發(fā)布時(shí)間：2020-09-28 19:05

　　 二維條碼具有儲(chǔ)存容量大、抗干擾能力強(qiáng)、糾錯(cuò)能力強(qiáng)、保密性高、追蹤性高、備援性大、成本便宜等特性。正是由于具有這些優(yōu)良的特征,使得二維條碼在票據(jù)、表單、證件、保密、追蹤、盤(pán)點(diǎn)、備援等方面的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的青睞,成為了大容量存儲(chǔ)信息并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息化管理的理想方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步不斷提高,二維條碼必將會(huì)有更多的應(yīng)用和更大的市場(chǎng)空間。 當(dāng)前,雖然在我國(guó)二維條碼方面的應(yīng)用正處于迅猛發(fā)展的時(shí)期,二維條碼越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,但是二維條碼識(shí)讀設(shè)備相關(guān)技術(shù)的發(fā)展卻相對(duì)滯后。二維條碼識(shí)讀設(shè)備是二維條碼技術(shù)和計(jì)算機(jī)嵌入式技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,本質(zhì)上是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)。因此,我們從嵌入式角度對(duì)二維條碼識(shí)讀相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究,提出一種合理的二維條碼識(shí)讀用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案是具有深遠(yuǎn)意義的。 本課題的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款的二維條碼識(shí)讀用嵌入式系統(tǒng)。本課題依據(jù)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法,將二維條碼識(shí)讀用嵌入式系統(tǒng)分割為幾個(gè)功能模塊,提出具體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。然后,將系統(tǒng)的功能模塊分為兩層——應(yīng)用層和系統(tǒng)層,分別對(duì)兩層中的各個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行探討。 對(duì)于屬于應(yīng)用層的功能模塊,主要探討功能模塊的程序流程以及為解決相關(guān)應(yīng)用問(wèn)題而涉及到的相關(guān)程序算法。對(duì)于本系統(tǒng)而言,首先,總結(jié)歸納出二維條碼識(shí)別的一般流程。然后,以QR Code這種典型的二維條碼為例,先介紹和分析其碼型結(jié)構(gòu)和特性,再結(jié)合圖像處理相關(guān)算法對(duì)QR Code識(shí)別過(guò)程中的一些問(wèn)題進(jìn)行探討,并提出一些解決方法,其主要探討的以下兩個(gè)問(wèn)題： 1、探討對(duì)圖像中條碼區(qū)域的提取方法。結(jié)合圖像形態(tài)學(xué)膨脹,對(duì)圖像中QR Code條碼區(qū)域進(jìn)行提取。利用QR Code特殊符號(hào)具有的連通域性質(zhì),大致找出了QR Code的尋像圖形和校正圖形的位置,并據(jù)此提出一種確定膨脹次數(shù)的方法,以防止因過(guò)度膨脹導(dǎo)致提取的條碼區(qū)域過(guò)大包含背景噪音或者因膨脹不足導(dǎo)致提取的條碼區(qū)域不完整。 2、探討圖像中條碼圖形校正的方法。利用hough變換和QR Code碼型整體形狀特性,提出一種方法確定出圖像中QR Code條碼區(qū)域的四個(gè)頂點(diǎn)位置坐標(biāo)。然后根據(jù)攝像機(jī)的成像模型,利用已經(jīng)確定的四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)求出相應(yīng)參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)二維條碼圖像區(qū)域的校正。 對(duì)于屬于系統(tǒng)層的功能模塊,主要探討怎樣利用相應(yīng)硬件和操作系統(tǒng)構(gòu)建出應(yīng)用層所需要的服務(wù)和運(yùn)行環(huán)境。根據(jù)應(yīng)用層的具體要求,結(jié)合所選取的微處理器和嵌入式操作系統(tǒng),確定系統(tǒng)層的各個(gè)模塊中相關(guān)外圍接口設(shè)備的具體型號(hào),設(shè)計(jì)出各模塊的硬件原理圖以及相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序。具體探討內(nèi)容包含如下四點(diǎn)： 1、根據(jù)二維條碼識(shí)別相關(guān)要求,選取合適的圖像傳感器,結(jié)合具體的微處理器和嵌入式操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)出二維條碼圖像采集相關(guān)的硬件原理圖以及驅(qū)動(dòng)程序,并依據(jù)鏡頭光學(xué)成像原理,結(jié)合所選取的圖像傳感器和二維條碼打印尺寸大小,討論傳感器鏡頭的選取方法。 2、選取合適的LCD,結(jié)合微處理器及其操作系統(tǒng),設(shè)計(jì)出微處理器與LCD連接的硬件原理圖以及相關(guān)驅(qū)動(dòng),使得能顯示采集到的二維條碼圖像。 3、選取合適的存儲(chǔ)方式,然后設(shè)計(jì)出與之相應(yīng)的硬件原理圖及其相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序,使得能在需要時(shí)存儲(chǔ)識(shí)別出來(lái)的二維條碼數(shù)據(jù)信息。 4、依據(jù)二維條碼的信息容量,選取合適的與PC機(jī)相互通信的方式,然后設(shè)計(jì)出相應(yīng)的硬件原理圖及其驅(qū)動(dòng)程序,使得能把從二維條碼中識(shí)讀出來(lái)的數(shù)據(jù)信息傳送至PC機(jī)。
【學(xué)位單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類(lèi)】：TP368.1;TP391.44
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 項(xiàng)目研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 二維條碼識(shí)讀用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
    2.1 嵌入式系統(tǒng)功能模塊的劃分
    2.2 系統(tǒng)硬件框圖
    2.3 嵌入式操作系統(tǒng)的選取
第三章 二維條碼識(shí)讀用嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用層設(shè)計(jì)
    3.1 二維條碼簡(jiǎn)介
    3.2 二維條碼識(shí)讀流程
    3.3 QR Code的碼型結(jié)構(gòu)和特性
    3.4 QR Code條碼區(qū)域提取
        3.4.1 QR Code灰度圖像二值化
        3.4.2 利用形態(tài)學(xué)膨脹提取條碼區(qū)域及膨脹次數(shù)的確定
    3.5 利用相機(jī)成像模型校正QR Code圖像
        3.5.1 照相機(jī)成像模型
        3.5.2 基于hough變換確定QR Code區(qū)域頂點(diǎn)
第四章 二維條碼識(shí)讀用嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)層設(shè)計(jì)
    4.1 二維條碼采集模塊設(shè)計(jì)
        4.1.1 圖像傳感器的選擇
        4.1.2 鏡頭各項(xiàng)參數(shù)的確定
        4.1.3 二維條碼采集模塊的硬件電路設(shè)計(jì)
        4.1.4 二維條碼采集模塊的軟件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
    4.2 二維條碼圖像顯示模塊設(shè)計(jì)
    4.3 譯碼信息存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
        4.3.1 存儲(chǔ)媒介的選擇及硬件電路設(shè)計(jì)
        4.3.2 二維條碼數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)的文件格式
    4.4 傳輸通訊模塊設(shè)計(jì)
        4.4.1 模塊的硬件電路設(shè)計(jì)
        4.4.2 模塊中標(biāo)準(zhǔn)USB描述符的構(gòu)建分析
        4.4.3 模擬USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序流程圖
結(jié)論
    論文完成的工作
    研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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1 童立靖;張艷;舒巍;占國(guó)亮;錢(qián)W

本文編號(hào)：2829146