基于ESP32-P4微控制器设计制作一个高速条形码与二维码扫描器

ESP32-P4 拥有强大的处理能力，并支持原生 MIPI-CSI，非常适合执行高要求的计算机视觉和扫描任务。本项目展示了一款高性能的条形码和二维码扫描器，可实现流畅的 100 FPS 运行速度。

通过采用OV9281全球快门传感器和超短曝光时间(约25-30微秒)，该扫描仪完全消除了运动模糊，使其在扫描高速移动物体时具有极高的可靠性。

工作原理(架构)：

固件采用多核任务分发方式，以提升运行速度：

•CPU 0 专门用于处理摄像头的实时 640x400 视频流，并绘制 LVGL 线框图显示。

•CPU 1 完全专注于处理扫描算法。

为最大化扫描性能，摄像头画面首先采用箱型平均法下采样至320x200分辨率，然后由优化后的ZXing-C++库进行分析。解码后的条形码数据及其坐标(deltaX、deltaY、角度等)会通过UART控制台持续输出。

主要特点

•传感器：OV9281(MIPI-CSI，640x400，全局快门)

•帧率：100 FPS

•曝光：最小(1行，约25-30微秒)，以消除运动模糊

•算法：ZXing C++优化版本(采用Box Average下采样至320x200)

•架构：多核任务分配(CPU 0用于视频与显示，CPU 1用于扫描)

硬件设置与布线：

•摄像头通过标准的MIPI-CSI接口连接。您可以方便地使用专为树莓派设计的标准OV9281摄像头及其数据线缆。

为了使LCD屏幕正常工作，您需要在ESP32-P4引脚与屏幕之间进行三个额外的跳线连接：

•5V -> 5V

•GND -> GND

•3V3 -> LCD_RST

电源：

•电源应通过USB电源输入端口供电。

•UART控制台(用于读取条形码数据)通过USB-UART端口访问。

项目建设：

该项目使用 ESP-IDF 构建。

1. 下载 ESP-IDF 并激活环境。

2. 设置目标：`idf.py set-target esp32p4`

3. 构建并刷入：`idf.py build flash monitor`

本文编译自hackster.io