物聯(lián)網(wǎng)概論 模塊2 通過智慧物流認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)

模塊2通過智慧物流認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)目錄CONTENTS1智慧物流2電子產(chǎn)品代碼（EPC）3自動識別技術(shù)RFID技術(shù)4學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉電子產(chǎn)品代碼的系統(tǒng)架構(gòu)及編碼體系掌握目前主要的自動識別技術(shù)，熟悉光學(xué)字符識別、生物識別、卡識別與條形碼技術(shù)掌握RFID的概念、原理，熟悉RFID電子標(biāo)簽分類及編碼標(biāo)準(zhǔn)，理解RFID在物聯(lián)網(wǎng)中的地位知識目標(biāo)能夠列舉、區(qū)分和陳述各項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)能對各類物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的識別技術(shù)進(jìn)行技術(shù)選型能對各類物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的識別技術(shù)進(jìn)行設(shè)備選型技能目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生多技術(shù)理解、多技術(shù)融合的創(chuàng)新理念培養(yǎng)學(xué)生思路清晰、選擇準(zhǔn)確、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力素質(zhì)目標(biāo)01PARTONE智慧物流思維導(dǎo)圖情景導(dǎo)入智慧物流智能倉儲、智能分倉智能物流、車貨匹配機(jī)器換人……應(yīng)用場景什么是智慧物流？科技賦能物流產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D2.1.1智慧物流概述智慧物流是借助集成智能化技術(shù)，讓物流系統(tǒng)模仿人的智能，具備思維、學(xué)習(xí)、感知、推理判斷、解決問題等能力，以對物流過程中出現(xiàn)的各種難題進(jìn)行自行解決。利用各種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從源頭開始對商品進(jìn)行跟蹤、管理，讓信息流快于物流，以便在貨物流通過程中及時獲取信息，對信息進(jìn)行分析以做出決策。借助傳感器、條碼、RFID、移動通信技術(shù)讓貨物配送實(shí)現(xiàn)自動化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化。

2.1.1智慧物流概述感知層運(yùn)用了大量的物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)，大量使用物品編碼、自動識別和定位系統(tǒng)，對具體商品進(jìn)行標(biāo)識和識別。傳輸層使用電信移動網(wǎng)絡(luò)傳輸信息比較適合。處理層在高性能計算技術(shù)的支撐下，通過對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的海量物流信息進(jìn)行實(shí)時、高速處理，對物流數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化挖掘、管理、控制與存儲。應(yīng)用層為供貨方和最終用戶提供物流各環(huán)節(jié)的狀態(tài)信息，為物流管理者提供決策支持。1.自動倉儲管理自動倉儲管理系統(tǒng)將倉儲業(yè)務(wù)與物聯(lián)化相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，通過物流作業(yè)管理平臺，實(shí)現(xiàn)自動化倉儲管理。

還能實(shí)現(xiàn)對貨物自動分揀、智能托盤、虛擬庫存及虛擬倉庫的管理。2.1.2智慧物流主要內(nèi)容基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動倉儲管理系統(tǒng)示意圖2.1.2智慧物流主要內(nèi)容2.動態(tài)配送管理動態(tài)配送管理系統(tǒng)是直接面向具體的物流配送指揮和操作層面的智能化系統(tǒng)，它在利用調(diào)度優(yōu)化模型生成智能配送計劃的基礎(chǔ)上，采用多種先進(jìn)技術(shù)對物流配送過程進(jìn)行智能化管理。

動態(tài)配送系統(tǒng)主要包括信息采集、安全報警、送貨反饋、送貨控制及行車指導(dǎo)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的動態(tài)配送管理系統(tǒng)示意圖2.1.2智慧物流主要內(nèi)容物流過程控制與貨物狀態(tài)查詢系統(tǒng)示意圖3.智能運(yùn)輸管理物流過程控制主要通過將RFID技術(shù)與信息空間技術(shù)相結(jié)合，在運(yùn)輸?shù)呢浳锛败囕v上粘貼RFID標(biāo)簽，在運(yùn)輸線上安裝RFID讀寫器設(shè)備，通過接收RFID標(biāo)簽信息來實(shí)現(xiàn)車輛、貨運(yùn)貨柜的識別、定位與跟蹤等。2.1.2智慧物流主要內(nèi)容基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物流決策支持系統(tǒng)架構(gòu)4.物流決策支持物流決策支持系統(tǒng)在智慧物流系統(tǒng)中起著重要作用，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)將與企業(yè)相關(guān)的大量信息收集起來，利用云計算平臺對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、計算、分析，同時通過設(shè)備數(shù)據(jù)接口、功能接口、數(shù)據(jù)庫接口等將數(shù)據(jù)傳輸至智能決策平臺，實(shí)現(xiàn)智慧物流系統(tǒng)下相關(guān)信息的共享。2.1.3智慧物流案例京東智慧物流京東于2016年成立了X事業(yè)部，構(gòu)建了以無人倉、無人機(jī)和無人車為三大支柱的智慧物流體系。京東搬運(yùn)機(jī)器人無人倉主要運(yùn)用到了三種機(jī)器人——大型搬運(yùn)機(jī)器人、小型穿梭車以及揀選機(jī)器人。

搬運(yùn)機(jī)器人負(fù)責(zé)搬運(yùn)大型貨架，自重約100kg，但負(fù)載量高達(dá)500kg左右，行進(jìn)速度約2m/s。

穿梭車在空載情況下速度峰值可達(dá)到6m/s，加速度為4m/s。這些穿梭車的主要職責(zé)是將周轉(zhuǎn)箱搬起，并送到貨架盡頭的暫存區(qū)。

揀選機(jī)器人配有先進(jìn)的3D視覺系統(tǒng)，可以從周轉(zhuǎn)箱中識別出客戶需要貨物，并通過工作端的吸盤把貨物轉(zhuǎn)移到訂單周轉(zhuǎn)箱中，揀選完成后，通過輸送線將訂單周轉(zhuǎn)箱傳輸至打包區(qū)，打包員將商品進(jìn)行打包。2.1.3智慧物流案例京東智慧物流京東于2016年成立了X事業(yè)部，構(gòu)建了以無人倉、無人機(jī)和無人車為三大支柱的智慧物流體系。京東無人機(jī)送貨無人機(jī)2017年6月，京東宣布其無人機(jī)送貨正式進(jìn)入常態(tài)化運(yùn)營。所謂的常態(tài)化運(yùn)營其實(shí)仍然是小規(guī)模的試運(yùn)營，僅局限于以西安航天基地通用機(jī)場和陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院為中心，半徑為8km左右的區(qū)域。以這兩個點(diǎn)為中心，規(guī)劃了40條左右的航線。用于運(yùn)送包裹的無人機(jī)，載重量為10~15kg，續(xù)航里程為15~20km。無人機(jī)送貨短時間內(nèi)難易全面實(shí)現(xiàn)，除了技術(shù)尚不成熟，監(jiān)管問題也是一條難以逾越的鴻溝。2.1.3智慧物流案例京東智慧物流京東于2016年成立了X事業(yè)部，構(gòu)建了以無人倉、無人機(jī)和無人車為三大支柱的智慧物流體系。京東無人車無人車京東在2017年就開始用無人車在校園內(nèi)送快遞。無人車不算大，更像是一個機(jī)器人，可以放置5件中小件快遞。充滿電，可以一口氣跑20km左右。具備自主學(xué)習(xí)能力：可根據(jù)配送過程中實(shí)際的環(huán)境、路面、行人以及交通環(huán)境進(jìn)行調(diào)整。在行駛過程中，無人車頂?shù)募す飧袘?yīng)系統(tǒng)會自動檢測前方行人車輛，靠近三米左右會自動停車。遇到障礙物會自動避障，可攀登25度的斜坡。02PARTTWO電子產(chǎn)品代碼（EPC）2.2.1EPC概述電子產(chǎn)品代碼（ElectronicProductCode，簡稱EPC編碼）是由一個比米粒還小的電子芯片和一個軟天線組成，電子標(biāo)簽像紙一樣薄，可以做成郵票大小或者更小物流體系。EPC電子標(biāo)簽的特點(diǎn)是全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，價格也非常便宜。EPC電子標(biāo)簽具有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、價格低廉、聯(lián)網(wǎng)互通的特點(diǎn)。電子產(chǎn)品代碼（EPC編碼）是國際條碼組織推出的新一代產(chǎn)品編碼體系。是對每個單品都賦予一個全球唯一編碼。EPC系統(tǒng)利用RFID技術(shù)識別物品。載體是RFID電子標(biāo)簽，讀取EPC標(biāo)簽時，可以與一些動態(tài)數(shù)據(jù)連接，并借助互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。EPC電子標(biāo)簽2.2.2EPC系統(tǒng)框架

EPC系統(tǒng)由全球電子產(chǎn)品代碼（EPC）編碼體系、射頻識別系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分組成，主要包括6個方面：EPC編碼、標(biāo)簽、讀寫器、中間件（Middleware）、EPC對象名解析服務(wù)器（EPCObjectNameService,EPCONS）和信息發(fā)布服務(wù)（EPCInformationSystem，EPCIS）。EPC系統(tǒng)構(gòu)建了基于物聯(lián)網(wǎng)的RFID體系架構(gòu)。在物聯(lián)網(wǎng)EPC系統(tǒng)的運(yùn)行中，當(dāng)EPC碼與EPCIS建立起聯(lián)系后，可以獲得大量的物品信息，并可以實(shí)時更新物品的信息，一個全新的、以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的、物品標(biāo)識的物聯(lián)網(wǎng)就建立起來了。2.2.2EPC系統(tǒng)框架EPC系統(tǒng)的組成系統(tǒng)構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容注

釋EPC編碼體系EPC碼給全球物品編碼EPC射頻識別EPC標(biāo)簽貼在物品之上或內(nèi)嵌在物品之中EPC讀寫器讀寫EPC標(biāo)簽EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)EPC中間件（Middleware）EPC系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)的支持工作對象名稱解析服務(wù)（ONS）信息發(fā)布服務(wù)（EPCIS）2.2.2EPC系統(tǒng)框架物聯(lián)網(wǎng)EPC系統(tǒng)工作原理在物聯(lián)網(wǎng)中，每一個物品都被賦予一個EPC碼，EPC碼用來對物品進(jìn)行唯一標(biāo)識。EPC碼存儲在物品的電子標(biāo)簽中，讀寫器對電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫，電子標(biāo)簽和讀寫器構(gòu)成一個RFID系統(tǒng)。讀寫器對電子標(biāo)簽掃描后，將EPC碼發(fā)送給中間件。中間件通過互聯(lián)網(wǎng)向ONS服務(wù)器發(fā)出查詢指令，ONS服務(wù)器根據(jù)規(guī)則查出儲存信息的IP地址，同時根據(jù)IP地址引導(dǎo)中間件訪問ONS服務(wù)器。ONS服務(wù)器中存儲著該物品的詳細(xì)信息，在收到查詢要求后，將該物品的詳細(xì)信息以網(wǎng)頁形式發(fā)送回中間件以供查詢。2.2.3EPC編碼體系EPC-96編碼的通用結(jié)構(gòu)EPC的編碼結(jié)構(gòu)是一個二進(jìn)制位串，有64位、96位、198位和256位等幾種結(jié)構(gòu)，由標(biāo)頭和數(shù)字字段兩部分構(gòu)成，標(biāo)頭字段確定了碼的總長度、結(jié)構(gòu)和功能（標(biāo)識類型）。EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（TagDataStandard，TDS）V1.1中規(guī)定編碼的標(biāo)頭為2位或者8位。EPC編碼體系分為3類：通用標(biāo)識（GeneralIDentifier，GID）類型、基于EAN.UCC的標(biāo)識類型和美國國防部（DepartmentofDefenseoftheUnitedStates，DOD）標(biāo)識類型。96位的EPC通用標(biāo)識GID-96的編碼結(jié)構(gòu)如圖所示，包含了標(biāo)頭、通用管理者代碼、對象分類代碼和序列代碼4個字段。2.2.3EPC編碼體系8位標(biāo)頭的前兩位必須是00。標(biāo)頭值00000000保留，以允許使用長度大于8位的標(biāo)頭。當(dāng)前已分配的標(biāo)頭如果前兩位非00或前5位為00001，則可以推斷該標(biāo)簽是64位，否則該標(biāo)簽為96位。

通用管理者代碼通常就是廠商識別代碼，由EPCglobal分配，用于標(biāo)識一個組織管理實(shí)體，負(fù)責(zé)維護(hù)對象分類代碼和序列代碼。

對象分類代碼用于識別物品的種類或類型，其在每個廠商識別代碼下必須是唯一的。對象分類代碼也包括消費(fèi)性包裝品的庫存單元或高速公路系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)等。

序列代碼則在每個對象分類代碼內(nèi)是唯一的，也就是說，管理實(shí)體負(fù)責(zé)為每個對象分類代碼分配唯一的、不重復(fù)的序列代碼。2.2.3EPC編碼體系EPC標(biāo)簽數(shù)據(jù)（TDS）標(biāo)準(zhǔn)定義了5種基于EAN.UCC的標(biāo)識類型：系列化全球貿(mào)易標(biāo)識代碼（SerialisedGlobalTradeIdentificationNumber，SGTIN）系列貨運(yùn)包裝箱代碼（SerialShippingContainerCode，SSCC）系列化全球位置代碼（SerialisedGlobalLocationNumber，SGLN）全球可回收資產(chǎn)代碼（GlobalReturnableAssetIdentifier，GRAI）全球單個資產(chǎn)代碼（GlobalIndividualAssetIdentifier，GIAI）2.2.3EPC編碼體系SGTIN-96的編碼結(jié)構(gòu)如圖所示，由標(biāo)頭、濾值、分區(qū)值、廠商識別代碼、對象分類代碼和序列代碼6個字段組成：標(biāo)頭的值固定為00110000，代表SGTIN-96。濾值用來快速過濾和確定基本物流類型，如001表示零售消費(fèi)者貿(mào)易項(xiàng)目、010表示標(biāo)準(zhǔn)貿(mào)易項(xiàng)目組合、011表示單件項(xiàng)目等。分區(qū)值指出隨后的廠商識別代碼和產(chǎn)品分類代碼兩個字段各占多少位。例如，如果廠商識別代碼為24位，對象分類代碼為20位，則分區(qū)值為5（101）。廠商識別代碼由EAN或UCC分配給組織管理實(shí)體。對象分類代碼由組織管理實(shí)體分配給一個特定對象分類。序列代碼為一個數(shù)字，是廠商分配給每一件產(chǎn)品的唯一標(biāo)識符。SGTIN-96編碼結(jié)構(gòu)03PARTTHREE自動識別技術(shù)自動識別技術(shù)自動識別（AutomaticIdentification）通常與數(shù)據(jù)采集（DataCollection）聯(lián)系在一起，形成自動識別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)（AutoIdentificationandDataCollection，AIDC）。自動識別技術(shù)就是應(yīng)用一定的裝置，通過被識別物件和識別裝置之間的接近活動，對字符、影像、條碼、聲音、信號等記錄數(shù)據(jù)的載體用機(jī)器進(jìn)行自動識別，主動地獲取被識別物件的相關(guān)信息，并提供給后臺計算機(jī)系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。常用的自動識別技術(shù)有條形碼識別技術(shù)、磁卡（條）和IC卡技術(shù)、射頻識別技術(shù)、圖像識別技術(shù)、光學(xué)字符識別（OCR）技術(shù)和生物識別技術(shù)等。2.3.1光學(xué)字符識別技術(shù)1.光學(xué)字符識別光學(xué)字符識別（OpticalCharacterRecognition，OCR）是指利用掃描儀等電子設(shè)備將印刷體圖像和文字轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可識別的圖像信息，再利用圖像處理技術(shù)將上述圖像信息轉(zhuǎn)換為計算機(jī)文字，以便對其進(jìn)行進(jìn)一步編輯加工的系統(tǒng)技術(shù)。

OCR的關(guān)鍵問題：如何除錯或利用輔助信息提高識別正確率。衡量一個OCR系統(tǒng)性能好壞的主要指標(biāo)有：拒識率、誤識率、識別速度、用戶界面的友好性，產(chǎn)品的穩(wěn)定性，易用性及可行性等。應(yīng)用領(lǐng)域：零售價格識讀、訂單數(shù)據(jù)輸入、單證識讀、支票識讀、文件識讀、微電路及小件產(chǎn)品上的狀態(tài)特征識讀、車牌號碼自動識別。2.3.1光學(xué)字符識別技術(shù)2.識別方法識別方法有三類，包括相關(guān)匹配識別、概率判定準(zhǔn)則及句法模式識別。相關(guān)匹配識別法：是根據(jù)字符的直觀形象提取特征，用相關(guān)匹配進(jìn)行識別。這種匹配既可在空間區(qū)域內(nèi)及時間域內(nèi)進(jìn)行，同時也可在頻率域內(nèi)進(jìn)行，相關(guān)匹配又可細(xì)分為圖形匹法、筆畫分析法、幾何特征提取法等。概率判定準(zhǔn)則法：利用文字的統(tǒng)計特性中的概率分布，用概率判定準(zhǔn)則進(jìn)行識別，如利用字符可能出現(xiàn)的先驗(yàn)概率，結(jié)合一些其他條件，計算出輸入字符屬于某類的概率，通過概率進(jìn)行判別。語句模式識別法：根據(jù)字符的結(jié)構(gòu)，用有限狀態(tài)文法結(jié)構(gòu)，構(gòu)成形式語句用語言的文法推理來識別文字的方法。近年來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)理論的發(fā)展，對OCR技術(shù)起到了進(jìn)一步的推動作用。2.3.1光學(xué)字符識別技術(shù)3.識別過程

OCR系統(tǒng)的識別過程包括獲取識別圖像、圖像預(yù)處理、版面分析、文本的切割、特征提取、單字識別、后處理、文稿校對等幾個階段，其中最關(guān)鍵的階段是特征提取和比對識別階段。圖像輸入就是將要處理的檔案通過光學(xué)設(shè)備輸入到計算機(jī)中。要進(jìn)行OCR識別，第一步要采集所要識別的圖像，可以是名片、身份證、護(hù)照、行駛證、駕駛證、公文、文檔等等都可以，然后將圖像輸入到識別核心。在OCR系統(tǒng)中，識讀圖像信息的設(shè)備稱為光學(xué)符號閱讀器，簡稱光符閱讀器。它是將印在紙上的圖像或字符借助光學(xué)方法變換為電信號后，再傳送給計算機(jī)進(jìn)行自動識別的裝置。一般的OCR系統(tǒng)的輸入裝置可以是掃描儀、傳真機(jī)、攝像機(jī)或數(shù)字式照相機(jī)等。

OCR系統(tǒng)識別過程2.3.1光學(xué)字符識別技術(shù)3.識別過程圖像預(yù)處理包含圖像二值化（將圖像上的像素點(diǎn)灰度值設(shè)置為0或255，也就是將整個圖像呈現(xiàn)出明顯的只有黑和白的視覺效果）、去除噪聲及傾斜度矯正等圖像預(yù)處理及圖文分析、文字行與字分離的文件前處理。圖像預(yù)處理后，就進(jìn)入特征提取階段。特征提取是OCR系統(tǒng)的核心，用什么特征、怎么提取，直接影響識別的好壞。特征可分為兩類：統(tǒng)計特征和結(jié)構(gòu)特征。統(tǒng)計特征有文字區(qū)域內(nèi)的黑/白點(diǎn)數(shù)比等。結(jié)構(gòu)特征有字的筆畫端點(diǎn)、交叉點(diǎn)的數(shù)量及位置等。

OCR系統(tǒng)識別過程2.3.1光學(xué)字符識別技術(shù)3.識別過程圖像的特征被提取后，進(jìn)行比對數(shù)據(jù)庫或特征數(shù)據(jù)庫的比對。比對方法有歐式空間的比對方法、松弛比對法、動態(tài)程序比對法，以及類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫建立及比對、隱馬爾可夫模型等方法。利用專家知識庫和各種特征比對方法的相異互補(bǔ)性，可以提高識別的正確率。比對算法有可能產(chǎn)生錯誤，在正確性要求較高的場合下，需要采用人工校對方法，對識別輸出的文字從頭至尾進(jìn)行查看，檢出錯識的字，再加以糾正。為了提高人工糾錯的效率，在顯示輸出結(jié)果時往往把錯誤可能性較大的單字用特殊顏色加以標(biāo)識，以引起用戶注意。也可以利用文字處理軟件自附的自動檢錯功能來校正拼寫錯誤或者不合語法規(guī)則的詞匯。

OCR系統(tǒng)識別過程2.3.1光學(xué)字符識別技術(shù)3.識別過程光學(xué)文字識別（OCR）技術(shù)可分為印刷體文字識別和手寫體文字識別兩大類，后者又可分為聯(lián)機(jī)（on-line）手寫體識別和脫機(jī)（off-line）手寫體識別。從識別的難度來看，多體印刷體識別難于單體印刷體識別，手寫體識別難于印刷體識別，而脫機(jī)手寫體識別又遠(yuǎn)遠(yuǎn)難于聯(lián)機(jī)手寫體識別。識別器是整個系統(tǒng)的核心。字符的模式表達(dá)形式和相應(yīng)的字典形成方法有多種，每種形式又可以選擇不同的特征，每種特征又有不同的抽取方法，這就使得判別方法和準(zhǔn)則以及所用的數(shù)學(xué)工具不同，形成了種類繁多、形式特別的文字識別方法。用于文字識別的模式識別方法可以大致分為統(tǒng)計模式識別、結(jié)構(gòu)模式識別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別。識別器結(jié)構(gòu)圖2.3.2生物識別技術(shù)

生物識別技術(shù)主要是指通過人類生物特征進(jìn)行身份認(rèn)證的一種技術(shù)。生物特征識別技術(shù)依據(jù)的是生物獨(dú)一無二的個體特征，這些特征可以測量或可自動識別和驗(yàn)證，具有遺傳性或終身不變等特點(diǎn)。生物特征的含義很廣，大致上可分為身體特征和行為特征兩類。身體特征包括指紋、靜脈、掌型、視網(wǎng)膜、虹膜、人體氣味、臉型，甚至血管、DNA和骨骼等。行為特征包括簽名、語音和行走步態(tài)等。生物識別系統(tǒng)對生物特征進(jìn)行取樣，提取其唯一的特征，轉(zhuǎn)化成數(shù)字代碼，并進(jìn)一步將這些代碼組成特征模板。當(dāng)進(jìn)行身份認(rèn)證時，識別系統(tǒng)獲取該人的特征，并與數(shù)據(jù)庫中的特征模板進(jìn)行比對，以確定二者是否匹配，從而決定接受或拒絕該人。2.3.2生物識別技術(shù)1.語音識別技術(shù)語音識別技術(shù)發(fā)展：起始于20世紀(jì)50年代，這一時期的語音識別研究主要集中在對元音、輔音、數(shù)字和孤立詞的識別。20世紀(jì)60年代，線性預(yù)測分析和動態(tài)規(guī)劃的提出較好地解決了語音信號模型和語音信號不等長兩個問題，通過語音信號的線性預(yù)測編碼，有效地解決了語音信號的特征提取。20世紀(jì)70年代，基于動態(tài)規(guī)劃的動態(tài)時間規(guī)整技術(shù)基本成熟，特別提出了矢量量化和隱馬爾可夫模型理論。20世紀(jì)80年代，語音識別的任務(wù)開始從對孤立詞、連接詞的識別轉(zhuǎn)向?qū)Ψ翘囟ㄈ说拇笤~匯量連續(xù)語音的識別，識別算法也從傳統(tǒng)的基于標(biāo)準(zhǔn)模板匹配的方法轉(zhuǎn)向基于統(tǒng)計模型的方法。20世紀(jì)90年代以后，更關(guān)注說話者自適應(yīng)、聽覺模型、快速搜索識別算法。2.3.2生物識別技術(shù)1.語音識別技術(shù)語音識別系統(tǒng)基本原理：預(yù)處理模塊濾除原始語音信號中的次要信息及背景噪音等，包括抗混疊濾波、預(yù)加重、模/數(shù)轉(zhuǎn)換、自動增益控制等處理過程，將語音信號數(shù)字化。特征提取模塊對語音的聲學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析后提取出語音特征參數(shù)，形成特征矢量序列。語音識別系統(tǒng)常用的特征參數(shù)有短時平均幅度、短時平均能量、線性預(yù)測編碼系數(shù)、短時頻譜等。特征提取和選擇是構(gòu)建系統(tǒng)的關(guān)鍵，對識別效果極為重要。語音識別系統(tǒng)基本原理框圖2.3.2生物識別技術(shù)2.指紋識別技術(shù)自動指紋識別系統(tǒng)（AutomaticFingerprintIdentificationSystem，AFIS）：AFIS包括指紋信息錄入和指紋特征識別兩個環(huán)節(jié)。指紋識別流程：指紋識別流程對指紋進(jìn)行圖像采集；對圖像進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)、去噪聲、亮度調(diào)節(jié)等圖像增強(qiáng)的預(yù)處理，去除指紋圖像中的形變、模糊、噪聲等干擾；提取出指紋圖像的特征值并加以存儲；將采集的特征值與指紋庫中的特征值進(jìn)行匹配，以此作為身份識別的依據(jù)；采集獲取的指紋圖像需要經(jīng)過分割、增強(qiáng)、細(xì)化、細(xì)節(jié)點(diǎn)提取等步驟，最后判斷所得的特征信息與錄入信息是否匹配。指紋特征識別2.3.2生物識別技術(shù)3.人臉識別技術(shù)人臉識別技術(shù)是指通過比較人臉的視覺特征信息進(jìn)行身份鑒別的技術(shù)。從廣義角度而言，人臉識別技術(shù)包括構(gòu)建人臉識別系統(tǒng)的一系列相關(guān)技術(shù)，如人臉圖像采集、人臉識別預(yù)處理、身份查找和身份確認(rèn)等。從狹義角度而言，人臉識別技術(shù)就是身份查找或身份確認(rèn)的過程。人臉識別技術(shù)的優(yōu)越性：不需要人工操作，是一種非接觸式的識別技術(shù)；快速、簡便；直觀、準(zhǔn)確、可靠；性價比高，可擴(kuò)展性好；可跟蹤性好；具有自學(xué)習(xí)功能。人臉識別技術(shù)2.3.2生物識別技術(shù)3.人臉識別技術(shù)人臉識別技術(shù)應(yīng)用范圍：考勤系統(tǒng)，如某些大型公司和學(xué)校都用人臉識別技術(shù)來進(jìn)行考勤打卡；安全驗(yàn)證系統(tǒng)，如信用卡驗(yàn)證；刑事案件偵破；出入口控制，如“北京奧運(yùn)會”和“G20杭州峰會”應(yīng)用人臉識別技術(shù)進(jìn)行安保；人機(jī)交互領(lǐng)域；金融行業(yè)，如支付寶推出的刷臉功能，微信推出的身份證人臉認(rèn)證功能。2.3.2生物識別技術(shù)3.人臉識別技術(shù)人臉識別技術(shù)的研究內(nèi)容：人臉檢測：從不同情形中找出人臉?biāo)谧鴺?biāo)與人臉占有的面積區(qū)域，這種方法會受到光照強(qiáng)度、圖像噪點(diǎn)、頭部偏角、臉部大小、情緒、圖片成像器材質(zhì)量和各種裝飾物遮擋的影響。人臉表征：提取出人的面部特征，確定檢測的人臉和數(shù)據(jù)庫（人臉庫）中已存在的人臉描述方式，方法包括人臉幾何特征（如歐氏距離、曲率、角度等）、代數(shù)特征（如矩陣特征矢量等）、固定特征模板、特征臉等。人臉識別：將待測對象與數(shù)據(jù)庫中已存在的人臉圖像進(jìn)行比對并得出結(jié)果，關(guān)鍵是選擇適當(dāng)?shù)娜四樏枋龇绞脚c匹配算法。面部表情、姿態(tài)分析：通過計算機(jī)識別面部表情的變化，從而分析和理解人的情緒。生理分類：對人臉生理特征進(jìn)行仔細(xì)分析，得到相關(guān)結(jié)論，這些生理特征包括人的性別、年齡、種族、職業(yè)等信息。2.3.2生物識別技術(shù)3.人臉識別技術(shù)人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)流程：有靜態(tài)圖像輸入和視頻圖像輸入兩種。人臉識別應(yīng)用系統(tǒng)流程2.3.3卡識別技術(shù)1.磁條（卡）技術(shù)磁條就是一層薄薄的由定向排列的鐵性氧化粒子組成的材料，并用樹脂黏合在諸如紙或者塑料這樣的非磁性基片上。磁條技術(shù)應(yīng)用了磁學(xué)的基本原理，磁條記錄信息的方法是變化小塊磁物質(zhì)的極性，識讀器材能夠在磁條內(nèi)分辨磁性變換。磁條技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)可讀寫，即具有現(xiàn)場改寫數(shù)據(jù)的能力；數(shù)據(jù)存儲量能滿足大多數(shù)需求，便于使用，成本低廉，還具有一定的數(shù)據(jù)安全性；能黏附于許多不同規(guī)格和形式的基材上，應(yīng)用場景廣泛。

（信用卡、銀行自動柜員機(jī)ATM

卡、機(jī)票、公共汽車票、自動售貨卡、會員卡、

現(xiàn)金卡、旅館房間門卡等）一種常見的磁卡2.3.3卡識別技術(shù)2.

IC卡識別技術(shù)IC卡是超大規(guī)模集成電路技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及信息安全技術(shù)等發(fā)展的產(chǎn)物，是將一個微電子芯片嵌入符合ISO7816標(biāo)準(zhǔn)的卡基中，做成卡片形式。IC卡概述一種常見的IC卡IC卡讀寫器是IC卡與應(yīng)用系統(tǒng)間的橋梁，在ISO國際標(biāo)準(zhǔn)中稱為接口設(shè)備IFD；IC卡接口電路可選擇并行通信、半雙工串行通信和集成總線電路通信等不同的IC卡讀寫芯片；IC卡一般指接觸式IC卡，非接觸式IC卡則稱射頻識別卡。IC卡特點(diǎn)IC卡的存儲容量大，便于應(yīng)用，方便保管；IC卡防磁、防一定強(qiáng)度的靜電，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性比磁卡高使用壽命長，一般可重復(fù)讀寫10萬次以上；IC卡的價格稍高，接觸式IC卡的觸點(diǎn)暴露在外面，有可能因人為的原因或靜電損壞。2.3.3卡識別技術(shù)2.

IC卡識別技術(shù)IC卡應(yīng)用系統(tǒng)，由IC卡、讀寫器以及后臺計算機(jī)管理系統(tǒng)組成。讀寫器的基本工程：向卡提供穩(wěn)定的電源和時鐘，向無觸點(diǎn)卡發(fā)射射頻信號，并提供卡工作所需的能量；IC卡插入/退出的識別和控制；實(shí)現(xiàn)讀寫器與卡之間的數(shù)據(jù)交換，并提供控制信號；對加密數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供相應(yīng)的加密/解密處理及密鑰管理機(jī)制；提供外部控制信息，與其他設(shè)備進(jìn)行信息交換。2.3.3卡識別技術(shù)2.

IC卡識別技術(shù)IC卡的類型：根據(jù)IC卡芯片的功能分類，有如下幾種類型：存儲器卡：內(nèi)嵌芯片相當(dāng)于普通串行EEPROM存儲器，信息存儲方便，使用簡單，價格便宜，但不具備信息保密功能；邏輯加密卡：內(nèi)嵌芯片在存儲區(qū)外增加了控制邏輯，在訪問存儲區(qū)之前需要核對密碼，只有密碼正確時才能進(jìn)行存取操作，信息保密性較好；CPU卡：內(nèi)嵌芯片相當(dāng)于一個特殊類型的單片機(jī)，內(nèi)部除了帶有控制器、存儲器、時序控制邏輯等外，還帶有算法單元和操作系統(tǒng)。存儲容量大、處理能力強(qiáng)、信息存儲安全；超級智能卡：具有MPU（微處理器）和存儲器，并裝有鍵盤、液晶顯示器和電源、指紋識別裝置等。2.3.3卡識別技術(shù)2.

IC卡識別技術(shù)根據(jù)IC卡對卡內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫方式的不同，可以分為接觸式IC卡和非接觸式IC卡兩大類：接觸式IC卡具有標(biāo)準(zhǔn)形狀的銅皮觸點(diǎn)，讀寫機(jī)具上有一個帶觸點(diǎn)的卡座，通過卡座上的觸點(diǎn)與卡上的銅皮觸點(diǎn)的接觸后，實(shí)現(xiàn)對卡上數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫和處理；非接觸式IC卡（又稱感應(yīng)式IC卡、射頻識別卡）與接觸式IC卡的區(qū)別是卡片內(nèi)封裝有感應(yīng)天線，無外露部分，對卡上芯片的讀寫和操作是通過讀寫機(jī)具（基站）發(fā)出的電磁波來進(jìn)行的。2.3.3卡識別技術(shù)2.

IC卡識別技術(shù)根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域劃分IC卡類型，可分為金融芯片卡和非金融芯片卡兩種：金融芯片卡又有信用卡和現(xiàn)金儲值卡之分；市場上有兩種金融芯片卡標(biāo)準(zhǔn)，一種是國際上應(yīng)用較多的EMV（Europay,MasterCard,Visa）標(biāo)準(zhǔn)，另一種是我國央行的PBOC（thePeople’sBankOfChina）2.0標(biāo)準(zhǔn)。2.3.3卡識別技術(shù)2.

IC卡識別技術(shù)IC卡系統(tǒng)通信接觸式IC卡系統(tǒng)主要由收（付）費(fèi)卡、讀卡器、中央控制單元三部分組成；接觸式IC卡內(nèi)通信是通過收（付）費(fèi)卡表面的電接觸點(diǎn)與讀寫器裝置之間進(jìn)行接觸而實(shí)現(xiàn)通信的，因而在實(shí)際操作時收（付）費(fèi)卡必須插入讀卡器才能傳送消息。非接觸式IC卡系統(tǒng)采用射頻通信技術(shù)在讀卡器和IC卡之間采用半雙工通信方式，以1356MHz的高頻電磁波為媒介，采用106kb/s（載波頻率的128分頻）的傳輸速率進(jìn)行通信。2.3.4條形碼技術(shù)1.條碼的產(chǎn)生和發(fā)展20世紀(jì)20年代，美國發(fā)明家約翰·克莫德（JohnKermode）在信封上加了條碼，根據(jù)條數(shù)來表示地址編碼，如一個“條”代表數(shù)字1，兩個“條”代表2的方式進(jìn)行；20世紀(jì)40年代，美國的兩位工程師開始研究將代碼技術(shù)應(yīng)用到食品項(xiàng)目中，同時找尋適合的自動識別設(shè)備，用于代碼的識別；1966年，IBM和NCR公司推出了世界上首套條碼技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在商品包裝的磁條上加入商品價格信息，該商品信息可通過掃描器掃描出來。2.3.4條形碼技術(shù)2.條形碼的概念條形碼（簡稱條碼）是寬度不同、反射率不同的條和空，按照一定的編碼規(guī)則（碼制）編制成的，用以表達(dá)一組數(shù)字或字母符號信息的圖形標(biāo)識符，即條形碼是一組粗細(xì)不同，按照一定的規(guī)則安排間距的平行線條圖形。條碼的編碼：指按一定的規(guī)則，用條、空圖案對一數(shù)字或一字符集合進(jìn)行表示。條碼編碼方法有兩種：寬度調(diào)節(jié)法和模塊組配法。模塊的概念：構(gòu)成條碼的基本單位是模塊，模塊是指條碼中最窄的條或空。模塊的寬度通常以mm或mil（千分之一英寸，1英寸等于25.4mm）為單位。構(gòu)成條碼的一個條或空稱為一個單元，一個單元包含的模塊數(shù)是由編碼方式?jīng)Q定的。2.3.4條形碼技術(shù)2.條形碼的概念條碼符號的密度：指單位長度的條碼所表示的字符個數(shù)。對于一種碼制而言，密度主要由模塊的尺寸決定，模塊尺寸越小，密度越大，所以密度值通常以模塊尺寸的值來表示（如5mil）。通常7.5mil以下的條碼稱為高密度條碼，15mil以上的條碼稱為低密度條碼，條碼密度越高，要求條碼識讀設(shè)備的性能（如分辨率）也越高。高密度的條碼通常用于標(biāo)識小的物體，如精密電子元件；低密度條碼一般應(yīng)用于遠(yuǎn)距離閱讀的場合，如倉庫管理。條碼的寬窄比：對于只有兩種寬度單元的碼制，寬單元與窄單元的比值稱為寬窄比，一般為2～3左右（常用的有2∶1、3∶1）。寬窄比較大時，閱讀設(shè)備更容易分辨寬單元和窄單元，因此比較容易閱讀。2.3.4條形碼技術(shù)2.條形碼的概念條碼的對比度：條碼的對比度（PrintContrastSignal，PCS）是條碼符號的光學(xué)指標(biāo)，PSC值越大則條碼的光學(xué)特性越好。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：PCS=（RL-RD）/RL×100%，其中RL表示條的反射率，RD表示空的反射率。條碼字符集：指某種條碼所含全部條碼字符的集合。條碼字符中字符總數(shù)不能大于該種碼制的編碼容量。條碼的連續(xù)性與非連續(xù)性：連續(xù)性指每個條碼字符之間不存在間隔；相反，非連續(xù)性指每個條碼字符之間存在間隔。連續(xù)性條碼密度相對較高，非連續(xù)性條碼密度較低。定長條碼與非定長條碼：定長條碼指僅能表示固定字符個數(shù)的條碼；非定長條碼指能表示可變字符格式的條碼。定長條碼由于限制了字符個數(shù)，譯碼誤讀率相對較低；非定長條碼具有靈活、方便等優(yōu)點(diǎn)，但譯碼誤讀率較高。2.3.4條形碼技術(shù)2.條形碼的概念條碼雙向可讀性：條碼雙向可讀性指從條碼的左、右兩側(cè)開始掃描都可被識讀的特性。雙向可讀的條碼，識讀過程譯碼器需要判別掃描方向。條碼的碼制：指條碼符號的類型，不同類型的條碼符號，其條、空圖案對數(shù)據(jù)的編碼方法各有不同。每種碼制都具有固定的編碼容量和所規(guī)定的條碼字符集。目前常用的一維碼碼制有EAN碼、UPC碼、交叉25碼、39碼、128碼以及庫德巴（Codabar）碼等。

條碼幾種常用的條碼2.3.4條形碼技術(shù)3.條形碼的組成條碼符號的組成一個完整的條碼的組成次序依次為靜區(qū)（前）、起始符、數(shù)據(jù)符、中間分割符（主要用于EAN碼）、校驗(yàn)符、終止符、靜區(qū)（后）。2.3.4條形碼技術(shù)3.條形碼的組成靜區(qū)：指條碼左右兩端外側(cè)與空的反射率相同的限定區(qū)域，它能使閱讀器進(jìn)入準(zhǔn)備閱讀的狀態(tài)，當(dāng)兩個條碼相距較近時，靜區(qū)則有助于對它們加以區(qū)分，靜區(qū)的寬度通常應(yīng)不小于6mm（或1倍模塊寬度）。起始/終止符：指位于條碼開始和結(jié)束的若干條與空，標(biāo)志條碼的開始和結(jié)束，同時提供了碼制識別信息和閱讀方向的信息。數(shù)據(jù)符：位于條碼中間的條、空結(jié)構(gòu)，它包含條碼所表達(dá)的特定信息。中間分割符：用于數(shù)據(jù)分隔，可以把數(shù)據(jù)符分為左右數(shù)據(jù)符，部分一維條碼才會有，比如EAN碼，UPC碼。校驗(yàn)符：用于條碼校驗(yàn)，一般根據(jù)特定公式計算。2.3.4條形碼技術(shù)4.條形碼的分類商品用條碼按照維數(shù)的不同，條形碼可以分為一維條碼和二維條碼兩種。一維條碼：只在一個方向（一般是水平方向）上表達(dá)信息，即指條碼條和空的排列規(guī)則，數(shù)據(jù)容量約為30個字符左右，只能包括字母和數(shù)字。按照用途分為商品用條碼（如EAN-13碼和UPC碼）和物流條碼（如EAN128碼、交叉25碼、39碼）兩種。常用的一種一維條碼——商品用條碼，其尺寸用基本寬度單位——模塊表示，其中的兩條中間分隔符將數(shù)據(jù)符分成兩半。2.3.4條形碼技術(shù)4.條形碼的分類按照維數(shù)的不同，條形碼可以分為一維條碼和二維條碼兩種。二維條碼：用某種特定的幾何圖形，按一定規(guī)律在平面（二維方向）上分布的黑白相同的圖形。它在代碼編制上利用計算機(jī)內(nèi)部的邏輯基礎(chǔ)的“0”和“1”，使用若干個與二進(jìn)制相對應(yīng)的幾何圖形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖像輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動識讀來實(shí)現(xiàn)信息自動處理。常見的二維條碼可分為行排式（堆積式）和矩陣式（棋盤式）兩大類。行排式的有Code49、Code16K、PDF417；矩陣式的有CodeOne、DataMatrix、Maxicode、QR碼，以及自主知識產(chǎn)權(quán)的漢信碼、CM碼、GM碼、龍貝碼。2.3.4條形碼技術(shù)4.條形碼的分類二維碼二維碼的特點(diǎn)：信息容量大，垂直、水平方向皆可攜帶信息編碼范圍廣譯碼可靠性高修正錯誤能力強(qiáng)保密、防偽性能好容易制作且成本很低條碼符號的形狀可變不易損壞2.3.4條形碼技術(shù)5.條碼的識讀條碼識讀系統(tǒng)條碼符號是圖形化的編碼符號，對條碼符號的識讀需要借助一定的專用設(shè)備，將條碼符號中含有的編碼信息轉(zhuǎn)換成計算機(jī)可識別的數(shù)字信息。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上講，條碼識讀系統(tǒng)由閱讀系統(tǒng)、信號整形、譯碼和計算機(jī)系統(tǒng)等部分組成。04PARTFOURRFID技術(shù)2.4.1射頻識別系統(tǒng)概述RFID系統(tǒng)射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）系統(tǒng)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新興自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。射頻識別系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：識別距離比光學(xué)系統(tǒng)遠(yuǎn)，射頻識別卡具有讀寫能力、可攜帶大量數(shù)據(jù)、難以偽造和智能性較高等特點(diǎn)。2.4.1射頻識別系統(tǒng)概述1.射頻識別的定義射頻識別（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它利用射頻信號及其空間耦合的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對靜止或移動物品的自動識別。RFID常稱為感應(yīng)式電子芯片或近接卡、感應(yīng)卡、非接觸卡、電子標(biāo)簽、電子條碼等。RFID系統(tǒng)一般由電子標(biāo)簽（Tag）和讀寫器（Reader）組成。其原理是由讀寫器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給應(yīng)答器，用以驅(qū)動應(yīng)答器電路，讀取應(yīng)答器內(nèi)部的ID碼。2.4.1射頻識別系統(tǒng)概述2.射頻識別技術(shù)的特點(diǎn)射頻識別（RFID）技術(shù)的主要特點(diǎn)是通過電磁耦合方式來傳送識別信息，不受空間限制，可快速地進(jìn)行物體跟蹤和數(shù)據(jù)交換。RFID特點(diǎn)：數(shù)據(jù)的讀寫功能，可不需接觸，直接讀取射頻識別卡內(nèi)的數(shù)據(jù)信息到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，且可一次處理多個標(biāo)簽。RFID電子標(biāo)簽的小型化和多樣化，不受尺寸大小與形狀的限制。耐環(huán)境性?？梢苑墙佑|讀寫，可識別高速運(yùn)動物體，抗惡劣環(huán)境，對水、油和藥品等物質(zhì)具有強(qiáng)力的抗污性。2.4.1射頻識別系統(tǒng)概述2.射頻識別技術(shù)的特點(diǎn)RFID特點(diǎn)：可重復(fù)使用。由于RFID為電子標(biāo)簽存儲，可以反復(fù)讀寫，因此可以回收標(biāo)簽重復(fù)使用，提高利用率，降低電子污染。穿透性。RFID卡即便是被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明材質(zhì)包覆，也可以進(jìn)行穿透性通信；但是不能穿過鐵質(zhì)金屬物體進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)的記憶容量大。數(shù)據(jù)容量會隨著記憶規(guī)格的發(fā)展而擴(kuò)大。系統(tǒng)安全性。將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從中央計算機(jī)中轉(zhuǎn)存到標(biāo)簽上將為系統(tǒng)提供安全保障，大大地提高系統(tǒng)的安全性。RFID電子標(biāo)簽中數(shù)據(jù)的存儲安全可以通過校驗(yàn)或循環(huán)冗余校驗(yàn)的方法來得到保證。2.4.2RFID基本原理1.

RFID系統(tǒng)架構(gòu)典型的RFID系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽（Tag）、讀寫器（Reader）、RFID中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件四個部分構(gòu)成。從功能實(shí)現(xiàn)的角度來看，可將RFID系統(tǒng)分成邊沿系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，邊沿系統(tǒng)主要是完成信息的感知，屬于硬件組件部分；軟件系統(tǒng)完成信息的處理和應(yīng)用；通信設(shè)備負(fù)責(zé)整個RFID系統(tǒng)的信息傳遞。

RFID系統(tǒng)的基本組成2.4.2RFID基本原理1.

RFID系統(tǒng)架構(gòu)電子標(biāo)簽（Tag）電子標(biāo)簽也稱為應(yīng)答器或智能標(biāo)簽是一個微型的無線收發(fā)裝置，主要由內(nèi)置天線和芯片組成。每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象。電子標(biāo)簽中一般保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)，在實(shí)際應(yīng)用中，電子標(biāo)簽附著在待識別物體的表面。讀寫器可無接觸地讀取并識別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動識別體的目的。通常讀寫器與電腦相連，所讀取的標(biāo)簽信息被傳送到電腦上進(jìn)行下一步處理。2.4.2RFID基本原理1.

RFID系統(tǒng)架構(gòu)電子標(biāo)簽由收發(fā)天線、AC/DC電路、解調(diào)電路、邏輯控制電路、存儲器和調(diào)制電路組成。收發(fā)天線：接收來自讀寫器的信號，并把所要求的數(shù)據(jù)送回給讀寫器。AC/DC電路：利用讀寫器發(fā)射的電磁場能量，經(jīng)穩(wěn)壓電路輸出為其他電路提供穩(wěn)定的電源。解調(diào)電路：從接收的信號中去除載波，解調(diào)出原信號。邏輯控制電路：對來自讀寫器的信號進(jìn)行譯碼，并依讀寫器的要求回發(fā)信號。存儲器：作為系統(tǒng)運(yùn)作及存放識別數(shù)據(jù)的位置。調(diào)制電路：邏輯控制電路所送出的數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)制電路后加載到天線送給讀寫器。2.4.2RFID基本原理1.

RFID系統(tǒng)架構(gòu)讀寫器（Reader）讀寫器是一個捕捉和處理RFID電子標(biāo)簽中數(shù)據(jù)的設(shè)備，它可以是單獨(dú)的個體，也可以嵌入到其他系統(tǒng)中。讀寫器也是構(gòu)成RFID系統(tǒng)的重要部件之一，由于它能夠?qū)⒆x取RFID電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)同時也能將數(shù)據(jù)寫入標(biāo)簽中，因此也稱為讀寫器。讀寫器是將電子標(biāo)簽中的信息讀出，或?qū)?biāo)簽所需要存儲的信息寫入標(biāo)簽的裝置。根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同，讀寫器可以是讀/寫裝置，是RFID系統(tǒng)信息控制和處理中心。一種RFID讀寫器2.4.2RFID基本原理1.

RFID系統(tǒng)架構(gòu)讀寫器的基本構(gòu)成通常包括：收發(fā)天線、頻率產(chǎn)生器、鎖相環(huán)、調(diào)制電路、微處理器、存儲器、解調(diào)電路和外設(shè)接口組成。收發(fā)天線：發(fā)送射頻信號給電子標(biāo)簽，并接收標(biāo)簽返回的響應(yīng)信號及標(biāo)簽信息。頻率產(chǎn)生器：產(chǎn)生系統(tǒng)的工作頻率。鎖相環(huán)：產(chǎn)生所需的載波信號。調(diào)制電路：把發(fā)送至電子標(biāo)簽的信號加載到載波并由射頻電路送出。微處理器：產(chǎn)生要發(fā)送往電子標(biāo)簽的信號，同時對標(biāo)簽返回的信號進(jìn)行譯碼，并把譯碼所得的數(shù)據(jù)回傳給應(yīng)用程序，若是加密的系統(tǒng)還需要進(jìn)行解密操作。存儲器：存儲用戶程序和數(shù)據(jù)。解調(diào)電路：解調(diào)電子標(biāo)簽返回的信號，并交給微處理器處理。外設(shè)接口：與計算機(jī)進(jìn)行通信。2.4.2RFID基本原理1.

RFID系統(tǒng)架構(gòu)RFID天線及工作頻率在無線通信系統(tǒng)中，需要將來自發(fā)射機(jī)的導(dǎo)波能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波，或者將無線電波轉(zhuǎn)換為導(dǎo)波能量，用來輻射和接收無線電波的裝置稱為天線。發(fā)射機(jī)所產(chǎn)生的已調(diào)制的高頻電流能量（或?qū)Р芰浚┙?jīng)饋線傳輸?shù)桨l(fā)射天線，通過天線將轉(zhuǎn)換為某種極化的電磁波能量，并向所需方向發(fā)射出去。到達(dá)接收點(diǎn)后，接收天線將來自空間特定方向的某種極化的電磁波能量又轉(zhuǎn)換為已調(diào)制的高頻電流能量，經(jīng)饋線輸送到接收機(jī)輸入端。RFID天線2.4.2RFID基本原理1.

RFID系統(tǒng)架構(gòu)高頻、超高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz，典型的工作頻段有915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。頻段描述作用距離穿透能力125～134kHz低頻（LF）45cm能穿透大部分物體13.553～13.567MHz高頻（HF）1～3m勉強(qiáng)能穿透金屬和液體400～1000MHz超高頻（UHF）3～9m穿透能力較弱2.45GHz微波（Microwave）3m穿透能力最弱

RFID系統(tǒng)的工作頻率2.4.2RFID基本原理2.RFID工作原理與條碼相比，RFID電子標(biāo)簽具有讀取速度快、存儲空間大、工作距離遠(yuǎn)、穿透性強(qiáng)、外形多樣、工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)和可重復(fù)使用等多種優(yōu)勢。

RFID系統(tǒng)的工作原理RFID電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，會接收到讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動發(fā)送某一頻率的信號。讀寫器讀取信息并解碼后，送至計算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。在射頻識別系統(tǒng)中，RFID電子標(biāo)簽與讀寫器之間，通過兩者的天線架起空間電磁波傳輸?shù)耐ǖ?，通過電感耦合或電磁耦合的方式，實(shí)現(xiàn)能量和數(shù)據(jù)信息的傳輸。2.4.2RFID基本原理2.RFID工作原理RFID電子標(biāo)簽與讀寫器之間通過耦合組件實(shí)現(xiàn)射頻信號的空間（無接觸）耦合、在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞、數(shù)據(jù)的交換。讀寫器和RFID電子標(biāo)簽之間射頻信號的耦合類型有兩種：電感耦合：通過空間高頻交變磁場實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律。電磁反向散射耦合：雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)后反射，同時攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律。2.4.3RFID電子標(biāo)簽及分類有源標(biāo)簽：有源標(biāo)簽通過標(biāo)簽自帶的內(nèi)部電池進(jìn)行供電，它的電能充足，工作可靠性高，信號傳送的距離遠(yuǎn)。有源標(biāo)簽可以通過設(shè)計電池的不同壽命，對標(biāo)簽的使用時間或使用次數(shù)進(jìn)行限制，它可以用在需要限制數(shù)據(jù)傳輸量或者使用數(shù)據(jù)有限制的地方。缺點(diǎn)：價格高，體積大，標(biāo)簽的使用壽命受到限制，而且隨著標(biāo)簽內(nèi)電池電力的消耗，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x會越來越短，影響系統(tǒng)的正常工作。無源標(biāo)簽：無源標(biāo)簽的內(nèi)部不帶電池，需靠外界提供能量才能正常工作。無源標(biāo)簽具有永久的使用期，常常用在標(biāo)簽信息需要每天讀寫或頻繁讀寫多次的地方，而且無源標(biāo)簽支持長時間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲。

缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x要比有源標(biāo)簽短。1.根據(jù)標(biāo)簽的供電形式分類按照標(biāo)簽獲取電能的方式不同，常把標(biāo)簽分成有源式、無源式及半有源式。2.4.3RFID電子標(biāo)簽及分類半有源標(biāo)簽：電池僅對標(biāo)簽內(nèi)要求供電來維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路供電，或者對標(biāo)簽芯片工作所需電壓提供輔助支持，為本身耗電很少的標(biāo)簽電路供電。標(biāo)簽未進(jìn)入工作狀態(tài)前，一直處于休眠狀態(tài)，相當(dāng)于無源標(biāo)簽，標(biāo)簽內(nèi)部電池能量消耗很少，因而電池可維持幾年，甚至長達(dá)10年有效。標(biāo)簽內(nèi)部電池的作用主要在于彌補(bǔ)標(biāo)簽所處位置的射頻場強(qiáng)不足，標(biāo)簽內(nèi)部電池的能量并不轉(zhuǎn)換為射頻能量。1.根據(jù)標(biāo)簽的供電形式分類按照標(biāo)簽獲取電能的方式不同，常把標(biāo)簽分成有源式、無源式及半有源式。2.4.3RFID電子標(biāo)簽及分類低頻段電子標(biāo)簽：低頻標(biāo)簽，其工作頻率范圍為30～300kHz。典型工作頻率有：125kHz、133kHz。低頻標(biāo)簽一般為無源標(biāo)簽，其工作能量通過電感耦合方式從讀寫器耦合線圈的輻射近場中獲得。低頻標(biāo)簽的優(yōu)勢：標(biāo)簽芯片一般采用普通的CMOS工藝（集成電路芯片的主流制造工藝），具有省電、廉價的特點(diǎn)；工作頻率不受無線電頻率管制約束；可以穿透水、有機(jī)組織、木材等；非常適合近距離、低速度、數(shù)據(jù)量要求較低的識別應(yīng)用等。

低頻標(biāo)簽的劣勢：標(biāo)簽存儲數(shù)據(jù)量較少；只能適合低速、近距離識別應(yīng)用。

2.根據(jù)標(biāo)簽的工作頻率分類電子標(biāo)簽的工作頻率決定著射頻識別系統(tǒng)工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識別距離、電子標(biāo)簽及讀寫器實(shí)現(xiàn)的難易程度和設(shè)備的成本。2.4.3RFID電子標(biāo)簽及分類中高頻段電子標(biāo)簽：工作頻率一般為3～30MHz，典型工作頻率為13.56MHz。高頻電子標(biāo)簽一般也采用無源方式，其工作能量同低頻標(biāo)簽一樣，也是通過電感（磁）耦合方式從讀寫器耦合線圈的輻射近場中獲得。高頻標(biāo)簽由于可方便地做成卡狀，其典型應(yīng)用包括：電子車票、電子身份證、電子閉鎖防盜等。高頻標(biāo)簽的基本特點(diǎn)與低頻標(biāo)簽相似，由于其工作頻率的提高，可以選用較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。電子標(biāo)簽天線的設(shè)計相對簡單，標(biāo)簽一般制成標(biāo)準(zhǔn)卡片形狀。

2.根據(jù)標(biāo)簽的工作頻率分類2.4.3RFID電子標(biāo)簽及分類超高頻與微波電子標(biāo)簽：簡稱為微波電子標(biāo)簽，其典型工作頻率為433.92MHz、862（902）～928MHz、2.45GHz和5.8GHz。微波電子標(biāo)簽可分為有源標(biāo)簽與無源標(biāo)簽兩類。標(biāo)簽與讀寫器之間的耦合方式為電磁耦合方式。讀寫器天線輻射場為無源標(biāo)簽提供射頻能量，將有源標(biāo)簽喚醒。微波電子標(biāo)簽的選用，主要考慮其是否無源，無線讀寫距離，是否支持多標(biāo)簽讀寫，是否適合高速識別應(yīng)用，讀寫器的發(fā)射功率容限，電子標(biāo)簽和讀寫器的價格等方面。微波電子標(biāo)簽的典型應(yīng)用包括移動車輛識別、電子身份證、倉儲物流應(yīng)用、電子閉鎖防盜（電子遙控門鎖控制器）等。

2.根據(jù)標(biāo)簽的工作頻率分類2.4.3RFID電子標(biāo)簽及分類只讀標(biāo)簽：內(nèi)部只有只讀存儲器（ROM），ROM中存儲有標(biāo)簽的標(biāo)識信息。在電子標(biāo)簽芯片的生產(chǎn)過程中將標(biāo)簽信息寫入芯片，使得每一個電子標(biāo)簽擁有唯一的用戶身份證明（UID）標(biāo)識。可讀寫標(biāo)簽：內(nèi)部的存儲器，除了ROM、緩沖存儲器之外，還有非活動可編程記憶存儲器?？勺x寫標(biāo)簽一般存儲的數(shù)據(jù)比較大，這種標(biāo)簽一般都是用戶可編程的，標(biāo)簽中除了存儲標(biāo)識碼外，還存儲有大量的被標(biāo)識項(xiàng)目的其他相關(guān)信息，如生產(chǎn)信息、防偽校驗(yàn)碼等。一次寫入多次讀出標(biāo)簽：WORM標(biāo)簽既有接觸式改寫的電子標(biāo)簽，也有無接觸式改寫的電子標(biāo)簽。WORM標(biāo)簽一般大量用在一次性使用的場合，如航空行李標(biāo)簽、特殊身份證件標(biāo)簽等。3.根據(jù)標(biāo)簽的可讀性分類根據(jù)使用的存儲器類型，可以將標(biāo)簽分成只讀（ReadOnly，RO）標(biāo)簽、可讀寫（ReadandWrite，RW）標(biāo)簽和一次寫入多