物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論_第2章_自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與RFID

1、物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論Introduction to Internet of Things第2章 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與RFID 作 者：劉云浩 著 出 版 社：科學(xué)出版社 第1章介紹了 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，核心技術(shù)，主要特點(diǎn)和應(yīng)用前景。 把物聯(lián)網(wǎng)分為四層 感知識(shí)別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層、綜合應(yīng)用層。2內(nèi)容回顧 2.1 幾種身份識(shí)別技術(shù) 2.2 條形碼 2.3 RFID的歷史和現(xiàn)狀（了解） 2.4 RFID技術(shù)分析3本章內(nèi)容4 虹膜識(shí)別 應(yīng)用最方便、最精確的生物識(shí)別技術(shù)。 虹膜是位于黑色瞳孔和白色鞏膜之間的圓環(huán)狀部分，包含很多相互交錯(cuò)的斑點(diǎn)、條紋等細(xì)節(jié)特征。 特點(diǎn) 非接觸性: 從無(wú)需用戶(hù)接觸設(shè)備。 唯一性: 目

2、前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)虹膜特征重復(fù)的案例。 穩(wěn)定性: 虹膜定型后終身不變。 防偽性: 不能在對(duì)視覺(jué)無(wú)嚴(yán)重影響的情況下手術(shù)改變。 缺點(diǎn)？5虹膜識(shí)別貴！6虹膜識(shí)別設(shè)備 指紋識(shí)別 指紋具有各不相同、終生基本不變的特點(diǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：操作方便、準(zhǔn)確、價(jià)格適中，民用市場(chǎng)廣泛。 技術(shù) 采集指紋：光電、熱敏、射頻原理的采集設(shè)備。 圖像處理：提取特征，紋線(xiàn)的起點(diǎn)、終點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)和分叉點(diǎn)，稱(chēng)為指紋的細(xì)節(jié)特征點(diǎn)。 缺點(diǎn)？7指紋識(shí)別指紋膜指紋膜容易偽造。8指紋識(shí)別 語(yǔ)音識(shí)別 技術(shù)：數(shù)字信號(hào)處理。 優(yōu)點(diǎn)：適合車(chē)載等環(huán)境。 缺點(diǎn)：對(duì)方言和口音識(shí)別率不高。 語(yǔ)音文字。 音律個(gè)性特征，個(gè)人鑒定。 DNA鑒定 生物技術(shù)，常用于親子鑒定。 利于

3、血液、毛發(fā)、唾液、骨頭等。9語(yǔ)音識(shí)別 筆跡學(xué)的特點(diǎn) 1，性格分析：個(gè)人：性格成因、興趣能力、婚戀觀、職業(yè)傾向、人際關(guān)系、體質(zhì)狀況、潛意識(shí)等。多人：愛(ài)情婚戀匹配、企業(yè)人事顧問(wèn)等。 2，方式簡(jiǎn)便。筆跡易保存，適用于古人筆跡。 3，速度較快。無(wú)需面對(duì)面的交談和問(wèn)卷，二十分鐘左右。 4，保密。避免被試不合作而帶來(lái)的掩飾。10 應(yīng)用領(lǐng)域 刑事偵破、人才招聘、職業(yè)選擇、學(xué)生升學(xué)、心理咨詢(xún)等領(lǐng)域。 各國(guó)的研究狀況 德國(guó)、法國(guó)、意大利、以色列，5080的公司采用筆跡分析招聘； 美國(guó)、英國(guó)；0.57.8的公司采用筆跡分析招聘； 近年來(lái)，被西方(美國(guó))心理學(xué)界，認(rèn)為是偽科學(xué)。1112相似的線(xiàn)條，但是間距不同 特征

4、法的原理 比如，“撇” 真撇：“性格開(kāi)朗，感情豐富，熱愛(ài)生活，熱愛(ài)自然，心胸寬廣，熱烈向往未來(lái)，樂(lè)觀”。 直撇：“理智、冷靜、專(zhuān)注、生活趣味少，愛(ài)好不廣泛，個(gè)性受到壓抑；責(zé)任感重，孤僻內(nèi)向，常犧牲娛樂(lè)而獻(xiàn)身于工作，為人枯燥”。13 觸覺(jué)理論 原理：筆跡書(shū)寫(xiě)的制約性模式與人類(lèi)生活的制約性模式具有驚人的一致性。 1，只重視筆跡線(xiàn)條的壓力和速度。 2，反映書(shū)寫(xiě)者最穩(wěn)定的性格特征，閉眼書(shū)寫(xiě)不變。 3，不受語(yǔ)言限制，中英文通用。14筆跡學(xué)家筆跡學(xué)家徐慶元徐慶元 橫軸，點(diǎn)，200個(gè)/秒 縱軸，藍(lán)色-壓力，紅色-速度15壓力偏重，速度慢，壓力變化大壓力中等，壓力過(guò)于一致，速度慢壓力輕，穩(wěn)定，速度快，連貫16

5、線(xiàn)條線(xiàn)條觸覺(jué)觸覺(jué)特征特征個(gè)性心理特征個(gè)性心理特征剛性快而重。行為迅速敏捷、情緒多沖動(dòng)急躁、思維反應(yīng)敏捷迅速、缺乏耐心、興趣易轉(zhuǎn)移柔性輕而慢。行為優(yōu)柔遲緩、耐心強(qiáng)、情緒平衡、思維反應(yīng)舒緩、興趣較為穩(wěn)定圓滑速度力量平衡。反映的是典型的中庸之道的性格特征。17剛性18柔性19圓滑 曹操墓，安陽(yáng)高陵 公元220年，曹操安葬于鄴城（安陽(yáng)市北18公里處）。 如何認(rèn)識(shí)古人 今人不見(jiàn)古時(shí)月, 今月曾經(jīng)照古人。20212013曹操后人聚沈陽(yáng)，濃眉大眼驚人相似 漢建安24年（公元219年）曹操駐兵漢中，見(jiàn)褒河流水洶涌而下，撞石飛花，揮筆題寫(xiě)“袞雪”二字。 隨從提醒：“袞字缺水三點(diǎn)”。曹操撫掌大笑：“一河流水，豈缺

6、水乎！”遂成千古美談。22 各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的比較23自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的比較識(shí)別方法 唯一性個(gè)性特征終身不變技術(shù)身份指紋識(shí)別弱無(wú)是圖像虹膜識(shí)別有無(wú)是圖像DNA有無(wú)是基因身份文字語(yǔ)音識(shí)別有有否音頻筆跡識(shí)別弱有否圖像 2.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 2.2 條形碼 2.3 RFID的歷史和現(xiàn)狀（了解） 2.4 RFID技術(shù)分析24本章內(nèi)容 條形碼技術(shù) 條形碼是由一組規(guī)則排列的黑、白條塊組成的標(biāo)記。 一維條形碼簡(jiǎn)單，信息量約幾十位數(shù)據(jù)； 二維條形碼復(fù)雜，信息量可達(dá)幾千字符。25條形碼技術(shù) 一維條碼 由一組規(guī)則排列的條、空以及對(duì)應(yīng)的字符組成的標(biāo)記。 包括： 靜區(qū)（前）、起始符、數(shù)據(jù)符、終止符、靜區(qū)（后）。26條形碼

7、技術(shù)：一維條形碼 激光掃描儀： 激光二極管發(fā)出一束光線(xiàn)，照射到一個(gè)旋轉(zhuǎn)的棱鏡，反射后的光線(xiàn)穿過(guò)閱讀窗照射到條碼表面，光線(xiàn)經(jīng)過(guò)條或空的反射后返回閱讀器，由一個(gè)鏡子進(jìn)行采集、聚焦，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，該信號(hào)將通過(guò)掃描期或終端上的譯碼軟件進(jìn)行譯碼。27一維條形碼：譯碼原理2829一維條形碼：典型一維條形碼制比較 二維碼 按一定規(guī)律，在平面分布的黑白相間的圖形。 常用二維碼 Aztec Code、PDF147、Data Matrix、QR Code、Code16K等。條形碼技術(shù)：二維條形碼Code 16KData MatrixPDF147Aztec CodeQR Code用微信掃一掃吧31條形

8、碼技術(shù)：二維條形碼Internet of Things二維QR編碼實(shí)例http:/ 條形碼軟件 BarTender 網(wǎng)站 http:/ http:/cli.im/text32生成二維碼的網(wǎng)站和軟件 一維條形碼，特點(diǎn)： 貯存數(shù)據(jù)不多，主要依靠計(jì)算機(jī)中的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)； 內(nèi)容為英文、數(shù)字、簡(jiǎn)單符號(hào)； 保密性能不高；損污后可讀性差。 二維條形碼，特點(diǎn)： 貯存數(shù)據(jù)量大，一般可容納1KB以上字符； 可直接顯示英文、中文、數(shù)字、符號(hào)、圖形； 保密性高（可加密）；損污50%仍可讀取完整信息。33一維與二維條形碼的比較 2.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 2.2 條形碼 2.3 RFID的歷史和現(xiàn)狀（了解） 2.4 RFID技

9、術(shù)分析34本章內(nèi)容 RFID是射頻識(shí)別技術(shù)（Radio Frequency Identification） 利用射頻信號(hào)通過(guò)空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞并通過(guò)所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的。 1990年代興起，首先在歐洲市場(chǎng)上得以使用，隨后在世界范圍內(nèi)普及。 電子標(biāo)簽和閱讀器無(wú)需接觸便可完成識(shí)別。35RFID的歷史與現(xiàn)狀36RFID的歷史與現(xiàn)狀(1)赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在37RFID的歷史與現(xiàn)狀(2)電子商品防竊系統(tǒng)38RFID的歷史與現(xiàn)狀(3) 2.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 2.2 條形碼 2.3 RFID的歷史和現(xiàn)狀（了解） 2.4 RFID技術(shù)分析39本章內(nèi)容 RFID系統(tǒng)三大

10、組件：閱讀器、天線(xiàn)和標(biāo)簽。40RFID技術(shù)分析 閱讀器 天線(xiàn)以及智能終端集成在一起。 通過(guò)USB接口同主機(jī)相連，通過(guò)天線(xiàn)同RFID標(biāo)簽通信。41RFID技術(shù)分析：閱讀器 天線(xiàn) 用于在標(biāo)簽和閱讀器之間傳遞射頻信號(hào)。 閱讀器可以連接一個(gè)或多個(gè)天線(xiàn)（多卡）。42RFID技術(shù)分析：天線(xiàn) 標(biāo)簽 由耦合元件、芯片及微型天線(xiàn)組成，每個(gè)標(biāo)簽內(nèi)部存有唯一的電子編碼ID，用來(lái)標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。 識(shí)別原理： 標(biāo)簽進(jìn)入RFID閱讀器掃描場(chǎng)以后，接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流獲得的能量，發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的電子編碼（被動(dòng)式標(biāo)簽） 或者自有電源，主動(dòng)發(fā)送信號(hào)（主動(dòng)式標(biāo)簽）。RFID技術(shù)分析：標(biāo)簽 體積小，形狀多樣：

11、 不受尺寸大小與形狀限制，不需要配合紙張的尺寸和印刷品質(zhì)。 環(huán)境適應(yīng)性： RFID對(duì)水、油等有抗污性，黑暗環(huán)境中能夠被讀取。 可重復(fù)使用： 可反復(fù)讀寫(xiě)（10萬(wàn)次）。 穿透性強(qiáng)： 即使被紙張和塑料等材質(zhì)包裹，也可以通訊。 數(shù)據(jù)安全性： 通過(guò)循環(huán)冗余校驗(yàn)，可以保證標(biāo)簽發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。44RFID標(biāo)簽與條形碼相比的優(yōu)點(diǎn) 頻率是RFID系統(tǒng)的重要參數(shù) 決定工作原理、距離、成本、天線(xiàn)形狀和應(yīng)用領(lǐng)域。 RFID典型的工作頻率 低頻：125KHz、133KHz 高頻：13.56MHz、27.12MHz、433MHz 超高頻：860-960MHz、2.45GHz、5.8GHz等。45RFID技術(shù)分析：頻率低

12、頻高頻超高頻 低頻（LF）俗稱(chēng)ID卡 典型頻率125kHz，133kHz。波長(zhǎng)約2500m。 通信范圍一般小于1米。 信號(hào)能夠穿過(guò)任意非金屬的材料。 一般為無(wú)源標(biāo)簽，只讀卡。 工作能量從閱讀器耦合線(xiàn)圈的輻射場(chǎng)中獲得。 典型應(yīng)用 讀卡快，適合人流量大的場(chǎng)合，門(mén)禁卡。46RFID頻率：低頻47RFID頻率：低頻 高頻（HF）俗稱(chēng)IC卡 典型工作頻率為13.56MHz，波長(zhǎng)約22米。 通信距離一般也小于1米。 一般為無(wú)源標(biāo)簽，采用電感耦合的方式從閱讀器輻射場(chǎng)獲取能量。 讀寫(xiě)10萬(wàn)次，容量8KBit，有32位唯一ID。 典型應(yīng)用 存儲(chǔ)一些數(shù)據(jù)：食堂飯卡，會(huì)員卡，公交IC卡。48RFID頻率：高頻49RFID頻率：高頻 超高頻（UHF） 典型的工作頻率為：433MHz，860-960MHz(波長(zhǎng)約30cm)，2.45GHz，5.8GHz。 通信距離為4-10米。 有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩種。 典型應(yīng)用 遠(yuǎn)距離