Sistema inalámbrico de lectura de códigos de barras

Sistema inalámbrico de lectura de códigos de barras
Aplicado a la recolección de grandes volúmenes de información proveniente de encuestas en papel
Autor: Edwin Orlando Grisales Clavijo, Asesor: Hermes Javier Eslava Blanco
Octubre de 2010, edwin-grisales@hotmail.com
Resumen--- Como forma de ilustrar e identificar
antecedentes, tecnologías actuales y formas de aplicación de
las mismas en la optimización del proceso de recolección de
información a través de sistemas electrónicos de captura y
procesamiento de datos se presenta el siguiente documento.
Una vez ilustrados los procesos a realizar se muestran todos
los resultados y observaciones relevantes conseguidos en el
desarrollo del proyecto tecnológico.
Palabras Clave--- Procesos de captura de información,
Investigación de mercados, muestreo poblacional.
I. INTRODUCCIÓN
El registro inicial de información recopilada a través de
encuestas en papel es una tarea de gran importancia dentro de
la línea de procesamiento realizada en investigación de
mercados, siendo éste primer registro un paso fundamental de
control para asegurar un resultado satisfactorio basado en un
muestreo poblacional óptimo. Así mismo esta es una de las
tareas más tediosas y complicadas cuando se realiza en la
forma tradicional conocida, situación que se complica aún
más cuando existe un alto volumen de material por revisar.
La idea del proyecto es aprovechar la tecnología que existe,
tal como dispositivos móviles, lectores de códigos de barras,
redes inalámbricas y junto con un lenguaje de programación
adecuado, crear una herramienta de apoyo que facilite esta
tarea, convirtiéndolo en proceso fácil, rápido y vanguardista,
beneficiando así no solo a los operarios y responsables de
realizar esta tarea, sino también a quienes dependen de esa
información para la toma oportuna de decisiones.
II. CONTENIDO
A. Título
Diseño e implementación de un sistema inalámbrico de
lectura de códigos de barras aplicado a la recolección de
grandes volúmenes de información proveniente de encuestas
en papel para la empresa MillwardBrown Ltda.
alojada en un servidor. El diseño posterior de una página web
permite al usuario consultar la información de dicha base en
tiempo real.
C. Introducción
Palabras Clave – Código de barras, transceptor, wireless,
transmisión de datos, recepción de datos, puertos y
comunicación con el PC, bases de datos, servidores Web.
El código de barras es una representación de un conjunto de
líneas paralelas verticales de distinto grosor que contienen
una determinada información. Su estructura se encuentra
estandarizada por sistemas internacionales lo que permite a
distribuidores y proveedores de bienes y servicios obtener
información de productos en cualquier país alrededor del
mundo [1]. Para nuestro caso utilizaremos el estándar EAN
(European Article Number), aunque en el caso particular de
recolección de datos de encuestas en papel no necesitaremos
un estándar global el EAN13 ofrece un alto nivel de
confianza dado a la utilización de dígitos de control.
Una vez definido el estándar a utilizar para la creación
automatizada de códigos de barras se da inicio al proceso de
diseño de la etapa de comunicación inalámbrica entre el
lector de códigos de barras y el PC. En este proceso se
definen los componentes más adecuados teniendo en cuenta
relación costo – beneficio, facilidad de obtención de
materiales en caso de futuras reparaciones o actualizaciones y
por supuesto la obtención final de los mejores resultados en
cuanto a tiempos de lectura, transmisión, recepción y
procesamiento de señales y datos.
D. Estado del arte
LECTOR DE CÓDIGO DE BARRAS MS860 UNITECH
HOUSTON, TEXAS (USA)
Edwin Orlando Grisales Clavijo, Octubre de 2010, Bogotá
D.C., Colombia
B. Resumen
El diseño del dispositivo está constituido por un lector de
código de barras que registra la información del cuestionario,
por un módulo transmisor conformado por una terminal
portátil transmisora que consta de un transceptor RF, antena y
memoria. Este módulo se encarga de adquirir los datos,
guardarlos y transferirlos al módulo receptor el cual tiene
también un transceptor y antena; dicho módulo recibe los
datos enviados por el transmisor y los pasa a la base de datos
Figura 1. Lector de códigos de barras MS860 UNITECH
Lector láser de código de barras inalámbrico, diseñado
específicamente para los usos en mercados tales como
depósitos, fábricas, etc. Este lector posee un módulo
incorporado de Bluetooth que permite que el MS860 sea
utilizado dentro de un rango aproximado de 30 m. de su
unidad receptora, dando a los usuarios más movilidad y
libertad para explorar y alcanzar artículos o realizar la
exploración de una caja registradora o de un terminal en
ambientes extensos [2].
LECTOR BLUETOOTH IMAGETEAM 3870
SKANEATELES FALLS, NEW YORK
Características:
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

Tecnología Bluetooth
Hasta 30 metros de rango de trabajo.
Batería recargable de ion-litio.
Diseño ergonómico para mayor comodidad en el trabajo.
Interfaz RS232
Fácil configuración y programación.
LECTOR DE CÓDIGO DE BARRAS MS9535 VOYAGER
BLUETOOTH BLACKWOOD, NEW JERSEY (USA)
Figura 3. Lector de códigos de barras IMAGETEAM 3870
El lector inalámbrico IMAGETEAM (IT) 3870 satisface las
necesidades de muchas aplicaciones. Está diseñado para un
uso industrial rudo, como el de los muelles donde se carga
mercancía, donde el envío y recepción de los materiales
requiere de libertad de movimiento. El lector inalámbrico es
ideal además para aplicaciones de manufactura, tales como
trabajo en proceso, donde la seguridad puede ser un problema.
Eliminar los cables evita que éstos se atoren en maquinaria y
equipo, disminuyendo así la probabilidad de accidentes [4].
Características:

Frecuencia de 2.4 a 2.4835 GHz (Banda ISM) (Frecuency
Hopping Carrier).
Alcance: 100 pies (30 m) típico
Tasa de datos: 1Mbps
Número de lecturas: 18,000 con una sola recarga.



Figura 2. Lector de códigos de barras MS9535 VOYAGER
Es un lector láser que ofrece comodidad y libertad de
movimiento, incorporando la tecnología inalámbrica
Bluetooth. Provee una solución ligera, cómoda y fácil de usar.
Utilizando un botón se activa el sensor IR (Infrarrojo) del
lector. Después de leer un código de barras, se oprime el
mismo botón y el dato es transmitido al host en forma
inalámbrica [3].
E. Contenido
Para hacer una descripción completa del sistema inalámbrico
de lectura de códigos de barras se segmentará el diseño en
seis etapas fundamentales de las cuales se hará énfasis en
aquellas que demandan un proceso de investigación, análisis,
diseño e implementación aplicados al campo de acción del
proyecto, las etapas restantes son parte importante del proceso
de aplicación pero conforman eventos de programación e
interfaz usuario - maquina.
-
Características:

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

Lector láser sin cables, usando el estándar inalámbrico
Bluetooth.
Tecnología CODE GATE, para transmisión de datos.
Moderna estación para recarga de batería.
Rango de trabajo de 10 metros.
-
Software de parametrización por parte del usuario e
impresión del código de barras.
Lector de código de barras MS9520.
Etapa de transmisión de datos.
Etapa de recepción de datos.
Comunicación con el PC.
Almacenamiento en la base de datos alojada en el
servidor y visualización de datos en web (Interfaz
usuario para obtención de resultados).
Lector de código de barras MS9520`Voyager
Anchura mínima de
barras
El Voyager es el escáner de códigos de barras de línea única
más avanzado del mercado, puede operar en el modo "manos
libres" cuando se sitúa sobre su soporte. Basta con la
presentación del código para que el lector realice
automáticamente la lectura. Además es programable para
lecturas de corto o largo alcance tanto en el modo automático
como manual, con lo que incrementa su eficiencia y
productividad al tiempo que su ergonomía [5].
Activación infrarroja

Largo alcance: 0 mm - 279 mm ±
51 mm
Corto alcance: 0 mm - 102 mm ±
25 mm (0" - 4" ± 1")
Capacidad de
decodificación
Discriminación automática de
todos los códigos de barras
estándar
Giro, inclinación y
oscilación
42°, 68°, 52° o 360°, 60°, 60°
Indicador acústico
7 tonos o sin indicación acústica
N° de caracteres leídos
Hasta 80 caracteres de datos (le
número máximo varía de acuerdo
con la simbología y la densidad )
Características:
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


0.127 mm
Rojo= lectura correcta
Proyección manual y fija.
PowerLink, con cables reemplazables por el usuario.
Incluye un soporte ajustable.
Activación de corto y largo alcance.
Memoria ROM tipo flash con la utilidad de actualización
Meteor.
Clasificación clase B de la EMI.
Indicadores (LED)
Verde = láser activo y listo para
explorar
Amarillo = CodeGate activo
(desactivado); modo de disparo
automático
Longitud
Profundidad
Peso
198 mm
40 mm
149 g
Cable
Estándar 2.7 m en espiral;
opcional 2.1m recto
Voltaje de entrada
5 VDC ± 0.25 V
Potencia en
funcionamiento
825 mW
Potencia en espera
Intensidad de corriente
en funcionamiento
600 mW
165 mA típica @ 5VDC
Intensidad de corriente
en espera
120 mA típica @ 5VDC
Transformadores CC
Clase 2; 5.2 VDC @ 650mA
Clase láser
CDRH: Clase II; EN608251:1994/A11:1996 Clase 1
Compatibilidad
electromagnética
Clase B de la FCC
Figura 4. Lector de códigos de barras MS9520
Temperatura de
funcionamiento
De 0°C a 40°C
El lector de código de barras, por defecto viene con una
conexión directa al PC, para comunicarse y para registrar los
códigos a la base de datos del computador. Para esta
aplicación no se hace uso de dicha conexión, el lector va
directamente relacionado con la etapa de transmisión, puesto
que el propósito es manejar y transferir los datos de manera
inalámbrica.
Temperatura de
almacenamiento
De -40°C a 60°C
Humedad
De 5% a 95% de humedad
relativa, sin condensación)
Niveles de luz
Hasta 4842 Lux (450 candelas por
pie cuadrado)
Contaminantes
Sellado para resistir la
contaminación de partículas
transportadas por el aire
Ventilación
No es necesaria
Fuente luminosa
Potencia láser
Profundidad del campo
de exploración
Diodo láser visibles de 650 nm ±
10 nm
0.7 mW (pico)
0 mm - 203 mm para un código de
barras de 0.33 mm con la
configuración predeterminada
Anchura del campo de
exploración
64.0 mm @ cara; 249 mm @ 203
mm
Velocidad de
exploración
72 ± 2 líneas exploradas por
segundo
Modelo de exploración
Línea de exploración única
Tabla 1. Especificaciones - Lector de códigos de barras
MS9520
Para que el lector funcione de manera correcta, es necesario
configurar tres parámetros del mismo:
-
Velocidad de Transmisión: Por defecto el lector viene
con una velocidad de 9600 bps, para la aplicación del
proyecto en particular, la velocidad que se maneja es de
38400 bps.
-
Control de Flujo: Se maneja con el Enable ACK/NAK,
para habilitar o deshabilitar la lectura de los registros en
caso de ser necesario.
-
Custom (One Shot): Este parámetro se configura por
comodidad y seguridad, cada vez que el lector toma un
registro, deshabilita el láser que hace la lectura, es decir
permite un solo disparo, esto se determina para evitar
duplicación de lectura o interferencia si dos o más
códigos impresos (cuestionarios) se encuentran en línea
de vista del lector.
Otro aspecto importante hace referencia a la memoria del
lector (250 registros), por esta limitante si el lector toma el
código de 250 encuestas y la etapa de transmisión no ha
enviado los datos a la de recepción, el lector se bloquea y
espera hasta que la memoria está desocupada para habilitar la
toma de más datos.
Cuando el lector está en color verde significa que el
dispositivo está listo para leer, cuando se pone en rojo
significa que el dato se leyó de manera correcta.
Etapa de transmisión de datos
El proceso de transmisión se realiza de la siguiente forma:
En la LCD se muestra el mensaje inicial, con la memoria
24LC64 configurada, en la terminal portátil se le da prioridad
a esperar un código de barras, es decir es más importante un
nuevo código a registrar que la comunicación que se da con el
receptor.
Una vez se ha registrado un nuevo código de barras, este se
almacena en la memoria, que tiene una capacidad de 250
registros, y si existe señal o comunicación los datos son
transferidos al receptor de manera inalámbrica, si se están
transfiriendo datos, y hay un nuevo código para registrar, se da
una interrupción para leer el código de barras.
Al enviar el código de barras, también se envían dos caracteres
en hexadecimal: 0d-0a, 0a para alinear el dato a la izquierda y
el 0d para darle enter al registro, la interrupción termina
cuando llegan estos dos caracteres.
Al culminar la interrupción y estando los datos en la memoria
el transmisor vuelve a atender las peticiones del receptor. Así
no tenga señal, los datos se guardan en la memoria.
En la etapa de transmisión se hace control de flujo con ACK,
ACK: 6 = Significa que el dato llego de manera correcta y
ACK: 15 = Significa que el dato no llego bien.
Cuando la memoria se llena (250 registros), y no ha
transmitido los datos al receptor, no manda el 6, hasta que no
encuentre señal y desocupe su buffer de almacenamiento.
Cabe anotar que el dispositivo puede registrar un código de
hasta máximo 24 caracteres, un código más grande armaría
conflicto y podría no visualizarse correctamente en la LCD.
Cuando se registra un código de barras, el mismo se visualiza
en la LCD, esto se hace con el propósito de verificar que lo
que se está registrando es verdaderamente lo que se guardando
en la base de datos.
La etapa de transmisión de datos está conformada por:
-
Transceptor
Regulador LM317
Memoria 24LC64
MAX232
Para tener claro el proceso de transmisión de datos se hará
énfasis en cada una de las etapas que conforman este bloque:
Transceptor
Los transceptores del proyecto funcionan como un puente
inalámbrico entre las dos etapas. En el proceso de
funcionamiento de los transceptores se hace uso de un
protocolo denominado SHOCK BURST que maneja los
dispositivos a un solo hilo es decir la información se transmite
y se recibe por un mismo canal.
Para una comunicación perfecta entre el transmisor y el
receptor, se realizará una parametrización de los transceptores
tanto de transmisión como de recepción a una frecuencia de
operación de 2432 Mhz.
MAX232
El MAX232 es un circuito integrado que convierte los
niveles de las líneas de un puerto serie RS232 a niveles TTL y
viceversa. Lo interesante es que sólo necesita una
alimentación de 5V, ya que genera internamente algunas
tensiones que son necesarias para el estándar RS232. Otros
integrados que manejan las líneas RS232 requieren dos
voltajes, +12V y -12V.
zz
Este chip permite adaptar los niveles RS232 y TTL,
permitiendo conectar un PC con un micro controlador. Sólo es
necesario este chip y 4 condensadores electrolíticos de 22
micro-faradios.
El MAX232 soluciona la conexión necesaria para lograr
comunicación entre el puerto serie de una PC y cualquier otro
circuito con funcionamiento en base a señales de nivel
TTL/CMOS.
El circuito integrado posee dos conversores de nivel TTL a
RS232 y otros dos que, a la inversa, convierten de RS232 a
TTL. Estos conversores son suficientes para manejar las
cuatro señales más utilizadas del puerto serie del PC, que son
TX, RX, RTS y CTS.
TX es la señal de transmisión de datos, RX es la de
recepción, y RTS y CTS se utilizan para establecer el
protocolo para el envío y recepción de los datos [6].
guarda todo código de barras con 2 caracteres de verificación.
F. Resultados
Aún no se tienen resultados que se puedan considerar en el
presente documento, todo el proyecto está basado hasta el
momento en información recopilada para iniciar el proceso
de montaje del proyecto, en la medida que se realice el
montaje del proyecto se irá realizando la anotación de los
resultados obtenidos.
G. Conclusiones
Aún no se tienen conclusiones que se puedan considerar en el
presente documento, una vez se realice el montaje y la
implementación se realizará en este ítem la descripción
completa de las conclusiones del proyecto.
H. Referencias
Figura 5. Diseño de comunicación del MAX232
Etapa de recepción de datos
En la etapa de recepción el transceptor se configura de la
misma forma que en el transmisor, puesto que dicha
configuración debe ser compatible para que la comunicación
entre las dos terminales sea óptima.
Básicamente la función de la etapa receptora es preguntar si
existe un nuevo registro para transferirlo a las base de datos en
el PC.
Una vez se tenga señal con el transmisor, los datos son
transferidos de este al receptor.
El transceptor en la etapa de RX tiene la dirección 0
La etapa de transmisión de datos está conformada por:
-
Transceptor
Regulador LM317
MAX232
Cable serial con convertidor para comunicación con el
puerto USB del PC.
Comunicación con el PC
Como el lector de código de barras trae por defecto el driver
para la comunicación con el PC, y esta conexión no se está
utilizando, fue necesario crear un driver que permitiera la
comunicación del PC con la etapa receptora ya diseñada.
El driver coge el dato del puerto RS232 y lo digita, es decir
simula un evento del teclado.
Por seguridad a los datos se les añade un carácter de
verificación, es decir se hace uso de un algoritmo interno que
[1] Lectores y códigos de barras. [Tipo de medio electrónico].
http://www.serviciosjfp.com/Otros/codigo_barras.htm
[2] Identific-Ar. [Tipo de medio electrónico].http://identificar.com.ar/ms860.htm
[3] Identific-Ar. [Tipo de medio electrónico].http://identificar.com.ar/ms9535.htm
[4] Articles: HHP - IT Imageteam 3870. [Tipo de medio
electrónico].http://www.altatec.com.mx/html/index.php?modu
le=News&func=display&sid=66
[5] Lector laser MS 9520 Voyager® Metrologic. [Tipo de
medio
electrónico].
http://www.tecnosolutions.com/metrologic/ms9520voyager/ms9520voyager.ht
ml
[6] Robert L. Boylestad y Louis Nashelsky. Electrónica Teoría
de circuitos y dispositivos electrónicos. Pearson Educación pp.
116-121.
[7]I. Thompson. El proceso de la investigación de mercados.
[Tipo
de
medio
electrónico].
http://www.promonegocios.net/investigacionmercados/proceso.html
Edwin Orlando Grisales Clavijo
Estudiante Tecnología en Electrónica
COD. 20042073024