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《武汉纺织大学》 2016年
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基于QR二维码的激光标刻机理研究

史富君  
【摘要】:本文将QR二维码技术与激光标刻技术相结合,利用激光标刻技术将QR二维码直接标刻在产品的表面或其他需要的位置,并通过研究激光标刻质量标刻出具有高识读性的QR二维码,能够大大增强产品的保密性、防伪性和可追踪性。首先对QR二维码结构、数据编码工艺以及编码流程进行分析,建立了简易的二维码数据存储结构,对QR二维码数据生成算法进行优化处理,提出了一种查表的方法实现数据纠错编码,提高了程序的运行效率,避免了时间和硬件资源的浪费;然后设计了QR二维码的点阵数据的生成算法流程和标刻控制算法流程以及程序的主要函数和变量,并进行了程序测试,能够成功的标刻出QR二维码;最后对QR二维码的激光标刻质量进行研究,通过比较选取影响激光标刻质量关键工艺参数(激光功率、标刻间距和标刻速度),设计了单变量控制试验,得到了关键工艺参数对标刻后QR二维码对比度、灰度值等的影响规律和比较理想的标刻参数范围,并在参数范围内对3个关键工艺参数进行分组试验,通过试验数据比较以及兼顾标刻的效率和质量,选取了激光标刻QR二维码的最优参数值,具有一定的理论和应用价值。
【关键词】:QR二维码 激光标刻 点阵编码 纠错码机理 工艺参数
【学位授予单位】:武汉纺织大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.44
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-7
  • 1 绪论7-11
  • 1.1 论文选题及研究意义7
  • 1.2 国内外研究现状7-9
  • 1.3 研究内容与方法9
  • 1.4 论文组织结构9-10
  • 1.5 本章小结10-11
  • 2 QR二维码激光标刻系统硬件的设计11-18
  • 2.1 引言11
  • 2.2 振镜控制模块设计11-15
  • 2.2.1 XY2-100振镜控制通信协议11-12
  • 2.2.2 振镜控制软硬件设计12-14
  • 2.2.3 振镜控制模块信号的测试14-15
  • 2.3 QR二维码扩展存储模块设计15-16
  • 2.4 激光器控制模块16-17
  • 2.5 报警模块17
  • 2.6 本章小结17-18
  • 3 基于字符的QR二维码模型设计18-36
  • 3.1 QR二维码的结构分析18-19
  • 3.2 编码原理19
  • 3.3 QR二维码数据编码的设计19-26
  • 3.3.1 数据编码预处理19-20
  • 3.3.2 数字模式编码的设计20-22
  • 3.3.3 字母数字模式编码的设计22-24
  • 3.3.4 8位字节模式编码的设计24
  • 3.3.5 汉字模式编码的设计24-25
  • 3.3.6 混合编码模式25-26
  • 3.4 二进制位流到码字的转换26-27
  • 3.5 纠错编码的设计27-29
  • 3.5.1 纠错描述27
  • 3.5.2 RS码的构造27-28
  • 3.5.3 纠错算法的设计28-29
  • 3.6 构造最终码字序列29
  • 3.7 码字的布置29-31
  • 3.8 掩模编码31-33
  • 3.9 版本和格式信息的布置33-35
  • 3.10 本章小结35-36
  • 4 QR二维码点阵信息的激光标刻算法设计36-43
  • 4.1 QR二维码点阵信息数据算法的设计与实现36-39
  • 4.1.1 QR二维码点阵信息的算法流程36-37
  • 4.1.2 QR二维码点阵信息的程序设计37-39
  • 4.2 QR二维码点阵信息激光标刻算法设计与实现39-41
  • 4.2.1 QR二维码点阵信息激光标刻算法流程39-41
  • 4.2.2 QR二维码激光标刻程序的主要函数和变量41
  • 4.3 程序测试41-42
  • 4.4 本章小结42-43
  • 5 QR二维码的激光标刻机理与系统实验43-54
  • 5.1 激光标刻机理的关键工艺参数选取43-44
  • 5.2 实验条件44-45
  • 5.2.1 激光标刻设备44-45
  • 5.2.2 实验标刻材料以及标刻内容45
  • 5.3 功率P对QR二维码激光标刻机理的影响45-48
  • 5.4 标刻间距S对QR二维码激光标刻机理的影响48-50
  • 5.5 标刻速度V对QR二维码激光标刻机理的影响50-52
  • 5.6 激光标刻机理的关键工艺参数最优范围确定52-53
  • 5.7 本章小结53-54
  • 6 总结与展望54-55
  • 参考文献55-58
  • 致谢58-59

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