二維條碼具有儲存容量大、抗干擾能力強(qiáng)、糾錯能力強(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、盤點、備援等方面的應(yīng)用越來越受到人們的青睞,成為了大容量存儲信息并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息化管理的理想方法。隨著計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步不斷提高,二維條碼必將會有更多的應(yīng)用和更大的市場空間。 當(dāng)前,雖然在我國二維條碼方面的應(yīng)用正處于迅猛發(fā)展的時期,二維條碼越來越廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域,但是二維條碼識讀設(shè)備相關(guān)技術(shù)的發(fā)展卻相對滯后。二維條碼識讀設(shè)備是二維條碼技術(shù)和計算機(jī)嵌入式技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,本質(zhì)上是一個嵌入式系統(tǒng)。因此,我們從嵌入式角度對二維條碼識讀相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究,提出一種合理的二維條碼識讀用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方案是具有深遠(yuǎn)意義的。 本課題的主要任務(wù)是設(shè)計并實現(xiàn)一款的二維條碼識讀用嵌入式系統(tǒng)。本課題依據(jù)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的一般方法,將二維條碼識讀用嵌入式系統(tǒng)分割為幾個功能模塊,提出具體的系統(tǒng)設(shè)計方案。然后,將系統(tǒng)的功能模塊分為兩層——應(yīng)用層和系統(tǒng)層,分別對兩層中的各個功能模塊的實現(xiàn)細(xì)節(jié)進(jìn)行探討。 對于屬于應(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)用問題而涉及到的相關(guān)程序算法。對于本系統(tǒng)而言,首先,總結(jié)歸納出二維條碼識別的一般流程。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QR Code識別過程中的一些問題進(jìn)行探討,并提出一些解決方法,其主要探討的以下兩個問題： 1、探討對圖像中條碼區(qū)域的提取方法。結(jié)合圖像形態(tài)學(xué)膨脹,對圖像中QR Code條碼區(qū)域進(jìn)行提取。利用QR Code特殊符號具有的連通域性質(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,以防止因過度膨脹導(dǎo)致提取的條碼區(qū)域過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)域的四個頂點位置坐標(biāo)。然后根據(jù)攝像機(jī)的成像模型,利用已經(jīng)確定的四個頂點坐標(biāo)求出相應(yīng)參數(shù),從而實現(xiàn)對二維條碼圖像區(qū)域的校正。 對于屬于系統(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)層的各個模塊中相關(guān)外圍接口設(shè)備的具體型號,設(shè)計出各模塊的硬件原理圖以及相關(guān)驅(qū)動程序。具體探討內(nèi)容包含如下四點： 1、根據(jù)二維條碼識別相關(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)計出二維條碼圖像采集相關(guān)的硬件原理圖以及驅(qū)動程序,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)計出微處理器與LCD連接的硬件原理圖以及相關(guān)驅(qū)動,使得能顯示采集到的二維條碼圖像。 3、選取合適的存儲方式,然后設(shè)計出與之相應(yīng)的硬件原理圖及其相關(guān)驅(qū)動程序,使得能在需要時存儲識別出來的二維條碼數(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)計出相應(yīng)的硬件原理圖及其驅(qū)動程序,使得能把從二維條碼中識讀出來的數(shù)據(jù)信息傳送至PC機(jī)。
【學(xué)位單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TP368.1;TP391.44
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 項目研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
第二章 二維條碼識讀用嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方案
    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 二維條碼識讀用嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用層設(shè)計
    3.1 二維條碼簡介
    3.2 二維條碼識讀流程
    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
第四章 二維條碼識讀用嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)層設(shè)計
    4.1 二維條碼采集模塊設(shè)計
        4.1.1 圖像傳感器的選擇
        4.1.2 鏡頭各項參數(shù)的確定
        4.1.3 二維條碼采集模塊的硬件電路設(shè)計
        4.1.4 二維條碼采集模塊的軟件驅(qū)動設(shè)計
    4.2 二維條碼圖像顯示模塊設(shè)計
    4.3 譯碼信息存儲模塊設(shè)計
        4.3.1 存儲媒介的選擇及硬件電路設(shè)計
        4.3.2 二維條碼數(shù)據(jù)信息存儲的文件格式
    4.4 傳輸通訊模塊設(shè)計
        4.4.1 模塊的硬件電路設(shè)計
        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)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 童立靖;張艷;舒巍;占國亮;錢W

本文編號：2829146