ByToradex秦海
1). 简介
Python 编程语言因其极强的可读性、可移植、易于维护，以及丰富的第三方扩展组件，如数据库、数学计算、图形，甚至机器视觉、人工智能、深度学习框架都提供Python支持。随着嵌入式处理的计算性能逐渐增强，原来主要用于 PC、服务器端的开发语言，目前也正越来越多地被嵌入式项目所采纳，加速项目的开发，缩短产品上市时间。接下来的内容，我们将介绍如何在嵌入式计算机模块基于 Embedded Linux 使用 Python，并演示基于 Python 和OpenCV的条形码、二维码扫描功能。
本文所演示的平台来自于ToradexColibri iMX6ARM嵌入式平台，这是一个基于NXP iMX6 ARM处理器，支持单核/双核Cortex-A9的计算机模块平台。
2. 准备
a).Colibri iMX6 ARM核心版配合ColibriEvaBoard载板，连接调试串口UART1到开发主机方便调试。
b).ColibriiMX6系统默认的 BSP 中并没有包含Python 和 OpenCV组件，用户可以通过在线安装或者使用基于Ycoto/OpenEmbedded框架重新编译生成包含所需功能的 BSP；我们推荐采用第二种方法，定制化的 BSP 有利于产品进行量产编程。
./在线安装 Python 以及扩展组件相关命令
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root@colibri-imx6:~# opkg update
root@colibri-imx6:~# opkg list | greppython
root@colibri-imx6:~# opkg install python[optionally list additional packages…]
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./基于OpenEmbedded框架编译，基本操作请按照这里的说明进行编译，需要修改的文件请参考如下，image更新方法请参考这里。
./local.conf文件
添加如下内容，在生成的image中增加qtwebengine组件
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IMAGE_INSTALL_append = " opencvpython3 python3-pip zbar"
PACKAGECONFIG_append_pn-opencv = "python3gstreamer"
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3. 测试 Python 环境
在开发板上命令终端执行
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root@colibri-imx6:~# python3
Python 3.5.3 (default, Apr 11 2018,16:03:29)
[GCC 7.3.0] on linux
Type "help","copyright", "credits" or "license" for moreinformation.
>>> import cv2
>>> cv2.__version__
'3.3.0-dev'
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生成的 BSP 包含了 Python3.5.3 和OpenCV 3.3。由于 Python 是一种解释型的语言，不需要预编译，你现在就可以直接在Colibri iMX6 上学习 Python 开发或者运行你现有的 Python 程序。但是这个时候你可能会遇到 Python 模块没有安装的问题，从而无法运行你自己开发的 Python 项目。
4. Python 模块安装
./Python 的一个优势是可以直接在本地下载并安装模块组件，这在嵌入式设备上也同样适用。由于之前在OpenEmbedded/Yocto中我们已经添加了 python3-pip，那么现在可以是 pip 命令来安装，如imutils，这是我们接下来所需的组件。
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root@colibri-imx6:~# pip3 install imutils
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./除了在线安装，Python 模块也可以通过离线交叉编译后进行编译。Zbar默认只支持 python2，我们需要安装pyzbar来支持我们 BSP 中的 python3。
首先你需要安装Linux SDK，其提供了所需的交叉编译器、头文件、库文件以及一些基本的编译配置文件。另外建议在开发电脑上也安装和 BSP 上版本一致的 Python。
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ben@ben-T430u:~$ cd/usr/local/oecore-x86_64
ben@ben-T430u:~$.environment-setup-armv7at2hf-neon-angstrom-linux-gnueabi
ben@ben-T430u:~$ exportCFLAGS="$CFLAGS -I$SDKTARGETSYSROOT/usr/bin/python3.5m"
ben@ben-T430u:~$ exportHOSTPYTHON=/usr/local/bin/python3.5
ben@ben-T430u:~$ $HOSTPYTHON setup.py build
ben@ben-T430u:~$ $HOSTPYTHON setup.pybdist_egg
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将编译完成的 pyzbar-0.1.7-py3.5.egg 复制到开发板上，使用 easy_install-3.5 安装
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root@colibri-imx6:~# easy_install-3.5pyzbar-0.1.7-py3.5.egg
Processing pyzbar-0.1.7-py3.5.egg
creating/usr/lib/python3.5/site-packages/pyzbar-0.1.7-py3.5.egg
Extracting pyzbar-0.1.7-py3.5.egg to /usr/lib/python3.5/site-packages
Adding pyzbar 0.1.7 to easy-install.pthfile
Installing read_zbar.py script to /usr/bin
Installing read_zbar script to /usr/bin
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./另外OpenEmbedded还提供了大量 Python相关的组件，可以方便地集成到 BSP 中。
到此，我们已经在开发板上完成 Python 环境搭建，所需的组建也都已经安装。下面我们将通过几个 Python 项目来演示条形码、二维码图片的识别，以及在 USB 摄像头上实时读取二维码。
5. PyZbar条形码和二维码读取
./识别静态图片上的条形码
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root@colibri-imx6:~#./barcode_scanner_image.py -i barcode1.png
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./识别静态图片上的二维码
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root@colibri-imx6:~#./barcode_scanner_image.py -i QR-tdx.png
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./通过USB 摄像头实时识二维码
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root@colibri-imx6:~#./barcode_scanner_video.py -o rec.csv
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6). 总结
通过上面的介绍，我们发现借助 Python 可以方便、快捷地实现一些复杂功能，如果采用其他语言工具开发，可能需要更多的代码和时间。由于 Python 本身的特性，在嵌入式上，特别是CPU和 RAM 资源有限的平台，需要充分考虑 Python 运行所带来的开销，确保应用能够可靠运行。
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