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如何使用 Swift 开发简单的条形码检测器?

【编者按】本文作者为 Matthew Maher,主要手把手地介绍如何用Swift 构建简单的条形码检测器。文章系 OneAPM 工程师编译整理。

超市收银员对货物进行扫码,机场内录入行李或检查乘客,或是在大型零售商的存货管理等活动中,条形码扫码器都是一个简单而实用的工具。事实上,条形码扫码器还帮助消费者实现了智能购物,货物分类等用途。这次,我们将为iPhone开发一个扫码器。

我们很幸运,苹果公司让条形码扫描过程的实现变得很简单。我们将会深入AV Foundation框架开发一个简单的能够扫描CD条形码的app,然后获得专辑的关键信息,最后在app的界面中打印出来。阅读条形码很酷炫也很重要,我们会根据读到的条形码采取进一步的操作。

不用多说,能扫码的设备必须要有一个摄像头。从这里开始,让我们拿一个配备有摄像头的iOS设备开始干活吧!

简介 CDbarcodes

我们今天开发的这个app名叫CDBarcodes——通俗易懂,即条形码扫描对象是CD。当我们的设备检测到一个条形码时,会拾取这个货码然后发送到Discogs的数据库,获得其专辑名称、艺人姓名以及发布年份。Discogs的音乐数据库十分强大,因此我们很有可能找到一些实用信息。

下载CDBarcodes的 初始项目

如何使用 Swift 开发简单的条形码检测器?

除了一个不错的数据库,Discogs还有一个实用的API来帮助查询。我们涉及的仅仅是Discogs提供给开发者的一小部分功能,不过这已经足够使我们的app跑起来了。

Discogs

进入 Discogs 网站。首先我们必须注册一个Discogs账号并登录。在这之后,下拉到页面最底端。在页尾最左栏点击API。

如何使用 Swift 开发简单的条形码检测器?

在Discogs的API界面左侧的数据库区域点击搜索(Search)。

如何使用 Swift 开发简单的条形码检测器?

这是我们查询的端点。我们将会从“title”和“year”这两个参数上获得专辑信息。

现在,我们将这个URL记录在CDBarcodes中以便后面的查询。在 Constants.swift 中添加 DISCOGS_AUTH_URL 并赋值 https://api.discogs.com/database/search?q= 作为常量。

let DISCOGS_KEY = "your-discogs-key"

现在我们能够在整个app里面通过 DISCOGS_AUTH_URL 调用URL。

回到Discogs的API页面,选择创建一个新的app,并获得一些认证信息。在页面顶端的导航栏中,找到“Create an App”,点击该按钮。

如何使用 Swift 开发简单的条形码检测器?

在应用名称栏里输入“CDBarcodes Your Name”,或是其他合适的名字。描述可以使用下面的文字:

“这是一个iOS应用,旨在在读取CD的条形码后显示专辑信息。”

然后,点击“Create Application”(即创建应用)按钮。

在结束页面,会看到允许我们使用条形码的认证信息。

复制“Consumer Key”(用户秘钥)到 Constants.swiftDISCOGS_KEY 里面。

有了这个URL,我们可以很方便的在整个CDBarcodes应用里使用这些参数。

如何使用 Swift 开发简单的条形码检测器?

CocoaPods

我们使用功能强大的依赖管理器(dependency manager)CocoaPods来与Discogs的API进行交互。有关CocoaPods的安装和其他信息,可以参照 CocoaPods官网

经由CocoaPods,在网络端我们将会使用Alamofire,并借助SwiftyJSON来处理Discogs返回的JSON。

现在开始在CDBarcodes实战吧!

安装好CocoaPods,打开终端界面,调至CDBarcodes,在Xcode项目中使用下面的代码初始化CoccoaPods:

cd <your-xcode-project-directory> pod init

在Xcode里打开Podfile文件:

open -a Xcode Podfile

输入或是复制粘贴下面的代码至Podfile文件:

source 'https://github.com/CocoaPods/Specs.git' platform :ios, '8.0' use_frameworks!  pod 'Alamofire', '~> 3.0'  target ‘CDBarcodes’ do pod 'SwiftyJSON', :git => 'https://github.com/SwiftyJSON/SwiftyJSON.git' end

最后,运行下面的代码下载Alamofire和SwiftyJSON:

pod install

现在回到Xcode!注意开发app时要保持打开CDBarcodes.xcworkspace(工作区)。

条形码阅读器

苹果的AV Foundation框架提供了我们开发这个条形码阅读器app需要的相关工具。下面是整个过程中会涉及到的几个方面:

  • AVCaptureSession将会处理来自相机的输入输出数据。

  • AVCaptureDevice指的是物理设备及其它的属性。AVCaptureSession从AVCaptureDevice这里接受输入信息。

  • AVCaptureDeviceInput从输入设备获取输入数据。

  • AVCaptureMetadataOutput将元数据对象发送至代理对象(delegate object)处进行处理。

BarcodeReaderViewController.swift 里面,我们的第一步操作是导入AVFoundation。

import UIKit import AVFoundation

注意要遵循 AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate

viewDidLoad() ,将运行我们的条形码阅读引擎。

首先,新建一个 AVCaptureSession 对象并设置 AVCaptureDevice 。然后,我们新建一个输入对象并添加至 AVCaptureSession

class BarcodeReaderViewController: UIViewController, AVCaptureMetadataOutputObjectsDelegate {  var session: AVCaptureSession! var previewLayer: AVCaptureVideoPreviewLayer!  override func viewDidLoad() {     super.viewDidLoad()      // Create a session object. 新建一个模块对象     session = AVCaptureSession()      // Set the captureDevice. 设置captureDevice     let videoCaptureDevice = AVCaptureDevice.defaultDeviceWithMediaType(AVMediaTypeVideo)      // Create input object. 新建输入设备     let videoInput: AVCaptureDeviceInput?      do {         videoInput = try AVCaptureDeviceInput(device: videoCaptureDevice)     } catch {         return     }      // Add input to the session. 将输入添加至模块中     if (session.canAddInput(videoInput)) {         session.addInput(videoInput)     } else {         scanningNotPossible()     }

如果设备碰巧没有摄像头时,扫描过程将不可能实现。因此,我们需要一个报错函数。在这里,我们通知用户寻找一个有相机的iOS设备以便进行下一步CD条形码的读取。

func scanningNotPossible() {     // Let the user know that scanning isn't possible with the current device. 告知用户扫描现有设备无法扫描     let alert = UIAlertController(title: "Can't Scan.", message: "Let's try a device equipped with a camera.", preferredStyle: .Alert)     alert.addAction(UIAlertAction(title: "OK", style: .Default, handler: nil))     presentViewController(alert, animated: true, completion: nil)     session = nil }

回到 viewDidLoad() ,在将输入添加至(session)模块后,我们接着新建 AVCaptureMetadataOutput 并将它添加到模块中。我们将捕捉到的数据通过一个串行序列的形式发送给代理对象。

下一步就是明确我们应该扫描的条形码类型。在这里我们面对的是EAN-13类型的条形码。有趣的是,并不是所有的条形码都是这种类型;有一些将会是UPC-A格式。这可能会导致错误出现。

苹果会自动将UPC-A格式的条形码前面加一个0后转为EAN-13格式。UPC-A格式的条形码仅仅有12位数字;而在EAN-13格式的条形码中则是13位。这个自动转换过程的一个好处是我们可以查询 metadataObjectTypes AVMetadataObjectTypeEAN13Code ,因此两种格式的条形码我们就都能读取了。需要注意的是这个转换会直接改变条形码从而误导Discogs数据库。不过不用担心,我们马上就会解决这个问题。

无论如何,在用户设备相机有问题时我们就将用户引导至 scanningNotPossible() 函数。

// Create output object. 新建输出对象 let metadataOutput = AVCaptureMetadataOutput()  // Add output to the session. 将输出添加至模块 if (session.canAddOutput(metadataOutput)) {     session.addOutput(metadataOutput)      // Send captured data to the delegate object via a serial queue. 通过串行序列将捕捉到的数据发送至代理对象。     metadataOutput.setMetadataObjectsDelegate(self, queue: dispatch_get_main_queue())      // Set barcode type for which to scan: EAN-13. 设置需要扫描的条形码类型:EAN-13     metadataOutput.metadataObjectTypes = [AVMetadataObjectTypeEAN13Code]  } else {     scanningNotPossible() }

现在我们就搞定了这个酷炫的功能,拉出来溜溜吧!我们将使用 AVCaptureVideoPreviewLayer 以整个屏幕展示视频。

最后,我们开始捕捉模块。

// Add previewLayer and have it show the video data. 添加previewLayer并展示视频数据      previewLayer = AVCaptureVideoPreviewLayer(session: session);     previewLayer.frame = view.layer.bounds;     previewLayer.videoGravity = AVLayerVideoGravityResizeAspectFill;     view.layer.addSublayer(previewLayer);      // Begin the capture session. 开启捕捉模块      session.startRunning()

In captureOutput:didOutputMetadataObjects:fromConnection , we celebrate, as our barcode reader found something!

通过 captureOutput:didOutputMetadataObjects:fromConnection ,我们的条形码阅读器终于读取到了一些数据。

首先,我们需要使用第一个对象获得 metadataObjects 数组并将其转换为可机读代码。然后,我们将 readableCode 字符串发送至 barcodeDetected()

在进入 barcodeDetected() 函数前,我们会停止捕捉模块并给用户一个震动反馈。如果我们忘了叫停捕捉模块,那么震动也就停不下来了!这也是为什么这是一个好案例的原因。

func captureOutput(captureOutput: AVCaptureOutput!, didOutputMetadataObjects metadataObjects: [AnyObject]!, fromConnection connection: AVCaptureConnection!) {      // Get the first object from the metadataObjects array. 获得metadataObjects数组的第一个对象     if let barcodeData = metadataObjects.first {         // Turn it into machine readable code 转换为可机读代码         let barcodeReadable = barcodeData as? AVMetadataMachineReadableCodeObject;         if let readableCode = barcodeReadable {             // Send the barcode as a string to barcodeDetected() 发送条形码数据             barcodeDetected(readableCode.stringValue);         }          // Vibrate the device to give the user some feedback. 震动反馈         AudioServicesPlaySystemSound(SystemSoundID(kSystemSoundID_Vibrate))          // Avoid a very buzzy device. 结束捕捉模块         session.stopRunning()     } }

barcodeDetected() 函数里面我们有很多事情要做。第一个任务是在震动反馈之后,提示用户我们已经发现了条形码。然后我们利用找到的数据开始干活!

条形代码中的空格必须移除。在这之后我们需要确认条形码格式是EAN-13还是UPC-A。如果是EAN-13我们可以直接使用。如果对象是一个UPC-A代码,那么它已经被转化为EAN-13格式,我们需要将其转换为原始格式。

如我们前文已经讨论的那样,苹果设备在UPC-A格式的条形码前添加一个0将其转化为EAN-13格式,因此我们首先确定代码是以0开头的。如果是,我们需要将它移除。少了这一步,Discogs数据库将不能识别这个数字,我们也就得不到想要的数据了。

在获得清理后的条形码字符串后,我们将它发送至 DataService.searchAPI() 并弹出 BarcodeReaderViewController.swift

func barcodeDetected(code: String) {      // Let the user know we've found something. 告知用户扫描结果     let alert = UIAlertController(title: "Found a Barcode!", message: code, preferredStyle: UIAlertControllerStyle.Alert)     alert.addAction(UIAlertAction(title: "Search", style: UIAlertActionStyle.Destructive, handler: { action in          // Remove the spaces. 移除空格         let trimmedCode = code.stringByTrimmingCharactersInSet(NSCharacterSet.whitespaceCharacterSet())          // EAN or UPC?  确定格式         // Check for added "0" at beginning of code.          let trimmedCodeString = "/(trimmedCode)"         var trimmedCodeNoZero: String          if trimmedCodeString.hasPrefix("0") && trimmedCodeString.characters.count > 1 {             trimmedCodeNoZero = String(trimmedCodeString.characters.dropFirst())              // Send the doctored UPC to DataService.searchAPI() 将UPC发送至API             DataService.searchAPI(trimmedCodeNoZero)         } else {              // Send the doctored EAN to DataService.searchAPI()             DataService.searchAPI(trimmedCodeString)         }          self.navigationController?.popViewControllerAnimated(true)     }))      self.presentViewController(alert, animated: true, completion: nil) }

在离开 BarcodeReaderViewController.swift 之前,在 viewDidLoad() 下面,我们添加 viewWillAppear()viewWillDisappear() 函数。 viewWillAppear() 将会开启捕捉模块;而 viewWillDisappear() 会终止这一模块。

override func viewWillAppear(animated: Bool) {      super.viewWillAppear(animated)     if (session?.running == false) {         session.startRunning()     } }  override func viewWillDisappear(animated: Bool) {     super.viewWillDisappear(animated)      if (session?.running == true) {         session.stopRunning()     } }

数据服务

DataService.swift 里,我们首先要导入Alamofire 和 SwiftyJSON。

接着,我们声明一些变量以便存储从Discogs返回的原始数据。根据Bionik6的建议,我们巧妙地使用 private(set) 函数避免了用户可能导致的阻塞问题。

然后,建立Alamofire GET请求。在这里JSON会被解析,从而获得专辑的title(名称)和year(发行年份)。将原始的title和year字符串赋给 ALBUM_FROM_DISCOGSYEAR_FROM_DISCOGS ,在后文将会用到它们来初始化我们的专辑。

现在,我们拥有了来自Discogs的数据,我们可以正式开秀了;随之我们通知 AlbumDetailsViewController.swift 模块捕捉到的信息。

import Foundation import Alamofire import SwiftyJSON  class DataService {  static let dataService = DataService()  private(set) var ALBUM_FROM_DISCOGS = "" private(set) var YEAR_FROM_DISCOGS = ""  static func searchAPI(codeNumber: String) {     // The URL we will use to get out album data from Discogs 使用URL获得数据     let discogsURL = "/(DISCOGS_AUTH_URL)/(codeNumber)&?barcode&key=/(DISCOGS_KEY)&secret=/(DISCOGS_SECRET)"      Alamofire.request(.GET, discogsURL)         .responseJSON { response in              var json = JSON(response.result.value!)              let albumArtistTitle = "/(json["results"][0]["title"])"             let albumYear = "/(json["results"][0]["year"])"              self.dataService.ALBUM_FROM_DISCOGS = albumArtistTitle             self.dataService.YEAR_FROM_DISCOGS = albumYear              // Post a notification to let AlbumDetailsViewController know we have some data. 通知AlbumDetailsViewController             NSNotificationCenter.defaultCenter().postNotificationName("AlbumNotification", object: nil)     } }  }

专辑模块

在专辑模块 Album.swift 中,我们会处理专辑数据以便符合我们的要求。这个模块将会获取原始的 artistAlbumalbumYear 字符串然后将它们用户友好化。在 AlbumDetailsViewController.swift 我们展示加工后的 albumyear 信息。

import Foundation  class Album {          private(set) var album: String! private(set) var year: String!  init(artistAlbum: String, albumYear: String) {      // Add a little extra text to the album information 添加额外专辑信息     self.album = "Album: /n/(artistAlbum)"     self.year = "Released in: /(albumYear)" }  }

专辑展示时间!

viewDidLoad() 模块中,设置好指向条形码阅读器的标签(label)。然后,我们需要在 NSNotification 添加观察者(Observer),以便我们已经展示的提示能够集群。在 deinit 中,我们会移除观察者(Observer)。

deinit {     NSNotificationCenter.defaultCenter().removeObserver(self) }  override func viewDidLoad() {     super.viewDidLoad()      artistAlbumLabel.text = "Let's scan an album!"     yearLabel.text = ""      NSNotificationCenter.defaultCenter().addObserver(self, selector: #selector(setLabels(_:)), name: "AlbumNotification", object: nil) }

当通知出现时, setLabels() 函数将会被调用。在这里,我们会使用来自 DataService.swift 的原始数据初始化 Album 。标签将会展示加工后的字符串。

func setLabels(notification: NSNotification){      // Use the data from DataService.swift to initialize the Album.     let albumInfo = Album(artistAlbum: DataService.dataService.ALBUM_FROM_DISCOGS, albumYear: DataService.dataService.YEAR_FROM_DISCOGS)     artistAlbumLabel.text = "/(albumInfo.album)"     yearLabel.text = "/(albumInfo.year)" }

测试 CDBarcodes

应用搭建完毕,扫一下CD的条形码我们就能确定专辑的名称,艺人和发行年份信息,这很有意思!为了更好的测试CDBarcodes,我们可以随机找一些CD或是黑胶唱片。这样我们就更有机会同时遇到EAN-13和UPC-A两种条形码格式的案例。目前我们两者都能处理!

为了使应用顺利运行至BarcodeReaderViewController模块,注意避免闪光以确保相机能捕捉到条形码信息。

这里是完整代码的 下载链接

结论

不管是商人,机智的消费者还是一般人士,这个条形码阅读器都很实用。因此,开发者拿这个案例来练练手是极好的。

但是我们也看到有趣的仅仅是扫码部分。在获得数据后,我们遇到了一点小问题,如EAN-13 和 UPC-A格式问题。我们找到了解决问题应对需求的办法。

接下来,我们可以探讨一些其他的 metadataObjectTypes 以及一些新API。机会无穷,经验无价。

本文系OneAPM 工程师编译整理。 OneAPM Mobile Insight 以真实用户体验为度量标准进行Crash 分析,监控网络请求及网络错误,提升用户留存。访问OneAPM 官方网站感受更多应用性能优化体验,想阅读更多技术文章,请访问OneAPM 官方技术博客。

原文链接: http://www.appcoda.com/simple-barcode-reader-app-swift/

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