摘 要

近年来，随着社会科技的进步、移动互联网的迅速发展，特别是智能手机的普及，二维码已经成为生活中的一个必不可少的元素。而物联网、电子商务等行业发展的高飞猛进，更离不开二维码自动识别的应用。本次设计是基于Android手机平台，探究二维码的生成和识别，通过学习和分析基于Android二维码的基本编码原理和解码原理，提出现实生活中二维码应用系统的主要构架方案，并通过构架方案完成二维码的生成与识别。

本系统的二维码生成与识别都是运用图像处理知识来进行相应的处理，符合图像处理的基本原理，其中包括一些基本的压缩编码、解码等；其次采用Android Studio开发环境和Zxing库的二维码生成与识别知识，利用Java语言分别从二维码生成、二维码识别以及信息显示三个主要模块进行相应的代码编写和软件设计，并通过Android实体手机进行软件的功能测试及对测试结果进行应用需求分析。本次设计的优点是能够生成多种形式信息的二维码以及系统能够完成对Android手机摄像头的迅速调用并快速扫描二维码，显示出扫描结果。

关键词：Android Studio；图像处理；Zxing库；二维码生成；二维码识别

Abstract

In recent years, with the advancement of social science and technology and the rapid development of the mobile Internet, especially the popularization of smart phones, two-dimensional codes have become an indispensable element in life. The rapid development of the Internet of Things, e-commerce and other industries, they also can not be separated from the application of two-dimensional code automatic identification. This design based on the Android mobile phone platform explore the generation and identification of two-dimensional codes. Through learning and analyzing the basic encoding and decoding principles based on Android two-dimensional codes, the main framework program of the two-dimensional code application system in real life is proposed. Finally the system completed the generation and identification of two-dimensional code through the framework program.

The two-dimensional code generation and recognition of this system both use image processing knowledge to perform corresponding processing, conforming to the basic principles of image processing, including some basic compression coding, decoding, etc.; secondly adopting the Android Studio development environment and the Zxing library, the system uses Java language to code and design software from the three main modules of two-dimensional code generation, two-dimensional code recognition and information display, and through the Android mobile phone software testing and testing of the function of the software and the results were analyzed for application requirements. The advantage of this design is that it can generate two-dimensional codes of various forms of information and the system can quickly call the Android phone camera and scan the QR code quickly to display the scan results.

Key Words： Android studio; Image processing; Zxing library; QR Code generation; QR Code identification

目 录

第1章 绪论 1

1.1 二维码在国内外研究现状 1

1.2 目的及意义 1

1.3 论文的主要内容 2

1.4 论文章节安排 2

第2章 系统开发技术及工具 4

2.1 Java程序设计语言 4

2.2 Android Studio开发工具 4

2.3 Google Zxing介绍 4

2.4 QR Code的编码与解码 5

2.4.1 QR 码的编码过程 6

2.4.2 QR 码的解码过程 10

第3章 系统总体设计 11

3.1系统需求分析 11

3.2系统体系结构设计 12

3.3主要模块设计 12

3.3.1二维码生成模块的设计 12

3.3.2二维码识别模块的设计 13

3.3.3 信息显示模块的设计 15

第4章 系统实现 16

4.1二维码生成模块的实现 16

4.1.1二维码生成选择界面的实现 16

4.1.2文本二维码 18

4.1.3名片二维码 19

4.1.4 电话二维码 20

4.1.5 网址二维码 20

4.2二维码识别模块的实现 21

4.2.1 手机摄像头扫描识别 22

4.2.2 手机相册获取识别 22

第5章 系统测试 24

5.1 系统测试说明 24

5.2 在Android手机端的运行 24

5.2.1 二维码的生成过程测试 25

5.2.2 二维码的识别过程测试 30

第6章 总结与展望 32

6.1 工作总结 32

6.2 工作展望 32

参考文献 34

附 录 35

致 谢 45

第1章 绪论

二维码在国内外研究现状

近年来，随着社会科技的进步，移动互联网发展相当迅速，特别是智能手机的普及，二维码已经成为生活中的一个必不可少元素，生活中几乎每个领域都开始越来越离不开它，特别是现如今二维码与与许多商业领域（例如支付宝、微信等）的紧密结合，使其成为现如今生活中很火的一个概念。随着国家的信息化进程不断向前推进，像物联网、电子商务等行业发展的高飞猛进，都离不开二维码的自动识别。

二维码技术诞生于上世纪中期，由于上世纪现代科学技术发展刚开始萌芽，计算机还没有得到很好的普及，因此在二维码诞生早期发展得相当缓慢；二维码真正迎来全面的发展还是在最近几十年间，经过最近几十年的不断创新突破，二维码在世界各个领域都得到了很好的普及。经过查阅相关资料得知二维码在国外的相关研究始于上世纪末，而在国内的研究相对较迟，尽管只有二三十年的研究历史，但是二维码发展速度非常快，从原有的单一码制已经发展到研制出多种码制，例如生活中常见的码制QR Code、Code 49、PDF417等^[1]。随着现代科技的不断进步升级，电脑智能手机的普及以及人们在日常生活的需要，二维码以能够给人们生活带来极大的便利开始不断地渗入到人们生活方方面面；因此二维码在这一过程中也得到了不断地升级和突破。现如今日常生活中常见的二维码具有信息容量大、编码范围广、可靠性高、纠错能力强等强大特点^[2]。以中国为例，二维码已经生活成为人们生活中一个最主要的元素；出行靠二维码，现在几乎在一般的中大型城市都基本上出现了共享交通工具，而二维码就在这一共享交互中站着相当重要的作用；另外就是在商业领域得到很广泛的利用，支付宝、微信钱包等支付工具的出现给纸币带来一次非常巨大的冲击，几乎在中国商业大街上二维码几乎所处可见，这给我们生活带来极大地便利。因此二维码的发展在未来生活中可以说是必不可少，在给社会带来便利的同时，二维码本身也在逐渐产生新的突破。

目的及意义

二维码现如今之所以在社会生活中占据着越来越重要的作用，主要是因为在扫描二维码的时候可以得到很多信息，给人们生活带来极大地便利；在实际应用中可以按照要求把不同的信息编码到二维码之中，然而在实际生活中将信息编码进二维码在实际二维码制作过程中是如何实现的，在日常生活中二维码又是如何具有信息容量大、可靠性高、纠错能力强等特点以及在Android手机上又是如何将信息写入到二维码中其基本原理是什么，这些都是本次课题探讨的重点。因此，本次课题就是在基于二维码在如今社会生活中越来越广泛，而且应用前景越来越大的前提下，探究二维码是如何在Android手机平台下生成和识别的，通过分析基于Android二维码的基本原理，提出现实生活中二维码应用系统的主要构架方案，并通过构架方案完成二维码的生成与识别。

通过本次课题的探讨也能让更多的人了解二维码编码和解码的基本原理，让二维码的编码和解码技术可以应用到其他更为广泛的领域中去，给人们生活带来更为极大地便利，同时这也对于二维码今后的发展也起着很大的作用。

论文的主要内容

本文叙述了系统基于Android studio开发平台，利用Java编程语言进行二维码生成与识别的系统开发设计，并完整记录本次系统设计在Android手机端所具有的功能。

1. 在二维码生成系统中，可以完成包括文本、名片、网址、电话等信息二维码的生成，用户可以选择想要生成的二维码类型，然后进行相应的信息编写，编写完成后系统根据相应的格式生成用户期望的二维码。
2. 在二维码识别系统中，一方面可以迅速调用Android手机自带摄像头，根据二维码的大小和模糊程度不同，让Android手机的摄像头自行对焦，从而使识别更好的实现；另一方面可以让用户按照需求访问手机内存图片，选取用户想要识别二维码进行二维码的解析识别。
3. 在扫描成功后，Android能够对扫描结果进行相应的处理，如果是文本信息，那么在相应的区域中显示出扫描出来的文本，如果是网页网址信息，能够调用手机浏览器访问相应网页。

论文章节安排

第一章 绪论，本章从二维码国内外研究现状入手分析二维码给人们在人们生活中的主要应用，提出本次设计相应的目的及意义以及主要内容，并简述每一章节的主要内容和章节安排。