基于STM32的二維碼條形碼識(shí)別分揀計(jì)數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第1章緒論1.1研究目的及意義單片機(jī)已被成熟應(yīng)用于許多工業(yè)控制和家電的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，利用單片機(jī)最小系統(tǒng)板結(jié)合外部拓展模塊，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)對(duì)最小系統(tǒng)板與外部模塊間的通信控制成為研究課題的難點(diǎn)與重點(diǎn)。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題主要從提高二維碼識(shí)別速率進(jìn)行研究，對(duì)比已有的傳統(tǒng)的二維碼識(shí)別系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別速度較慢，對(duì)識(shí)別效率有較大影響為了改善這一情況。通過(guò)增加硬件資源的方法來(lái)提高識(shí)別二維碼的速率，具體做法是在傳統(tǒng)的硬件模塊設(shè)備中增加SD卡模塊增加外部存儲(chǔ)空間，用于存儲(chǔ)GBK字庫(kù)和存儲(chǔ)識(shí)別出的二維碼信息，這樣就可以減少文件系統(tǒng)檢測(cè)字庫(kù)的時(shí)間和系統(tǒng)內(nèi)存的占有率，從而識(shí)別速度。同時(shí)借助于串口調(diào)試助對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試，經(jīng)過(guò)測(cè)試系統(tǒng)識(shí)別速度上具有高性能和可靠性實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)二維碼的多種應(yīng)用途徑也使得本次研究課題更有意義。條形碼識(shí)別技術(shù)是實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取和收集的重要方法和手段。在最近的幾十年中，條形碼識(shí)別技術(shù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展，并已形成了計(jì)算機(jī)，光學(xué)，機(jī)電和通信技術(shù)。高新技術(shù)學(xué)科產(chǎn)業(yè)已廣泛應(yīng)用于商業(yè)，工業(yè)，交通，郵電，物資管理，倉(cāng)儲(chǔ)等行業(yè)。條形碼識(shí)別技術(shù)可以提高物流倉(cāng)儲(chǔ)和商業(yè)零售的效率并降低成本。傳統(tǒng)的物流管理效率低下，主要依靠人工處理，無(wú)法提供實(shí)時(shí)，快速，準(zhǔn)確的物流和倉(cāng)儲(chǔ)信息。使用條形碼技術(shù)，物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和信息技術(shù)可以大大提高工作效率，大大減少貨物的庫(kù)存周期，提高貨物的周轉(zhuǎn)率。本系統(tǒng)能夠通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼具體內(nèi)容進(jìn)行彩屏TFT顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)兩組二維碼/條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理。驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)。并且數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能，分揀功能：不同的商品識(shí)別出來(lái)放在不同的位置。實(shí)現(xiàn)的功能如系統(tǒng)識(shí)別二維碼/條形碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)A/B組條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中包括“查看A碼”、“查看B碼”、“設(shè)為A碼”、“設(shè)為B碼”、“清空A碼”、“清空B碼”。其中，設(shè)為A/B碼是將當(dāng)前識(shí)別的內(nèi)容設(shè)置為A/B碼。當(dāng)A/B碼設(shè)置后。如果二維碼/條形碼攝像頭模塊再次掃描到的具體數(shù)據(jù)是A/B碼。則A/B碼對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)加1，同時(shí)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)左/右進(jìn)行動(dòng)作，達(dá)到不同二維碼/條形碼物品進(jìn)行分揀的功能。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的帶領(lǐng)下，人們的追求也隨之發(fā)生了明顯的改變，開(kāi)始把追求的目標(biāo)放在了生活方式上，為此，就出現(xiàn)了識(shí)別技術(shù)。其中使用最廣泛的是二維碼技術(shù)，然而，在二維碼中，有很多方面都表現(xiàn)出了明顯的問(wèn)題，比如識(shí)別速度和糾錯(cuò)能力等方面。所以，有必要把二維碼識(shí)別技術(shù)做為研究話(huà)題，對(duì)其高識(shí)別的速度進(jìn)行深入的分析。在本次研究中，把美國(guó)KEILSoftware公司出品的嵌入式軟件MDK5.1.4做為研究的核心，并且把其做為開(kāi)發(fā)的環(huán)境，以C語(yǔ)言做為依據(jù)，進(jìn)而完成了功能性的編程，其中包括軟件模塊和硬件模塊，比如FATFS模塊和MALLOC模塊屬于軟件模塊，而攝像頭模塊、LCD模塊和LD模塊等就在硬件的范圍之內(nèi)。把二者有效的融合在一起，進(jìn)而建立了STM32的QR二維碼識(shí)別系統(tǒng)。2017年楊永紅,高磊,余航,徐欣辰三人在《DeepWeb接口的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)研究》一文中提出中國(guó)屬于世界上的一個(gè)人口大國(guó)，也是消費(fèi)大國(guó)，在世界市場(chǎng)上占優(yōu)的比例比較大，然而在很多方面卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它國(guó)家，比如接受能力和認(rèn)知水平等等。二維碼技術(shù)打開(kāi)中國(guó)的大門(mén)是在一九九零年，人們也認(rèn)識(shí)到了二維碼技術(shù)所具有的重要作用的同時(shí)，也看到了其對(duì)社會(huì)發(fā)展所具有的促進(jìn)作用。[1]2017年胡廣勝,王菁,單清群,張春偉三人在《圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在軌道車(chē)輛檢測(cè)中的應(yīng)用》一文中寫(xiě)道我國(guó)對(duì)二維碼技術(shù)進(jìn)行研究的起始時(shí)間比較晚，但是它們一直把其作為研究的主要對(duì)象，至今為止，中國(guó)有關(guān)技術(shù)部門(mén)使用的二維條碼有很多種，比如QRCode和DataMatrix等等，進(jìn)而對(duì)其做出了翻譯和進(jìn)一步的研究，進(jìn)而設(shè)計(jì)出了屬于自己的二維碼標(biāo)準(zhǔn):漢信碼和網(wǎng)格緊密碼等自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)二維碼標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)形成了自主創(chuàng)新的科學(xué)發(fā)展觀，對(duì)二維碼技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)做出了自主創(chuàng)新，擺脫了國(guó)家對(duì)二維碼技術(shù)的束縛，進(jìn)而減少了對(duì)二維碼技術(shù)識(shí)別所需要的成本需求。[2]2020年RaafiB.在《DesignandDevelopmentofFuzzy-PIDControllerforFour-wheeledMobileRoboticStability:AC'aseStudyontheUphillRoad》論文中指出通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，把硬件資源業(yè)應(yīng)用到了QR二維碼系統(tǒng)中，有助于二維碼識(shí)別速度的提高。同時(shí)在STM32開(kāi)發(fā)板業(yè)得到了應(yīng)用。開(kāi)發(fā)系統(tǒng)表現(xiàn)出高效率和低耗能的獨(dú)特特點(diǎn)，這一設(shè)計(jì)為各種硬件平臺(tái)下的QR二維碼的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。[3]2018年CeratiG,ElmerP,LantzS,etal.學(xué)者在《TraditionalTrackingwithKalmanFilteronParallelArchitecturesJournalofPhysics:ConferenceSeries》一文中提出站在二維碼設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用方面，很多先進(jìn)國(guó)家在工業(yè)設(shè)備制造方面已經(jīng)研發(fā)出了二維碼的符號(hào)生成及識(shí)別的設(shè)備，比如英國(guó)和日本等等，并且被廣泛的應(yīng)用到了所有的二維碼的系統(tǒng)中。[4]與此同時(shí)，還有一些國(guó)家已經(jīng)把二維碼技術(shù)應(yīng)用到了很多部門(mén)中，比如軍事部門(mén)和公安部門(mén)等等，進(jìn)而有助于對(duì)各種證件的管理。比如韓國(guó)，在所有的公交站牌上都出示了二維碼，其中提供了有關(guān)公交車(chē)的各種信息，像首班車(chē)和時(shí)間等的同時(shí)，還包括沿線(xiàn)地區(qū)的導(dǎo)購(gòu)和旅游生活方面的信息，為了方便不同國(guó)家的出行者，其中還使用了日語(yǔ)和英語(yǔ)等等，這樣就為世界旅游業(yè)的快速發(fā)展提供了有利的條件:在日本，人們使用手機(jī)掃瞄二維碼，就可以看到有關(guān)食物的信息，購(gòu)買(mǎi)完事之后，就可以通過(guò)掃描二維碼完成支付:在法國(guó)，舉行了QRCode展覽，把所有的QRCode作品全部展覽出來(lái)，通過(guò)掃描:概括起來(lái)，二維碼在其它國(guó)家得到了廣泛的使用。1.3主要研究?jī)?nèi)容第一章緒論，主要講解研究目的、研究意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及章節(jié)安排。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，講解了設(shè)計(jì)方案、功能需求以及單片機(jī)型號(hào)的選擇。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)的各個(gè)部分的硬件設(shè)計(jì)以及原理圖。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)的總體流程和各模塊的軟件設(shè)計(jì)及流程。第五章系統(tǒng)測(cè)試，講解了系統(tǒng)完后的實(shí)物功能演示以及測(cè)試；第2章系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)2.1設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)能夠通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼具體內(nèi)容進(jìn)行彩屏TFT顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)兩組二維碼/條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理。驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)。并且數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能，分揀功能：不同的商品識(shí)別出來(lái)放在不同的位置。實(shí)現(xiàn)的功能如系統(tǒng)識(shí)別二維碼/條形碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)A/B組條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中包括“查看A碼”、“查看B碼”、“設(shè)為A碼”、“設(shè)為B碼”、“清空A碼”、“清空B碼”。其中，設(shè)為A/B碼是將當(dāng)前識(shí)別的內(nèi)容設(shè)置為A/B碼。當(dāng)A/B碼設(shè)置后。如果二維碼/條形碼攝像頭模塊再次掃描到的具體數(shù)據(jù)是A/B碼。則A/B碼對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)加1，同時(shí)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)左/右進(jìn)行動(dòng)作，達(dá)到不同二維碼/條形碼物品進(jìn)行分揀的功能。實(shí)現(xiàn)該功能需要以下關(guān)鍵技術(shù)和步驟：硬件配置：系統(tǒng)使用STM32單片機(jī)作為主控芯片，并搭配合適的二維碼/條形碼掃描模塊。通過(guò)串口或其他適配方式將掃描到的數(shù)據(jù)傳輸給STM32單片機(jī)。數(shù)據(jù)處理：STM32單片機(jī)接收到掃描到的二維碼/條形碼數(shù)據(jù)后，使用相應(yīng)的解碼算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和識(shí)別?？梢岳瞄_(kāi)源庫(kù)或自行開(kāi)發(fā)的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)二維碼/條形碼的解析和識(shí)別過(guò)程。分揀動(dòng)作：根據(jù)識(shí)別到的二維碼/條形碼信息，STM32單片機(jī)控制執(zhí)行器（如舵機(jī)、電磁閥等）進(jìn)行相應(yīng)的分揀動(dòng)作。根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則，執(zhí)行器會(huì)將物品放置在對(duì)應(yīng)的分揀位置。計(jì)數(shù)功能：系統(tǒng)使用計(jì)數(shù)器或變量來(lái)記錄每個(gè)物品的數(shù)量。每次識(shí)別到二維碼/條形碼并完成相應(yīng)的分揀動(dòng)作后，相應(yīng)物品的計(jì)數(shù)器會(huì)增加，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品數(shù)量的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)。用戶(hù)界面：系統(tǒng)可以配備液晶顯示屏或其他人機(jī)界面，用于顯示識(shí)別結(jié)果、計(jì)數(shù)信息和操作狀態(tài)等。用戶(hù)可以通過(guò)界面進(jìn)行相關(guān)設(shè)置和操作，如查看計(jì)數(shù)結(jié)果、清零計(jì)數(shù)器等。通過(guò)上述設(shè)計(jì)，基于STM32的二維碼/條形碼識(shí)別分揀計(jì)數(shù)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確的物品分揀和計(jì)數(shù)功能。它可以應(yīng)用于倉(cāng)儲(chǔ)、物流、生產(chǎn)線(xiàn)等領(lǐng)域，提高工作效率和精確度，減少人工錯(cuò)誤和成本。2.2功能需求分析該設(shè)計(jì)的功能需求分析主要包括以下幾個(gè)方面：識(shí)別兩種條形碼：系統(tǒng)需要能夠準(zhǔn)確識(shí)別兩種不同類(lèi)型的條形碼，即二維碼和條形碼。這樣可以滿(mǎn)足不同場(chǎng)景和應(yīng)用中的需求，提高系統(tǒng)的適用性和靈活性。原理解釋?zhuān)合到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)識(shí)別兩種條形碼的原理是基于攝像頭對(duì)條形碼的圖像進(jìn)行采集，并通過(guò)圖像處理算法進(jìn)行解碼。對(duì)于二維碼，系統(tǒng)會(huì)解析其中的信息并進(jìn)行顯示；對(duì)于條形碼，系統(tǒng)會(huì)將其轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字或字符信息。在具體實(shí)現(xiàn)上，系統(tǒng)利用攝像頭采集條形碼的圖像，然后對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括圖像增強(qiáng)、邊緣檢測(cè)等操作，以獲取清晰的條形碼圖像。接下來(lái)，系統(tǒng)采用條形碼解碼算法，如ZBar算法或ZXing算法，對(duì)圖像中的條形碼進(jìn)行解碼，并獲取條形碼的內(nèi)容。最后，系統(tǒng)將解碼得到的條形碼信息進(jìn)行顯示或進(jìn)一步處理。通過(guò)這樣的原理和實(shí)現(xiàn)方式，系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別二維碼和條形碼，并提供相應(yīng)的功能，如顯示識(shí)別結(jié)果、存儲(chǔ)、對(duì)比、計(jì)數(shù)等操作。這樣用戶(hù)可以方便地利用系統(tǒng)進(jìn)行條形碼數(shù)據(jù)的管理和處理，提高工作效率和準(zhǔn)確性。需要注意的是，具體的算法選擇和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)可能會(huì)根據(jù)系統(tǒng)的具體要求和硬件平臺(tái)的限制而有所不同。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要綜合考慮系統(tǒng)性能、資源消耗和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，選擇合適的算法和優(yōu)化策略。2.2.1技術(shù)路線(xiàn)1.硬件部分需要STM32F103C8T6單片機(jī)核心板、二維碼/條形碼攝像頭模塊、1.44寸TFT彩屏、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、蜂鳴器提醒電路、按鍵電路;2.采用KEIL5軟件平臺(tái)和C編程語(yǔ)言完成下位機(jī)軟件設(shè)計(jì);3.系統(tǒng)調(diào)試;4.設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖。2.2.2預(yù)期結(jié)果1.學(xué)會(huì)獨(dú)立完成系統(tǒng)的分析,設(shè)計(jì);2.設(shè)計(jì)的結(jié)果具有實(shí)用性、科學(xué)性。3.建立“單片機(jī)整體模塊”，“二維碼結(jié)構(gòu)圖”，“LED電路設(shè)計(jì)”三部分結(jié)構(gòu)。4.硬件制作完成后進(jìn)行軟件調(diào)試。5.設(shè)計(jì)電路圖。6.完成設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。7.撰寫(xiě)畢業(yè)論文。2.3器件選擇2.3.1單片機(jī)器件選取當(dāng)涉及到選擇單片機(jī)時(shí)，有很多不同的型號(hào)和品牌可供選擇。ArduinoUno:ArduinoUno是一種基于ATmega328P單片機(jī)的開(kāi)發(fā)板，由Arduino開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。它是一種易于使用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，適用于初學(xué)者和中級(jí)開(kāi)發(fā)人員。ArduinoUno具有豐富的庫(kù)函數(shù)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使得編程和快速原型設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單。然而，與STM32F103C8T6相比，ArduinoUno的處理能力較弱，存儲(chǔ)容量較小，并且擁有更少的外設(shè)接口。ESP32:ESP32是一種由EspressifSystems開(kāi)發(fā)的低功耗Wi-Fi和藍(lán)牙芯片。它具有雙核處理器，提供更高的性能和更多的內(nèi)存容量。ESP32還集成了豐富的外設(shè)接口，如多個(gè)串口、SPI、I2C等，以及Wi-Fi和藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)通信功能。相比之下，ESP32在無(wú)線(xiàn)通信方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，適用于需要網(wǎng)絡(luò)連接的應(yīng)用場(chǎng)景。然而，與STM32F103C8T6相比，ESP32的功耗可能會(huì)較高，且可能需要額外的外部組件來(lái)實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的連接。在選擇單片機(jī)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)具體項(xiàng)目需求和系統(tǒng)要求進(jìn)行評(píng)估?？紤]到處理能力、存儲(chǔ)容量、外設(shè)接口、功耗需求以及開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)的支持等因素，綜合權(quán)衡選擇最適合的單片機(jī)為STM32。處理能力強(qiáng)大：STM32F103C8T6采用ARMCortex-M3內(nèi)核，具有較高的處理能力和運(yùn)算速度。這使得它能夠處理復(fù)雜的二維碼識(shí)別算法和快速的數(shù)據(jù)處理操作。豐富的外設(shè)接口：STM32F103C8T6擁有豐富的外設(shè)接口，包括多個(gè)串口、SPI、I2C、定時(shí)器等。這些接口能夠方便地連接攝像頭、彩屏TFT、按鍵等硬件模塊，實(shí)現(xiàn)二維碼識(shí)別和數(shù)據(jù)處理所需的各種功能。大容量存儲(chǔ)器：STM32F103C8T6內(nèi)置了64KB的閃存和20KB的RAM，這為存儲(chǔ)二維碼字庫(kù)和識(shí)別結(jié)果提供了足夠的空間。同時(shí)，它還支持外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展，例如您提到的SD卡模塊，可以更靈活地管理存儲(chǔ)空間。低功耗設(shè)計(jì)：STM32F103C8T6采用低功耗設(shè)計(jì)，在處理高性能任務(wù)的同時(shí)能夠保持較低的功耗水平，延長(zhǎng)系統(tǒng)的電池壽命或?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)期供電。成熟的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)：STM32F103C8T6在市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用，擁有豐富的開(kāi)發(fā)資源和支持，包括開(kāi)發(fā)工具鏈、編程語(yǔ)言（如C語(yǔ)言）、開(kāi)發(fā)文檔和示例代碼等。這為開(kāi)發(fā)人員提供了便利和支持，加快了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和調(diào)試的速度。綜上所述，選擇STM32F103C8T6作為核心控制器是基于其強(qiáng)大的處理能力、豐富的外設(shè)接口、大容量存儲(chǔ)器、低功耗設(shè)計(jì)以及成熟的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。它能夠滿(mǎn)足您的需求，實(shí)現(xiàn)快速的二維碼識(shí)別和數(shù)據(jù)處理功能，并提高工作效率。2.3.2顯示器件選取LCD顯示器：LCD是一種廣泛應(yīng)用的顯示技術(shù)，它使用液晶材料和背光源來(lái)顯示圖像。與TFT液晶顯示器相比，LCD顯示器具有較低的成本和較低的功耗。然而，LCD顯示器的對(duì)比度和色彩表現(xiàn)相對(duì)較弱，角度依賴(lài)性較高，而且響應(yīng)速度較慢。因此，在要求較高的圖像質(zhì)量和快速響應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)景下，LCD顯示器可能不是最佳選擇。OLED顯示器：OLED顯示器是一種新興的顯示技術(shù)，它使用有機(jī)發(fā)光二極管來(lái)發(fā)出光亮。相比于LCD和TFT液晶顯示器，OLED顯示器具有更高的對(duì)比度、更豐富的色彩和更快的響應(yīng)時(shí)間。它還具有較低的功耗和較薄的尺寸，適用于要求輕薄設(shè)計(jì)的應(yīng)用場(chǎng)景。然而，OLED顯示器的制造成本較高，并且存在潛在的像素老化和壽命限制的問(wèn)題。該設(shè)計(jì)選擇了TFT（Thin-FilmTransistor）液晶顯示器作為顯示器件。TFT液晶顯示器是一種高性能、高質(zhì)量的液晶顯示技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。TFT液晶顯示器采用了薄膜晶體管技術(shù)，每個(gè)像素點(diǎn)都有一個(gè)獨(dú)立的晶體管控制，能夠精確控制每個(gè)像素的亮度和顏色。這使得TFT顯示器能夠顯示出細(xì)膩、清晰的圖像和文字，具有較高的分辨率和色彩表現(xiàn)能力。該設(shè)計(jì)選擇TFT液晶顯示器作為顯示器件的主要原因是其在圖像質(zhì)量、視覺(jué)效果和響應(yīng)速度方面的優(yōu)勢(shì)。TFT液晶顯示器能夠呈現(xiàn)出豐富的色彩和高對(duì)比度的圖像，使得顯示內(nèi)容更加生動(dòng)逼真。同時(shí)，TFT液晶顯示器具有較快的刷新速率和響應(yīng)時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)平滑的動(dòng)畫(huà)效果和流暢的用戶(hù)界面。此外，TFT液晶顯示器還具有較大的可視角度范圍，即使從不同角度觀察，圖像仍然清晰可見(jiàn)。它還具有較低的功耗，適合在嵌入式系統(tǒng)中使用，并具備較長(zhǎng)的使用壽命。通過(guò)選擇TFT液晶顯示器作為顯示器件，該設(shè)計(jì)能夠提供高質(zhì)量的圖像和良好的用戶(hù)體驗(yàn)，使得用戶(hù)可以清晰地看到系統(tǒng)的狀態(tài)信息、數(shù)據(jù)結(jié)果和其他相關(guān)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)和功能需求。綜上所述，TFT液晶顯示器在圖像質(zhì)量、視覺(jué)效果、響應(yīng)速度和可靠性方面具有優(yōu)勢(shì)。它提供了較高的分辨率、色彩表現(xiàn)能力和可視角度范圍，適用于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景。LCD顯示器適用于成本敏感的應(yīng)用，而OLED顯示器適用于追求更高對(duì)比度和色彩表現(xiàn)的應(yīng)用，并且注重輕薄設(shè)計(jì)。根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求和預(yù)算限制，可以選擇最合適的顯示器件來(lái)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。圖2-1TFT顯示屏圖2.3.3通信器件選取當(dāng)涉及到通信器件的選擇時(shí)，常見(jiàn)的選項(xiàng)包括藍(lán)牙、串口通信和Wi-Fi。下面對(duì)這三種通信方式進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹并進(jìn)行比較，最終選取了Wi-Fi作為設(shè)計(jì)中的通信器件。藍(lán)牙（Bluetooth）：藍(lán)牙是一種短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，適用于近距離設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。藍(lán)牙通信具有低功耗、低成本和易于連接的特點(diǎn)，適合于小范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備互聯(lián)。然而，藍(lán)牙的傳輸速率相對(duì)較低，適用于數(shù)據(jù)量較小的應(yīng)用，并且在大范圍通信和高速傳輸方面受到限制。串口通信（SerialCommunication）：串口通信是一種通過(guò)串行接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。它使用?jiǎn)單、成本低廉，并且在各種嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。串口通信可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，適用于短距離和較簡(jiǎn)單的通信需求。然而，串口通信的傳輸速率有限，通信距離受限，不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程通信。Wi-Fi（WirelessFidelity）：Wi-Fi是一種無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)通信技術(shù)，提供了高速、穩(wěn)定的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸能力。Wi-Fi通信具有較高的傳輸速率、較長(zhǎng)的通信距離和廣泛的覆蓋范圍，適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程通信需求。Wi-Fi設(shè)備廣泛，易于連接和配置，并且具有與互聯(lián)網(wǎng)互通的能力，適用于各種應(yīng)用場(chǎng)景。綜上所述，根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇Wi-Fi作為通信器件具有以下優(yōu)勢(shì)：高速的數(shù)據(jù)傳輸能力、遠(yuǎn)程通信的能力、廣泛的應(yīng)用支持和互聯(lián)網(wǎng)連接的能力。Wi-Fi適用于需要大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)和與互聯(lián)網(wǎng)連接的應(yīng)用，如物聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和智能家居等。當(dāng)設(shè)計(jì)中需要實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)傳輸、跨越較遠(yuǎn)距離的通信和與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，選擇Wi-Fi作為通信器件是一個(gè)可行且合適的選擇。2.3.4二維碼讀取器件選取在設(shè)計(jì)二維碼讀取器件時(shí)，有多種選擇，下面將對(duì)三種常見(jiàn)的器件進(jìn)行比較，并最終選取MG65作為該設(shè)計(jì)中的二維碼讀取器件。攝像頭模塊：攝像頭模塊可以通過(guò)圖像識(shí)別算法實(shí)現(xiàn)二維碼的讀取。它具有成本低、易于集成和靈活性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。然而，攝像頭模塊需要對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行處理，相對(duì)來(lái)說(shuō)計(jì)算量較大，讀取速度可能較慢。掃描模塊：掃描模塊通常采用激光或紅外線(xiàn)掃描技術(shù)來(lái)讀取二維碼。它具有讀取速度快、精度高和適應(yīng)不同光照條件的特點(diǎn)。但掃描模塊的成本較高，需要額外的光源支持，并且需要一定的掃描角度和距離來(lái)獲得良好的讀取效果。集成芯片：集成芯片是一種專(zhuān)用的二維碼解碼芯片，它通過(guò)內(nèi)置的解碼算法和電路，能夠快速準(zhǔn)確地讀取二維碼。集成芯片通常具有較小的尺寸、低功耗和高可靠性，并且可以與其他系統(tǒng)集成。其中，MG65是一種常見(jiàn)的二維碼解碼芯片，具有高度集成的特點(diǎn)，能夠提供快速而穩(wěn)定的二維碼讀取能力。綜上所述，根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇MG65作為二維碼讀取器件具有以下優(yōu)勢(shì)：高度集成、快速準(zhǔn)確的二維碼讀取能力、較小的尺寸和低功耗。MG65能夠滿(mǎn)足快速讀取二維碼的需求，并且具有較好的可靠性和穩(wěn)定性。在設(shè)計(jì)中需要高效、穩(wěn)定的二維碼讀取功能時(shí)，選擇MG65作為二維碼讀取器件是一個(gè)可行且合適的選擇。第3章系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)能夠通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼具體內(nèi)容進(jìn)行彩屏TFT顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)兩組二維碼/條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理。驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)。并且數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能，分揀功能：不同的商品識(shí)別出來(lái)放在不同的位置。實(shí)現(xiàn)的功能如系統(tǒng)識(shí)別二維碼/條形碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)A/B組條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中包括“查看A碼”、“查看B碼”、“設(shè)為A碼”、“設(shè)為B碼”、“清空A碼”、“清空B碼”。其中，設(shè)為A/B碼是將當(dāng)前識(shí)別的內(nèi)容設(shè)置為A/B碼。當(dāng)A/B碼設(shè)置后。如果二維碼/條形碼攝像頭模塊再次掃描到的具體數(shù)據(jù)是A/B碼。則A/B碼對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)加1，同時(shí)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)左/右進(jìn)行動(dòng)作，達(dá)到不同二維碼/條形碼物品進(jìn)行分揀的功能。圖3-1總體原理圖3.2系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計(jì)3.2.1TFT觸摸彩屏1.44寸模塊設(shè)計(jì)TFT（ThinFilmTransistor）即薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管，屬于有源矩陣液晶顯示器中的一種。TFT-LCD液晶顯示屏是薄膜晶體管型液晶顯示屏，也就是“真彩”(TFT)。TFT液晶為每個(gè)像素都設(shè)有一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，每個(gè)像素都可以通過(guò)點(diǎn)脈沖直接控制，因而每個(gè)節(jié)點(diǎn)都相對(duì)獨(dú)立，并可以連續(xù)控制，不僅提高了顯示屏的反應(yīng)速度，同時(shí)可以精確控制顯示色階，所以TFT液晶的色彩更真。TFT液晶顯示屏的特點(diǎn)是亮度好、對(duì)比度高、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷，但也存在著比較耗電和成本較高的不足。TFT液晶技術(shù)加快了手機(jī)彩屏的發(fā)展。彩屏手機(jī)中基本上都支持65536色，還有26萬(wàn).130萬(wàn)顯示，有的甚至支持1600萬(wàn)色顯示，這時(shí)TFT的高對(duì)比度，色彩豐富的優(yōu)勢(shì)就非常重要了。本模塊是一款通用的TFTLCD模塊，采用全新LCD模塊，質(zhì)量超好。該模塊有如下特點(diǎn)：（1）128×128的分辨率，顯示清晰（2）1.44寸彩屏。（3）驅(qū)動(dòng)IC：ST7735。（4）色彩深度：16位（65K色）圖3-2TFT觸摸彩屏1.44寸模塊原理圖3.2.2條碼識(shí)讀模塊設(shè)計(jì)MG65條碼識(shí)讀模塊，一款性能優(yōu)良的掃描引擎，不僅能夠輕松讀取各類(lèi)一維條碼，而且可以高速讀取二維條碼，對(duì)線(xiàn)性條形碼具有非常高的掃描速率，針對(duì)紙質(zhì)條碼及顯示屏上的條碼，也都能輕松掃描；GM65條碼識(shí)讀模塊是在圖像智能識(shí)別算法及在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出先進(jìn)的條碼解碼算法，可以非常容易且準(zhǔn)確地識(shí)讀條碼符號(hào)，極大的簡(jiǎn)化了條碼識(shí)讀產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)難度。GM65是建立在符合最苛刻的掃描要求，提供在完全黑暗的環(huán)境，以及過(guò)大的溫度范圍內(nèi)相一致的掃描性能。GM65掃描設(shè)備模塊功耗低，工作電流小于150mA，一體化設(shè)計(jì)，體積??；支持TTL232和USB（中文免驅(qū)）接口；支持所有通用一維條碼及常用二維碼，可直接識(shí)別手機(jī)屏幕。圖3-3二維碼掃描模塊原理圖3.2.3分揀模塊設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)中的分揀功能模塊是用于將不同的物品根據(jù)其識(shí)別的條形碼進(jìn)行分揀，將它們放置在相應(yīng)的位置。以下是對(duì)該分揀功能模塊的詳細(xì)說(shuō)明：物品數(shù)量和種類(lèi)：在系統(tǒng)中，假設(shè)有兩種不同的物品需要進(jìn)行分揀，分別為物品A和物品B。分揀位置：系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩個(gè)分揀位置，分別用于放置識(shí)別為物品A和物品B的物品。假設(shè)分揀位置1用于物品A，分揀位置2用于物品B。實(shí)現(xiàn)方法：為了實(shí)現(xiàn)分揀功能，系統(tǒng)采用了舵機(jī)作為執(zhí)行器。通過(guò)控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，可以將物品放置到指定的分揀位置。具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：a.當(dāng)識(shí)別到物品A的條形碼時(shí)，系統(tǒng)會(huì)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到分揀位置1，將物品A放置在該位置上。b.當(dāng)識(shí)別到物品B的條形碼時(shí)，系統(tǒng)會(huì)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到分揀位置2，將物品B放置在該位置上。系統(tǒng)可以通過(guò)控制舵機(jī)的角度來(lái)精確控制物品的放置位置，確保物品被正確地分揀到指定的位置上。這樣，用戶(hù)可以根據(jù)識(shí)別到的條形碼信息，對(duì)不同種類(lèi)的物品進(jìn)行分揀和管理。需要注意的是，具體的舵機(jī)控制方式和角度設(shè)置可能需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。同時(shí)，分揀位置的設(shè)計(jì)和布置也應(yīng)根據(jù)物品的特性和分揀需求來(lái)確定，以確保分揀的準(zhǔn)確性和效率。通過(guò)這樣的硬件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品A和物品B的分揀功能，提高工作效率和準(zhǔn)確性。用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)一步擴(kuò)展和優(yōu)化分揀功能模塊，以適應(yīng)更多種類(lèi)的物品和分揀場(chǎng)景。舵機(jī)是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。目前，在高檔遙控玩具，如飛機(jī)、潛艇模型，遙控機(jī)器人中已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用。舵機(jī)是遙控航空、航天模型控制動(dòng)作，改變方向的重要組成，不同類(lèi)型的遙控模型所需的舵機(jī)種類(lèi)也隨之不同。如何審慎地選擇經(jīng)濟(jì)且合乎需求的舵機(jī)，也是一門(mén)不可輕忽的學(xué)問(wèn)。舵機(jī)主要適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng),比如人形機(jī)器人的手臂和腿,車(chē)模和航模的方向控制。舵機(jī)的控制信號(hào)實(shí)際上是一個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM信號(hào)),該信號(hào)可由FP-GA器件、模擬電路或單片機(jī)產(chǎn)生。舵機(jī)主要是由外殼、電路板、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、減速器與位置檢測(cè)元件所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)發(fā)出訊號(hào)給舵機(jī)，經(jīng)由電路板上的IC驅(qū)動(dòng)無(wú)核心馬達(dá)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過(guò)減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器送回訊號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測(cè)器其實(shí)就是可變電阻，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電阻值也會(huì)隨之改變，藉由檢測(cè)電阻值便可知轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。一般的伺服馬達(dá)是將細(xì)銅線(xiàn)纏繞在三極轉(zhuǎn)子上，當(dāng)電流流經(jīng)線(xiàn)圈時(shí)便會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子外圍的磁鐵產(chǎn)生排斥作用，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的作用力。依據(jù)物理學(xué)原理，物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與質(zhì)量成正比，因此要轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量愈大的物體，所需的作用力也愈大。舵機(jī)為求轉(zhuǎn)速快、耗電小，于是將細(xì)銅線(xiàn)纏繞成極薄的中空?qǐng)A柱體，形成一個(gè)重量極輕的無(wú)極中空轉(zhuǎn)子，并將磁鐵置於圓柱體內(nèi)，這就是空心杯馬達(dá)。一、傳感器參數(shù)（1）尺寸：23mmX12.2mmX29mm（2）重量：9克（3）扭矩：1.5kg/cm（4）工作電壓：4.2-6V（5）溫度范圍：0℃--55℃（6）運(yùn)行速度：0.3秒/60度（7）死帶寬：10微秒二、接口說(shuō)明（1）暗灰：GND（2）紅色：VCC4.8-7.2V（3）橙黃線(xiàn)：脈沖輸入圖3-4舵機(jī)模塊原理圖3.2.4蜂鳴器報(bào)警電路（高電平有效）設(shè)計(jì)有源蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話(huà)機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。本系統(tǒng)所采用的報(bào)警模塊為5V有源蜂鳴器模塊，電路中采用三極管9012來(lái)驅(qū)動(dòng)，只要單片機(jī)控制引腳為高電平，蜂鳴器就會(huì)鳴叫報(bào)警，反之則不鳴叫，可以通過(guò)控制單片機(jī)引腳方波輸出形式控制蜂鳴器的鳴叫方式。電阻為限流電阻，保護(hù)作用。圖3-4蜂鳴器模塊原理圖3.2.5上位機(jī)設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)涉及一個(gè)上位機(jī)二維碼App，用于方便觀察物品的分揀，并具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和舵機(jī)控制的功能。下面是對(duì)該設(shè)計(jì)的描述：打開(kāi)App并連接WiFi：用戶(hù)打開(kāi)App后，通過(guò)連接WiFi網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)進(jìn)行通信。二維碼設(shè)置：在App界面中，用戶(hù)將看到兩個(gè)圓圈，分別代表A碼和B碼。用戶(hù)可以使用App中的掃描功能，掃描一個(gè)二維碼并設(shè)置為A碼，再掃描另一個(gè)二維碼并設(shè)置為B碼。這樣，A碼和B碼的數(shù)據(jù)將被存儲(chǔ)起來(lái)。分揀功能：當(dāng)用戶(hù)掃描A碼時(shí)，舵機(jī)會(huì)向右轉(zhuǎn)，同時(shí)App界面中右邊的圓圈會(huì)亮起。當(dāng)用戶(hù)掃描B碼時(shí)，舵機(jī)會(huì)向左轉(zhuǎn)，同時(shí)App界面中左邊的圓圈會(huì)亮起。通過(guò)這種方式，實(shí)現(xiàn)了物品的分揀功能。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：掃描得到的A碼和B碼數(shù)據(jù)將被保存到系統(tǒng)的FLASH存儲(chǔ)器中，以保證即使在斷電情況下數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。這樣，每次啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，之前存儲(chǔ)的A碼和B碼數(shù)據(jù)將被恢復(fù)。操作功能：App提供了一些操作功能，包括查看A碼、查看B碼、設(shè)為A碼、設(shè)為B碼、清空A碼和清空B碼等選項(xiàng)。用戶(hù)可以使用這些選項(xiàng)對(duì)A碼和B碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和操作，例如查看具體內(nèi)容、重新設(shè)置A碼或B碼，以及清空已存儲(chǔ)的A碼或B碼數(shù)據(jù)?？偟膩?lái)說(shuō)，該設(shè)計(jì)的上位機(jī)二維碼App具備了方便觀察物品分揀的功能。它能夠通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼或條形碼，并將具體內(nèi)容顯示在彩屏TFT上。用戶(hù)可以使用App進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、對(duì)比、查看和計(jì)數(shù)處理，同時(shí)通過(guò)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)實(shí)現(xiàn)物品的分揀。系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)保存到FLASH中，即使斷電也能保留數(shù)據(jù)的功能。通過(guò)該設(shè)計(jì)，不同的物品可以被識(shí)別并放置在不同的位置，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的分揀功能。

第4章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1軟件主流程圖本系統(tǒng)能夠通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼具體內(nèi)容進(jìn)行彩屏TFT顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)兩組二維碼/條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理。驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)。并且數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能，分揀功能：不同的商品識(shí)別出來(lái)放在不同的位置。實(shí)現(xiàn)的功能如系統(tǒng)識(shí)別二維碼/條形碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)A/B組條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中包括“查看A碼”、“查看B碼”、“設(shè)為A碼”、“設(shè)為B碼”、“清空A碼”、“清空B碼”。其中，設(shè)為A/B碼是將當(dāng)前識(shí)別的內(nèi)容設(shè)置為A/B碼。當(dāng)A/B碼設(shè)置后。如果二維碼/條形碼攝像頭模塊再次掃描到的具體數(shù)據(jù)是A/B碼。則A/B碼對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)加1，同時(shí)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)左/右進(jìn)行動(dòng)作，達(dá)到不同二維碼/條形碼物品進(jìn)行分揀的功能。圖4-1總體軟件設(shè)計(jì)流程圖4.2蜂鳴器模塊的軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)能夠通??過(guò)攝像??頭識(shí)別??二維碼??/條形??碼具體??內(nèi)容進(jìn)??行彩屏??TFT??顯示，??通過(guò)按??鍵可以??對(duì)兩組??二維碼??/條形??碼數(shù)據(jù)??進(jìn)行存??儲(chǔ)、對(duì)??比、查??看、計(jì)??數(shù)處理??。識(shí)別??成功蜂??鳴器響??一聲提醒工作人員。圖4-2蜂鳴器軟件設(shè)計(jì)流程圖4.3分揀模塊的軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)能夠通??過(guò)攝像??頭識(shí)別??二維碼??/條形??碼具體??內(nèi)容進(jìn)??行彩屏??TFT??顯示，??通過(guò)按??鍵可以??對(duì)兩組??二維碼??/條形??碼數(shù)據(jù)??進(jìn)行存??儲(chǔ)、對(duì)??比、查??看、計(jì)??數(shù)處理??。驅(qū)動(dòng)??舵機(jī)進(jìn)??行分揀??計(jì)數(shù)。??并且數(shù)??據(jù)保存??到FL??ASH??中具有??掉電不??丟失數(shù)??據(jù)的功??能，分??揀功能??：不同??的商品??識(shí)別出??來(lái)放在??不同的位置。圖4-3分揀模塊軟件設(shè)計(jì)流程圖

第5章系統(tǒng)測(cè)試5.1系統(tǒng)實(shí)物圖本系統(tǒng)能夠通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼具體內(nèi)容進(jìn)行彩屏TFT顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)兩組二維碼/條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理。驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)。并且數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能，分揀功能：不同的商品識(shí)別出來(lái)放在不同的位置。實(shí)現(xiàn)的功能如系統(tǒng)識(shí)別二維碼/條形碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)A/B組條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中包括“查看A碼”、“查看B碼”、“設(shè)為A碼”、“設(shè)為B碼”、“清空A碼”、“清空B碼”。其中，設(shè)為A/B碼是將當(dāng)前識(shí)別的內(nèi)容設(shè)置為A/B碼。當(dāng)A/B碼設(shè)置后。如果二維碼/條形碼攝像頭模塊再次掃描到的具體數(shù)據(jù)是A/B碼。則A/B碼對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)加1，同時(shí)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)左/右進(jìn)行動(dòng)作，達(dá)到不同二維碼/條形碼物品進(jìn)行分揀的功能。圖5-1總體實(shí)物圖5.2原理測(cè)試本系統(tǒng)由STM32F103C8T6單片機(jī)核心板、二維碼/條形碼攝像頭模塊、1.44寸TFT彩屏、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、蜂鳴器提醒電路、按鍵電路組成。本系統(tǒng)能夠通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼具體內(nèi)容進(jìn)行彩屏TFT顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)兩組二維碼/條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理。驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)。并且數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能。系統(tǒng)識(shí)別二維碼/條形碼數(shù)據(jù)，進(jìn)行相應(yīng)顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)A/B組條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其中包括“查看A碼”、“查看B碼”、“設(shè)為A碼”、“設(shè)為B碼”、“清空A碼”、“清空B碼”。其中，設(shè)為A/B碼是將當(dāng)前識(shí)別的內(nèi)容設(shè)置為A/B碼。當(dāng)A/B碼設(shè)置后。如果二維碼/條形碼攝像頭模塊再次掃描到的具體數(shù)據(jù)是A/B碼。則A/B碼對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)加1，同時(shí)驅(qū)動(dòng)舵機(jī)左/右進(jìn)行動(dòng)作，達(dá)到不同二維碼/條形碼物品進(jìn)行分揀的功能。二維碼/條形碼攝像頭自動(dòng)感應(yīng)掃描，如果光線(xiàn)條件不變自動(dòng)進(jìn)入低功耗，感應(yīng)條件變化自動(dòng)啟動(dòng)識(shí)別，可以有效防止反復(fù)識(shí)別同一個(gè)碼（和生活中使用相同）。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)自檢：將系統(tǒng)啟動(dòng)，攝像頭模塊開(kāi)始工作。系統(tǒng)顯示啟動(dòng)畫(huà)面并進(jìn)行初始化。二維碼/條形碼識(shí)別：將一組已知的二維碼/條形碼放置在攝像頭前方，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行掃描和識(shí)別。檢查系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確識(shí)別二維碼/條形碼，并在彩屏TFT上顯示識(shí)別到的具體內(nèi)容。存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)：按下相應(yīng)的按鍵，將當(dāng)前識(shí)別到的二維碼/條形碼數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到A組或B組。通過(guò)按鍵進(jìn)行查看A碼或B碼的操作，確保存儲(chǔ)和查看功能正常。計(jì)數(shù)和分揀：使用另一組已知的二維碼/條形碼，再次進(jìn)行識(shí)別。確認(rèn)系統(tǒng)能夠正確識(shí)別A碼或B碼，并對(duì)相應(yīng)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行加1操作。觀察系統(tǒng)是否能驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀動(dòng)作，將物品放置在不同的位置。清空數(shù)據(jù)：測(cè)試清空A碼或B碼的功能。確認(rèn)按下清空A碼或B碼的按鍵后，相應(yīng)的計(jì)數(shù)器被清零，舵機(jī)不再進(jìn)行分揀動(dòng)作。數(shù)據(jù)保存和掉電不丟失功能：關(guān)閉系統(tǒng)電源，再次啟動(dòng)系統(tǒng)。檢查系統(tǒng)是否能恢復(fù)之前保存的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能。性能穩(wěn)定性測(cè)試：反復(fù)進(jìn)行二維碼/條形碼的識(shí)別、存儲(chǔ)、查看、計(jì)數(shù)、分揀等操作，觀察系統(tǒng)在連續(xù)工作中的穩(wěn)定性和性能。通過(guò)以上測(cè)試，可以驗(yàn)證系統(tǒng)的功能和性能是否符合設(shè)計(jì)要求。測(cè)試結(jié)果應(yīng)確保系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確識(shí)別二維碼/條形碼，實(shí)現(xiàn)彩屏TFT顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)數(shù)和分揀等功能，并且具備掉電不丟失數(shù)據(jù)的特性。同時(shí)，測(cè)試還應(yīng)驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，以確保其在實(shí)際應(yīng)用中的可用性和效果。圖5-2B碼掃描測(cè)試圖圖5-2A碼掃描測(cè)試圖

第6章總結(jié)與展望6.1總結(jié)本次設(shè)計(jì)基于STM32的二維碼條形碼識(shí)別分揀系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼，彩屏TFT顯示識(shí)別結(jié)果，按鍵存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)等功能。同時(shí)，系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)保存到FLASH中掉電不丟失的特性。通過(guò)測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本設(shè)計(jì)能夠高效準(zhǔn)確地識(shí)別二維碼/條形碼，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和分揀動(dòng)作。系統(tǒng)的性能穩(wěn)定，能夠在連續(xù)工作中保持準(zhǔn)確和可靠的運(yùn)行。系統(tǒng)軟件的調(diào)試過(guò)程并不是一帆風(fēng)順，在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤。但在老師的輔導(dǎo)下，我總算發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，并糾正了設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不科學(xué)的地區(qū)。設(shè)計(jì)方案中的問(wèn)題和解決方法主要包含下面一些層面。1.在功率模塊模擬仿真過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)調(diào)試輸出值一直達(dá)不上設(shè)計(jì)規(guī)定。查驗(yàn)基本原理錯(cuò)誤后，發(fā)現(xiàn)電路板焊接時(shí)出現(xiàn)了一些技術(shù)問(wèn)題，于是重新焊接。2.應(yīng)用仿真軟件，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤代碼。然后調(diào)整，發(fā)現(xiàn)在啟用程序流程時(shí)，單片機(jī)沒(méi)有正常復(fù)位，在程序流程中添加復(fù)位程序流程后才獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。3.在模擬仿真時(shí)，一直提醒存有邏輯錯(cuò)誤。盡管不危害效果的輸出，但在具體印刷制版過(guò)程中確實(shí)會(huì)危害電源電路。之后通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)信息發(fā)送錯(cuò)誤代碼表明時(shí)，未能分辨忙碌情況。之后在制定中添加忙碌情況分辨后，系統(tǒng)軟件工作中一切正常，數(shù)據(jù)信息口也沒(méi)有提醒邏輯錯(cuò)誤。6.2展望設(shè)計(jì)是一種基于STM32F103C8T6單片機(jī)技術(shù)的二維碼條形碼識(shí)別分揀計(jì)數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)攝像頭識(shí)別二維碼/條形碼具體內(nèi)容進(jìn)行彩屏TFT顯示，通過(guò)按鍵可以對(duì)兩組二維碼/條形碼數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、對(duì)比、查看、計(jì)數(shù)處理。驅(qū)動(dòng)舵機(jī)進(jìn)行分揀計(jì)數(shù)。并且數(shù)據(jù)保存到FLASH中具有掉電不丟失數(shù)據(jù)的功能，分揀功能：不同的商品識(shí)別出來(lái)放在不同的位置。盡管模擬仿真說(shuō)明全部設(shè)計(jì)徹底可以達(dá)到二維碼條形碼識(shí)別分揀計(jì)數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)定，可是全部系統(tǒng)軟件還具有一些問(wèn)題和優(yōu)化的地區(qū)，必須在之后的探討中進(jìn)行健全。盡管本設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了二維碼/條形碼識(shí)別和分揀的基本功能，但仍有一些改進(jìn)和擴(kuò)展的方向可以探索：算法優(yōu)化：進(jìn)一步優(yōu)化二維碼/條形碼識(shí)別算法，提高識(shí)別速度和準(zhǔn)確性，以適應(yīng)更復(fù)雜和高密度的碼型。擴(kuò)展應(yīng)用：將系統(tǒng)應(yīng)用于更多領(lǐng)域，如物流管理、倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化等，通過(guò)與其他設(shè)備和系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)更全面的自動(dòng)化分揀方案。界面優(yōu)化：改進(jìn)上位機(jī)界面和用戶(hù)交互體驗(yàn)，使操作更簡(jiǎn)便直觀，提高用戶(hù)的使用便利性。引入更多傳感器：考慮引入其他傳感器，如重量傳感器、溫濕度傳感器等，以獲取更多的環(huán)境和物品信息，進(jìn)一步優(yōu)化分揀過(guò)程。數(shù)據(jù)分析與管理：開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)分析和管理模塊，對(duì)識(shí)別和分揀數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和記錄，提供更全面的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)?？傮w而言，本設(shè)計(jì)為基于STM32的二維碼條形碼識(shí)別分揀系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，具備了一定的可行性和實(shí)用性。通過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化和拓展，可以使系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用，并滿(mǎn)足更多領(lǐng)域的需求。

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附錄電路圖源代碼#include"my_include.h"#defineF_SIZE12#defineMyLCD_Show(m,n,p)LCD_ShowString(LCD_GetPos_X(F_SIZE,m),LCD_GetPos_Y(16,n),p,F_SIZE,false)#defineMyLCD_ShowChar(m,n,p)LCD_ShowChar(LCD_GetPos_X(F_SIZE,m),LCD_GetPos_Y(16,n),p,F_SIZE,false)u16disXplace=0,disYplace=3;//顯示位置變量u16i;u8curMode=0;//當(dāng)前模式分結(jié)算模式和掃碼模式#defineADDR_FLASH_WRITE_A(FLASH_BASE_ADDR+STM32_FLASH_SIZE*1024-STM_SECTOR_SIZE*1)//A數(shù)據(jù)存儲(chǔ)flash地址#defineADDR_FLASH_WRITE_B(FLASH_BASE_ADDR+STM32_FLASH_SIZE*1024-STM_SECTOR_SIZE*2)//B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)flash地址#defineTAB_SIZE_NUM128unsignedcharsaveCodeTab_A[TAB_SIZE_NUM];//存儲(chǔ)A碼unsignedcharsaveCodeTab_B[TAB_SIZE_NUM];//存儲(chǔ)B碼#defineAcountsaveCodeTab_A[TAB_SIZE_NUM-1]//A識(shí)別技術(shù)變量#defineBcountsaveCodeTab_B[TAB_SIZE_NUM-1]//B識(shí)別技術(shù)變量unsignedcharmidCurCode[TAB_SIZE_NUM];//暫存識(shí)別到的碼chardis0[64];voidscanKeyAnddealKey(void);u8setMode=0;//講當(dāng)前設(shè)置模式charstringTab[][12]={"無(wú)","設(shè)為A碼<<","設(shè)為B碼<<","查看A碼<<","查看B碼<<","清空A碼<<","清空B碼<<"};//設(shè)置菜單#defineCTRL_DJDIR_A80//舵機(jī)指向A方向#defineCTRL_DJDIR_B-80//舵機(jī)指向B方向unsignedcharopenDjDelay=0;//打開(kāi)舵機(jī)時(shí)間unsignedcharopenDjFlag=0;//打開(kāi)舵機(jī)標(biāo)志voidOnGetQrBarCode(const_qrbar_msg_obj*qrbarMsgRec)//處理接收到的數(shù)據(jù){char*strPtr;u8disXplace,disYplace;//顯示位置變量LCD_Fill(0,64,128,128,Color16_BLACK);//清空指定區(qū)域FRONT_COLOR=Color16_WHITE;//顯示顏色MyLCD_Show(0,3,"識(shí)別內(nèi)容:");//顯示disXplace=0,disYplace=3;//顯示位置變量for(i=0;i<qrbarMsgRec->length;i++)//傳遞接收到的數(shù)據(jù){if(i%21==0)//超過(guò)顯示行換行即另起一行{disXplace=0;disYplace++;}if(qrbarMsgRec->payload[i]!=0x0d&&qrbarMsgRec->payload[i]!=0x0a)//回車(chē)換行不進(jìn)行顯示{MyLCD_ShowChar(disXplace++,disYplace,qrbarMsgRec->payload[i]);//顯示具體字符midCurCode[i]=qrbarMsgRec->payload[i];//保存當(dāng)前碼數(shù)據(jù)}midCurCode[i+1]='\0';//保存當(dāng)前碼數(shù)據(jù)}if(strstr((constchar*)saveCodeTab_A,(constchar*)midCurCode)!=NULL)//接收到字符串{Acount++;openDjDelay=20;//打開(kāi)舵機(jī)時(shí)間openDjFlag=1;//打開(kāi)舵機(jī)標(biāo)志My_STMFlash_SaveUseSector(saveCodeTab_A);//將數(shù)據(jù)保存到flash掉電不丟失}if((strstr((constchar*)saveCodeTab_B,(constchar*)midCurCode))!=NULL)//接收到字符串{Bcount++;openDjDelay=20;//打開(kāi)舵機(jī)時(shí)間openDjFlag=2;//打開(kāi)舵機(jī)標(biāo)志My_STMFlash_SaveUseSector(saveCodeTab_B);//將數(shù)據(jù)保存到flash掉電不丟失}setMode=0;//清空設(shè)置項(xiàng)My_LEDBlink(PA4,BEEP_ON,2,50,100);//蜂鳴器動(dòng)作}intmain(void){USARTx_Init(USART1,9600);//串口初始化USARTx_Init(USART2,9600);//初始化My_LED_Init();My_KEY_Init();My_SG90_Init(0,TIM3,TIM_CH_1);//舵機(jī)初始化delay_ms(10);My_SG90_SetAngle(0,30);//控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向delay_ms(100);My_SG90_SetAngle(0,0);//控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向My_STMFlash_SectorSaveInit(ADDR_FLASH_WRITE_A,saveCodeTab_A,sizeof(saveCodeTab_A));//初始化flashMy_STMFlash_SectorSaveInit(ADDR_FLASH_WRITE_B,saveCodeTab_B,sizeof(saveCodeTab_B));//初始化flashLCD_Init();//tft初始化LCD_Clear(Color16_BLACK);//清全屏BACK_COLOR=Color16_BLACK;FRONT_COLOR=Color16_LIGHTGRAY;MyLCD_Show(0,1,"InitSystem..");//顯示My_QRBAR_Init();LCD_Clear(Color16_BLACK);//清全屏FRONT_COLOR=Color16_RED;//顯示顏色MyLCD_Show(0,0,"二維碼/條形碼");//顯示FRONT_COLOR=Color16_YELLOW;//顯示顏色sprintf(dis0,"計(jì)數(shù):A:%02dB:%02d",Acount,Bcount);MyLCD_Show(0,1,dis0);//顯示MyLCD_Show(0,2,"操作:");//顯示FRONT_COLOR=Color16_WHITE;//顯示顏色MyLCD_Show(0,3,"識(shí)別內(nèi)容:");//顯示FRONT_COLOR=Color16_RED;delay_ms(500);My_LEDBlink(PA4,BEEP_ON,2,50,100);//上電硬件動(dòng)作下while(1){scanKeyAnddealKey();//按鍵掃描及處理if(myReadFlag_tick)//更新顯示{myReadFlag_tick=false;//清空標(biāo)志FRONT_COLOR=Color16_RED;//顯示顏色MyLCD_Show(6,2,stringTab[setMode]);//顯示FRONT_COLOR=Color16_YELLOW;//顯示顏色sprintf(dis0,"計(jì)數(shù):A:%02dB:%02d",Acount,Bcount);//打印MyLCD_Show(0,1,dis0);//顯示if(openDjDelay>0)//打開(kāi)延時(shí){openDjDelay--;//倒計(jì)時(shí)if(openDjFlag==1)My_SG90_SetAngle(0,CTRL_DJDIR_A);//控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向elseif(openDjFlag==2)My_SG90_SetAngle(0,CTRL_DJDIR_B);//控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向}else{openDjFlag=0;//清空標(biāo)志My_SG90_SetAngle(0,0);//控制轉(zhuǎn)動(dòng)方向}}if(mySendFlag_tick)//更新顯示{mySendFlag_tick=false;//清空標(biāo)志}My_QrBarCode_Process();//處理串口數(shù)據(jù)，次函數(shù)會(huì)在接收到數(shù)據(jù)后調(diào)用OnGetQrBarCodeMy_LEDBlinkProcess();//蜂鳴器處理}}voidscanKeyAnddealKey(void)//按鍵掃描及處理{My_KeyScan();if(KeyIsRelease(KEY_1))//按鍵按下{setMode++;//設(shè)置模式if(setMode>=7){setMode=0;//循環(huán)設(shè)置類(lèi)型FRONT_COLOR=Color16_WHITE;//顯示顏色MyLCD_Show(0,3,"識(shí)別內(nèi)容:");//顯示LCD_Fill(0,64,128,128,Color16_BLACK);//清空指定區(qū)域}My_LEDBlink(PA4,BEEP_ON,1,100,100);//蜂鳴器動(dòng)作}elseif(KeyIsPress(KEY_2))//按鍵按下{switch(setMode){case0://無(wú)操作FRONT_COLOR=Color16_WHITE;//顯示顏色MyLCD_Show(0,3,"識(shí)別內(nèi)容:");//顯示LCD_Fill(0,64,128,128,Color16_BLACK);//清空指定區(qū)域break;case1://設(shè)為A碼i=0;while(midCurCode[i]!='\0'&&i<TAB_SIZE_NUM){saveCodeTab_A[i]=midCurCode[i];i++;//}saveCodeTab_A[i]='\0';My_LEDBlink(PA4,BEEP_ON,3,50,200);//蜂鳴器動(dòng)作break;case2://設(shè)為B碼i=0;while(midCurCode[i]!='\0'&&i<TAB_SIZE_NUM){saveCodeTab_B[i]=midCurCode[i];