基于NiosII的二維條碼識別系統(tǒng)設計

摘要 隨著SOPC技術的日益成熟，基于SoPC技術的嵌入式系統(tǒng)得到廣泛應用。本文采用SOPC技術，以EP2C35為主控芯片，實現(xiàn)二維條碼識別系統(tǒng)的設計，并提出一種適用于嵌入式系統(tǒng)的PDF417條碼識別算法。實驗表明，該識別系統(tǒng)能夠快速準確地識別二維條碼，效果良好。
關鍵詞 SOPC 二維條碼 PDF417 嵌入式系統(tǒng) NiosII

二維條碼PDF417中PDF為Portable Data File的縮寫，每一個PDF碼的儲存量可高達1 108字節(jié)，若將數(shù)字壓縮則可存放2 729字節(jié)。作為一種新的信息存儲和傳遞技術，PDF417具有成本低、信息可隨載體移動、不依賴于數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡、保密防偽性能強等優(yōu)點，廣泛應用在國防、公共安全、交通運輸、醫(yī)療保健、工業(yè)、商業(yè)、金融、海關及政府管理等領域，PDF417碼的例子如圖1所示。

1 系統(tǒng)總體設計
本系統(tǒng)在FPGA上使用SOPC技術來實現(xiàn)無線手持二維條碼識讀器，與傳統(tǒng)一維條碼識讀器最大的區(qū)別在于完全脫離后臺數(shù)據(jù)庫，以及在高達50％破損率的情況下能夠進行高效率識別。
SOPC技術是一種基于FPGA解決方案的SOC，由美國Altera公司于2000年提出?；赟OPC平臺的開發(fā)結合了FPGA靈活可編程與片上。NioslI軟核處理器的用戶可配置等特點。在實現(xiàn)某功能時，通過在NiosII處理器下編寫C程序運行，也可以使用硬件模塊來加速。本系統(tǒng)綜合兩種實現(xiàn)思路，采用高性價比的Cyclone II EP2C35系列FPGA實現(xiàn)，系統(tǒng)總體結構如圖2所示。

整個系統(tǒng)由低到高分為三個層次：條碼識別的硬件平臺、μC／OS―II操作系統(tǒng)、條碼譯碼核心算法。最底層硬件平臺采用Altera公司的Cylone II EP2C35與ADI公司的視頻解碼芯片ADV7181B，具有8 MB的Flash存儲器，1．MB的SRAM等外設；中間層μC／OS―II操作系統(tǒng)提供任務調(diào)度和設備驅動，以及提供各種中斷來實現(xiàn)對外界請求的響應，如模式切換、LCM．顯示、射頻傳送等，有效地提高了系統(tǒng)運行速率；最頂層條碼譯碼核心算法包括了對條碼圖像的預處理和對譯碼數(shù)據(jù)的RS糾錯，采用C語言在NiosII的集成開發(fā)環(huán)境中(IDE)實現(xiàn)。