by a microcontroller and made in the form of a separate chip, while for connecting the said external memory unit,

Description

Полезная модель относится к средствам идентификации объектов, которые могут использоваться, в частности для контроля их подлинности и может быть использована в области медицины, образовательных, общественных и государственных учреждениях. Кроме того, с помощью заявленного устройства можно создавать говорящие книги и плакаты.The utility model relates to means of identifying objects that can be used, in particular, to control their authenticity and can be used in the field of medicine, educational, public and public institutions. In addition, using the claimed device, you can create talking books and posters.

Известна система идентификации объектов, содержащая носитель информации, размещаемый на идентифицируемом объекте, и устройство считывания информации, корпус которого выполнен в виде ручки, включающее в себя установленный в одном из концов указанного корпуса фокусирующий элемент - линзу, средство, преобразующее поток электромагнитного излучения в электрические сигналы - видеосенсор, связанное с контроллером видеосенсора, подключенным через интерфейс к микроконтроллеру со встроенным кодеком, по меньшей мере, одно средство подсветки, подключенное к контроллеру видеосенсора, постоянное запоминающее устройство и оперативное запоминающее устройство, связанные с упомянутым микроконтроллером, к которому через контакты коммутационных элементов, предназначенных для управления работой устройства считывания и выбора режима работы подключен блок усилителей, связанных с микрофоном и громкоговорителем (заявка US2008006700). Недостатком данной системы является низкие функциональные возможности связанные с использованием электромагнитных волн оптического диапазона, то есть видимого излучения.A known system for identifying objects containing a storage medium placed on an identifiable object, and an information reading device, the housing of which is made in the form of a pen, which includes a focusing element mounted at one end of the housing, a lens, a means that converts the flow of electromagnetic radiation into electrical signals - a video sensor associated with a video sensor controller connected via an interface to a microcontroller with a built-in codec, at least one backlight, CONNECTIONS image sensor to the controller, a read only memory and random access memory associated with said microcontroller, which by contacts of switching elements for controlling operation of the reading device and the mode selection unit connected amplifiers associated with the microphone and loudspeaker (US2008006700 application). The disadvantage of this system is the low functionality associated with the use of electromagnetic waves in the optical range, that is, visible radiation.

Кроме того, размещение в данном устройстве динамика в боковой части корпуса, ограничивает размерный ряд использующихся динамиков, что приводит к невозможности повышения качества звука.In addition, the placement of a speaker in this device in the side of the case limits the size range of the speakers used, which makes it impossible to improve the sound quality.

Технический результат, на достижение которого направлено создание данной полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей за счет использования видеосенсора, чувствительного в инфракрасном диапазоне, который может работать в условиях более низкой освещенности, обладает широким динамическим диапазоном и более высоким соотношением сигнал - шум, обладает более высокой результирующей пространственной разрешающей способностьюThe technical result, the achievement of which the creation of this utility model is aimed, is to expand the functionality through the use of a video sensor sensitive in the infrared range, which can operate in lower light conditions, has a wide dynamic range and a higher signal to noise ratio, has a higher resulting spatial resolution

Кроме того, дополнительно расширение функциональных возможностей обеспечивается за счет изменений места установки динамика, введения средств регулировки звука, наушников, средств, обеспечивающих подключение устройства считывания к компьютеру.In addition, additional expansion of functionality is provided by changing the installation location of the speaker, introducing means for adjusting the sound, headphones, means for connecting the reader to the computer.

Технический результат достигается тем, что в системе идентификации объектов, содержащей носитель информации, размещаемый на идентифицируемом объекте, и устройство считывания информации, корпус которого выполнен в виде ручки, включающее в себя установленный в одном из концов указанного корпуса фокусирующий элемент - линзу, средство, преобразующее поток электромагнитного излучения в электрические сигналы - видеосенсор, связанное с контроллером видеосенсора, подключенным через интерфейс к микроконтроллеру со встроенным кодеком, по меньшей мере, одно средство подсветки, подключенное к контроллеру видеосенсора, постоянное запоминающее устройство и оперативное запоминающее устройство, связанные с упомянутым микроконтроллером, к которому через контакты коммутационных элементов, предназначенных для управления работой устройства считывания и выбора режима работы подключен блок усилителей, связанных с микрофоном и громкоговорителем, в устойстве считывания использован видеосенсор, предназначенный для работы в инфракрасном диапазоне и представляющий собой ПЗС-матрицу или КМОП-сенсор, а в качестве средств подсветки использованы инфракрасные светодиоды.The technical result is achieved by the fact that in an object identification system containing a storage medium located on an identifiable object, and an information reading device, the housing of which is made in the form of a pen, including a focusing element installed at one end of the specified housing - a lens, a means that converts the flow of electromagnetic radiation into electrical signals is a video sensor connected to a video sensor controller connected via an interface to a microcontroller with an integrated codec, at least at least one backlight connected to the video sensor controller, read-only memory and random access memory associated with said microcontroller, to which a block of amplifiers connected to the microphone is connected through the contacts of switching elements designed to control the operation of the reader and select the operating mode loudspeaker, in the reading device a video sensor is used, designed to operate in the infrared range and representing a CCD if CMOS sensor, and an illumination means are infrared LEDs.

Устройство считывания может быть снабжено оптическим фильтром, установленным между средством, преобразующим поток электромагнитного излучения в электрические сигналы и фокусирующим элементомThe reader can be equipped with an optical filter installed between the means that converts the flow of electromagnetic radiation into electrical signals and a focusing element

Устройство считывания выполнено с возможностью подключения блока внешней памяти, управляемого микроконтроллером и выполненного в виде отдельного чипа, при этом для подключения упомянутого блока внешней памяти предусмотрен соответствующий разъем, устройство считывания содержит контакты для подключения наушников, связанные с соответствующим выходом блока усилителей, и содержит средства регулирования громкости.The reader is configured to connect an external memory unit controlled by a microcontroller and made in the form of a separate chip, while for connecting the said external memory unit a corresponding connector is provided, the reader contains contacts for connecting headphones connected to the corresponding output of the amplifier unit, and contains control means volume.

Устройство считывания содержит связанное с микроконтроллером средство подключения к USB-порту компьютера.The reader contains connected to the microcontroller means for connecting to the USB port of the computer.

В устройстве считывания громкоговоритель и микрофон могут быть выполнены в виде единого устройства с возможностью выполнения в режиме «Запись» функции микрофона, а в режиме «Воспроизведение» - функции In the reader, the loudspeaker and the microphone can be made in the form of a single device with the ability to perform microphone functions in the “Record” mode, and functions in the “Playback” mode

громкоговорителя, либо в виде отдельных устройств.loudspeaker, or as separate devices.

В устройстве считывания громкоговоритель установлен на другом конце корпуса устройства считывания, а микрофон размещен на его боковой стороне.In the reader, a loudspeaker is mounted on the other end of the reader body, and a microphone is located on its side.

На рис.1 представлено схематическое изображение устройства считывания.Figure 1 shows a schematic representation of a reader.

На рис.2 представлен пример возможных изображений кодов.Figure 2 shows an example of possible code images.

Система идентификации объектов содержит размещаемый на идентифицируемом объекте носитель информации (не показан), и устройство считывания информации, корпус которого выполнен в виде ручки. Устройство считывания содержит видеосенсор 1.1, а также включает в себя установленный в одном из концов указанного корпуса фокусирующий элемент - линзу 1.2, инфракрасные светодиоды 1.3. Средство, преобразующее поток электромагнитного излучения в электрические сигналы - видеосенсор 1.1, связан с контроллером 1.4 видеосенсора, подключенным через интерфейс к микроконтроллеру 2 со встроенным кодеком. Средства подсветки - светодиоды - 1.3 подключены к контроллеру 1.4 видеосенсора. Постоянное и оперативное запоминающие устройства 3, связаны с упомянутым микроконтроллером 2, к которому через контакты коммутационных элементов 4, предназначенных для управления работой устройства считывания и выбора режима работы подключен блок усилителей 5, связанных с микрофоном 6.1 и громкоговорителем 6. В устройстве считывания использован видеосенсор, предназначенный для работы в инфракрасном диапазоне и представляющий собой ПЗС-матрицу или КМОП-сенсор, а в качестве средств подсветки использованы инфракрасные светодиоды.The object identification system comprises a storage medium (not shown) placed on an identifiable object, and an information reading device, the housing of which is made in the form of a pen. The reader device contains a video sensor 1.1, and also includes a focusing element installed at one end of the specified housing - a lens 1.2, infrared LEDs 1.3. A means of converting the flow of electromagnetic radiation into electrical signals - video sensor 1.1, is connected to the controller 1.4 of the video sensor connected via an interface to microcontroller 2 with a built-in codec. Means of illumination - LEDs - 1.3 are connected to the controller 1.4 of the video sensor. Permanent and operational memory devices 3 are connected to the mentioned microcontroller 2, to which, through the contacts of switching elements 4, designed to control the operation of the reader and select the operating mode, a block of amplifiers 5 connected to the microphone 6.1 and loudspeaker 6 is connected. A video sensor is used in the reader, designed to operate in the infrared range and representing a CCD matrix or CMOS sensor, and infrared LEDs are used as illumination means.

Более подробно устройство считывания - ручка состоит из следующих функциональных узлов (см. Рис.1):In more detail, the reader - the pen consists of the following functional units (see Fig. 1):

1. Оптическая система. Оптическая система представляет собой работающие в инфракрасном диапазоне ПЗС-матрицу или КМОП-сенсор (1.1), преобразующие световой поток (изображение) в электрические сигналы, фокусирующего элемента - линзы (1.2), оптического фильтра (при необходимости) и инфракрасных светодиодов для подсветки изображения (1.3) и контроллера видеосенсора (видеоматрицы) с полной обработкой сигналов (1.4) для подачи через интерфейс в микроконтроллер.1. The optical system. The optical system consists of an infrared band CCD or CMOS sensor (1.1) that converts the light flux (image) into electrical signals, the focusing element is the lens (1.2), an optical filter (if necessary) and infrared LEDs to illuminate the image ( 1.3) and a video sensor controller (video matrix) with full signal processing (1.4) for feeding through the interface to the microcontroller.

2. Микроконтроллер со встроенным кодеком (codec), постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) и драйвером для подсоединения к компьютеру через USB-порт. Кодек 2. A microcontroller with a built-in codec (codec), read-only memory (ROM), random access memory (RAM) and a driver for connecting to a computer via a USB port. Codec

осуществляет кодирование аналоговых электрических сигналов, поступающих от ПЗС-матрицы и микрофона в цифровые коды, запоминаемые во внешней или внутренней памяти, и дальнейшее их декодирование и воспроизведение через встроенный громкоговоритель или наушники.It encodes analog electrical signals from a CCD matrix and a microphone into digital codes stored in external or internal memory, and then decodes and plays them through the built-in speaker or headphones.

3. Блок внешней памяти, управляемой микроконтроллером. Эта память выполнена в виде отдельного чипа и подключается к Ручке через специальный разъем.3. An external memory unit controlled by a microcontroller. This memory is made in the form of a separate chip and is connected to the Pen through a special connector.

4. Коммутационные элементы, предназначенные для управления работой Ручки и выбора режима работы. Часть элементов вынесена наружу для ручного управления, например, кнопка «Запись» (4.1).4. Switching elements designed to control the operation of the handle and select the operating mode. Some of the elements are brought out for manual control, for example, the “Record” button (4.1).

5. Блок усилителей с дополнительным выходом на наушники (5.1) и регулировкой громкости звука (5.2.). При подключении наушников внутренний громкоговоритель отключается.5. Amplifier unit with additional headphone output (5.1) and sound volume adjustment (5.2.). When headphones are connected, the internal speaker mutes.

6. Головка «громкоговоритель-микрофон». В режиме «Записи» выполняет функцию микрофона, в режиме «Воспроизведения» выполняет функцию громкоговорителя. Для улучшения качества записи и воспроизведения возможно использование отдельного микрофона (6.1). В этом случае изменяется схема коммутационных элементов (4).6. Head “loudspeaker-microphone”. In the “Recordings” mode it acts as a microphone, in the “Playback” mode it acts as a loudspeaker. To improve the quality of recording and playback, it is possible to use a separate microphone (6.1). In this case, the circuit of the switching elements (4) changes.

7. Блок индикации. Индикация состояния батарей питания (уровень заряда-разряда), индикация в режиме зарядки аккумуляторов, индикация работоспособности Ручки.7. Display unit. Indication of the state of the battery (charge-discharge level), indication in the battery charging mode, indication of the operability of the Handle.

8. Блок питания. Питание осуществляется от перезаряжаемых химических источников тока (аккумуляторов).8. The power supply. Power is supplied from rechargeable chemical current sources (batteries).

Многочисленные комбинации Кодов (рис.2), практически незаметных человеческому глазу, могут наноситься на чистую бумагу, самоклеющуюся пленку, различные стакеры или поверх существующего графического изображения на любом носителе. Возможны случаи, когда фактура поверхности предмета может позволить обходиться без специальных кодов.Numerous combinations of Codes (Fig. 2), almost invisible to the human eye, can be applied to clean paper, self-adhesive film, various stackers or on top of an existing graphic image on any medium. There are cases when the texture of the surface of the object can allow you to do without special codes.

При включенном питании говорящая устройство считывания (ручка-маркер, в дальнейшем «Ручка») прислоняется к носителю, на который нанесен специальный графический код (в дальнейшем «Код»). На Ручке нажимается кнопка «Запись» и во встроенный микрофон наговаривается необходимая информация или другие звуковые эффекты. В Ручке запоминается изображение этого Кода и соответствующая ему звуковая информация. Так может происходить до полного When the power is on, the talking reader (pen-marker, hereinafter referred to as the “Pen”) is leaning against the medium on which a special graphic code is applied (hereinafter “Code”). The “Record” button is pressed on the Pen and the necessary information or other sound effects are spoken into the built-in microphone. The Pen remembers the image of this Code and the corresponding sound information. This can happen until complete

заполнения памяти. После отпускания кнопки «Запись» Ручка автоматически переходит в режим воспроизведения и при последующем поднесении к носителю с Кодом она воспроизводит через громкоговоритель ту информацию, которая соответствует именно этому Коду.filling memory. After releasing the “Record” button, the Pen automatically enters the playback mode and upon subsequent presentation to the media with the Code, it reproduces through the loudspeaker that information that corresponds to this particular Code.

Другой пример использования системы: в студии записываются звуковые файлы и каждому такому звуковому файлу присваивается Код. Эти Коды заранее наносятся поверх графического изображения, например, рисунков или текста в книге. Информация о Кодах и соответствующих им звуковых файлах заносится в модуль памяти (энергонезависимая флэш-память). Этот модуль памяти может вставляться в Ручку, которая начинает при взаимодействии с вышеуказанными Кодами на носителе воспроизводить соответствующую звуковую информацию. Таким образом можно создавать говорящие книги и плакаты.Another example of using the system: sound files are recorded in the studio and a code is assigned to each such sound file. These Codes are pre-printed on top of a graphic image, such as drawings or text in a book. Information about Codes and their corresponding sound files is entered into a memory module (non-volatile flash memory). This memory module can be inserted into the Pen, which, when interacting with the above Codes on the media, reproduces the corresponding audio information. This way you can create talking books and posters.

Claims

1. An object identification system comprising an information carrier located on an identifiable object and an information reading device, the housing of which is made in the form of a pen, including a focusing element installed at one end of the housing — a lens, means that converts the flow of electromagnetic radiation into electrical signals - a video sensor connected to a video sensor controller connected via an interface to a microcontroller with an integrated codec, at least one backlight, connected connected to the video sensor controller, read-only memory and random access memory associated with said microcontroller, to which, through the contacts of switching elements designed to control the operation of the reader and select an operating mode, an amplifier unit connected to a microphone and loudspeaker is connected, characterized in that the reader uses a video sensor designed to work in the infrared range and is a CCD or CMOS sensor, and in As a means of illumination, infrared LEDs are used.

2. The system according to claim 1, characterized in that the reader is equipped with an optical filter installed between the means that converts the flow of electromagnetic radiation into electrical signals, and a focusing element.

3. The system according to claim 1, characterized in that the reader is configured to connect an external memory unit controlled by a microcontroller and made in the form of a separate chip, with a corresponding connector provided for connecting the said external memory unit.

4. The system according to claim 1, characterized in that the means of reading contains contacts for connecting headphones connected to the corresponding output of the amplifier block, and contains means for adjusting the volume.

5. The system according to claim 1, characterized in that the reader contains connected to the microcontroller means for connecting to a USB port of a computer.

6. The system according to claim 1, characterized in that in the reader, the loudspeaker and the microphone are made as a single device with the ability to perform microphone functions in the "Record" mode, and the loudspeaker functions in the "Play" mode.

7. The system according to claim 1, characterized in that in the reader the loudspeaker and the microphone are made in the form of separate devices.

8. The system according to claim 1, characterized in that the loudspeaker is mounted on the other end of the reader housing in the reader, and the microphone is located on its side.