新版IT新應(yīng)用展望

1、第第9章章 IT新應(yīng)用展望新應(yīng)用展望 信息采集技術(shù)信息采集技術(shù) 信息傳輸技術(shù)信息傳輸技術(shù) 信息處理技術(shù)信息處理技術(shù) IT應(yīng)用大視角應(yīng)用大視角 IT發(fā)展展望發(fā)展展望9.1 信息采集技術(shù)信息采集技術(shù)9.1.1 傳感器傳感器9.1.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用9.1.3 傳感器的發(fā)展方向傳感器的發(fā)展方向9.1.4 物聯(lián)網(wǎng)世界物聯(lián)網(wǎng)世界9.1.1 傳感器傳感器美國(guó)儀器儀表協(xié)會(huì)美國(guó)儀器儀表協(xié)會(huì): : 傳感器是把被測(cè)量變換為有用傳感器是把被測(cè)量變換為有用信號(hào)的一種裝置。信號(hào)的一種裝置。它包括敏感元件、變換電路以及它包括敏感元件、變換電路以及把這些元件和電路組合在一起的機(jī)構(gòu)。把這些元件和電路組合在一起的機(jī)構(gòu)

2、。”9.1.1 傳感器傳感器1. CCDCCD圖像傳感器圖像傳感器CCDCCD圖像傳感器是一種金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的新型器件，圖像傳感器是一種金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的新型器件，基本結(jié)構(gòu)是一種密排的基本結(jié)構(gòu)是一種密排的MOSMOS電容器，能夠存儲(chǔ)由入射光在電容器，能夠存儲(chǔ)由入射光在CCDCCD像敏單元激發(fā)出的光信息電荷，并能在適當(dāng)相序的時(shí)鐘像敏單元激發(fā)出的光信息電荷，并能在適當(dāng)相序的時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)下，把存儲(chǔ)的電荷以電荷包的形式定向傳輸轉(zhuǎn)移，脈沖驅(qū)動(dòng)下，把存儲(chǔ)的電荷以電荷包的形式定向傳輸轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描，完成從光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可在電視實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描，完成從光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，可在電視屏幕上將電

3、信號(hào)復(fù)原成物體的可見(jiàn)光像，也可以將電信號(hào)屏幕上將電信號(hào)復(fù)原成物體的可見(jiàn)光像，也可以將電信號(hào)存儲(chǔ)在磁帶機(jī)內(nèi)或輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行圖像增強(qiáng)、識(shí)別、存存儲(chǔ)在磁帶機(jī)內(nèi)或輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行圖像增強(qiáng)、識(shí)別、存儲(chǔ)等處理。儲(chǔ)等處理。9.1.1 傳感器傳感器2. 紅外溫度傳感器紅外溫度傳感器紅外溫度傳感器由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)紅外溫度傳感器由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理和顯示輸出等部分組成。光學(xué)放大器及信號(hào)處理和顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)是將目標(biāo)物體輻射出的紅外能量匯聚起來(lái)，系統(tǒng)是將目標(biāo)物體輻射出的紅外能量匯聚起來(lái)，聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)，再聚焦在光電探測(cè)器上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)

4、，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理電路后，換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的線經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理電路后，換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的線性的溫度信號(hào)值，以便實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的信號(hào)處理及性的溫度信號(hào)值，以便實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的信號(hào)處理及控制。控制。9.1.1 傳感器傳感器2. 紅外溫度傳感器紅外溫度傳感器紅外溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)有：非接觸測(cè)溫，對(duì)被測(cè)物體無(wú)影紅外溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)有：非接觸測(cè)溫，對(duì)被測(cè)物體無(wú)影響；反應(yīng)速度快，可檢測(cè)運(yùn)動(dòng)中的物體的瞬態(tài)溫度；測(cè)溫響；反應(yīng)速度快，可檢測(cè)運(yùn)動(dòng)中的物體的瞬態(tài)溫度；測(cè)溫范圍寬，測(cè)溫精度高，分辨率為范圍寬，測(cè)溫精度高，分辨率為0.010C或更??；可同時(shí)或更?。豢赏瑫r(shí)對(duì)點(diǎn)、線、面測(cè)溫；既可測(cè)量絕對(duì)溫度，也可測(cè)量相對(duì)溫對(duì)點(diǎn)、線、面

5、測(cè)溫；既可測(cè)量絕對(duì)溫度，也可測(cè)量相對(duì)溫度。度。9.1.1 傳感器傳感器3. 超聲波傳感器超聲波傳感器超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，是由換能晶片在聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，是由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好。象小，特別是方向性好。超聲波傳感器由超聲波發(fā)射探頭與接收探頭兩部分組成。超聲波傳感器由超聲波發(fā)射探頭與接收探頭兩部分組成。超聲波傳感器具有高靈敏度、高可靠性、高穩(wěn)定性，耐高超聲波

6、傳感器具有高靈敏度、高可靠性、高穩(wěn)定性，耐高溫、耐低溫、耐濕度和抗振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，超聲波檢測(cè)溫、耐低溫、耐濕度和抗振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國(guó)防、生物醫(yī)學(xué)等方面。9.1.1 傳感器傳感器3. 超聲波傳感器超聲波傳感器在醫(yī)學(xué)方面，超聲波診斷已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的在醫(yī)學(xué)方面，超聲波診斷已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)受檢者無(wú)痛苦、無(wú)損害，診斷方法。超聲波診斷的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)受檢者無(wú)痛苦、無(wú)損害，方法簡(jiǎn)便，顯像清晰，診斷的準(zhǔn)確率高等，方法簡(jiǎn)便，顯像清晰，診斷的準(zhǔn)確率高等，在工業(yè)方面，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種功能的傳感器。另外，

7、超聲在工業(yè)方面，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出各種功能的傳感器。另外，超聲波的應(yīng)用還包括對(duì)金屬的無(wú)損探傷，超聲波測(cè)量距離，汽波的應(yīng)用還包括對(duì)金屬的無(wú)損探傷，超聲波測(cè)量距離，汽車(chē)倒車(chē)防撞裝置和超聲波接近開(kāi)關(guān)，家用電器和其他電子車(chē)倒車(chē)防撞裝置和超聲波接近開(kāi)關(guān)，家用電器和其他電子設(shè)備的遙控裝置，防盜、防災(zāi)設(shè)備的超聲波發(fā)射和接收等。設(shè)備的遙控裝置，防盜、防災(zāi)設(shè)備的超聲波發(fā)射和接收等。 9.1.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)過(guò)程控制、汽車(chē)電傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)過(guò)程控制、汽車(chē)電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專(zhuān)用設(shè)備等。物子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專(zhuān)用設(shè)備等。物聯(lián)網(wǎng)

8、、智慧城市將是傳感器最新的應(yīng)用市場(chǎng)之一，其應(yīng)用聯(lián)網(wǎng)、智慧城市將是傳感器最新的應(yīng)用市場(chǎng)之一，其應(yīng)用將滲透于未來(lái)生活的各個(gè)層面。將滲透于未來(lái)生活的各個(gè)層面。主要應(yīng)用領(lǐng)域：主要應(yīng)用領(lǐng)域：汽車(chē)工業(yè)汽車(chē)工業(yè)工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)自動(dòng)化通信電子產(chǎn)品通信電子產(chǎn)品消費(fèi)電子產(chǎn)品消費(fèi)電子產(chǎn)品專(zhuān)用設(shè)備專(zhuān)用設(shè)備9.1.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用1. 汽車(chē)工業(yè)汽車(chē)工業(yè)現(xiàn)代高級(jí)轎車(chē)的電子控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵之一在現(xiàn)代高級(jí)轎車(chē)的電子控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵之一在于采用傳感器的數(shù)量和水平。目前，一輛普通家于采用傳感器的數(shù)量和水平。目前，一輛普通家用轎車(chē)上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華用轎車(chē)上大約安裝幾十到近百只傳感器，而豪華轎車(chē)上的傳

9、感器數(shù)量可多達(dá)轎車(chē)上的傳感器數(shù)量可多達(dá)200余只，種類(lèi)通常余只，種類(lèi)通常為為30余種，多則達(dá)上百種。余種，多則達(dá)上百種。9.1.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用2. 工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機(jī)械以及傳統(tǒng)的自動(dòng)傳感器，各種測(cè)量工藝變量（以及傳統(tǒng)的自動(dòng)傳感器，各種測(cè)量工藝變量（ 如如溫度、液位、壓力、流量等）傳感器，測(cè)量電子溫度、液位、壓力、流量等）傳感器，測(cè)量電子特性（電流、電壓等）和物理量（運(yùn)動(dòng)、速度、特性（電流、電壓等）和物理量（運(yùn)動(dòng)、速度、負(fù)載以及強(qiáng)度）的傳感器以及傳統(tǒng)的接近負(fù)載以及強(qiáng)度）的傳感器以及傳統(tǒng)的接近/定位傳

10、定位傳感器發(fā)展都很迅速。感器發(fā)展都很迅速。9.1.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用3. 通信電子產(chǎn)品通信電子產(chǎn)品手機(jī)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功能的不斷增加給手機(jī)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功能的不斷增加給傳感器市場(chǎng)帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，智能手機(jī)市場(chǎng)份傳感器市場(chǎng)帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，智能手機(jī)市場(chǎng)份額的不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域的應(yīng)用比例。額的不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域的應(yīng)用比例。應(yīng)用于集團(tuán)電話(huà)和無(wú)繩電話(huà)的超聲波傳感器和用應(yīng)用于集團(tuán)電話(huà)和無(wú)繩電話(huà)的超聲波傳感器和用于磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁場(chǎng)傳感器、重力傳感器、光線于磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁場(chǎng)傳感器、重力傳感器、光線感應(yīng)器、距離感應(yīng)器等都出現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。感應(yīng)器、距離感應(yīng)器等都出現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增

11、長(zhǎng)。9.1.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用4. 消費(fèi)電子產(chǎn)品消費(fèi)電子產(chǎn)品中國(guó)是家電產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，也是全球最大的家電中國(guó)是家電產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，也是全球最大的家電出口國(guó)。中國(guó)的家電產(chǎn)品除了巨大的內(nèi)需市場(chǎng)外，出口國(guó)。中國(guó)的家電產(chǎn)品除了巨大的內(nèi)需市場(chǎng)外，還大量出口國(guó)際市場(chǎng)。家用電器對(duì)傳感器市場(chǎng)的還大量出口國(guó)際市場(chǎng)。家用電器對(duì)傳感器市場(chǎng)的需求主要來(lái)自空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)和電飯煲等。需求主要來(lái)自空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)和電飯煲等。9.1.2 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用5. 專(zhuān)用設(shè)備專(zhuān)用設(shè)備專(zhuān)用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保和氣象等領(lǐng)域應(yīng)用專(zhuān)用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保和氣象等領(lǐng)域應(yīng)用的專(zhuān)業(yè)電子設(shè)備。目前，醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器銷(xiāo)售的專(zhuān)業(yè)

12、電子設(shè)備。目前，醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器銷(xiāo)售量巨大、利潤(rùn)可觀的新興市場(chǎng)，該領(lǐng)域要求傳感量巨大、利潤(rùn)可觀的新興市場(chǎng)，該領(lǐng)域要求傳感器向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。器向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。9.1.3 傳感器的發(fā)展方向傳感器的發(fā)展方向隨著時(shí)代的發(fā)展，傳感器技術(shù)也在不斷的提高當(dāng)中。中國(guó)傳感器的市隨著時(shí)代的發(fā)展，傳感器技術(shù)也在不斷的提高當(dāng)中。中國(guó)傳感器的市場(chǎng)近幾年一直持續(xù)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度超過(guò)場(chǎng)近幾年一直持續(xù)增長(zhǎng)，增長(zhǎng)速度超過(guò)15%。傳感器正朝著靈敏、。傳感器正朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。（1）消費(fèi)類(lèi)用傳感器將呈現(xiàn)繼續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)勢(shì)頭，）

13、消費(fèi)類(lèi)用傳感器將呈現(xiàn)繼續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)勢(shì)頭，MEMS傳感器加工傳感器加工成本降低，將在家用電器中普及，新一代信息家電、辦公用信息產(chǎn)品成本降低，將在家用電器中普及，新一代信息家電、辦公用信息產(chǎn)品的需求，加速了消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)的繁榮勢(shì)頭。的需求，加速了消費(fèi)類(lèi)市場(chǎng)的繁榮勢(shì)頭。（2）傳感器市場(chǎng)需求的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將向著增加投資類(lèi)產(chǎn)品的比例發(fā)展，）傳感器市場(chǎng)需求的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將向著增加投資類(lèi)產(chǎn)品的比例發(fā)展，其中農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生以及儀器檢測(cè)用傳感器將是廣闊的新市場(chǎng)。其中農(nóng)業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生以及儀器檢測(cè)用傳感器將是廣闊的新市場(chǎng)。（3）力學(xué)量傳感器、濕度傳感器、光傳感器、磁傳感器、生物傳感）力學(xué)量傳感器、濕度傳感器、光傳感器、

14、磁傳感器、生物傳感器、溫度傳感器的主要品種的產(chǎn)業(yè)化更加成熟，傳感器市場(chǎng)空間將進(jìn)器、溫度傳感器的主要品種的產(chǎn)業(yè)化更加成熟，傳感器市場(chǎng)空間將進(jìn)一步拓展。一步拓展。9.1.4 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)世界世界傳感器技術(shù)是信息采集的核心技術(shù)，而互聯(lián)網(wǎng)是信息傳輸?shù)淖钣行謧鞲衅骷夹g(shù)是信息采集的核心技術(shù)，而互聯(lián)網(wǎng)是信息傳輸?shù)淖钣行侄危绻麑⒒ヂ?lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)緊密結(jié)合，就可以有效地適應(yīng)目前的段，如果將互聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)緊密結(jié)合，就可以有效地適應(yīng)目前的信息全球化潮流。于是，物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運(yùn)而生。信息全球化潮流。于是，物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運(yùn)而生。物聯(lián)網(wǎng)的概念是在物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的，其定義是：年提出的，其定義是：通過(guò)射

15、頻識(shí)別通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)就是物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，它包含兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)，它包含兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)

16、絡(luò)；第二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間進(jìn)行信息交換和第二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間進(jìn)行信息交換和通信。通信。 9.1.4 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)世界世界1. RFID技術(shù)介紹技術(shù)介紹RFID是是Radio Frequency Identification的縮寫(xiě)，的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別，俗稱(chēng)即射頻識(shí)別，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽。RFID是一種非接觸式的自是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可

17、識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。操作快捷方便。RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體?；酒骷?，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。RFID按應(yīng)用頻率的不同分為低頻（按應(yīng)用頻率的不同分為低頻（LF）、高頻（）、高頻（HF）、）、超高頻（超高頻（UHF）、微波（）、微波（MW）。）。RFID由由標(biāo)簽標(biāo)簽（Tag）、）、閱讀器閱讀器（Reader）和）和天線天線（Antenna）組成。）組成。 9.1.4 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)世界世界1. RFID技術(shù)介紹技術(shù)介紹RFID技

18、術(shù)的基本工作原理：技術(shù)的基本工作原理：標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息（的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)，無(wú)源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（簽），或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽） ；閱讀器讀取信息；閱讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。9.1.4 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)世界世界2. 物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)物聯(lián)

19、網(wǎng)的支撐技術(shù)作為信息與通信領(lǐng)域的技術(shù)革命，物聯(lián)網(wǎng)是建立在牢固的作為信息與通信領(lǐng)域的技術(shù)革命，物聯(lián)網(wǎng)是建立在牢固的技術(shù)進(jìn)步和正在積極實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)普遍性基礎(chǔ)之上的。物聯(lián)技術(shù)進(jìn)步和正在積極實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)普遍性基礎(chǔ)之上的。物聯(lián)網(wǎng)被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次網(wǎng)被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。浪潮。物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)主要有四項(xiàng)：物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)主要有四項(xiàng)：無(wú)線射頻（無(wú)線射頻（RFID）技術(shù)）技術(shù)，用于數(shù)據(jù)加工與傳遞；用于數(shù)據(jù)加工與傳遞；無(wú)線傳感器技術(shù)無(wú)線傳感器技術(shù)，獲取物理狀態(tài)變，獲取物理狀態(tài)變動(dòng)的信息，架起真實(shí)世界與虛擬世界的橋梁；動(dòng)的信息，架起真實(shí)世界與虛擬世界的橋梁

20、；嵌入式智能嵌入式智能技術(shù)技術(shù)，物體具備被感知和識(shí)別功能；，物體具備被感知和識(shí)別功能；納米技術(shù)納米技術(shù)，使微小的，使微小的物體也能連接到網(wǎng)絡(luò)中。其中，物體也能連接到網(wǎng)絡(luò)中。其中，RFID處在物聯(lián)網(wǎng)的最前處在物聯(lián)網(wǎng)的最前端，是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的最關(guān)鍵技術(shù)。端，是構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)的最關(guān)鍵技術(shù)。9.1.4 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)世界世界3. 物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)基本特征物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)基本特征2009年年10月月5日，在日，在ITU World 2009（世界電信展）（世界電信展）上，中國(guó)移動(dòng)總裁王建宙指出，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備三個(gè)特征，上，中國(guó)移動(dòng)總裁王建宙指出，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備三個(gè)特征，一是一是全面感知全面感知，即利用，即利用RFID、傳感

21、器、二維碼等隨時(shí)隨、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息；二是地獲取物體的信息；二是可靠傳遞可靠傳遞，通過(guò)各種電信網(wǎng)絡(luò)與，通過(guò)各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去；三是互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去；三是智能處理智能處理，利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，利用云計(jì)算、模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理， 對(duì)物體實(shí)施智能化對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。目前推廣物聯(lián)網(wǎng)的條件已經(jīng)接近成熟。的控制。目前推廣物聯(lián)網(wǎng)的條件已經(jīng)接近成熟。9.1.4 物聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)世界世界4. 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)的世

22、界里，所有在物聯(lián)網(wǎng)的世界里，所有“物物”都有一個(gè)電子識(shí)別標(biāo)志，都有一個(gè)電子識(shí)別標(biāo)志，可以通過(guò)無(wú)所不在的傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)無(wú)所不在的傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳遞到互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)任何物體在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)盡在掌握之中。任何物體在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)盡在掌握之中。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)的融合、資源的共享、應(yīng)用的互通以物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)的融合、資源的共享、應(yīng)用的互通以及終端的互聯(lián)，并把所有信息服務(wù)綜合在一起。及終端的互聯(lián)，并把所有信息服務(wù)綜合在一起。目前世界物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都還處在信息采集的初級(jí)階段，將來(lái)目前世界物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都還處在信息采集的初級(jí)階段，將來(lái)要走向物物互聯(lián)、無(wú)處不在的感知，提供更好的服務(wù)、

23、更要走向物物互聯(lián)、無(wú)處不在的感知，提供更好的服務(wù)、更高的效率，還有很多技術(shù)及產(chǎn)業(yè)瓶頸要克服。高的效率，還有很多技術(shù)及產(chǎn)業(yè)瓶頸要克服。但實(shí)際上，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)推出了射頻支付、遠(yuǎn)程抄表、但實(shí)際上，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)推出了射頻支付、遠(yuǎn)程抄表、家庭安全監(jiān)控等應(yīng)用，這已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)初級(jí)表現(xiàn)。家庭安全監(jiān)控等應(yīng)用，這已經(jīng)是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)初級(jí)表現(xiàn)。9.2 信息傳輸技術(shù)信息傳輸技術(shù) 為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信息處理、信息交換、信息共為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的信息處理、信息交換、信息共享，信息需要各傳感器與計(jì)算機(jī)之間以及各計(jì)算享，信息需要各傳感器與計(jì)算機(jī)之間以及各計(jì)算機(jī)之間的傳輸。信息傳輸主要分為有線傳輸和無(wú)機(jī)之間的傳輸。信息傳輸主要分

24、為有線傳輸和無(wú)線傳輸，其中有線傳輸以光纖通信技術(shù)為典型代線傳輸，其中有線傳輸以光纖通信技術(shù)為典型代表；近距離無(wú)線傳輸以紅外技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)為典表；近距離無(wú)線傳輸以紅外技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)為典型代表，遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸則以衛(wèi)星通信為主。型代表，遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸則以衛(wèi)星通信為主。9.2.1 光纖通信原理光纖通信原理9.2.2 紅外和藍(lán)牙紅外和藍(lán)牙9.2.3 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信9.2.1 光纖通信原理光纖通信原理光纖通信（光纖通信（Optical Fiber Communication）是以）是以激激光為光源光為光源，以，以光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)進(jìn)行的通信。進(jìn)行的通信。1966年，年，英籍華人高錕最先

25、提出用玻璃纖維進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信的英籍華人高錕最先提出用玻璃纖維進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信的設(shè)想。設(shè)想。1973年，美國(guó)康寧公司制成傳輸損耗只有年，美國(guó)康寧公司制成傳輸損耗只有20dB/km的光纖。同年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出能在常的光纖。同年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制出能在常溫下連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器。這兩項(xiàng)技術(shù)的突破為光纖溫下連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器。這兩項(xiàng)技術(shù)的突破為光纖通信的實(shí)現(xiàn)鋪平了道路。通信的實(shí)現(xiàn)鋪平了道路。1976年，美國(guó)在芝加哥兩個(gè)相年，美國(guó)在芝加哥兩個(gè)相距距7km的電話(huà)局間首次進(jìn)行了光纖通信實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一條的電話(huà)局間首次進(jìn)行了光纖通信實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一條光纖能夠同時(shí)容納光纖能夠同時(shí)容納8000對(duì)用

26、戶(hù)通話(huà)。對(duì)用戶(hù)通話(huà)。9.2.1 光纖通信原理光纖通信原理光纖通信系統(tǒng)一般由光纖通信系統(tǒng)一般由計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)、光端機(jī)和、光端機(jī)和光中繼器光中繼器等組成，如圖等組成，如圖9-49-4所示。所示。9.2.1 光纖通信原理光纖通信原理現(xiàn)代通信網(wǎng)的現(xiàn)代通信網(wǎng)的3大支柱是光纖通信、衛(wèi)星通信和無(wú)線電通大支柱是光纖通信、衛(wèi)星通信和無(wú)線電通信，而其中光纖通信是主體，其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)信，而其中光纖通信是主體，其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：方面： 頻帶寬，通信容量大。頻帶寬，通信容量大。 損耗低，中繼距離長(zhǎng)。損耗低，中繼距離長(zhǎng)。 抗電磁干擾能力強(qiáng)，保密性好?？闺姶鸥蓴_能力強(qiáng)，保密性好。 尺寸小、重量輕。尺寸小

27、、重量輕。 光纖的原材料資源豐富。光纖的原材料資源豐富。9.2.2 紅外和藍(lán)牙通信技術(shù)紅外和藍(lán)牙通信技術(shù)1. 紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù)紅外通信技術(shù)利用紅外線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，由紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)來(lái)建紅外通信技術(shù)利用紅外線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，由紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)來(lái)建立統(tǒng)一的紅外通信標(biāo)準(zhǔn)，適合于低成本、跨平臺(tái)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的立統(tǒng)一的紅外通信標(biāo)準(zhǔn)，適合于低成本、跨平臺(tái)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)的短距離無(wú)線通信技術(shù)。高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)的短距離無(wú)線通信技術(shù)。紅外通信技術(shù)具有紅外通信技術(shù)具有成本低廉成本低廉、連接方便連接方便、功耗低功耗低等特點(diǎn)。等特點(diǎn)。紅外線的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，兩個(gè)使用紅外紅外線

28、的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，兩個(gè)使用紅外通信的設(shè)備之間必須互相可見(jiàn)。紅外通信采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線通信的設(shè)備之間必須互相可見(jiàn)。紅外通信采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸速率可達(dá)數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸速率可達(dá)16 Mb/s。紅外通信技術(shù)在紅外通信技術(shù)在20世紀(jì)世紀(jì)90年代比較流行，后來(lái)逐漸被藍(lán)牙年代比較流行，后來(lái)逐漸被藍(lán)牙和和WiFi所取代。盡管如此，目前仍有很多設(shè)備，例如，手機(jī)、所取代。盡管如此，目前仍有很多設(shè)備，例如，手機(jī)、筆記本電腦等仍保留了對(duì)紅外協(xié)議的兼容性。筆記本電腦等仍保留了對(duì)紅外協(xié)議的兼容性。9.2.2 紅外和藍(lán)牙通信技術(shù)紅外和藍(lán)牙通信技術(shù)2. 藍(lán)牙（藍(lán)牙（BluetoothBluetoo

29、th）技術(shù)）技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)是一種支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的話(huà)音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)藍(lán)牙技術(shù)是一種支持點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)的話(huà)音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的短距離（一般的短距離（一般10m以?xún)?nèi)）無(wú)線通信技術(shù)，是作為一種以?xún)?nèi)）無(wú)線通信技術(shù)，是作為一種“電纜替代電纜替代”技術(shù)提出來(lái)的。它將內(nèi)嵌藍(lán)牙芯片的設(shè)備互技術(shù)提出來(lái)的。它將內(nèi)嵌藍(lán)牙芯片的設(shè)備互聯(lián)起來(lái)，提供話(huà)音和數(shù)據(jù)的接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)交聯(lián)起來(lái)，提供話(huà)音和數(shù)據(jù)的接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)交換和處理，已成為通信領(lǐng)域目前的一個(gè)新熱點(diǎn)。換和處理，已成為通信領(lǐng)域目前的一個(gè)新熱點(diǎn)。任意藍(lán)牙技術(shù)設(shè)備一旦搜尋到另一個(gè)藍(lán)牙技術(shù)設(shè)備，馬上任意藍(lán)牙技術(shù)設(shè)備一旦搜尋到另一個(gè)藍(lán)牙技術(shù)設(shè)備，馬上就可建立聯(lián)

30、系，無(wú)需用戶(hù)進(jìn)行任何設(shè)置，在無(wú)線電環(huán)境非就可建立聯(lián)系，無(wú)需用戶(hù)進(jìn)行任何設(shè)置，在無(wú)線電環(huán)境非常嘈雜的情況下，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。常嘈雜的情況下，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。藍(lán)牙技術(shù)因其無(wú)處不在的應(yīng)用場(chǎng)景和良好的發(fā)展趨勢(shì)，被藍(lán)牙技術(shù)因其無(wú)處不在的應(yīng)用場(chǎng)景和良好的發(fā)展趨勢(shì)，被公認(rèn)為最有前途的十大技術(shù)之一。公認(rèn)為最有前途的十大技術(shù)之一。9.2.2 紅外和藍(lán)牙通信技術(shù)紅外和藍(lán)牙通信技術(shù)紅外與藍(lán)牙做為目前常用的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，紅外與藍(lán)牙做為目前常用的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，在技術(shù)應(yīng)用上的主要特點(diǎn)如表在技術(shù)應(yīng)用上的主要特點(diǎn)如表9-1所示。所示。表表9-1 紅外與藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)比較紅外與藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)比較傳輸距離傳輸距離傳輸速率

31、傳輸速率安全性安全性成本成本應(yīng)用方面應(yīng)用方面藍(lán)牙藍(lán)牙10 m左右左右慢慢高高一般一般應(yīng)用廣，并持應(yīng)用廣，并持續(xù)發(fā)展續(xù)發(fā)展紅外紅外1 m左右左右快快高高低低技術(shù)成熟，應(yīng)技術(shù)成熟，應(yīng)用廣用廣9.2.3 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信系統(tǒng)是指具有空間通衛(wèi)星通信系統(tǒng)是指具有空間通信能力的衛(wèi)星或星座，與地面信能力的衛(wèi)星或星座，與地面站及用戶(hù)終端協(xié)同合作，實(shí)現(xiàn)站及用戶(hù)終端協(xié)同合作，實(shí)現(xiàn)全球移動(dòng)通信、廣播電視通信、全球移動(dòng)通信、廣播電視通信、定位導(dǎo)航、氣象測(cè)繪、軍事國(guó)定位導(dǎo)航、氣象測(cè)繪、軍事國(guó)防等多種業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。防等多種業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。衛(wèi)星通信模式是一個(gè)一對(duì)多的衛(wèi)星通信模式是一個(gè)一對(duì)多的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，

32、圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，圖9-5所示為所示為衛(wèi)星通信的星形網(wǎng)絡(luò)連接示意衛(wèi)星通信的星形網(wǎng)絡(luò)連接示意圖。圖。9.2.3 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星衛(wèi)星和和地球站地球站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用，即把地球站發(fā)上來(lái)的電磁波放大后再返送中繼站的作用，即把地球站發(fā)上來(lái)的電磁波放大后再返送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，地面用戶(hù)通過(guò)地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。衛(wèi)星通信易地面用戶(hù)通過(guò)地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。衛(wèi)星通信易于實(shí)現(xiàn)越洋和洲際通信。最適合衛(wèi)星通信的頻率是于實(shí)現(xiàn)越洋和洲際通信。最適合

33、衛(wèi)星通信的頻率是110GHz頻段，即微波頻段。為了滿(mǎn)足越來(lái)越多的需求，已頻段，即微波頻段。為了滿(mǎn)足越來(lái)越多的需求，已開(kāi)始研究應(yīng)用新的頻段，如開(kāi)始研究應(yīng)用新的頻段，如12GHz、14GHz、20GHz及及30GHz。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近據(jù)統(tǒng)計(jì)，近10年間，世界各國(guó)提出的衛(wèi)星寬帶綜合業(yè)務(wù)通年間，世界各國(guó)提出的衛(wèi)星寬帶綜合業(yè)務(wù)通信方案多達(dá)信方案多達(dá)80100個(gè)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)個(gè)。可以預(yù)見(jiàn)，新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)將向通信寬帶化、業(yè)務(wù)綜合化、移動(dòng)終端多樣化、與將向通信寬帶化、業(yè)務(wù)綜合化、移動(dòng)終端多樣化、與Internet（國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)）一體化方向發(fā)展。（國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)）一體化方向發(fā)展。9.2.3 衛(wèi)星通信衛(wèi)星

34、通信衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點(diǎn)有：衛(wèi)星通信的主要優(yōu)點(diǎn)有：通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋的范圍均可進(jìn)行通通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋的范圍均可進(jìn)行通信；不易受陸地災(zāi)害影響；建設(shè)速度快；易于實(shí)現(xiàn)廣播和信；不易受陸地災(zāi)害影響；建設(shè)速度快；易于實(shí)現(xiàn)廣播和多址通信；電路和話(huà)務(wù)量可靈活調(diào)整；同一信道可用于不多址通信；電路和話(huà)務(wù)量可靈活調(diào)整；同一信道可用于不同方向和不同區(qū)域。同方向和不同區(qū)域。衛(wèi)星通信的主要缺點(diǎn)有：衛(wèi)星通信的主要缺點(diǎn)有：衛(wèi)星通信由于兩地球站之間的電磁波傳播距離最小為衛(wèi)星通信由于兩地球站之間的電磁波傳播距離最小為7200km，信號(hào)到達(dá)會(huì)有延遲；，信號(hào)到達(dá)會(huì)有延遲；10GHz以上頻帶會(huì)受降以上

35、頻帶會(huì)受降雨雪的影響；天線易受太陽(yáng)噪聲的影響。雨雪的影響；天線易受太陽(yáng)噪聲的影響。9.3 信息信息處理處理技術(shù)技術(shù)信息處理技術(shù)是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換、加工、信息處理技術(shù)是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換、加工、綜合、分類(lèi)、存儲(chǔ)和顯示等的技術(shù)。信息處理技術(shù)作為信綜合、分類(lèi)、存儲(chǔ)和顯示等的技術(shù)。信息處理技術(shù)作為信息系統(tǒng)中的核心技術(shù)，其研究領(lǐng)域非常廣泛，常見(jiàn)領(lǐng)域有：息系統(tǒng)中的核心技術(shù)，其研究領(lǐng)域非常廣泛，常見(jiàn)領(lǐng)域有：圖像信息處理、聲音信息處理、指紋識(shí)別、自動(dòng)翻譯和模圖像信息處理、聲音信息處理、指紋識(shí)別、自動(dòng)翻譯和模式識(shí)別等。式識(shí)別等。9.3.1 數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理9.3.2 聲音信息處

36、理聲音信息處理9.3.3 指紋識(shí)別指紋識(shí)別9.3.4 自動(dòng)翻譯自動(dòng)翻譯9.3.5 模式識(shí)別模式識(shí)別9.3.1 數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理又稱(chēng)為又稱(chēng)為計(jì)算機(jī)圖像處理計(jì)算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號(hào)，它是指將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程。轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理的過(guò)程。1. 數(shù)字圖像處理的發(fā)展數(shù)字圖像處理的發(fā)展數(shù)字圖像處理技術(shù)源于數(shù)字圖像處理技術(shù)源于20世紀(jì)世紀(jì)20年代，作為一門(mén)學(xué)科形年代，作為一門(mén)學(xué)科形成于成于20世紀(jì)世紀(jì)60年代。早期的圖像處理以改善圖像質(zhì)量為年代。早期的圖像處理以改善圖像質(zhì)量為目的，輸入的是低質(zhì)量的圖像，輸出的是改善

37、質(zhì)量后的圖目的，輸入的是低質(zhì)量的圖像，輸出的是改善質(zhì)量后的圖像。數(shù)字圖像處理技術(shù)的大發(fā)展是從像。數(shù)字圖像處理技術(shù)的大發(fā)展是從20世紀(jì)世紀(jì)90年代初開(kāi)年代初開(kāi)始的，小波分析被認(rèn)為是信號(hào)與圖像分析在數(shù)學(xué)方法上的始的，小波分析被認(rèn)為是信號(hào)與圖像分析在數(shù)學(xué)方法上的重大突破，隨后數(shù)字圖像處理技術(shù)迅猛發(fā)展。重大突破，隨后數(shù)字圖像處理技術(shù)迅猛發(fā)展。9.3.1 數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理2. 數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容有圖像數(shù)字化、圖像編碼壓數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容有圖像數(shù)字化、圖像編碼壓縮、圖像的增強(qiáng)和復(fù)原、圖像分割、圖像描述、圖像識(shí)別縮、圖像的增強(qiáng)和復(fù)原

38、、圖像分割、圖像描述、圖像識(shí)別等。數(shù)字圖像處理具有再現(xiàn)性好、處理精度高、適用面寬等。數(shù)字圖像處理具有再現(xiàn)性好、處理精度高、適用面寬和靈活性高等優(yōu)點(diǎn)。和靈活性高等優(yōu)點(diǎn)。1）圖像數(shù)字化）圖像數(shù)字化圖像數(shù)字化是把真實(shí)的圖像轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的存儲(chǔ)圖像數(shù)字化是把真實(shí)的圖像轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能夠接受的存儲(chǔ)格式，并且達(dá)到以最小的數(shù)據(jù)量來(lái)不失真地描述圖像信息。格式，并且達(dá)到以最小的數(shù)據(jù)量來(lái)不失真地描述圖像信息。數(shù)字化過(guò)程分為采樣和量化兩個(gè)步驟。數(shù)字化過(guò)程分為采樣和量化兩個(gè)步驟。9.3.1 數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理2. 數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容2）圖像編碼壓縮）圖像編碼壓縮圖像編碼的目

39、的是簡(jiǎn)化圖像的表示方式，主要利用信息的圖像編碼的目的是簡(jiǎn)化圖像的表示方式，主要利用信息的相關(guān)性和人類(lèi)的視覺(jué)特性對(duì)圖像的冗余部分進(jìn)行壓縮，來(lái)相關(guān)性和人類(lèi)的視覺(jué)特性對(duì)圖像的冗余部分進(jìn)行壓縮，來(lái)達(dá)到減小描述圖像數(shù)據(jù)量的目的。達(dá)到減小描述圖像數(shù)據(jù)量的目的。3）圖像的增強(qiáng)和復(fù)原）圖像的增強(qiáng)和復(fù)原圖像增強(qiáng)是是利用各種數(shù)學(xué)方法和變換手段將一副圖像中圖像增強(qiáng)是是利用各種數(shù)學(xué)方法和變換手段將一副圖像中有用的信息進(jìn)行增強(qiáng)，將無(wú)用的信息進(jìn)行抑制，提高圖像有用的信息進(jìn)行增強(qiáng)，將無(wú)用的信息進(jìn)行抑制，提高圖像的對(duì)比度和清晰度。圖像復(fù)原的主要目的是將退化的以及的對(duì)比度和清晰度。圖像復(fù)原的主要目的是將退化的以及模糊的圖像的原

40、有信息進(jìn)行恢復(fù)。模糊的圖像的原有信息進(jìn)行恢復(fù)。9.3.1 數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理2. 數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容數(shù)字圖像處理研究的主要內(nèi)容4）圖像分割）圖像分割圖像分割就是將圖像分為若干個(gè)特定的、具有獨(dú)特性質(zhì)的區(qū)域。它是圖像分割就是將圖像分為若干個(gè)特定的、具有獨(dú)特性質(zhì)的區(qū)域。它是圖像處理到圖像分析的關(guān)鍵步驟。圖像處理到圖像分析的關(guān)鍵步驟。5）圖像描述）圖像描述將圖像分割為區(qū)域后，接下來(lái)就要將分割區(qū)域加以表示與描述，以方將圖像分割為區(qū)域后，接下來(lái)就要將分割區(qū)域加以表示與描述，以方便計(jì)算機(jī)處理。另外，圖像描述也是圖像識(shí)別的必要前提。便計(jì)算機(jī)處理。另外，圖像描述也是圖像識(shí)別的必要前提。6）圖像識(shí)別

41、）圖像識(shí)別圖像識(shí)別是利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識(shí)別各種不圖像識(shí)別是利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象。隨著圖像識(shí)別技術(shù)的不斷提高，模糊模式識(shí)別同模式的目標(biāo)和對(duì)象。隨著圖像識(shí)別技術(shù)的不斷提高，模糊模式識(shí)別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類(lèi)在圖像識(shí)別中也越來(lái)越受到重視。和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類(lèi)在圖像識(shí)別中也越來(lái)越受到重視。9.3.1 數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理3. 數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用領(lǐng)域 航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用 生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用 通信工程方面的應(yīng)用通信工程方面的應(yīng)用 工業(yè)和工程方面的

42、應(yīng)用工業(yè)和工程方面的應(yīng)用 軍事、公安方面的應(yīng)用軍事、公安方面的應(yīng)用 文化藝術(shù)方面的應(yīng)用文化藝術(shù)方面的應(yīng)用9.3.2 聲音信息處理聲音信息處理聲音是除文字、圖形圖像之外表達(dá)信息的另一種聲音是除文字、圖形圖像之外表達(dá)信息的另一種有效方式，在多媒體計(jì)算機(jī)中對(duì)聲音信息的處理有效方式，在多媒體計(jì)算機(jī)中對(duì)聲音信息的處理是必不可少的。在多媒體環(huán)境中加入各種音樂(lè)、是必不可少的。在多媒體環(huán)境中加入各種音樂(lè)、特殊聲效將使展現(xiàn)的畫(huà)面更加生動(dòng)、富有感染力。特殊聲效將使展現(xiàn)的畫(huà)面更加生動(dòng)、富有感染力。 9.3.3 指紋識(shí)別指紋識(shí)別指紋識(shí)別主要分為四個(gè)階段：指紋識(shí)別主要分為四個(gè)階段：讀取讀取指紋指紋、提取特征提取特征、保

43、存數(shù)據(jù)和比對(duì)保存數(shù)據(jù)和比對(duì)確認(rèn)確認(rèn)。首先，通過(guò)指紋識(shí)別器的讀。首先，通過(guò)指紋識(shí)別器的讀取設(shè)備讀取指紋圖像，然后，識(shí)別取設(shè)備讀取指紋圖像，然后，識(shí)別芯片對(duì)圖像進(jìn)行初步處理，使之更芯片對(duì)圖像進(jìn)行初步處理，使之更加清晰可辨。接下來(lái)，指紋辨識(shí)軟加清晰可辨。接下來(lái)，指紋辨識(shí)軟件建立指紋的件建立指紋的“數(shù)字表示特征數(shù)字表示特征”數(shù)數(shù)據(jù)，從指紋轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)。最后，據(jù)，從指紋轉(zhuǎn)換成特征數(shù)據(jù)。最后，通過(guò)模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋通過(guò)模糊比較的方法，把兩個(gè)指紋的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相的模板進(jìn)行比較，計(jì)算出它們的相似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配似程度，最終得到兩個(gè)指紋的匹配結(jié)果。結(jié)果。 9.3.4 自動(dòng)翻譯

44、自動(dòng)翻譯自動(dòng)翻譯又稱(chēng)為自動(dòng)翻譯又稱(chēng)為機(jī)器翻譯機(jī)器翻譯，是，是由語(yǔ)言學(xué)由語(yǔ)言學(xué)、數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)和和計(jì)算機(jī)技計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合術(shù)相結(jié)合而形成的一門(mén)新的邊緣科學(xué)，是應(yīng)用語(yǔ)言學(xué)的一而形成的一門(mén)新的邊緣科學(xué)，是應(yīng)用語(yǔ)言學(xué)的一個(gè)重要分支。個(gè)重要分支。20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來(lái)，自動(dòng)翻譯技術(shù)的一個(gè)分支就是著手年代以來(lái)，自動(dòng)翻譯技術(shù)的一個(gè)分支就是著手把機(jī)器翻譯和語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成相結(jié)合，進(jìn)行直接的口把機(jī)器翻譯和語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成相結(jié)合，進(jìn)行直接的口語(yǔ)翻譯。這方面的研究首先起源于對(duì)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的研究。語(yǔ)翻譯。這方面的研究首先起源于對(duì)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的研究。在有明確限定的領(lǐng)域中，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)一般能取得比較高在有明確限定的領(lǐng)域中

45、，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)一般能取得比較高的準(zhǔn)確率。最典型的經(jīng)驗(yàn)主義方法是基于實(shí)例或模板的方的準(zhǔn)確率。最典型的經(jīng)驗(yàn)主義方法是基于實(shí)例或模板的方法，其基本思想是研究語(yǔ)料庫(kù)中出現(xiàn)的句型，然后進(jìn)行通法，其基本思想是研究語(yǔ)料庫(kù)中出現(xiàn)的句型，然后進(jìn)行通用化處理并建立一個(gè)句型庫(kù)，在翻譯的時(shí)候，通過(guò)匹配庫(kù)用化處理并建立一個(gè)句型庫(kù)，在翻譯的時(shí)候，通過(guò)匹配庫(kù)中的模板就可以獲得可靠性較高的翻譯。中的模板就可以獲得可靠性較高的翻譯。9.3.4 自動(dòng)翻譯自動(dòng)翻譯另一種更加高級(jí)的模型是基于雙語(yǔ)語(yǔ)料的統(tǒng)計(jì)方法，這種另一種更加高級(jí)的模型是基于雙語(yǔ)語(yǔ)料的統(tǒng)計(jì)方法，這種方法從研究雙語(yǔ)語(yǔ)料句對(duì)之間的對(duì)位關(guān)系開(kāi)始?；プg句對(duì)方法從研究雙語(yǔ)語(yǔ)料句

46、對(duì)之間的對(duì)位關(guān)系開(kāi)始?；プg句對(duì)之間存在著不同層次上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)統(tǒng)計(jì)的方法，可之間存在著不同層次上的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)統(tǒng)計(jì)的方法，可算出中文和英文詞匯之間的翻譯概率以及位置關(guān)系對(duì)翻譯算出中文和英文詞匯之間的翻譯概率以及位置關(guān)系對(duì)翻譯概率的影響，最終可通過(guò)純數(shù)學(xué)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)翻譯過(guò)程。概率的影響，最終可通過(guò)純數(shù)學(xué)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)翻譯過(guò)程。該方法目前在雙語(yǔ)的口語(yǔ)翻譯中逐步成為一種主流方法。該方法目前在雙語(yǔ)的口語(yǔ)翻譯中逐步成為一種主流方法。此外，找到適當(dāng)?shù)闹虚g語(yǔ)言一直是自動(dòng)翻譯的理想。但由此外，找到適當(dāng)?shù)闹虚g語(yǔ)言一直是自動(dòng)翻譯的理想。但由于自然語(yǔ)言的復(fù)雜性，要找到既完備又具有很強(qiáng)表達(dá)能力于自然語(yǔ)言的復(fù)雜性，

47、要找到既完備又具有很強(qiáng)表達(dá)能力的中間語(yǔ)言非常困難。不過(guò)，為了實(shí)現(xiàn)多國(guó)語(yǔ)言間的互譯，的中間語(yǔ)言非常困難。不過(guò)，為了實(shí)現(xiàn)多國(guó)語(yǔ)言間的互譯，中間語(yǔ)言是一個(gè)非常好的思路，那樣任何兩種語(yǔ)言之間的中間語(yǔ)言是一個(gè)非常好的思路，那樣任何兩種語(yǔ)言之間的翻譯所需的工作量只與語(yǔ)種的數(shù)量成正比。翻譯所需的工作量只與語(yǔ)種的數(shù)量成正比。9.3.4 自動(dòng)翻譯自動(dòng)翻譯現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上有不少自動(dòng)翻譯的網(wǎng)站，例如，金山詞霸、有現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上有不少自動(dòng)翻譯的網(wǎng)站，例如，金山詞霸、有道、道、google在線翻譯。據(jù)悉，目前，騰訊英文微博由金在線翻譯。據(jù)悉，目前，騰訊英文微博由金山詞霸負(fù)責(zé)自動(dòng)翻譯，有道詞典提供日文和韓文等自動(dòng)翻山詞霸負(fù)責(zé)自動(dòng)翻

48、譯，有道詞典提供日文和韓文等自動(dòng)翻譯，另有幾大翻譯合作伙伴也在接入中。該功能此后還將譯，另有幾大翻譯合作伙伴也在接入中。該功能此后還將覆蓋大部分海外用戶(hù)。覆蓋大部分海外用戶(hù)。自動(dòng)翻譯減少了人工翻譯的量度和強(qiáng)度，在一些不需要仔自動(dòng)翻譯減少了人工翻譯的量度和強(qiáng)度，在一些不需要仔細(xì)考慮語(yǔ)境的材料中，可以快速地達(dá)到目的。但是，高質(zhì)細(xì)考慮語(yǔ)境的材料中，可以快速地達(dá)到目的。但是，高質(zhì)量的自動(dòng)翻譯語(yǔ)音翻譯還沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，還存在量的自動(dòng)翻譯語(yǔ)音翻譯還沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，還存在很多不盡人意的地方。自動(dòng)翻譯是一個(gè)很具挑戰(zhàn)性的人類(lèi)很多不盡人意的地方。自動(dòng)翻譯是一個(gè)很具挑戰(zhàn)性的人類(lèi)科學(xué)工程，然而人類(lèi)對(duì)挑戰(zhàn)的

49、應(yīng)對(duì)也是充滿(mǎn)智慧的，過(guò)去科學(xué)工程，然而人類(lèi)對(duì)挑戰(zhàn)的應(yīng)對(duì)也是充滿(mǎn)智慧的，過(guò)去10年不斷取得進(jìn)展的語(yǔ)音翻譯也證明了這一點(diǎn)。雖然很難年不斷取得進(jìn)展的語(yǔ)音翻譯也證明了這一點(diǎn)。雖然很難為語(yǔ)音翻譯給出一個(gè)準(zhǔn)確的進(jìn)展時(shí)間表，但可以大膽地給為語(yǔ)音翻譯給出一個(gè)準(zhǔn)確的進(jìn)展時(shí)間表，但可以大膽地給出一個(gè)對(duì)未來(lái)展望的時(shí)間表，見(jiàn)表出一個(gè)對(duì)未來(lái)展望的時(shí)間表，見(jiàn)表9-2。9.3.4 自動(dòng)翻譯自動(dòng)翻譯時(shí)間時(shí)間10年之內(nèi)年之內(nèi)10年之后年之后20年之后年之后實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域領(lǐng)域?qū)⒃趯?shí)驗(yàn)室范將在實(shí)驗(yàn)室范圍內(nèi)產(chǎn)生一般圍內(nèi)產(chǎn)生一般通用領(lǐng)域的翻通用領(lǐng)域的翻譯裝置譯裝置 將出現(xiàn)大量將出現(xiàn)大量語(yǔ)音翻譯應(yīng)語(yǔ)音翻譯應(yīng)用和產(chǎn)品用和產(chǎn)品 將會(huì)有無(wú)領(lǐng)域限

50、制的將會(huì)有無(wú)領(lǐng)域限制的翻譯系統(tǒng)，屆時(shí)人類(lèi)翻譯系統(tǒng)，屆時(shí)人類(lèi)的全球交流基本沒(méi)有的全球交流基本沒(méi)有障礙障礙9.3.5 模式識(shí)別模式識(shí)別所謂模式識(shí)別是指對(duì)表征事物或現(xiàn)象的各種形式的所謂模式識(shí)別是指對(duì)表征事物或現(xiàn)象的各種形式的(數(shù)值的、數(shù)值的、文字的和邏輯關(guān)系的文字的和邏輯關(guān)系的)信息進(jìn)行處理和分析，以對(duì)事物或現(xiàn)信息進(jìn)行處理和分析，以對(duì)事物或現(xiàn)象進(jìn)行描述、辨認(rèn)、分類(lèi)和解釋的過(guò)程，是信息科學(xué)和人象進(jìn)行描述、辨認(rèn)、分類(lèi)和解釋的過(guò)程，是信息科學(xué)和人工智能的重要組成部分。通俗一點(diǎn)講就是工智能的重要組成部分。通俗一點(diǎn)講就是機(jī)器識(shí)別機(jī)器識(shí)別、計(jì)算計(jì)算機(jī)識(shí)別機(jī)識(shí)別或或機(jī)器自動(dòng)識(shí)別機(jī)器自動(dòng)識(shí)別。 模式分類(lèi)模式分類(lèi)是模

51、式識(shí)別的主要任務(wù)和核心研究?jī)?nèi)容。分類(lèi)器是模式識(shí)別的主要任務(wù)和核心研究?jī)?nèi)容。分類(lèi)器設(shè)計(jì)是在訓(xùn)練樣本集合上進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程，也就是機(jī)器學(xué)設(shè)計(jì)是在訓(xùn)練樣本集合上進(jìn)行優(yōu)化的過(guò)程，也就是機(jī)器學(xué)習(xí)的過(guò)程。它研究的內(nèi)容包括信號(hào)、圖像和視頻的處理、習(xí)的過(guò)程。它研究的內(nèi)容包括信號(hào)、圖像和視頻的處理、分割、形狀和運(yùn)動(dòng)分析等，以及面向應(yīng)用（例如：文字識(shí)分割、形狀和運(yùn)動(dòng)分析等，以及面向應(yīng)用（例如：文字識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、生物認(rèn)證、醫(yī)學(xué)圖像分析等）的方法和系別、語(yǔ)音識(shí)別、生物認(rèn)證、醫(yī)學(xué)圖像分析等）的方法和系統(tǒng)研究。統(tǒng)研究。9.3.5 模式識(shí)別模式識(shí)別一個(gè)典型的模式識(shí)別系統(tǒng)一一個(gè)典型的模式識(shí)別系統(tǒng)一般由般由信息獲取信息獲取、預(yù)

52、處理預(yù)處理、特特征提取選擇征提取選擇、分類(lèi)決策分類(lèi)決策及及分分類(lèi)器設(shè)計(jì)類(lèi)器設(shè)計(jì)五部分組成。分類(lèi)五部分組成。分類(lèi)器設(shè)計(jì)在訓(xùn)練過(guò)程中完成，器設(shè)計(jì)在訓(xùn)練過(guò)程中完成，利用樣本進(jìn)行訓(xùn)練，確定分利用樣本進(jìn)行訓(xùn)練，確定分類(lèi)器的具體參數(shù)，而分類(lèi)決類(lèi)器的具體參數(shù)，而分類(lèi)決策在識(shí)別過(guò)程中起作用，對(duì)策在識(shí)別過(guò)程中起作用，對(duì)待識(shí)別的樣本進(jìn)行分類(lèi)決策。待識(shí)別的樣本進(jìn)行分類(lèi)決策。 9.3.5 模式識(shí)別模式識(shí)別研究計(jì)算機(jī)模式識(shí)別的目的是讓研究計(jì)算機(jī)模式識(shí)別的目的是讓機(jī)器具備人的感知和認(rèn)知機(jī)器具備人的感知和認(rèn)知能力能力，代替人完成繁重的信息處理工作代替人完成繁重的信息處理工作。目前，模式識(shí)別。目前，模式識(shí)別的研究盡管取得了一

53、定進(jìn)展，但計(jì)算機(jī)的模式識(shí)別能力與的研究盡管取得了一定進(jìn)展，但計(jì)算機(jī)的模式識(shí)別能力與人的模式識(shí)別（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)感知）能力相比，在性能上仍人的模式識(shí)別（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)感知）能力相比，在性能上仍相差很遠(yuǎn)，這是由于目前對(duì)人的感知過(guò)程的機(jī)理和大腦結(jié)相差很遠(yuǎn)，這是由于目前對(duì)人的感知過(guò)程的機(jī)理和大腦結(jié)構(gòu)還不是很了解，進(jìn)一步研究人的感知機(jī)理并借鑒該機(jī)理構(gòu)還不是很了解，進(jìn)一步研究人的感知機(jī)理并借鑒該機(jī)理設(shè)計(jì)新的模式識(shí)別計(jì)算模型和方法將是未來(lái)的一個(gè)重要研設(shè)計(jì)新的模式識(shí)別計(jì)算模型和方法將是未來(lái)的一個(gè)重要研究方向。究方向。9.4 IT 應(yīng)用大視角應(yīng)用大視角9.4.1 導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)9.4.2 3S技術(shù)

54、技術(shù)9.4.3 智能機(jī)器人智能機(jī)器人9.4.4 智能大廈智能大廈9.4.1 導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是一種衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)航系統(tǒng)。 世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)世界四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)美國(guó)：美國(guó)：GPS 歐洲：歐洲：Galileo系統(tǒng)系統(tǒng)俄羅斯：俄羅斯：GLONASS中國(guó)：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國(guó)：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)9.4.1 導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)1. 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（Global Position System）由）由空間部分空間部分、地面監(jiān)控部分和地面監(jiān)控部分和

55、用戶(hù)接收機(jī)用戶(hù)接收機(jī)三大部分組成，三者具有各自三大部分組成，三者具有各自獨(dú)立的功能和作用，但又是有機(jī)地配合而缺一不可的整體獨(dú)立的功能和作用，但又是有機(jī)地配合而缺一不可的整體系統(tǒng)。系統(tǒng)。GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶(hù)接收到這些信息后，經(jīng)過(guò)計(jì)算求出接數(shù)和時(shí)間信息，用戶(hù)接收到這些信息后，經(jīng)過(guò)計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。收機(jī)的三維位置、三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。 9.4.1 導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)1. 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）GPS的主要特點(diǎn)有：的主要特點(diǎn)

56、有：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便。高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便。 GPS的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：陸地應(yīng)用陸地應(yīng)用海洋應(yīng)用海洋應(yīng)用航空航天應(yīng)用航空航天應(yīng)用9.4.1 導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位技術(shù)2. 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)（）是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯（和俄羅斯（GLONASS）之后的第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。）之后的第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端空間端、地面端地面端和和用戶(hù)端用戶(hù)端三部分組成

57、。三部分組成。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為我國(guó)重要的空間和信息化基礎(chǔ)設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為我國(guó)重要的空間和信息化基礎(chǔ)設(shè)施，在交通、通信、電力、金融、氣象、海洋、國(guó)防等領(lǐng)域施，在交通、通信、電力、金融、氣象、海洋、國(guó)防等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。中國(guó)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在應(yīng)用系統(tǒng)的廣度和深發(fā)揮重要作用。中國(guó)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在應(yīng)用系統(tǒng)的廣度和深度方面都超越了度方面都超越了GPS，北斗全球的應(yīng)用推廣工作正在有序展，北斗全球的應(yīng)用推廣工作正在有序展開(kāi)。開(kāi)。9.4.2 3S技術(shù)技術(shù)遙感（遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)）和全球定位系統(tǒng)（GPS）有機(jī)地結(jié)合在一起來(lái)應(yīng)用，稱(chēng)為）有機(jī)地結(jié)

58、合在一起來(lái)應(yīng)用，稱(chēng)為3S技術(shù)。技術(shù)。1. 遙感（遙感（RS） 遙感（遙感（Remote Sensing）技術(shù)是）技術(shù)是20世紀(jì)世紀(jì)60年代迅速年代迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性空間探測(cè)技術(shù)，至今已經(jīng)經(jīng)歷了地發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性空間探測(cè)技術(shù)，至今已經(jīng)經(jīng)歷了地面遙感、航空遙感和航天遙感三個(gè)階段。從廣義理解，遙面遙感、航空遙感和航天遙感三個(gè)階段。從廣義理解，遙感泛指一切無(wú)接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè)，包括對(duì)電磁場(chǎng)、力場(chǎng)、感泛指一切無(wú)接觸的遠(yuǎn)距離探測(cè)，包括對(duì)電磁場(chǎng)、力場(chǎng)、聲波以及地震波的探測(cè)。狹義是指基于電磁輻射場(chǎng)的探測(cè)聲波以及地震波的探測(cè)。狹義是指基于電磁輻射場(chǎng)的探測(cè)和成像過(guò)程。一般認(rèn)為，遙感指使用各種傳感器對(duì)物體的

59、和成像過(guò)程。一般認(rèn)為，遙感指使用各種傳感器對(duì)物體的電磁波的輻射、反射特性的探測(cè)，并根據(jù)其特性對(duì)物體的電磁波的輻射、反射特性的探測(cè)，并根據(jù)其特性對(duì)物體的性質(zhì)、特征和狀態(tài)進(jìn)行分析的理論、方法和應(yīng)用的科學(xué)技性質(zhì)、特征和狀態(tài)進(jìn)行分析的理論、方法和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。術(shù)。9.4.2 3S技術(shù)技術(shù)1. 遙感（遙感（RS）遙感技術(shù)系統(tǒng)一般由空遙感技術(shù)系統(tǒng)一般由空間信息采集系統(tǒng)間信息采集系統(tǒng)、地面接收地面接收和和預(yù)處預(yù)處理系統(tǒng)理系統(tǒng)、地面實(shí)況調(diào)查系統(tǒng)地面實(shí)況調(diào)查系統(tǒng)和和信息分析應(yīng)用系統(tǒng)信息分析應(yīng)用系統(tǒng)組成。組成。目前，遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、目前，遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、氣

60、象、水文、軍事、環(huán)保、考古、野生動(dòng)物保護(hù)等領(lǐng)域。氣象、水文、軍事、環(huán)保、考古、野生動(dòng)物保護(hù)等領(lǐng)域。我國(guó)遙感技術(shù)的發(fā)展也十分迅速，不僅可以直接接收、處我國(guó)遙感技術(shù)的發(fā)展也十分迅速，不僅可以直接接收、處理衛(wèi)星的遙感信息，而且具有航空航天遙感信息采集的能理衛(wèi)星的遙感信息，而且具有航空航天遙感信息采集的能力，能夠自行設(shè)計(jì)制造航空攝影機(jī)、全景攝影機(jī)、紅外線力，能夠自行設(shè)計(jì)制造航空攝影機(jī)、全景攝影機(jī)、紅外線掃描儀、多炮譜掃描儀、合成孔徑側(cè)視雷達(dá)等多種用途的掃描儀、多炮譜掃描儀、合成孔徑側(cè)視雷達(dá)等多種用途的航空航天遙感儀器和用于地物波譜測(cè)定的儀器。航空航天遙感儀器和用于地物波譜測(cè)定的儀器。9.4.2 3S技