论文总字数：14603字

摘 要

：QR二维条形码已成当今物联网应用领域中一项十分重要的技术。它在传递信息的过程中所占的面积小，却能保存大量的数据，同时在条码识别方面，二维条形码的识别速度有极大的提高，其次汉字编码能力强，纠错功能好等特性也是二维条形码的重要特点。针对目前条码识别设备的一些弊端，本文基于Raspberry Pi及其视频采集模块的配合对二维码进行捕捉，通过算法和zbar库对采集到的图像进行识别，解码和转换，以实现便携式的二维码识别功能。本设计完成了raspberry pi的外部电路和环境配置，使用python设计了二维码识别的算法，实现了二维码的创建与识别工作。使用raspberry pi实现的二维码识别系统便捷易操作，丰富了二维码的使用场景。

关键词：二维码，图像识别，树莓派

Abstract:QR two-dimensional barcode has become a very important technology in today"s Internet of Things applications. It has a small area in the transmission of information, but it can save a large amount of data. At the same time, in the area of barcode recognition, the recognition speed of two-dimensional barcodes has greatly improved, followed by the strong ability of Chinese characters encoding, and good error correction functions. It is also an important feature of 2D barcodes. In view of the disadvantages of the current bar code recognition device, this paper captures the two-dimensional code based on the cooperation of the Raspberry Pi and its video acquisition module, and recognizes, decodes, and converts the acquired image through the algorithm and the zbar library to achieve a portable two-dimensional image. Code recognition function. This design completes the external circuit and environment configuration of raspberry pi, uses python to design a two-dimensional code recognition algorithm, and realizes the creation and identification of two-dimensional codes. The two-dimensional code recognition system implemented using raspberry pi is convenient and easy to operate, enriching the usage scene of two-dimensional codes.

Keywords：QR code,Image identification,Raspberry Pi

目 录

1 引言 3

1.1 课题的提出与意义 3

1.2 本课题主要研究内容 4

2 二维码概述 4

2.1 二维码研究现状 4

2.2 QR二维条形码 5

3 系统设计 8

3.1 系统总体组成 8

3.2 系统功能 9

3.3 系统硬件设计 9

3.4 Raspberry Pi系统设计 10

4 软件设计 13

4.1 编译语言与编译思想 13

4.3 系统测试 16

4.4 问题及解决方法 19

结 论 21

致 谢 22

参考文献 23

附 录 24

1 引言

1.1 课题的提出与意义

1.1.1 课题的提出

随着当今社会互联网的发展，自动识别技术和数据采集技术已经渗透在日常生活中。特别是在交通运输业、商业、制造业、仓储业等领域中一维条形码也被广泛运用。二维条形码经过特殊的光电扫描装置，扫描后得到一组反射光信号，光电转换后光信号转变为电信号，通过计算机对电信号的解码后，将解码后得到的数据在服务器上的数据库中进行检索，查询相应的信息，从而达到识别的目的^[1]。

目前一维条码技术已经被广泛运用在生产生活中，条形码可以只通过一组矩形区域来存储数据和信息，大大节省了人工采集记录的速度，使得工作效率得到普遍提高。可靠性高、应用成本低、识别速度快、应用面广，使得该技术已经成为一种较成熟的数据自动采集技术，但是由于自身的弊端，使得一维条形码只能存储相对单一的数据，应用面无法拓展^[2]。上世纪 90 年代初，二维条形码开始出现，信息密度高、存储信息量大、纠错功能强和不依赖于数据库等特点，大大弥补了一维条形码的不足。QR 码（即快速矩阵响应码）作为二维条形码的一种，在具有二维条形码的共性外，还可将汉字、图像等信息进行优化的编码处理，使其具有超高速读取、全方位识别等特点。因此 QR 码在运输包装、嵌入式识别、证件识读、电子数据交换等方面得到广泛的应用。

Raspberry Pi是一款基于ARM芯片的微型电脑，具备PC的基本功能，外形小巧，携带方便，计算能力强于一般的单片机。通过Raspberry Pi的配置可以实现对二维码的识别，解码和转换，以达到便携二维码识别的功能，而Raspberry Pi的强大的适配能力也将成为今后的物联网应用的热点。

1.1.2 课题的意义

在日常工作生产中对二维码的识别工作主要通过手机或电脑等设备，而这些设备在日常生活中存在着体积过大，携带不便，不能长时间待机等弊端。通过Raspberry Pi及其视频模块的配合很好的解决了上述的缺点，而Raspberry Pi的成本也远远低于其他设备，从而在生产生活中可以得到普遍的应用。

通过算法的改进以及数据库的更新可以增加识别的类型以及识别的广度，不仅仅限于二维条形码，从而可以大大降低工人的重复劳动，减轻负担。得益于Raspberry Pi的精简结构，Raspberry Pi也可以携带使用无需配置成为一种可靠的条码识别装置。

1.2 本课题主要研究内容

本设计通过Raspberry Pi的视频模块来实现对二维码的捕捉，通过添加zbar库和python的结合使用对捕捉到的图像进行识别，解码和转换，本设备具有创建和识别二维码两种功能，可以进行选择使用。设计的内容包括：

1.设计Raspberry Pi的ssh远程控制；

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