CN104102892A - 一种二维码识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维码识别方法及装置，该方法包括：通过二维码识读设备对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据；将解析处理后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据传输给应用设备。采用本发明提出的技术方案，能够较好地实现在现有应用设备中实现二维码识别，较好地节省了资源。

Description

一种二维码识别方法及装置

技术领域

本发明涉及二维码识别技术领域，尤其是涉及一种二维码识别方法及装置。

背景技术

二维码（dimensional barcode），又称二维条码，是在一维条码的基础上扩展出的一种具有可读性的条码，如图1所示，是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，在代码编制上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。

识读二维码主要依靠二维码识读设备，二维码识读设备按照工作方式的不同主要分为手持式和固定式。其中手持式二维码识读设备（即二维码扫描枪），可以扫描码制为PDF417、QR码、DM码二维码。固定式二维码识读设备（即二维码读取器）安置在桌子上或固定在终端设备里，纸上印刷的二维码和手机屏幕上的二维码均可识别，应用场景比较广泛。

在现有技术中，由于一些应用设备自身并没有二维码识读功能（例如税控机、打印机等设备），这种情况下，如果想要通过该些设备识读二维码，需要对该些应用设备进行更换，或者进行改动使之具备二维码识读功能，并且改动后需要对相关技术人员进行培训，操作起来比较繁琐，并且比较浪费资源。

发明内容

本发明实施例提供了一种二维码识别方法及装置，使得现有技术中一些应用设备也具备二维码识别功能，操作简单，较好地节省了资源。

一种二维码识别方法，包括通过二维码识读设备对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据；将解析处理后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据传输给应用设备。

一种二维码识别装置，包括二维码识读模块，用于对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据；转换模块，用于将解析处理后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据。

采用上述技术方案，通过二维码识读模块对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据，将解析处理后得到的二维码数据转换为适合SDIO接口传输的数据传输给应用设备，可以在现有应用设备上，通过应用设备本身具备的SDIO接口，来实现二维码数据的识别，不需要更换现有的应用设备或者对现有的应用设备进行改动，从而也不需要对相关使用人员进行计数培训，较好地节省了资源，并且节省了企业的应用成本。

附图说明

图1为现有技术中，提出的二维码结构示意图；

图2为本发明实施例中，提出的二维码识别系统结构组成示意图；

图3为本发明实施例中，提出的两个4-bit传输模式的SDIO卡的线路连接示意图；

图4为本发明实施例中，提出的接口芯片连接示意图；

图5为本发明实施例中，提出的二维码识别方法流程图；

图6为本发明实施例中，提出的二维码识别装置结构组成示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的应用设备中不具备二维码识别的功能，如果需要进行二维码识别，需要更换现有应用设备或者对现有应用设备进行较大的改动，比较浪费资源的问题，本发明实施例这里提出的技术方案，通过二维码识读设备对采集到的二维码数据进行解析处理后，转换为适合安全数字输入输出（SDIO，Secure Digital Input and Output Card）接口传输的数据。能够较好地实现在不更换现有应用设备以及不对现有应用设备进行改动的情况下，在现有应用设备也能够实现二维码的识别，从而不需要额外对人员进行操作培训，较好地节省了资源。

下面将结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。

本发明实施例这里提出一种二维码识别系统，如图2所示，包括二维码数据采集设备、控制设备以及接口转换设备。

其中，二维码数据采集设备，用于采集纸上或者包装袋上的二维码数据。二维码数据采集设备可以是二维码数据采集的专用摄像装置，也可以是普通的摄像装置。较佳地，本发明实施例这里采用通用性比较强的普通电荷耦合元件（CCD，Charge-coupled Device）摄像装置，由于CCD摄像装置只有模拟射频输出接口，不能够直接和控制设备直接相连，基于此，需要增加一个解码装置，解码装置可以是一块解码芯片。解码芯片把CCD的模拟信号解码为BT.601/656YUV4:2:2:格式信号，BT.601/656YUV4:2:2:格式信号能够和控制单元所采用的芯片接口较好地匹配。

控制设备，用于对二维码数据采集设备采集得到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据，将解析处理后得到的二维码数据转换为适合SDIO接口传输的数据。

其中，可以按照预设的通讯协议解析后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据。具体地，预设的通讯协议可以但不限于包括以下几项：外围总线通讯协议（APB，Advanced Peripheral Bus）通讯协议、串行外设接口通讯协议(SPI，Serial Peripheral Interface)、并行总线通讯协议（Parallel）通讯协议和通用异步接收/发送总线通讯协议（UART，UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter)通讯协议。

其中，SDIO接口已经成为很多应用设备的标准配置接口，特别是金融行业设备和消费类设备，用于数据存储、备份或者应用升级等等。使用SDIO接口传输的SDIO卡能够延伸一个设备的功能。目前有许多种SDIO卡被开发出来，例如：数字相机、使带有蓝牙、GPS或WLAN的终端。每个终端都具备各自的SDIO卡。SDIO卡中的数据传输，需要通过SDIO接口传输。具体地，SDIO1.0标准定义了两种类型的SDIO卡：

第一种：全速类型的SDIO卡，即传输率可以超过100Mbps。

第二种：低速的SDIO卡，即支持的时脉速率在0～400KHz之间。

SDIO卡只需要SPI和1-bit资料宽度的SD传输模式，其中，4-bit模式是一个选项。低速的SDIO卡可以用最少的硬件支援低速的输出输出I/O装置，例如，数据机、条码扫描机或全球定位系统(GPS，Global Positioning System）接收机等等。SDIO1.0标准还规定，若数据存储卡是一种组合式（combo）的卡片（即记忆体加SDIO），就需要使用全速的传输模式和4-bit的传输模式。例如图3所示，为两个4-bit传输模式的SDIO卡的线路连接示意图。SDIO的数据传输模式包括SPI、1-bit以及4-bit三种。在SPI数据传输模式中，第8引脚可以作为中断信号的传输。其它引脚的功能和通信协定基本与SD记忆卡的标准规范是一样的。

接口转换设备，用于与控制设备相配合，在控制设备的控制下，将解析处理后的二维码数据转换为适合SDIO接口传输的数据，然后与接口转换设备连接的SDIO接口传输给应用设备，例如，传输给税控机或者其他应用设备等等。

上述二维码识别系统，还可以包括补光设备，用于对待采集的二维码数据进行用于增强识别速度的补光处理，较佳地，补光设备可以是多个高亮LED组成，通过结构设计对LED发出的光线进行柔化使光线均匀分布，补光设备的打开和关闭由控制设备来完成。补光设备可以对待采集的二维码数据进行补光，增加二维码数据的识别速度，减少误码率。

一种较佳地实现方式，本发明实施例这里提出的技术方案中，控制制备采用采用的CPU芯片是三星（SAMSUNG）公司生产的低成本、低功耗CPUS3C2440，解码芯片采用ZCO301PLH。其中S3C2440芯片是一种采用ARM920T内核、400M主频、支持NAND FLASH、NORFLASH、SDRAM、支持STN/TFT LCD、触摸屏控制器、4通道DMA、3通道UART、2通道SPI、IIC总线，IIS/AC97音频控制器、SD/MMC控制器、2通道USB HOST、1通道USB DEVICE、4通道PWM、8通道A/D转换、RTC、CMOS摄像头、多功能IO及多种电源管理模式。S3C2440采用32768Hz和12MHz的晶振作为时钟输入，当系统处于图像更新或通信状态时，采用高频时钟来获取较高的处理速度，当系统处于待机状态时采用低频时钟来降低系统功耗。从而可以较好地解决应用系统中工作频率和功耗之间的矛盾。

采用S3C2440芯片，可以选择较低的供电电压和较低功耗的外围器件来降低整个二维码识别系统的功率消耗。S3C2440芯片可以从SDIO接口处获得3.3V电压进行供电，使用较低功耗的LDO芯片RT9193进行电源管理。

二维码数据采集设备，可以采用通用性比较强的普通CCD摄像装置，但是CCD摄像装置不能够和控制设备中的S3C2440芯片的图像接口直接连接，所以增加一个解码装置，该解码装置包括解码芯片。其中，解码芯片前端分别与CPU和摄像装置有电气连接，对摄像装置采集到的二维码数据进行处理后，转换成数字信号传送给CPU。本发明实施例这里提出的技术方案中，解码芯片采用的型号为ZCO301PLH，该芯片与控制设备S3C2440芯片的连接具体如图4所示。ZCO301PLH是中星微电子公司推出的视频解码系列芯片。ZCO301PLH的主要作用是把输入模拟视频信号解码成标准的BT．656YUV4：2：2数字信号，相当于一种A／D器件。对ZCO301PLH配置需要通过I2C总线进行，分配S3C2440的GPIO的E15模拟I2C的SDA线，E14模拟I2C的SCL线。配置内容为：

一、复位ZCO301PLH。

二、模拟通道选择。

三、配置亮度、色度、对比度以及自动增益控制量。

四、将RTSl引脚配置为场同步信号VS，将RTSO信号配置为行同步信号HREF，信号极性应分别与图4中S3C2440芯片的CAMVSYNC和CAMHREF信号极性一致。

五、配置图像宽度为720像素。

六、配置帧图像高度为576像素，一帧图像分奇偶两场分时输出，每场图像高度为288像素。

七、配置数据格式为BT．656YCbCr4：2：28位格式输出。注意，数据口的信号顺序为CB0Y0CR0Y1CBlY2…CR359Y719。

八、时钟采用24．576MHz的独立时钟，此时LLC的频率为27MHz，场频为50Hz，帧频为25Hz。

其中，CPU芯片S3C2440从camera接口接收到二维码数据采集设备采集到的视频数据，其中该视频数据是以存储器直接访问(DMA，DirectMemory Access）。机制写入到内存的，所以需要分别为C通道(传输YUV420数据)和P通道（传输RGB数据）分别分配逻辑内存(即DMA缓冲区)。较佳地，Win CE有两种分配DMA缓冲区的方法：

第一种方法：使用CEDDK函数分配DMA缓冲区。

第二种方法：使用winCE内核函数分配DMA缓冲区。

较佳地，本发明实施例这里采用上述第一种方法，使用CEDDK函数分配DMA缓冲区，具体实现方法如下：

HalAllocate Common Buffer(

PDMA_ADAPTER_OBJECT Adapterl,//指向DMA_ADAPTER_OBJECT结构体指针

ULONG Length,//要分配的缓冲区大小

PPHYSICAL_ADDRESS Logical Addressl,//输出，DMA控制器使用的逻辑地址

FALSE);

在分配缓冲区之后，配置CAMIF相关寄存器，具体如下：

将输入视频信号宽度配置为720像素，高度配置为288像素；

将输入视频信号格式配置为BT．656YCbcr4：2：2格式；

将输入视频信号顺序配置为CbYCr；

根据用户的LCD显示终端的分辨率配置P通道的图像宽度、高度像素和格式；

根据用户对图像的处理需求来配置C通道的图像宽度、高度像素和格式；

配置C通道的缩放系数；

配置P通道的缩放系数；

将C通道的DMA地址配置给4组起始地址寄存器；

将P通道的DMA地址配置给4组起始地址寄存器。

其中，WinCE下的硬件驱动程序有一个一致的接口函数供用户调用，在开发设计时一般采用流式驱动来开发。一种较佳地实现方式，本发明实施例这里将接口函数命名为：CAM_Close()、CAM_Deinit()、CAM_Init()、CAMIOControl()、CAM()pen()、CAM PowerDown()、CAM_PowerUp()、CAM_Read()、CAM_Seek()和CAM-_Write()。

具体地，CAM_Init()函数在驱动程序每次被设备管理器加载时调用。其实现的功能如下：

第一种：配置解码芯片ZCO301PLH，分配C通道、P通道的DMA内存空间，根据输入信号源属性和输出图像、预览图像属性配置CAMIF寄存器。

第二种：创建一个事件Camera Event，使用WinCE内核函数InterruptInitialize(SYSINIR_CAM，CameraEvent，NULL，O)把该事件与camera的逻辑中断号SYSINIR_CAM关联起来，即当中断发生时激活该事件。

第三种：创建一个中断服务线程。在该线程内用WaitForSintgleObjcet(CameraEvent，INFINITE)函数阻塞线程，并等待CameraEvent激活。把预览视频图像的功能放到CameraEyent激活之后完成，即把P通道缓冲区的内容拷贝到显示终端。最后，用InterruptDone(SYSINIR_CAM)函数结束本次中断处理。

具体地，CAM_IOControl()函数是用户程序与驱动程序联系的主要通道，用户程序对camera接口的控制及数据采集均是通过该函数完成的。其主要功能有：

第一种：打开／关闭P通道或C通道输出。

第二种：修改配置参数。

第三种：控制输出图像的放大或缩小。

第四种：如果需要RGB数据，则读取P通道缓冲区内容。

第五种：如果需要YCbCr数据，则读取C通道缓冲区内容。需要说明的是，读取之前要根据状态寄存器CICOSTATUS或CIPRSTATUS的当前状态，确定访问哪一组缓冲区。

具体地，CAM_Deinit()函数用于卸载驱动时，负责释放分配的内存空间和资源。

具体地，CAM_Open()函数内部没有具体的功能代码，当用户程序使用CreateFile(TEXT(“CAMl：”)，GENERIC_READ|GENERIC WRITE，O，NULL，OP-EN_EXISTING，O，O)函数打开camera驱动时调用该函数，并返回一个文件句柄。基于该句柄用户才能进行后续操作。

具体地，CAM_Close()函数没有具体的功能代码，只有当用户程序使用CloseFile(hfile)函数关闭camera驱动时才调用该函数，并释放之前返回的文件句柄。其他接口函数没用赋予其具体功能。

具体地，本发明实施例这里提出的接口转换设备，可以采用接口转换芯片，前端与设备的SDIO接口有电气连接，后端与CPU有电气连接。CPU及最小系统是该装置的运算处理核心，保证装置的运行和计算，把前端接口转换芯片送来的信号和后端摄像头驱动芯片送来的信号尽心处理和交换，并对需要控制的信号进行控制，最小系统包括CPU、RAM、ROM等。

相应地，基于上述二维码识别系统，本发明实施例这里提出一种二维码识别方法，如图5所示，具体流程如下：

步骤51，通过二维码识读设备采集二维码数据。

其中，采集二维码数据可以通过摄像头采集。较佳地，对待采集的二维码数据进行用于增强识别速度的补光处理。

步骤52，二维码识读设备对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据。

将采集得到的具备模拟信号属性的二维码图像数据解析为具备数字信号属性的二维码图形数据。

步骤53，将解析处理后得到的二维码数据转换为适合SDIO接口传输的数据，并将数据传输给对应的应用设备。

其中，可以按照预设的通讯协议解析后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据。具体地，预设的通讯协议可以但不限于包括以下几项：APB通讯协议、SPI通讯协议、Parallel通讯协议和UART通讯协议。

较佳地，本发明实施例这里采用的通讯协议是SPI通讯协议。其中，通过接口转换芯片将解析处理后的二维码数据进行SDIO接口转换。SDIO接口的信号传输模式有SPI、1-bit、4-bit三种。在SPI模式中，第8引脚被当成中断信号。其它各引脚位的功能和通信协定与SD记忆卡的标准规范一样。如表1所示，为SDIO接口转换芯片的每个脚位在不同信号模式下的定义。

一种较佳地实现方式，本发明实施例中采用使用现有的成熟的芯片作为接口转换芯片，这样主机端的驱动也不需要设计了(驱动由芯片厂家提供)。例如采用芯片AC2200，它是Arasan公司设计的SDIO接口的专用控制器芯片，可以但不限于通过APB、SPI、Parallel以及UART和设备(微处理器)进行通讯。由于数据的传输速率要求比较高，本发明实施例这里采用SPI通讯协议进行数据传输。

通过SPI接口，使得SDIO总线的通讯变得简单，不需要处理复杂的SDIO协议。例如在嵌入式微处理器ARM或者8051的应用系统中，AC2200可以提供子机接口，在本发明实施例中AC2200工作子机模式。如图6所示，在子机模式下，S3C2440控制AC2200的初始化以及内部寄存器的设置。AC2200有1个E2PROM可以选配，E2PROM既可以被SD主机操作也可以被连接AC2200的S3C2440操作，或者用于AC2200的初始化设备。

其中，SPI的通信原理以主从方式工作，这种模式一般有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根引线，单向传输数据时3根也可以，并且比较通用，也是所有基于SPI的设备共有的，具体包括：SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。

具体地，SDO引线用于主设备数据输出，从设备数据输入。

具体地，SDI引线用于主设备数据输入，从设备数据输出。

具体地，SCLK引线用于时钟信号，由主设备产生。

具体地，CS引线用于从设备使能信号，由主设备控制。

下面以一具体例子来进一步阐述基于SDIO接口传输的二维码数据：例如，当CPU S3C2440通过摄像头读取的二维码数据，通过内部算法对二维码数据进行解析后，得到的二维码数据是“101010101011”(二进制数据)，通过SPI接口的发送指令传递到AC2200芯片（即接口转换芯片），标准的SPI通讯协议中规定需要以8bit数据为一个单位发送或接收，但是SDIO接口为4bit模式，即一个时钟周期接收或发送4bit数据。较佳地，为了进行简单的匹配，本发明实施例这里定义SPI改为每次发送4bit数据，则SDIO接口也可以一次接收，在一个时钟周期内就可以完成传输。因此，得到的“101010101011”(二进制数据)需要分3次进行发送，然后主机端执行SDIO的读取指令，读取到二维码数据“101010101011”。具体地，S3C2440端SPI接口的发送代码如下：

相应地，本发明实施例这里还提出一种二维码识别装置，如图6所示，包括：

二维码识读模块601，用于对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据。

具体地，上述二维码识读模块601，具体用于将采集得到的具备模拟信号属性的二维码图像数据解析为具备数字信号属性的二维码图形数据。

转换模块602，用于将解析处理后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据传输给应用设备。

具体地，上述转换模块602，具体用于按照预设的通讯协议解析后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据。

具体地，预设的通讯协议至少包括下列通讯协议中的一项或者多项：

APB通讯协议；SPI通讯协议；Parallel通讯协议；UART通讯协议。

其中，上述装置还包括：

补光模块，用于对待采集的二维码数据进行用于增强识别速度的补光处理。

本发明实施例这里提出的二维码识别方法及装置，在现有应用设备需要具备二维码识读的功能的时候，不需要额外配置或者研发相关的二维码识读设备，可以较好地节省资源，节省研发费用和时间资源，并且不会造成电子垃圾。在操作方面，应用设备的其它功能不会受到影响，操作人员只需要了解二维码识读的操作即可，节省了较大的成本。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种二维码识别方法，其特征在于，包括：

通过二维码识读设备对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据；

将解析处理后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据传输给应用设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对采集到的二维码数据进行解析处理之前，还包括：

对待采集的二维码数据进行用于增强识别速度的补光处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析后的二维码数据，包括：

将采集得到的具备模拟信号属性的二维码图像数据解析为具备数字信号属性的二维码图形数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将解析后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据，包括：

按照预设的通讯协议解析后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的通讯协议至少包括下列通讯协议中的一项或者多项：

外围总线通讯协议APB；

串行外设接口通讯协议SPI；

并行总线通讯协议Parallel；

通用异步接收/发送总线通讯协议UART。

6.一种二维码识别装置，其特征在于，包括：

二维码识读模块，用于对采集到的二维码数据进行解析处理，获得解析处理后的二维码数据；

转换模块，用于将解析处理后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据传输给应用设备。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

补光模块，用于对待采集的二维码数据进行用于增强识别速度的补光处理。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述二维码识读模块，具体用于将采集得到的具备模拟信号属性的二维码图像数据解析为具备数字信号属性的二维码图形数据。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换模块元，具体用于按照预设的通讯协议解析后得到的二维码数据转换为适合安全数字输入输出SDIO接口传输的数据。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预设的通讯协议至少包括下列通讯协议中的一项或者多项：

外围总线通讯协议APB；

串行外设接口通讯协议SPI；

并行总线通讯协议Parallel；

通用异步接收/发送总线通讯协议UART。