物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)教程_標(biāo)識(shí)技術(shù)匯編

1、第第 3章章 標(biāo)識(shí)技術(shù)標(biāo)識(shí)技術(shù) 學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)標(biāo)識(shí)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)標(biāo)識(shí)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 不同的標(biāo)識(shí)體系不同的標(biāo)識(shí)體系 電子產(chǎn)品編碼（電子產(chǎn)品編碼（EPCEPC） Click to add title in here 123本章主要涉及：本章主要涉及：3.1 特定領(lǐng)域的標(biāo)識(shí)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)特定領(lǐng)域的標(biāo)識(shí)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)數(shù)據(jù)采集方式的發(fā)展過程主要經(jīng)歷了數(shù)據(jù)人工采數(shù)據(jù)采集方式的發(fā)展過程主要經(jīng)歷了數(shù)據(jù)人工采集和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集二個(gè)階段集和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集二個(gè)階段, 而數(shù)據(jù)自動(dòng)采集在而數(shù)據(jù)自動(dòng)采集在不同的歷史階段及針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以使用不同的歷史階段及針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域可以使用不同的技術(shù)手段。不同的技術(shù)手段。目前

2、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集主要使用了條形碼技術(shù)、目前數(shù)據(jù)自動(dòng)采集主要使用了條形碼技術(shù)、IC卡卡技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、光符號(hào)識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、光符號(hào)識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)、遙感遙測(cè)、機(jī)器人別技術(shù)、生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)、遙感遙測(cè)、機(jī)器人智能感知等技術(shù)。智能感知等技術(shù)。3.1 特定領(lǐng)域的標(biāo)識(shí)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)特定領(lǐng)域的標(biāo)識(shí)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù)數(shù)據(jù)采集方式的發(fā)展過程數(shù)據(jù)采集方式的發(fā)展過程 3.1.1 條形碼技術(shù)條形碼技術(shù)條形碼是一種信息圖形化表示方法，可以把信條形碼是一種信息圖形化表示方法，可以把信息制作成條形碼，然后用相應(yīng)的掃描設(shè)備把其息制作成條形碼，然后用相應(yīng)的掃描設(shè)備把其中的信息輸入到計(jì)算

3、機(jī)中。中的信息輸入到計(jì)算機(jī)中。條形碼分為一維條碼和二維條碼條形碼分為一維條碼和二維條碼 3.1.1 條形碼技術(shù)條形碼技術(shù)1. 一維條形碼一維條形碼 條形碼或者條碼（條形碼或者條碼（barcode）是將寬度不等的）是將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按一定的編碼規(guī)則排列，用以多個(gè)黑條和空白，按一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識(shí)符。 常見的一維條形碼是由黑條（簡稱條）和白條常見的一維條形碼是由黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排成平行線圖案。（簡稱空）排成平行線圖案。 條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品條形碼可以標(biāo)出物品的生產(chǎn)國、制造廠家、商品名稱、生產(chǎn)日期以及

4、圖書分類號(hào)、郵件起止地點(diǎn)、名稱、生產(chǎn)日期以及圖書分類號(hào)、郵件起止地點(diǎn)、類別、日期等信息。類別、日期等信息。 3.1.1 條形碼技術(shù)條形碼技術(shù)一維條形碼一維條形碼 3.1.1 條形碼技術(shù)條形碼技術(shù)2. 二維條形碼二維條形碼 通常一維條形碼所能表示的字符集不過通常一維條形碼所能表示的字符集不過10個(gè)個(gè)數(shù)字、數(shù)字、26個(gè)英文字母及一些特殊字符，條碼字符個(gè)英文字母及一些特殊字符，條碼字符集最大所能表示的字符個(gè)數(shù)為集最大所能表示的字符個(gè)數(shù)為128個(gè)個(gè)ASCII字符，字符，信息量非常有限，因此二維條形碼誕生了。信息量非常有限，因此二維條形碼誕生了。3.1.1 條形碼技術(shù)條形碼技術(shù)二維條形碼是在二維空間水平

5、和豎直方向存儲(chǔ)信二維條形碼是在二維空間水平和豎直方向存儲(chǔ)信息的條形碼。它的優(yōu)點(diǎn)是信息容量大，譯碼可靠息的條形碼。它的優(yōu)點(diǎn)是信息容量大，譯碼可靠性高，糾錯(cuò)能力強(qiáng)，制作成本低，保密與防偽性性高，糾錯(cuò)能力強(qiáng)，制作成本低，保密與防偽性能好。能好。以常用的二維條形碼以常用的二維條形碼PDF417碼為例，可以表示字碼為例，可以表示字母、數(shù)字、母、數(shù)字、ASCII字符與二進(jìn)制數(shù)；該編碼可以表字符與二進(jìn)制數(shù)；該編碼可以表示示1850個(gè)字符個(gè)字符/數(shù)字，數(shù)字，1108個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)，個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制數(shù)，2710個(gè)壓縮的數(shù)字；個(gè)壓縮的數(shù)字；PDF417碼還具有糾錯(cuò)能力碼還具有糾錯(cuò)能力.3.1.1 條形碼技術(shù)條形碼

6、技術(shù)例如，例如，2009年年12月月10日，鐵道部對(duì)火車票進(jìn)行了日，鐵道部對(duì)火車票進(jìn)行了升級(jí)改版。新版火車票明顯的變化是車票下方的升級(jí)改版。新版火車票明顯的變化是車票下方的一維條碼編程二維防偽條碼，火車票的防偽能力一維條碼編程二維防偽條碼，火車票的防偽能力增強(qiáng)。增強(qiáng)。3.1.2 磁卡磁卡磁卡（磁卡（magnetic card）：一種卡片狀的磁性記錄）：一種卡片狀的磁性記錄介質(zhì)，利用磁性載體記錄字符與數(shù)字信息，用來介質(zhì)，利用磁性載體記錄字符與數(shù)字信息，用來識(shí)別身份或其他用途。識(shí)別身份或其他用途。按照使用基材的不同，磁卡可分為按照使用基材的不同，磁卡可分為PET卡、卡、PVC卡和紙卡三種；視磁層構(gòu)

7、造的不同，又可分為磁卡和紙卡三種；視磁層構(gòu)造的不同，又可分為磁條卡和全涂磁卡兩種。條卡和全涂磁卡兩種。3.1.2 磁卡磁卡通常，磁卡的一面印刷有說明提示性信息，如插通常，磁卡的一面印刷有說明提示性信息，如插卡方向；另一面則有磁層或磁條，具有卡方向；另一面則有磁層或磁條，具有2-3個(gè)磁道個(gè)磁道以記錄有關(guān)信息數(shù)據(jù)。以記錄有關(guān)信息數(shù)據(jù)。 磁條是一層薄薄的由排列定向的鐵性氧化粒子組磁條是一層薄薄的由排列定向的鐵性氧化粒子組成的材料（也稱之為顏料）。用樹脂粘合劑嚴(yán)密成的材料（也稱之為顏料）。用樹脂粘合劑嚴(yán)密地粘合在一起地粘合在一起,并粘合在諸如紙或塑料這樣的非磁并粘合在諸如紙或塑料這樣的非磁基片媒介上。

8、基片媒介上。 磁卡刷卡器磁卡刷卡器 3.1.2 磁卡磁卡磁條從本質(zhì)意義上講和計(jì)算機(jī)用的磁帶或磁盤是一磁條從本質(zhì)意義上講和計(jì)算機(jī)用的磁帶或磁盤是一樣的，它可以用來記載字母、字符及數(shù)字信息。樣的，它可以用來記載字母、字符及數(shù)字信息。通過粘合或熱合與塑料或紙牢固地整合在一起形成通過粘合或熱合與塑料或紙牢固地整合在一起形成磁卡。磁條中所包含的信息一般比條形碼大。磁卡。磁條中所包含的信息一般比條形碼大。磁條內(nèi)可分為三個(gè)獨(dú)立的磁道，稱為磁條內(nèi)可分為三個(gè)獨(dú)立的磁道，稱為TK1,TK2,TK3.TK1最多可寫最多可寫79個(gè)字母或字符個(gè)字母或字符; TK2最多可寫最多可寫40個(gè)字個(gè)字符符;TK3最多可寫最多可寫

9、107個(gè)字符。個(gè)字符。3.1.2 IC智能卡技術(shù)智能卡技術(shù) IC卡（卡（integrated circuit card集成電路卡）：也集成電路卡）：也叫做智能卡（叫做智能卡（smart card），它是通過在集成電），它是通過在集成電路芯片上寫的數(shù)據(jù)來進(jìn)行識(shí)別的。路芯片上寫的數(shù)據(jù)來進(jìn)行識(shí)別的。IC卡與卡與IC卡讀寫器，以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)組卡讀寫器，以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)組成了成了IC卡應(yīng)用系統(tǒng)。卡應(yīng)用系統(tǒng)。 IC智能卡智能卡 3.1.2 IC智能卡技術(shù)智能卡技術(shù)IC卡是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合卡是將一個(gè)微電子芯片嵌入符合ISO 7816標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的卡基中，做成卡片形式。卡基中，做成卡片形式

10、。 IC卡讀寫器是卡讀寫器是IC卡與應(yīng)用系統(tǒng)間的橋梁，在卡與應(yīng)用系統(tǒng)間的橋梁，在ISO國際國際標(biāo)準(zhǔn)中稱之為接口設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)中稱之為接口設(shè)備IFD(Interface Device)。IFD內(nèi)內(nèi)CPU通過一個(gè)接口電路與通過一個(gè)接口電路與IC卡相連并進(jìn)行通信?？ㄏ噙B并進(jìn)行通信。IC卡接口電路是卡接口電路是IC卡讀寫器中至關(guān)重要的部分，根據(jù)卡讀寫器中至關(guān)重要的部分，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的不同，可選擇并行通信、半雙工串行實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的不同，可選擇并行通信、半雙工串行通信和通信和I2C通信等不同的通信等不同的IC卡讀寫芯片。卡讀寫芯片。3.1.2 IC智能卡技術(shù)智能卡技術(shù)非接觸式非接觸式IC卡又稱射頻卡，采用射

11、頻技術(shù)與卡又稱射頻卡，采用射頻技術(shù)與IC卡卡的讀卡器進(jìn)行通訊，成功地解決了無源（卡中無的讀卡器進(jìn)行通訊，成功地解決了無源（卡中無電源）和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一電源）和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。大突破。主要用于公交、輪渡、地鐵的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，也主要用于公交、輪渡、地鐵的自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，也應(yīng)用在門禁管理、身份證明和電子錢包。應(yīng)用在門禁管理、身份證明和電子錢包。非接觸式非接觸式IC卡卡（射頻卡）（射頻卡） 3.1.2 IC智能卡技術(shù)智能卡技術(shù)IC卡工作的基本原理是：卡工作的基本原理是：射頻讀寫器向射頻讀寫器向IC卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡卡發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡片內(nèi)有

12、一個(gè)片內(nèi)有一個(gè)IC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器發(fā)射的頻率相同，這樣在電磁波激勵(lì)下，射的頻率相同，這樣在電磁波激勵(lì)下，LC諧振電諧振電路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；路產(chǎn)生共振，從而使電容內(nèi)有了電荷；在這個(gè)電荷的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮釉谶@個(gè)電荷的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)泵，將電容內(nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為其時(shí)，此電容可作為電源為其它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接它電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接受讀寫器的數(shù)據(jù)。受讀寫器的數(shù)據(jù)。3

13、.1.3 射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)RFID 的全稱為的全稱為 Radio Frequency Identification， 即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，主要用來為各種物品建立唯一的身份標(biāo)識(shí)，是物主要用來為各種物品建立唯一的身份標(biāo)識(shí)，是物聯(lián)網(wǎng)的重要支持技術(shù)。聯(lián)網(wǎng)的重要支持技術(shù)。3.1.3 射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)1. 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 RFID 的系統(tǒng)組成包括：電子標(biāo)簽，讀寫器（閱的系統(tǒng)組成包括：電子標(biāo)簽，讀寫器（閱讀器），以及作為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)。其中，電子讀器），以及作為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)

14、。其中，電子標(biāo)簽中包含標(biāo)簽中包含RFID芯片和天線芯片和天線。RFID 的系統(tǒng)組成的系統(tǒng)組成3.1.3 射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)2. RFID系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理 無線射頻識(shí)別技術(shù)（無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）的基本原理是利用）的基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)射頻信號(hào)和空間耦合（電感或電磁耦合）或雷達(dá)反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。反射的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。 RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，從前端器件級(jí)方面是一種簡單的無線系統(tǒng)，從前端器件級(jí)方面來說，只有兩個(gè)基本器件，用于控制、檢測(cè)和跟來說，只有兩個(gè)基本器件，用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。蹤物體。

15、系統(tǒng)由一個(gè)詢問器（閱讀器）和很多應(yīng)答器（標(biāo)系統(tǒng)由一個(gè)詢問器（閱讀器）和很多應(yīng)答器（標(biāo)簽）組成。簽）組成。3.1.3 射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)的基本原理射頻識(shí)別技術(shù)的基本原理 應(yīng)用系統(tǒng) 閱讀器 應(yīng)答器(射頻卡) 主 從 主 從 數(shù)據(jù)流 指令 應(yīng)答 應(yīng)答 指令 3.1.3 射頻識(shí)別技術(shù)射頻識(shí)別技術(shù)3. 各類各類RFID電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽 根據(jù)根據(jù)RFID電子標(biāo)簽在各種不同場合使用時(shí)的需電子標(biāo)簽在各種不同場合使用時(shí)的需要要,電子標(biāo)簽可以封裝成不同的形態(tài)電子標(biāo)簽可以封裝成不同的形態(tài),下面是被封裝下面是被封裝成不同類型的成不同類型的RFID電子標(biāo)簽的外觀圖像。電子標(biāo)簽的外觀圖像。3.1.2 I

16、C智能卡技術(shù)智能卡技術(shù)4. RFID與其他方式的比較與其他方式的比較 與條形碼、磁卡、與條形碼、磁卡、IC卡相比較，卡相比較，RFID卡在信息卡在信息量、讀寫性能、讀取方式、智能化、抗干擾能力、量、讀寫性能、讀取方式、智能化、抗干擾能力、使用壽命方面都具備不可替代的優(yōu)勢(shì)，使用壽命方面都具備不可替代的優(yōu)勢(shì)， 但制造成本比條形碼和但制造成本比條形碼和IC卡稍高。卡稍高。 3.1.2 IC智能卡技術(shù)智能卡技術(shù)3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，其傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種由傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都具有傳感器，微處理器，以中每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都具有傳感器，微處理

17、器，以及通信單元，節(jié)點(diǎn)之間通過通信聯(lián)絡(luò)組成網(wǎng)絡(luò)，及通信單元，節(jié)點(diǎn)之間通過通信聯(lián)絡(luò)組成網(wǎng)絡(luò)，共同協(xié)作來監(jiān)測(cè)各種物理量和事件。共同協(xié)作來監(jiān)測(cè)各種物理量和事件。傳感器網(wǎng)絡(luò)使用各種不同的通信技術(shù)，其中又以傳感器網(wǎng)絡(luò)使用各種不同的通信技術(shù)，其中又以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，簡稱簡稱WSN）發(fā)展最為迅速，受到了普遍的重視。）發(fā)展最為迅速，受到了普遍的重視。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點(diǎn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及節(jié)點(diǎn) 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)傳感器是各種信息處理系統(tǒng)獲取信息的一個(gè)重要傳感器是各種信息處理系統(tǒng)獲取信息的一個(gè)重要途徑。在物

18、聯(lián)網(wǎng)中傳感器的作用尤為突出，是物途徑。在物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的作用尤為突出，是物聯(lián)網(wǎng)中獲得信息的主要設(shè)備。聯(lián)網(wǎng)中獲得信息的主要設(shè)備。傳感器的種類繁多，往往同一種被測(cè)量可以用不傳感器的種類繁多，往往同一種被測(cè)量可以用不同類型的傳感器來測(cè)量，而同一原理的傳感器又同類型的傳感器來測(cè)量，而同一原理的傳感器又可測(cè)量多種物理量，因此傳感器有許多種分類方可測(cè)量多種物理量，因此傳感器有許多種分類方法。法。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)1按被測(cè)量分類按被測(cè)量分類: 被測(cè)量的類型主要有：被測(cè)量的類型主要有： 機(jī)械量，如位移、力、速度、加速度等；機(jī)械量，如位移、力、速度、加速度等； 熱工量，如溫度、熱量、流量（速）、壓

19、力熱工量，如溫度、熱量、流量（速）、壓力（差）、液位等；（差）、液位等； 物性參量，如濃度、粘度、比重、酸堿度等；物性參量，如濃度、粘度、比重、酸堿度等； 狀態(tài)參量，如裂紋、缺陷、泄露、磨損等。狀態(tài)參量，如裂紋、缺陷、泄露、磨損等。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)2按測(cè)量原理分類按測(cè)量原理分類: 按傳感器的工作原理可分為電阻式、電感式、電容按傳感器的工作原理可分為電阻式、電感式、電容式、壓電式、光電式、磁電式、光纖、激光、超聲式、壓電式、光電式、磁電式、光纖、激光、超聲波等傳感器。波等傳感器。 現(xiàn)有傳感器的測(cè)量原理都是基于物理、化學(xué)和生物現(xiàn)有傳感器的測(cè)量原理都是基于物理、化學(xué)和生物等各種效應(yīng)和

20、定律，這種分類方法便于從原理上認(rèn)等各種效應(yīng)和定律，這種分類方法便于從原理上認(rèn)識(shí)輸入與輸出之間的變換關(guān)系，有利于專業(yè)人員從識(shí)輸入與輸出之間的變換關(guān)系，有利于專業(yè)人員從原理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用上作歸納性的分析與研究。原理、設(shè)計(jì)及應(yīng)用上作歸納性的分析與研究。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)3按信號(hào)變換特征分類按信號(hào)變換特征分類 1）結(jié)構(gòu)型：主要是通過傳感器結(jié)構(gòu)參量的變化實(shí)）結(jié)構(gòu)型：主要是通過傳感器結(jié)構(gòu)參量的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換。例如，電容式傳感器依靠極板間距現(xiàn)信號(hào)變換。例如，電容式傳感器依靠極板間距離的變化引起電容量的改變。離的變化引起電容量的改變。 2）物性型：利用敏感元件材料本身物理屬性的變）物性型：利用敏

21、感元件材料本身物理屬性的變化來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的變換。例如水銀溫度計(jì)是利用水化來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的變換。例如水銀溫度計(jì)是利用水銀熱脹冷縮現(xiàn)象測(cè)量溫度；壓電式傳感器是利用銀熱脹冷縮現(xiàn)象測(cè)量溫度；壓電式傳感器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量等。石英晶體的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量等。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)4按能量關(guān)系分類按能量關(guān)系分類 1）能量轉(zhuǎn)換型：傳感器直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量）能量轉(zhuǎn)換型：傳感器直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作。如熱電偶、光電池等，這種類型傳感使其工作。如熱電偶、光電池等，這種類型傳感器又稱為有源傳感器。器又稱為有源傳感器。 2）能量控制型：傳感器從外部獲得能量使其工作，）能量控制型：傳感器從外

22、部獲得能量使其工作，由被測(cè)量的變化控制外部供給能量的變化。例如由被測(cè)量的變化控制外部供給能量的變化。例如電阻式、電感式等傳感器，這種類型的傳感器必電阻式、電感式等傳感器，這種類型的傳感器必須由外部提供激勵(lì)源（電源等），因此又稱為無須由外部提供激勵(lì)源（電源等），因此又稱為無源傳感器。源傳感器。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)5按工作原理分類按工作原理分類（1）電學(xué)式傳感器）電學(xué)式傳感器 電學(xué)式傳感器是非電量測(cè)量技術(shù)中應(yīng)用范圍較廣電學(xué)式傳感器是非電量測(cè)量技術(shù)中應(yīng)用范圍較廣的一種傳感器，常用的有電阻式傳感器、電容式的一種傳感器，常用的有電阻式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、磁電式傳感器及電渦流傳

23、感器、電感式傳感器、磁電式傳感器及電渦流式傳感器等。式傳感器等。（2）磁學(xué)式傳感器）磁學(xué)式傳感器 磁學(xué)式傳感器是利用鐵磁物質(zhì)的一些物理效應(yīng)而磁學(xué)式傳感器是利用鐵磁物質(zhì)的一些物理效應(yīng)而制成的，主要用于位移、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的測(cè)量。制成的，主要用于位移、轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的測(cè)量。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（3）光電式傳感器）光電式傳感器 光電式傳感器在非電量電測(cè)及自動(dòng)控制技術(shù)中占光電式傳感器在非電量電測(cè)及自動(dòng)控制技術(shù)中占有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應(yīng)和有重要的地位。它是利用光電器件的光電效應(yīng)和光學(xué)原理制成的，主要用于光強(qiáng)、光通量、位移、光學(xué)原理制成的，主要用于光強(qiáng)、光通量、位移、濃度等參數(shù)的測(cè)量

24、。濃度等參數(shù)的測(cè)量。（4）電勢(shì)型傳感器）電勢(shì)型傳感器 電勢(shì)型傳感器是利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾電勢(shì)型傳感器是利用熱電效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等原理制成，主要用于溫度、磁通、電流、效應(yīng)等原理制成，主要用于溫度、磁通、電流、速度、光強(qiáng)、熱輻射等參數(shù)的測(cè)量。速度、光強(qiáng)、熱輻射等參數(shù)的測(cè)量。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（5）電荷傳感器）電荷傳感器 電荷傳感器是利用壓電效應(yīng)原理制成的，主要用電荷傳感器是利用壓電效應(yīng)原理制成的，主要用于力及加速度的測(cè)量。于力及加速度的測(cè)量。（6）半導(dǎo)體傳感器）半導(dǎo)體傳感器 半導(dǎo)體傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電半導(dǎo)體傳感器是利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)、磁電

25、效應(yīng)、半導(dǎo)體與氣體接觸產(chǎn)生物質(zhì)變效應(yīng)、磁電效應(yīng)、半導(dǎo)體與氣體接觸產(chǎn)生物質(zhì)變化等原理制成，主要用于溫度、濕度、壓力、加化等原理制成，主要用于溫度、濕度、壓力、加速度、磁場和有害氣體的測(cè)量。速度、磁場和有害氣體的測(cè)量。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（7）諧振式傳感器）諧振式傳感器 諧振式傳感器是利用改變電或機(jī)械的固有參數(shù)來改諧振式傳感器是利用改變電或機(jī)械的固有參數(shù)來改變諧振頻率的原理制成，主要用來測(cè)量壓力。變諧振頻率的原理制成，主要用來測(cè)量壓力。 （8）電化學(xué)式傳感器）電化學(xué)式傳感器 電化學(xué)式傳感器是以離子導(dǎo)電為基礎(chǔ)制成，根據(jù)其電化學(xué)式傳感器是以離子導(dǎo)電為基礎(chǔ)制成，根據(jù)其電特性的形成不同，電化學(xué)

26、傳感器可分為電位式傳電特性的形成不同，電化學(xué)傳感器可分為電位式傳感器、電導(dǎo)式傳感器、電量式傳感器、極譜式傳感感器、電導(dǎo)式傳感器、電量式傳感器、極譜式傳感器和電解式傳感器等。器和電解式傳感器等。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)另外，根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過程，傳感另外，根據(jù)傳感器對(duì)信號(hào)的檢測(cè)轉(zhuǎn)換過程，傳感器可劃分為直接轉(zhuǎn)換型傳感器和間接轉(zhuǎn)換型傳感器可劃分為直接轉(zhuǎn)換型傳感器和間接轉(zhuǎn)換型傳感器兩大類。器兩大類。 傳感器的轉(zhuǎn)換框圖傳感器的轉(zhuǎn)換框圖 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)前者是把輸入給傳感器的非電量一次性的變換為前者是把輸入給傳感器的非電量一次性的變換為電信號(hào)輸出，如光敏電阻受到光照射時(shí)，

27、電阻值電信號(hào)輸出，如光敏電阻受到光照射時(shí)，電阻值會(huì)發(fā)生變化，直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；會(huì)發(fā)生變化，直接把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；后者則要把輸入給傳感器的非電量先轉(zhuǎn)換成另外后者則要把輸入給傳感器的非電量先轉(zhuǎn)換成另外一種非電量，然后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，如采用一種非電量，然后再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，如采用彈簧管敏感元件制成的壓力傳感器就屬于這一類，彈簧管敏感元件制成的壓力傳感器就屬于這一類，當(dāng)有壓力作用到彈簧管時(shí)，彈簧管發(fā)生形變，傳當(dāng)有壓力作用到彈簧管時(shí)，彈簧管發(fā)生形變，傳感器再把變形量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。感器再把變形量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)2. 常見傳感器常見傳感器 作為

28、物聯(lián)網(wǎng)中的信息采集設(shè)備，傳感器利用各種作為物聯(lián)網(wǎng)中的信息采集設(shè)備，傳感器利用各種機(jī)制把被觀測(cè)量轉(zhuǎn)換為一定形式的電信號(hào)，然后機(jī)制把被觀測(cè)量轉(zhuǎn)換為一定形式的電信號(hào)，然后由相應(yīng)的信號(hào)處理裝置來處理，并產(chǎn)生響應(yīng)的動(dòng)由相應(yīng)的信號(hào)處理裝置來處理，并產(chǎn)生響應(yīng)的動(dòng)作。作。 常見的傳感器包括溫度，壓力，濕度，光電，霍常見的傳感器包括溫度，壓力，濕度，光電，霍爾磁性傳感器，等等。爾磁性傳感器，等等。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（1） 溫度傳感器溫度傳感器 常見的溫度傳感器包括熱敏電阻，半導(dǎo)體溫度常見的溫度傳感器包括熱敏電阻，半導(dǎo)體溫度傳感器，以及溫差電偶。傳感器，以及溫差電偶。 熱敏電阻主要是利用各種材料電阻

29、率的溫度敏熱敏電阻主要是利用各種材料電阻率的溫度敏感性，熱敏電阻可以用于設(shè)備的過熱保護(hù)，以及溫感性，熱敏電阻可以用于設(shè)備的過熱保護(hù)，以及溫控報(bào)警等等。控報(bào)警等等。 半導(dǎo)體溫度傳感器利用半導(dǎo)體器件的溫度敏感性半導(dǎo)體溫度傳感器利用半導(dǎo)體器件的溫度敏感性來測(cè)量溫度，具有成本低廉，線性度好等優(yōu)點(diǎn)。來測(cè)量溫度，具有成本低廉，線性度好等優(yōu)點(diǎn)。 溫差電偶則是利用溫差電現(xiàn)象，把被測(cè)端的溫溫差電偶則是利用溫差電現(xiàn)象，把被測(cè)端的溫度轉(zhuǎn)化為電壓和電流的變化；溫差電偶，能夠在比度轉(zhuǎn)化為電壓和電流的變化；溫差電偶，能夠在比較大的范圍內(nèi)測(cè)量溫度，例如較大的范圍內(nèi)測(cè)量溫度，例如-200 2000。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感

30、器技術(shù)溫度傳感器溫度傳感器 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（2） 壓力傳感器壓力傳感器 常見的壓力傳感器在受到外部壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定常見的壓力傳感器在受到外部壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形或位移，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電特性的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形或位移，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電特性的改變，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)。改變，產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（3） 濕度傳感器濕度傳感器 濕度傳感器主要包括電阻式和電容式兩個(gè)類別。濕度傳感器主要包括電阻式和電容式兩個(gè)類別。 電阻式濕度傳感器也成為濕敏電阻，利用氯化鋰，電阻式濕度傳感器也成為濕敏電阻，利用氯化鋰，碳，陶瓷等材料的電阻率的濕度敏感性來探測(cè)濕碳，陶瓷等材料的

31、電阻率的濕度敏感性來探測(cè)濕度。度。 電容式濕度傳感器也稱為濕敏電容，利用材料的電容式濕度傳感器也稱為濕敏電容，利用材料的介電系數(shù)的濕度敏感性來探測(cè)濕度。介電系數(shù)的濕度敏感性來探測(cè)濕度。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)濕度傳感器濕度傳感器 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（4） 光傳感器光傳感器 光傳感器可以分為光敏電阻以及光電傳感器兩光傳感器可以分為光敏電阻以及光電傳感器兩個(gè)大類。個(gè)大類。 光敏電阻主要利用各種材料的電阻率的光敏感性來光敏電阻主要利用各種材料的電阻率的光敏感性來進(jìn)行光探測(cè)。進(jìn)行光探測(cè)。 光電傳感器主要包括光敏二極管和光敏三極管，這光電傳感器主要包括光敏二極管和光敏三極管，這兩種

32、器件都是利用半導(dǎo)體器件對(duì)光照的敏感性。兩種器件都是利用半導(dǎo)體器件對(duì)光照的敏感性。 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（5） 霍爾（磁性）傳感器霍爾（磁性）傳感器 霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁性傳霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)制成的一種磁性傳感器。感器。 霍爾效應(yīng)是指：把一個(gè)金屬或者半導(dǎo)體材料薄片霍爾效應(yīng)是指：把一個(gè)金屬或者半導(dǎo)體材料薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，由于形成電流的置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，由于形成電流的電子在磁場中運(yùn)動(dòng)而收到磁場的作用力，會(huì)使得電子在磁場中運(yùn)動(dòng)而收到磁場的作用力，會(huì)使得材料中產(chǎn)生與電流方向垂直的電壓差。材料中產(chǎn)生與電流方向垂直的電壓差。 可以通過測(cè)量霍爾傳感器所

33、產(chǎn)生的電壓的大小來可以通過測(cè)量霍爾傳感器所產(chǎn)生的電壓的大小來計(jì)算磁場的強(qiáng)度。計(jì)算磁場的強(qiáng)度。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)霍爾傳感器霍爾傳感器 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)霍爾傳感器結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)，能夠間接測(cè)量電流，霍爾傳感器結(jié)合不同的結(jié)構(gòu)，能夠間接測(cè)量電流，振動(dòng)，位移，速度，加速度，轉(zhuǎn)速等等，具有廣振動(dòng)，位移，速度，加速度，轉(zhuǎn)速等等，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。泛的應(yīng)用價(jià)值。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)3. 微機(jī)電（微機(jī)電（MEMS）傳感器）傳感器 微機(jī)電系統(tǒng)的英文名稱是微機(jī)電系統(tǒng)的英文名稱是Micro-Electro-Mechanical Systems，簡稱，簡稱MEMS，是一種由微，

34、是一種由微電子、微機(jī)械部件構(gòu)成的微型器件，多采用半導(dǎo)電子、微機(jī)械部件構(gòu)成的微型器件，多采用半導(dǎo)體工藝加工。體工藝加工。 目前已經(jīng)出現(xiàn)的微機(jī)電器件包括壓力傳感器、加目前已經(jīng)出現(xiàn)的微機(jī)電器件包括壓力傳感器、加速度計(jì)、微陀螺儀、墨水噴嘴和硬盤驅(qū)動(dòng)頭等。速度計(jì)、微陀螺儀、墨水噴嘴和硬盤驅(qū)動(dòng)頭等。 微機(jī)電系統(tǒng)的出現(xiàn)體現(xiàn)了當(dāng)前的器件微型化發(fā)展微機(jī)電系統(tǒng)的出現(xiàn)體現(xiàn)了當(dāng)前的器件微型化發(fā)展趨勢(shì)。趨勢(shì)。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（1） 微機(jī)電壓力傳感器微機(jī)電壓力傳感器 某輪胎壓力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外觀如下圖某輪胎壓力傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及外觀如下圖所示。該壓力傳感器利用了傳感器中的硅應(yīng)變電所示。該壓力傳感器

35、利用了傳感器中的硅應(yīng)變電阻在壓力作用下發(fā)生形變而改變了電阻來測(cè)量壓阻在壓力作用下發(fā)生形變而改變了電阻來測(cè)量壓力；測(cè)試時(shí)使用了傳感器內(nèi)部集成的測(cè)量電橋。力；測(cè)試時(shí)使用了傳感器內(nèi)部集成的測(cè)量電橋。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（2）微機(jī)電加速度傳感器）微機(jī)電加速度傳感器 微機(jī)電加速度傳感器主要通過半導(dǎo)體工藝在硅片中加工出可以在加速運(yùn)動(dòng)中發(fā)生形變的結(jié)構(gòu)，并且能夠引起電特性的改變，如變化的電阻和電容。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（3）微機(jī)電氣體流速傳感器）微機(jī)電氣體流速傳感器 以下圖片中的氣體流速傳感器可以用于空調(diào)等設(shè)備的監(jiān)測(cè)與控制。 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)4. 智能傳感器智能傳感器

36、智能傳感器（智能傳感器（smart sensor）是一種具有一定）是一種具有一定信息處理能力的傳感器，目前多采用把傳統(tǒng)的傳感信息處理能力的傳感器，目前多采用把傳統(tǒng)的傳感器與微處理器結(jié)合的方式來制造。器與微處理器結(jié)合的方式來制造。 在傳統(tǒng)的傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)中，傳感器所采集在傳統(tǒng)的傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)中，傳感器所采集的信號(hào)要傳輸?shù)较到y(tǒng)中的主機(jī)中進(jìn)行分析處理；的信號(hào)要傳輸?shù)较到y(tǒng)中的主機(jī)中進(jìn)行分析處理； 而由智能傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)中，其包含的微處而由智能傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)中，其包含的微處理器能夠?qū)Σ杉男盘?hào)進(jìn)行分析處理，然后把處理理器能夠?qū)Σ杉男盘?hào)進(jìn)行分析處理，然后把處理結(jié)果發(fā)送給系統(tǒng)中的主

37、機(jī)。結(jié)果發(fā)送給系統(tǒng)中的主機(jī)。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù) 傳統(tǒng)的傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)傳統(tǒng)的傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng) 智能傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)智能傳感器構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（1） 智能壓力傳感器智能壓力傳感器 下圖顯示的是Honeywell公司開發(fā)的PPT系列智能壓力傳感器的外形以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（2）智能溫濕度傳感器）智能溫濕度傳感器 下面顯示的是 Sensirion公司推出的SHT11/15溫濕度智能傳感器的外形，引腳，以及內(nèi)部框圖。溫濕度智能溫濕度智能傳感器外形傳感器外形 溫濕度智能傳感器的引腳溫濕度智能傳感器的引腳 溫濕度智能傳感器的

38、溫濕度智能傳感器的內(nèi)部框圖內(nèi)部框圖 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)（3）智能液體渾濁度傳感器）智能液體渾濁度傳感器 下面顯示的是Honeywell公司推出的AMPS-10G型智能液體渾濁度傳感器的外形，測(cè)量原理，以及內(nèi)部框圖。智能液體渾濁度傳感器智能液體渾濁度傳感器的外形的外形 智能液體渾濁度傳感器智能液體渾濁度傳感器的測(cè)量原理的測(cè)量原理 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)智能液體渾濁度傳感器的內(nèi)部框圖智能液體渾濁度傳感器的內(nèi)部框圖 3.1.4 傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)5. 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用 傳感器在工業(yè)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用傳感器在工業(yè)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 汽車與傳感器汽車與傳

39、感器 傳感器與家用電器傳感器與家用電器 傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用傳感器在機(jī)器人上的應(yīng)用 傳感器在醫(yī)療及人體醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用傳感器在醫(yī)療及人體醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 傳感器與環(huán)境保護(hù)傳感器與環(huán)境保護(hù) 傳感器與航空及航天傳感器與航空及航天 傳感器與遙感技術(shù)傳感器與遙感技術(shù)3.1.5 光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)光學(xué)字符識(shí)別技術(shù) 光學(xué)字符識(shí)別光學(xué)字符識(shí)別OCR （Optical Character Recognition）技術(shù)，是指電子設(shè)備（例如掃描儀）技術(shù)，是指電子設(shè)備（例如掃描儀或數(shù)碼相機(jī)）檢查紙上打印的字符，通過檢測(cè)暗、或數(shù)碼相機(jī)）檢查紙上打印的字符，通過檢測(cè)暗、亮的模式確定其形狀，然后用字符識(shí)別方法將形亮的模式確定其形

40、狀，然后用字符識(shí)別方法將形狀翻譯成計(jì)算機(jī)文字的過程；狀翻譯成計(jì)算機(jī)文字的過程；即，對(duì)文本資料進(jìn)行掃描，然后對(duì)圖像文件進(jìn)行即，對(duì)文本資料進(jìn)行掃描，然后對(duì)圖像文件進(jìn)行分析處理，獲取文字及版面信息的過程。分析處理，獲取文字及版面信息的過程。3.1.5 光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)光學(xué)字符識(shí)別技術(shù) 一個(gè)一個(gè)OCR識(shí)別系統(tǒng)，從影像到結(jié)果輸出，須經(jīng)過識(shí)別系統(tǒng)，從影像到結(jié)果輸出，須經(jīng)過影像輸入、影像前處理、文字特征抽取、比對(duì)識(shí)影像輸入、影像前處理、文字特征抽取、比對(duì)識(shí)別、最后經(jīng)人工校正將認(rèn)錯(cuò)的文字更正，將結(jié)果別、最后經(jīng)人工校正將認(rèn)錯(cuò)的文字更正，將結(jié)果輸出。輸出。OCR識(shí)別系統(tǒng)的工作流程如下：識(shí)別系統(tǒng)的工作流程如下： 3

41、.1.5 光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)光學(xué)字符識(shí)別技術(shù) OCR識(shí)別系統(tǒng)的工作流程 1. 影像輸入影像輸入 2. 影像前處理影像前處理 3. 文字特征抽取文字特征抽取 4. 對(duì)比數(shù)據(jù)庫對(duì)比數(shù)據(jù)庫 5. 對(duì)比識(shí)別對(duì)比識(shí)別 6. 字詞后處理字詞后處理 7. 人工校正人工校正 8. 結(jié)果輸出結(jié)果輸出手寫漢字識(shí)別手寫漢字識(shí)別 2.1.6 語音識(shí)別技術(shù)語音識(shí)別技術(shù) 語音識(shí)別技術(shù)，也被稱為自動(dòng)語音識(shí)別語音識(shí)別技術(shù)，也被稱為自動(dòng)語音識(shí)別（ Automatic Speech Recognition, ASR），其），其目標(biāo)是將人類的語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)目標(biāo)是將人類的語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀的輸入，例如按鍵、

42、二進(jìn)制編碼或者字符序可讀的輸入，例如按鍵、二進(jìn)制編碼或者字符序列。列。 語音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用包括語音撥號(hào)、語音導(dǎo)航、語音識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用包括語音撥號(hào)、語音導(dǎo)航、室內(nèi)設(shè)備控制、語音文檔檢索、簡單的聽寫數(shù)據(jù)室內(nèi)設(shè)備控制、語音文檔檢索、簡單的聽寫數(shù)據(jù)錄入等。錄入等。 2.1.6 語音識(shí)別技術(shù)語音識(shí)別技術(shù)語音識(shí)別技術(shù)所涉及的領(lǐng)域包括：信號(hào)處理、模式識(shí)別、概率論和信息論、發(fā)聲機(jī)理和聽覺機(jī)理、人工智能等等。語音識(shí)別技術(shù)主要包括特征提取技術(shù)、模式匹配準(zhǔn)則及模型訓(xùn)練技術(shù)三個(gè)方面。 語音識(shí)別的實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別的實(shí)現(xiàn) 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 生物識(shí)別技術(shù)就是，通過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲生物識(shí)別技術(shù)就是，通

43、過計(jì)算機(jī)與光學(xué)、聲學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段學(xué)、生物傳感器和生物統(tǒng)計(jì)學(xué)原理等高科技手段密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性，（如指紋、密切結(jié)合，利用人體固有的生理特性，（如指紋、臉像、紅膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步臉像、紅膜等）和行為特征（如筆跡、聲音、步態(tài)等）來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。態(tài)等）來進(jìn)行個(gè)人身份的鑒定。 生物識(shí)別技術(shù)比傳統(tǒng)的身份鑒定方法更具安生物識(shí)別技術(shù)比傳統(tǒng)的身份鑒定方法更具安全、保密和方便性。全、保密和方便性。 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)1. 基于生理特征的識(shí)別技術(shù)基于生理特征的識(shí)別技術(shù) 指紋識(shí)別指紋識(shí)別 指紋識(shí)別技術(shù)是通過取像設(shè)備讀取指紋圖像，

44、然后用計(jì)算機(jī)識(shí)別軟件分析指紋的全局特征和指紋的局部特征，可以非?？煽康赝ㄟ^指紋來確認(rèn)一個(gè)人的身份。指紋識(shí)別技術(shù)指紋識(shí)別技術(shù) 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)指紋識(shí)別軟流程圖指紋識(shí)別軟流程圖 指紋識(shí)別軟流程圖指紋識(shí)別軟流程圖 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 虹膜識(shí)別虹膜識(shí)別 虹膜識(shí)別技術(shù)是利用虹膜終身不變性和差異性虹膜識(shí)別技術(shù)是利用虹膜終身不變性和差異性的特點(diǎn)來識(shí)別身份的，虹膜是一種在眼睛中瞳孔的特點(diǎn)來識(shí)別身份的，虹膜是一種在眼睛中瞳孔內(nèi)的織物狀的各色環(huán)狀物，每個(gè)虹膜都包含一個(gè)內(nèi)的織物狀的各色環(huán)狀物，每個(gè)虹膜都包含一個(gè)獨(dú)一無二的基于水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、凹點(diǎn)、皺獨(dú)一無二的

45、基于水晶體、細(xì)絲、斑點(diǎn)、凹點(diǎn)、皺紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。紋和條紋等特征的結(jié)構(gòu)。 和常用的指紋識(shí)別相比，虹膜識(shí)別技術(shù)操作更和常用的指紋識(shí)別相比，虹膜識(shí)別技術(shù)操作更簡便，檢驗(yàn)的精確度也更高。統(tǒng)計(jì)表明，到目前簡便，檢驗(yàn)的精確度也更高。統(tǒng)計(jì)表明，到目前為止，虹膜識(shí)別的錯(cuò)誤率是各種生物特征識(shí)別中為止，虹膜識(shí)別的錯(cuò)誤率是各種生物特征識(shí)別中最低的，并且具有很強(qiáng)的實(shí)用性最低的，并且具有很強(qiáng)的實(shí)用性. 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 視網(wǎng)膜識(shí)別視網(wǎng)膜識(shí)別 人體的血管紋路也是具有獨(dú)特性的，人的視網(wǎng)膜人體的血管紋路也是具有獨(dú)特性的，人的視網(wǎng)膜上面血管的圖樣可以利用光學(xué)方法透過人眼晶體上面血管的圖樣可以利

46、用光學(xué)方法透過人眼晶體來測(cè)定。來測(cè)定。 用于生物識(shí)別的血管分布在神經(jīng)視網(wǎng)膜周圍。如用于生物識(shí)別的血管分布在神經(jīng)視網(wǎng)膜周圍。如果視網(wǎng)膜不被損傷，從三歲起就會(huì)終身不變。果視網(wǎng)膜不被損傷，從三歲起就會(huì)終身不變。 同虹膜識(shí)別技術(shù)一樣，視網(wǎng)膜掃描可能具有最可同虹膜識(shí)別技術(shù)一樣，視網(wǎng)膜掃描可能具有最可靠、最值得信賴的生物識(shí)別技術(shù)，但它運(yùn)用起來靠、最值得信賴的生物識(shí)別技術(shù)，但它運(yùn)用起來的難度較大。的難度較大。3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 面部識(shí)別面部識(shí)別 面部識(shí)別技術(shù)通過對(duì)面部特征和它們之間的關(guān)系面部識(shí)別技術(shù)通過對(duì)面部特征和它們之間的關(guān)系（眼睛，鼻子和嘴的位置以及它們之間的相對(duì)位（眼睛，鼻子

47、和嘴的位置以及它們之間的相對(duì)位置）來進(jìn)行識(shí)別，用于撲捉面部圖像的兩項(xiàng)技術(shù)置）來進(jìn)行識(shí)別，用于撲捉面部圖像的兩項(xiàng)技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)視頻和熱成像技術(shù)：為標(biāo)準(zhǔn)視頻和熱成像技術(shù)： 標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)通過視頻攝像頭攝取面部的圖像，標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)通過視頻攝像頭攝取面部的圖像，熱成像技術(shù)通過分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)熱成像技術(shù)通過分析由面部的毛細(xì)血管的血液產(chǎn)生的熱線來產(chǎn)生面部圖像，生的熱線來產(chǎn)生面部圖像， 與視頻攝像頭不同，熱成像技術(shù)并不需要在較好與視頻攝像頭不同，熱成像技術(shù)并不需要在較好的光源，即使在黑暗情況下也可以使用。的光源，即使在黑暗情況下也可以使用。3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 掌紋識(shí)別掌紋識(shí)別

48、 掌紋與指紋一樣也具有穩(wěn)定性和唯一性，利用掌掌紋與指紋一樣也具有穩(wěn)定性和唯一性，利用掌紋的線特征、點(diǎn)特征、紋理特征、幾何特征等完紋的線特征、點(diǎn)特征、紋理特征、幾何特征等完全可以確定一個(gè)人的身份，因此掌紋識(shí)別是基于全可以確定一個(gè)人的身份，因此掌紋識(shí)別是基于生物特征身份認(rèn)證技術(shù)的重要內(nèi)容生物特征身份認(rèn)證技術(shù)的重要內(nèi)容 。 目前采用的掌紋圖象主要分脫機(jī)掌紋和在線掌紋目前采用的掌紋圖象主要分脫機(jī)掌紋和在線掌紋兩大類。兩大類。 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 手形識(shí)別手形識(shí)別 手形指的是手的外部輪廓所構(gòu)成的幾何圖形手手形指的是手的外部輪廓所構(gòu)成的幾何圖形手形識(shí)別技術(shù)中，可利用的手形幾何信息

49、包括手指形識(shí)別技術(shù)中，可利用的手形幾何信息包括手指不同部位的寬度、手掌寬度和厚度、手指的長度不同部位的寬度、手掌寬度和厚度、手指的長度等。等。 手形識(shí)別是速度最快的一種生物特征識(shí)別技術(shù)，手形識(shí)別是速度最快的一種生物特征識(shí)別技術(shù)，它對(duì)設(shè)備的要求較低，圖像處理簡單，且可接受它對(duì)設(shè)備的要求較低，圖像處理簡單，且可接受程度較高。程度較高。 由于手形特征不像指紋和掌紋特征那樣具有高度由于手形特征不像指紋和掌紋特征那樣具有高度的唯一性，因此，手形特征只用于認(rèn)證，滿足中的唯一性，因此，手形特征只用于認(rèn)證，滿足中/低級(jí)的安全要求。低級(jí)的安全要求。 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 紅外溫譜圖紅外溫

50、譜圖 人的身體各個(gè)部位都在向外散發(fā)熱量，而這種散人的身體各個(gè)部位都在向外散發(fā)熱量，而這種散發(fā)熱量的模式就是一種每人都不同的生物特征。發(fā)熱量的模式就是一種每人都不同的生物特征。通過紅外設(shè)備可以獲得反映身體各個(gè)部位的發(fā)熱通過紅外設(shè)備可以獲得反映身體各個(gè)部位的發(fā)熱強(qiáng)度的圖像，這種圖像稱為溫譜圖。強(qiáng)度的圖像，這種圖像稱為溫譜圖。 溫譜圖的數(shù)據(jù)采集方式?jīng)Q定了利用溫譜圖的方法溫譜圖的數(shù)據(jù)采集方式?jīng)Q定了利用溫譜圖的方法可以用于隱蔽的身份鑒定?？梢杂糜陔[蔽的身份鑒定。 除了用來進(jìn)行身份鑒別外，溫譜圖的另一個(gè)應(yīng)用除了用來進(jìn)行身份鑒別外，溫譜圖的另一個(gè)應(yīng)用是吸毒檢測(cè)，因?yàn)槿梭w服用某種毒品后，其溫譜是吸毒檢測(cè)，因?yàn)?/p>

51、人體服用某種毒品后，其溫譜圖會(huì)顯示特定的結(jié)構(gòu)。圖會(huì)顯示特定的結(jié)構(gòu)。 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 人耳識(shí)別人耳識(shí)別 一套完整的人耳自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)一套完整的人耳自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)一般包括以下幾個(gè)過程：人耳圖像采集、圖像的預(yù)處理、人耳圖像過程：人耳圖像采集、圖像的預(yù)處理、人耳圖像的邊緣檢測(cè)與分割、特征提取、人耳圖像的識(shí)別。的邊緣檢測(cè)與分割、特征提取、人耳圖像的識(shí)別。 目前的人耳識(shí)別技術(shù)是在特定的人耳圖像庫上實(shí)目前的人耳識(shí)別技術(shù)是在特定的人耳圖像庫上實(shí)現(xiàn)的，一般通過攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)采集一定數(shù)量現(xiàn)的，一般通過攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)采集一定數(shù)量的人耳圖像，建立人耳圖像庫，動(dòng)態(tài)的人耳圖像

52、的人耳圖像，建立人耳圖像庫，動(dòng)態(tài)的人耳圖像檢測(cè)與獲取尚未實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)與獲取尚未實(shí)現(xiàn)。3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 味紋識(shí)別味紋識(shí)別 人的身體是一種味源，人類的氣味，雖然會(huì)受到人的身體是一種味源，人類的氣味，雖然會(huì)受到飲食、情緒、環(huán)境、時(shí)間等因素的影響和干擾，飲食、情緒、環(huán)境、時(shí)間等因素的影響和干擾，其成分和含量會(huì)發(fā)生一定的變化，但作為由基因其成分和含量會(huì)發(fā)生一定的變化，但作為由基因決定的那一部分氣味決定的那一部分氣味 味紋卻始終存在，而且終味紋卻始終存在，而且終生不變，可以作為識(shí)別任何一個(gè)人的標(biāo)記。生不變，可以作為識(shí)別任何一個(gè)人的標(biāo)記。 可以利用訓(xùn)練有素的警犬或電子鼻來識(shí)別不同的

53、可以利用訓(xùn)練有素的警犬或電子鼻來識(shí)別不同的氣味。氣味。 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)(10) 基因（基因（DNA）識(shí)別）識(shí)別 DNA（脫氧核糖核酸）存在于一切有核的動(dòng)（脫氧核糖核酸）存在于一切有核的動(dòng)（植）物中，生物的全部遺傳信息都貯存在（植）物中，生物的全部遺傳信息都貯存在DNA分子里。分子里。 DNA 識(shí)別是利用不同的人體的細(xì)胞中具有不同識(shí)別是利用不同的人體的細(xì)胞中具有不同的的DNA 分子結(jié)構(gòu)。人體內(nèi)的分子結(jié)構(gòu)。人體內(nèi)的DNA 在整個(gè)人類范圍在整個(gè)人類范圍內(nèi)具有唯一性和永久性。因此，除了對(duì)雙胞胎個(gè)內(nèi)具有唯一性和永久性。因此，除了對(duì)雙胞胎個(gè)體的鑒別可能失去它應(yīng)有的功能外，這種

54、方法具體的鑒別可能失去它應(yīng)有的功能外，這種方法具有絕對(duì)的權(quán)威性和準(zhǔn)確性。有絕對(duì)的權(quán)威性和準(zhǔn)確性。 這種方法的準(zhǔn)確性優(yōu)于其他任何生物特征識(shí)別這種方法的準(zhǔn)確性優(yōu)于其他任何生物特征識(shí)別方法，方法， 它廣泛它廣泛 應(yīng)用于識(shí)別罪犯。應(yīng)用于識(shí)別罪犯。 3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)2. 基于行為特征的生物識(shí)別技術(shù)基于行為特征的生物識(shí)別技術(shù) 步態(tài)識(shí)別步態(tài)識(shí)別。 步態(tài)識(shí)別主要提取的特征是人體每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。步態(tài)識(shí)別主要提取的特征是人體每個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。它也提供了充足的信息來識(shí)別人的身份。它也提供了充足的信息來識(shí)別人的身份。 步態(tài)識(shí)別的輸入是一段行走的視頻圖像序列，因步態(tài)識(shí)別的輸入是一段行走的視頻圖

55、像序列，因此其數(shù)據(jù)采集與臉相識(shí)別類似，具有非侵犯性和此其數(shù)據(jù)采集與臉相識(shí)別類似，具有非侵犯性和可接受性?？山邮苄浴?3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù) 擊鍵識(shí)別擊鍵識(shí)別 這是基于人擊鍵時(shí)的特性如這是基于人擊鍵時(shí)的特性如: 擊鍵的持續(xù)時(shí)間、擊擊鍵的持續(xù)時(shí)間、擊不同鍵之間的時(shí)間、出錯(cuò)的頻率以及力度大小等不同鍵之間的時(shí)間、出錯(cuò)的頻率以及力度大小等而達(dá)到進(jìn)行身份識(shí)別的目的。擊鍵方式是一種可而達(dá)到進(jìn)行身份識(shí)別的目的。擊鍵方式是一種可以被識(shí)別的動(dòng)態(tài)特征。以被識(shí)別的動(dòng)態(tài)特征。 簽名識(shí)別簽名識(shí)別 將簽名數(shù)字化是這樣一個(gè)過程：測(cè)量圖像本身以將簽名數(shù)字化是這樣一個(gè)過程：測(cè)量圖像本身以及整個(gè)簽名的動(dòng)作及整

56、個(gè)簽名的動(dòng)作在每個(gè)字母以及字母之間的在每個(gè)字母以及字母之間的不同的速度、順序和壓力。簽名識(shí)別易被大眾接不同的速度、順序和壓力。簽名識(shí)別易被大眾接受，是一種公認(rèn)的身份識(shí)別的技術(shù)。受，是一種公認(rèn)的身份識(shí)別的技術(shù)。3.1.7 生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)3. 兼具生理特征和行為特征的聲紋識(shí)別兼具生理特征和行為特征的聲紋識(shí)別 識(shí)別時(shí)需要說話人講一句或幾句試驗(yàn)短句，對(duì)它識(shí)別時(shí)需要說話人講一句或幾句試驗(yàn)短句，對(duì)它們進(jìn)行某些測(cè)量，然后計(jì)算量度矢量與存儲(chǔ)的們進(jìn)行某些測(cè)量，然后計(jì)算量度矢量與存儲(chǔ)的 參參考考 矢量之間的一個(gè)矢量之間的一個(gè)(或多個(gè)或多個(gè)) 距離函數(shù)。距離函數(shù)。 語音信號(hào)獲取方便，并且可以通過電

57、話進(jìn)行鑒別。語音信號(hào)獲取方便，并且可以通過電話進(jìn)行鑒別。語音識(shí)別系統(tǒng)對(duì)人們?cè)诟忻皶r(shí)變得嘶啞的聲音比語音識(shí)別系統(tǒng)對(duì)人們?cè)诟忻皶r(shí)變得嘶啞的聲音比較敏感；較敏感； 另外，同一個(gè)人的磁帶錄音也能欺騙語音識(shí)別系另外，同一個(gè)人的磁帶錄音也能欺騙語音識(shí)別系統(tǒng)。統(tǒng)。 3.1.8 遙感遙測(cè)遙感遙測(cè) 遙感是通過遙感器這類對(duì)電磁波敏感的儀器，在遠(yuǎn)離目標(biāo)和非接觸目標(biāo)物體條件下探測(cè)目標(biāo)地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息，并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。 遙測(cè)是將對(duì)象參量的近距離測(cè)量值傳輸至遠(yuǎn)距離的測(cè)量站點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量的技術(shù)。3.1.9 機(jī)器人智能感知機(jī)器人智能感知 機(jī)器感知機(jī)器感知(M

58、achine Cognition)是一連串復(fù)雜程序是一連串復(fù)雜程序所組成的大規(guī)模信息處理系統(tǒng)所組成的大規(guī)模信息處理系統(tǒng), 信息通常由很多常信息通常由很多常規(guī)傳感器采集規(guī)傳感器采集, 經(jīng)過這些程序的處理后經(jīng)過這些程序的處理后, 會(huì)得到一會(huì)得到一些非基本感官能得到的結(jié)果。些非基本感官能得到的結(jié)果。 機(jī)器感知技術(shù)重點(diǎn)研究基于生物特征、以自然語機(jī)器感知技術(shù)重點(diǎn)研究基于生物特征、以自然語言和動(dòng)態(tài)圖像的理解為基礎(chǔ)的言和動(dòng)態(tài)圖像的理解為基礎(chǔ)的“以人為中心以人為中心”的的智能信息處理和控制技術(shù)，中文信息處理；研究智能信息處理和控制技術(shù)，中文信息處理；研究生物特征識(shí)別、智能交通等相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)技術(shù)。生物特征識(shí)別

59、、智能交通等相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)技術(shù)。3.2 不同的標(biāo)識(shí)體系不同的標(biāo)識(shí)體系 在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，目前存在著不同的標(biāo)識(shí)體系在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，目前存在著不同的標(biāo)識(shí)體系和標(biāo)準(zhǔn)，主要分為以下幾大類：和標(biāo)準(zhǔn)，主要分為以下幾大類：（1）國際標(biāo)準(zhǔn)：）國際標(biāo)準(zhǔn)： 由由ISO（International Standards Organization 國國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）際標(biāo)準(zhǔn)化組織） IEC（International Electrotechnical Commission 國際電工委員會(huì)）負(fù)責(zé)制定；國際電工委員會(huì)）負(fù)責(zé)制定；3.2 不同的標(biāo)識(shí)體系不同的標(biāo)識(shí)體系（2）國家標(biāo)準(zhǔn)：）國家標(biāo)準(zhǔn)： 由各國相關(guān)政府機(jī)構(gòu)與權(quán)威組織制

60、定本國的相由各國相關(guān)政府機(jī)構(gòu)與權(quán)威組織制定本國的相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)，中國的國家標(biāo)準(zhǔn)由工業(yè)與信息化部應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)，中國的國家標(biāo)準(zhǔn)由工業(yè)與信息化部與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)負(fù)責(zé)制定；與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)負(fù)責(zé)制定；（3）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： 由國際、國家的行業(yè)組織制定，例如國際物品由國際、國家的行業(yè)組織制定，例如國際物品編碼協(xié)會(huì)（編碼協(xié)會(huì)（European Article Numbering Association EAN）與美國統(tǒng)一代碼委員會(huì)）與美國統(tǒng)一代碼委員會(huì)（Uniform Code Council UCC）制定的用于物）制定的用于物體識(shí)別的體識(shí)別的EPC標(biāo)準(zhǔn)；標(biāo)準(zhǔn)；3.1.1 ISO標(biāo)識(shí)體系標(biāo)識(shí)體