專(zhuān)利名稱(chēng)：光標(biāo)閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化試卷或問(wèn)卷進(jìn)行閱卷的光標(biāo)閱讀器(OMR)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們希望將大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、計(jì)算機(jī)和分析工作都交給計(jì)算機(jī)來(lái)處理，對(duì)于各種試卷的評(píng)分、統(tǒng)計(jì)和分析也不例外，但由于最早的計(jì)算機(jī)錄入方式主要是鍵盤(pán)輸入和穿孔紙紙帶，不僅費(fèi)用昂貴，速度慢而且容易出錯(cuò)，因此，從六十年代起，英、美、日等國(guó)越來(lái)越多的機(jī)構(gòu)都在尋找一個(gè)能與高檔微機(jī)相匹配的數(shù)據(jù)收集和輸入系統(tǒng)。英國(guó)DRS公司研制的光標(biāo)閱讀器(OMR)首先進(jìn)入市場(chǎng)，很快成為一種快速、可靠和簡(jiǎn)便的數(shù)據(jù)錄入設(shè)備。這種光標(biāo)閱讀器是利用光電傳感技術(shù)將在預(yù)先編制的信息卡(例如標(biāo)準(zhǔn)化試卷、報(bào)名表、調(diào)查表等)上用鉛筆等涂黑的光信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再送到與之相連的微機(jī)進(jìn)行多功能的加工處理。光標(biāo)閱讀器加上與之相連的微機(jī)以及相應(yīng)的軟件就構(gòu)成了一個(gè)完整的信息閱讀處理系統(tǒng)。
雖然光標(biāo)閱讀器在國(guó)外已有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展，但是它們具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)，不適合在我國(guó)推廣應(yīng)用。為了克服上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)一些單位正在作不懈努力。
本實(shí)用新型的目的也就是要克服上述缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)輕巧、成本低的光標(biāo)閱讀器。
按照本實(shí)用新型的光標(biāo)閱讀器，它主要所括光電傳感器(1)、控制與采集電路(2)、機(jī)電裝置(3)和接口電路(4)等，如

圖1所示。
光電傳感器(1)是光標(biāo)閱讀器的關(guān)鍵部件，用來(lái)檢測(cè)信息卡上涂寫(xiě)的標(biāo)記，每一個(gè)傳感器由紅外發(fā)生管和紅外接收管及傳感器讀出電路組成。每一個(gè)傳感器對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)卡上的一列，因而傳感器的數(shù)據(jù)量和密度決定了數(shù)據(jù)卡的列數(shù)列距。本實(shí)用新型可采用25路7mm(公制低密度)間距的傳感器陣列外，也可采用35路5mm(公制高密度)或35路5.08mm(英制高密度)的傳感器陣列。
控制與采集電路(2)是整個(gè)閱讀器的核心部分，它連接光電傳感器和機(jī)電裝置，它接收并處理數(shù)據(jù)的控制指令，以控制機(jī)電裝置的動(dòng)作及光電傳感器的讀取。計(jì)算機(jī)通過(guò)接口電路向控制與采集電路發(fā)送復(fù)位和工作程序，并從控制與采集電路接收數(shù)據(jù)。
機(jī)電裝置(3)的功能是將每張紙(試卷)平穩(wěn)、準(zhǔn)確、迅速地通過(guò)機(jī)器，它所括電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由控制與采集電路控制，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與閱讀器的最佳配合。
接口電路(4)采用專(zhuān)用接口與計(jì)算機(jī)聯(lián)接，以提高閱讀器的閱讀速度、增強(qiáng)閱讀器功能。
本實(shí)用新型的光標(biāo)閱讀器結(jié)合一臺(tái)微機(jī)以及相應(yīng)的軟件即可組成一個(gè)完整的信息閱讀處理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，光標(biāo)閱讀器采用自反射式光電傳感器件來(lái)閱讀信息卡的信息。信息卡的格式要求嚴(yán)格，需要精心設(shè)計(jì)，所以必須統(tǒng)一繪制印刷。信息則是由考生、被調(diào)查者用鉛筆或鋼筆填涂的黑點(diǎn)。光標(biāo)閱讀器采用自反射式紅外線進(jìn)行水平測(cè)量，迅速準(zhǔn)確地檢測(cè)出記號(hào)的有無(wú)并送入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的軟件對(duì)光標(biāo)閱讀器(OMR)送入的信息進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。
整個(gè)系統(tǒng)和主要功能包括編輯信息格式、閱讀信息卡、查看與修改信息、核對(duì)和統(tǒng)計(jì)評(píng)分。
1、編輯信息格式通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示終端編輯信息格式，該格式要和信息卡的格式相同，用來(lái)顯示和存儲(chǔ)信息。
2、閱讀信息卡使用光標(biāo)閱讀器將信息卡內(nèi)的信息讀入計(jì)算機(jī)，并按指定的文件存儲(chǔ)。
3、查看和修改信息讀入的信息可以按編輯好的格式在屏幕上顯示，以供查看，并可以通過(guò)鍵盤(pán)修改讀錯(cuò)的信息。
4、校對(duì)重新用光標(biāo)閱讀器讀一遍信息卡，并和上一次讀入的信息一一對(duì)照，發(fā)現(xiàn)兩次讀入不同者則立即在屏幕上顯示，供用戶(hù)選擇正確信息，用鍵盤(pán)修正。
5、統(tǒng)計(jì)評(píng)分可通過(guò)光標(biāo)閱讀器輸入一張標(biāo)準(zhǔn)答案，給出每題分?jǐn)?shù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)總分。
光標(biāo)閱讀系統(tǒng)不僅應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)化考試的閱卷處理中，還可應(yīng)用于民意測(cè)驗(yàn)、系統(tǒng)評(píng)價(jià)和統(tǒng)計(jì)工作中。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型光標(biāo)閱讀器的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型光標(biāo)閱讀器的工作總框圖。
圖2是本實(shí)用新型光標(biāo)閱讀器的機(jī)電裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本實(shí)用新型光標(biāo)閱讀器的電氣原理框圖。
圖4是配合本實(shí)用新型光標(biāo)閱讀器工作的計(jì)算機(jī)的軟件流程圖。
圖5是光電傳感器與數(shù)據(jù)采集電路的詳細(xì)線路圖。
圖6是測(cè)試、控制及電源部分的詳細(xì)線路圖。
圖7是A／D轉(zhuǎn)換電路的詳細(xì)線路圖。
圖8是接口電路的詳細(xì)線路圖。
圖1是體現(xiàn)本實(shí)用新型發(fā)明思想的功能結(jié)構(gòu)圖，前面已經(jīng)對(duì)它進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，所以這兒就不多述了。
圖2顯示了本實(shí)用新型光標(biāo)閱讀器的機(jī)電裝置的一個(gè)具體實(shí)施例。本實(shí)用新型的光標(biāo)閱讀器采用手動(dòng)進(jìn)紙方式，即將試卷一張一張地送進(jìn)機(jī)器。如圖2所示，紙張(試卷)從外殼5左側(cè)的開(kāi)口插入機(jī)器，并順著前托紙板6的上表面向里伸，經(jīng)過(guò)導(dǎo)向塊7后到達(dá)進(jìn)紙輪9。由于在導(dǎo)向塊7中裝設(shè)了自反射式紙張檢測(cè)光電管8，如果無(wú)紙，后面的裝置將不會(huì)動(dòng)作，如果有紙，則控制部分使后面的機(jī)械傳動(dòng)部分動(dòng)作，進(jìn)紙輪9逆時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)紙張繼續(xù)向前(即向右)走動(dòng)。該紙張?jiān)诩x紙板10的引導(dǎo)下進(jìn)入自反射式光電管12與光電管上蓋板11之間的間隙，在此，試卷被自反射式光電管12閱讀。此后，試卷由出紙輪13和拋紙輪16傳動(dòng)隨著后托紙板15向前(即向右)繼續(xù)走動(dòng)并從外殼5的右側(cè)開(kāi)口冒出機(jī)器。這樣光標(biāo)閱讀器即完成了一張?jiān)嚲淼拈喿x。
下面將結(jié)合圖5、6、7和8的具體線路圖對(duì)圖3所示本實(shí)用新型的光電閱讀器的電氣工作原理作詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)圖3，本實(shí)用新型在電氣上包括接口電路4、電源20、電機(jī)控制電路21、有無(wú)紙測(cè)試22、電機(jī)18、自檢電路24、通道譯碼25、高速A／D數(shù)據(jù)采集電路26、光電頭23、通道選擇27和緩沖放大電路28。
接口電路(參見(jiàn)圖3)采用專(zhuān)用接口電路直接插在與本機(jī)器相連的計(jì)算機(jī)的總線擴(kuò)展槽上。該接口電路具有如下特點(diǎn)1)口地址可編程、容易修改、適用范圍廣、避免與計(jì)算機(jī)的其它用戶(hù)I／O設(shè)備發(fā)生沖突；2)譯碼采用GAL器件，電路簡(jiǎn)潔、提高了工作穩(wěn)定性、也減少了一些不必要的調(diào)試工作；3)增加了譯碼信號(hào)緩沖，更減少了故障機(jī)會(huì)。
在圖3中，除電機(jī)18和接口電路外，其余的電路都安裝在圖2所示的主板19上。
計(jì)算機(jī)通過(guò)接口電路4和總線與電機(jī)控制電路21。通道譯碼電路25、高速A／D數(shù)據(jù)采集電路26進(jìn)行雙向信息傳輸，這些信息包括控制指令信號(hào)、地址信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)。電機(jī)控制電路21接收計(jì)算機(jī)來(lái)的控制信號(hào)以控制電機(jī)18的接通或關(guān)斷，另外電機(jī)18還受有無(wú)紙測(cè)試電路的控制。參見(jiàn)圖6，電機(jī)控制電路由兩個(gè)與非門(mén)U3C、U3D和反向器U10B組成。有無(wú)紙測(cè)試電路由自反射式光電管DS26DN2170(即圖2中的8)、反向器U10A和與非門(mén)U3B等組成。圖3中M1即為圖2所示的電機(jī)18。圖3的下部分示出了電源電路，它主要由穩(wěn)壓器U8和U9組成。
參見(jiàn)圖3和圖5，光電頭23包括25個(gè)自反射式光電管DS1ON2170～DS25ON2170(即圖2中的12)，它們用于7mm間距的標(biāo)準(zhǔn)試卷，如要用5mm和5.08mm間距的試卷，則光電頭23檢測(cè)到的信號(hào)送到通道選擇電路27(圖5中U1、U2、U3A等)，再送到緩沖放大器28，它主要由運(yùn)放U4構(gòu)成。通道譯碼主要由譯碼器U11構(gòu)成。
參見(jiàn)圖7，它顯示了高速A／D數(shù)據(jù)采集電路26中的A／D轉(zhuǎn)換電路，主要集成塊U5、U6和反向器U10D和U10E等組成，為了減少失誤，還增加了穩(wěn)壓電路U7，以提供穩(wěn)定的電源電壓。
下面對(duì)圖4的軟件流程圖進(jìn)行說(shuō)明，該流程是由本實(shí)用新型光標(biāo)閱讀器與計(jì)算機(jī)組成的信息閱讀處理系統(tǒng)的工作流程。系統(tǒng)開(kāi)始工作之后，第一步判斷光標(biāo)閱讀器是否連機(jī)，如果沒(méi)有，顯示器上顯示“OMR未連接”，如果已連機(jī)，則進(jìn)入下一步，第二步設(shè)置信息卡格式和信息卡張數(shù)；第三步判斷是否送紙，如有送紙，則進(jìn)入下地步，否則繼續(xù)進(jìn)行該步驟；第四步判斷同步頭是否到來(lái)，如到來(lái)則進(jìn)入下一步，否則繼續(xù)進(jìn)行該步驟；第五步讀一行數(shù)據(jù)(即提取一排光電管的值)；第六步判斷是否最后一行，如是則進(jìn)入下一步，否則回到第四步；第七步檢測(cè)數(shù)據(jù)；第八步判斷所檢測(cè)的數(shù)據(jù)是否大于閾值，如果是則認(rèn)為該點(diǎn)是涂寫(xiě)點(diǎn)，否則該點(diǎn)是未涂寫(xiě)點(diǎn)；第九步將上述結(jié)果送緩沖區(qū)；第十步判斷是否為最后一張，如是則進(jìn)入下一步，否則回到第三步；第十一步將上述結(jié)果存入軟盤(pán)，并進(jìn)行處理或打印輸出，最后結(jié)束程序。
上面對(duì)本實(shí)用新型的各個(gè)方面進(jìn)行了全面的說(shuō)明，按照上述本實(shí)用新型的光標(biāo)閱讀器具有如下特點(diǎn)
1、用單電源，減少故障機(jī)會(huì)。
2、AD采集一次脈沖即可讀當(dāng)前模擬值，提高處理速度。
3、電機(jī)受有無(wú)紙情況及計(jì)算機(jī)雙重控制，減少誤操作。
4、電機(jī)關(guān)機(jī)具有延時(shí)電路，使連續(xù)送紙時(shí)不停電機(jī)，系統(tǒng)工作平穩(wěn)，降低誤碼率。
5、具有自檢電路6、與計(jì)算機(jī)接口的插座(DB25)采用硬連接，減少因連線雜亂而出現(xiàn)的故障。
7、AD的基準(zhǔn)源獨(dú)立穩(wěn)壓，使采集結(jié)果更準(zhǔn)確，降低誤碼率。
權(quán)利要求1.一種光標(biāo)閱讀器，其特征在于它由光電傳感器(1)、控制與采集電路(2)、機(jī)電裝置(3)和接口電路(4)組成，控制與采集電路(2)通過(guò)接口電路(4)接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的控制指令，對(duì)光電傳感器(1)和機(jī)電裝置(3)進(jìn)行控制，并將光電傳感器來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，再通過(guò)接口電路送至計(jì)算機(jī)。
2.按照權(quán)利要求1所述的光標(biāo)閱讀器，其特征在于所說(shuō)的機(jī)電裝置(3)包括托紙板(6、15)、導(dǎo)向塊(7)、進(jìn)紙輪(9)、出紙輪(13)、拋紙輪(16)、塔輪(17)和電機(jī)(18)等。
3.按照權(quán)利要求1所述的光標(biāo)閱讀器，其特征在于所說(shuō)的機(jī)電裝置(3)還包括一個(gè)自反射式紙張檢測(cè)光電管。
4.按照權(quán)利要求1所述的光標(biāo)閱讀器，其特征在于所說(shuō)的光電傳感器(1)包括25個(gè)(或35個(gè))自反射式光電管。
專(zhuān)利摘要一種光標(biāo)閱讀器，它主要由光電傳感器、控制與采集電路、機(jī)電裝置以及接口電路組成。所說(shuō)機(jī)電裝置采用手動(dòng)進(jìn)紙方式，將試卷一張張送入機(jī)器，它主要包括托紙板、導(dǎo)向塊、進(jìn)紙輪、出紙輪、拋紙輪、塔輪和電機(jī)等，另外，還有一個(gè)紙張檢測(cè)光電管以檢測(cè)是否送紙。該光標(biāo)閱讀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易操作等特點(diǎn)，它與一臺(tái)微機(jī)可組成一個(gè)完整的信息閱讀處理系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06K7/10GK2105730SQ9122951
公開(kāi)日1992年5月27日 申請(qǐng)日期1991年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月2日
發(fā)明者程慧玲 申請(qǐng)人:北京清華計(jì)算機(jī)公司