物聯(lián)網(wǎng)感受層

物聯(lián)網(wǎng)感知與識(shí)別技術(shù)概述

感知與識(shí)別技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)如識(shí)別物體本身的存在，定位物體位置、物體移動(dòng)情況等等，常采用的技術(shù)包括二維碼技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、GPS定位技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)、聲音及視覺(jué)識(shí)別技術(shù)、生物特征識(shí)別技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)的感知與識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的信息采集，是物聯(lián)網(wǎng)主要的數(shù)據(jù)來(lái)源，物聯(lián)網(wǎng)的各種應(yīng)用都是通過(guò)采集各類信息和數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。物聯(lián)網(wǎng)感感知層產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈D1射頻識(shí)別別技術(shù)射頻識(shí)別別技術(shù)（（RadioFrequencyIdentification，縮寫寫RFID），，是20世紀(jì)80年代代發(fā)展起起來(lái)的一一種自動(dòng)動(dòng)識(shí)別技技術(shù)，它它利用射射頻信號(hào)號(hào)通過(guò)空空間耦合合（交變變磁場(chǎng)或或電磁場(chǎng)場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)現(xiàn)無(wú)接觸觸信息傳傳遞并通通過(guò)所傳傳遞的信信息達(dá)到到識(shí)別目目的，對(duì)對(duì)靜止或或移動(dòng)物物體的自自動(dòng)識(shí)別別。RFID技術(shù)具有有防水、、耐高溫溫、使用用壽命長(zhǎng)長(zhǎng)、讀取取距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)、標(biāo)簽簽數(shù)據(jù)可可以加密密、存儲(chǔ)儲(chǔ)數(shù)據(jù)容容量大、、存儲(chǔ)信信息可以以隨意修修改、可可以識(shí)別別高速運(yùn)運(yùn)動(dòng)中的的物體，，可識(shí)別別多個(gè)標(biāo)標(biāo)簽，可可以在惡惡劣環(huán)境境下工作作等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。隨著物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)概念念的興起起，RFID在社會(huì)生生產(chǎn)生活活中的應(yīng)應(yīng)用再一一次推向向了高潮潮。目前前RFID應(yīng)用范圍圍越來(lái)越越廣，涉涉及商品品防偽、、國(guó)防軍軍事、智智能交通通、電子子門票、、身份識(shí)識(shí)別和一一卡通等等多個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域。射頻識(shí)別別技術(shù)RFID系統(tǒng)組組成RFID系統(tǒng)主要要由電子子標(biāo)簽、、天線、、讀寫器器和主機(jī)機(jī)組成典型RFID分類按照標(biāo)簽簽的工作作頻率分分類有源電子子標(biāo)簽半有源射射頻標(biāo)簽簽無(wú)源電子子標(biāo)簽按照標(biāo)簽簽的工作作頻率分分類低頻段電電子標(biāo)簽簽30kHz～300kHz中高頻段段電子標(biāo)標(biāo)簽3MHz～30MHz超高頻與與微波標(biāo)標(biāo)簽433..92MHz，862((902)～928MHz，2.45GHz，5.8GHz射頻識(shí)別別技術(shù)RFID工作原原理RFID的工作原原理讀寫器通通過(guò)發(fā)射射天線發(fā)發(fā)送一定定頻率的的射頻信信號(hào)，當(dāng)當(dāng)RFID進(jìn)入發(fā)射射天線工工作區(qū)域域時(shí)產(chǎn)生生感應(yīng)電電流，標(biāo)標(biāo)簽獲得得能量被被激活，，將自身身編碼等等信息通通過(guò)內(nèi)置置發(fā)送天天線發(fā)送送出去，，系統(tǒng)接接收天線線接收到到標(biāo)簽發(fā)發(fā)送來(lái)的的載波信信號(hào)，經(jīng)經(jīng)天線調(diào)調(diào)節(jié)器傳傳送到讀讀寫器，，讀寫器器對(duì)接收收的信號(hào)號(hào)進(jìn)行解解調(diào)和解解碼然后后送到后后臺(tái)主系系統(tǒng)進(jìn)行行相關(guān)處處理；主主系統(tǒng)根根據(jù)邏輯輯運(yùn)算判判斷該標(biāo)標(biāo)簽的合合法性，，針對(duì)不不同的設(shè)設(shè)定做出出相應(yīng)的的處理和和控制，，發(fā)出指指令信號(hào)號(hào)控制執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)動(dòng)作。。射頻識(shí)別別技術(shù)RFID的典型型應(yīng)用證件管理理從2004年開(kāi)始，，采用了了RFID技術(shù)的中中國(guó)第二二代居民民身份證證，在全全國(guó)范圍圍內(nèi)開(kāi)始始換發(fā)，，截至2008年，中國(guó)國(guó)第二代代身份證證發(fā)行量量已經(jīng)達(dá)達(dá)到9億多張，，是迄今今為止全全球最大大的RFID應(yīng)用項(xiàng)目目。射頻識(shí)別別技術(shù)RFID的典型型應(yīng)用門禁保安安門禁保安安系統(tǒng)可可采用射射頻卡，，并且一一卡可以以多用，，比如作作工作證證、出入入證、停停車卡、、旅館住住宿卡甚甚至旅游游護(hù)照等等等，目目的是幫幫助識(shí)別別人員身身份、安安全管理理、收費(fèi)費(fèi)等，這這樣可以以簡(jiǎn)化出出入手續(xù)續(xù)、提高高工作效效率。射頻識(shí)別別技術(shù)RFID的典型型應(yīng)用防偽將射頻識(shí)識(shí)別技術(shù)術(shù)應(yīng)用在在防偽領(lǐng)領(lǐng)域有它它自身的的技術(shù)優(yōu)優(yōu)勢(shì)。防防偽技術(shù)術(shù)本身成成本低，，但卻很很難偽造造。射頻頻卡的成成本就相相對(duì)便宜宜，而芯芯片的制制造需要要有昂貴貴的芯片片工廠，，使偽造造者望而而卻步。。射頻卡卡本身具具有內(nèi)存存，可以以儲(chǔ)存、、修改與與產(chǎn)品有有關(guān)的數(shù)數(shù)據(jù)、利利于銷售售商使用用；體積積十分小小、便于于產(chǎn)品封封裝。射頻識(shí)別別技術(shù)EPC產(chǎn)產(chǎn)品電子子代碼EPC的全稱是是ElectronicProductCode，中文稱稱為產(chǎn)品品電子代代碼。EPC的載體是是RFID電子標(biāo)簽簽，并借借助互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)信息的的傳遞。。EPC旨在為每每一件產(chǎn)產(chǎn)品建立立全球的的、開(kāi)放放的標(biāo)識(shí)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，，實(shí)現(xiàn)全全球范圍圍內(nèi)對(duì)單單件產(chǎn)品品的跟蹤蹤與追溯溯，從而而有效提提高供應(yīng)應(yīng)鏈管理理水平、、降低物物流成本本。EPC是一個(gè)完完整的、、復(fù)雜的的、綜合合的系統(tǒng)統(tǒng)。

射頻識(shí)別別技術(shù)EPC產(chǎn)產(chǎn)品電子子代碼

EPCglobal是一個(gè)非非贏利性性標(biāo)準(zhǔn)化化組織，，由EAN和UCC兩大標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化組織織聯(lián)合成成立，其其主要職職責(zé)是在在全球范范圍內(nèi)對(duì)對(duì)各個(gè)行行業(yè)建立立和維護(hù)護(hù)EPC網(wǎng)絡(luò)，保保證供應(yīng)應(yīng)鏈各環(huán)環(huán)節(jié)信息息的自動(dòng)動(dòng)、實(shí)時(shí)時(shí)識(shí)別采采用全球球統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。傳感器技技術(shù)傳感器的的定義國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)GB7665--87對(duì)傳感器器下的定定義是：：“能感感受規(guī)定定的被測(cè)測(cè)量件并并按照一一定的規(guī)規(guī)律（數(shù)數(shù)學(xué)函數(shù)數(shù)法則））轉(zhuǎn)換成成可用信信號(hào)的器器件或裝裝置，通通常由敏敏感元件件和轉(zhuǎn)換換元件組組成”。?！皞鞲衅髌鳌痹谛滦马f式大大詞典中中定義為為：從一一個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)接受功功率，通通常以另另一種形形式將功功率送到到第二個(gè)個(gè)系統(tǒng)中中的器件件。根據(jù)據(jù)這個(gè)定定義，傳傳感器的的作用是是將一種種能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成另另一種能能量形式式，所以以不少學(xué)學(xué)者也用用“換能能器（Transducer）”來(lái)稱稱謂“傳傳感器””。常見(jiàn)傳感感器簡(jiǎn)介介電阻式傳傳感器電阻式傳傳感器是是將被測(cè)測(cè)量，如如位移、、形變、、力、加加速度、、濕度、、溫度等等這些物物理量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換式成成電阻值值這樣的的一種器器件。主主要有電電阻應(yīng)變變式、壓壓阻式、、熱電阻阻、熱敏敏、氣敏敏、濕敏敏等電阻阻式傳感感器件。。常見(jiàn)傳感感器簡(jiǎn)介介稱重傳感感器稱重傳感感器是一一種能夠夠?qū)⒅亓αD(zhuǎn)變?yōu)闉殡娦盘?hào)號(hào)的力→→電轉(zhuǎn)換換裝置，，是電子子衡器的的一個(gè)關(guān)關(guān)鍵部件件。常見(jiàn)傳感感器簡(jiǎn)介介電阻應(yīng)變變式傳感感器傳感器中中的電阻阻應(yīng)變片片具有金金屬的應(yīng)應(yīng)變效應(yīng)應(yīng)，即在在外力作作用下產(chǎn)產(chǎn)生機(jī)械械形變，，從而使使電阻值值隨之發(fā)發(fā)生相應(yīng)應(yīng)的變化化。傳感器技技術(shù)常見(jiàn)傳感感器簡(jiǎn)介介壓阻式傳傳感器壓阻式傳傳感器是是根據(jù)半半導(dǎo)體材材料的壓壓阻效應(yīng)應(yīng)在半導(dǎo)導(dǎo)體材料料的基片片上經(jīng)擴(kuò)擴(kuò)散電阻阻而制成成的器件件。其基基片可直直接作為為測(cè)量傳傳感元件件，擴(kuò)散散電阻在在基片內(nèi)內(nèi)接成電電橋形式式。當(dāng)基基片受到到外力作作用而產(chǎn)產(chǎn)生形變變時(shí)，各各電阻值值將發(fā)生生變化，，電橋就就會(huì)產(chǎn)生生相應(yīng)的的不平衡衡輸出傳感器技技術(shù)常見(jiàn)傳感感器簡(jiǎn)介介激光傳感感器利用激光光技術(shù)進(jìn)進(jìn)行測(cè)量量的傳感感器，它它由激光光器、激激光檢測(cè)測(cè)器和測(cè)測(cè)量電路路組成。。激光傳傳感器是是新型測(cè)測(cè)量?jī)x表表，它的的優(yōu)點(diǎn)是是能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)無(wú)接觸觸遠(yuǎn)距離離測(cè)量，，速度快快，精度度高，量量程大，，抗光、、電干擾擾能力強(qiáng)強(qiáng)等。傳感器技技術(shù)常見(jiàn)傳感感器簡(jiǎn)介介霍爾傳感感器霍爾傳感感器分為為線性型型霍爾傳傳感器和和開(kāi)關(guān)型型霍爾傳傳感器兩兩種。其其中，線線性型霍霍爾傳感感器由霍霍爾元件件、線性性放大器器和射極極跟隨器器組成，，它輸出出模擬量量。開(kāi)關(guān)關(guān)型霍爾爾傳感器器由穩(wěn)壓壓器、霍霍爾元件件、差分分放大器器，斯密密特觸發(fā)發(fā)器和輸輸出級(jí)組組成，它它輸出數(shù)數(shù)字量。。傳感器技技術(shù)常見(jiàn)傳感感器簡(jiǎn)介介激光傳感感器工作作原理激光傳感感器工作作時(shí)，先先由激光光發(fā)射二二極管對(duì)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)標(biāo)發(fā)射激激光脈沖沖。經(jīng)目目標(biāo)反射射后激光光向各方方向散射射。部分分散射光光返回到到傳感器器接收器器，被光光學(xué)系統(tǒng)統(tǒng)接收后后成像到到雪崩光光電二極極管上。。雪崩光光電二極極管是一一種內(nèi)部部具有放放大功能能的光學(xué)學(xué)傳感器器，因此此它能檢檢測(cè)極其其微弱的的光信號(hào)號(hào)，并將將其轉(zhuǎn)化化為相應(yīng)應(yīng)的電信信號(hào)。無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)簡(jiǎn)介無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)可可以組成成獨(dú)立的的感知控控制系統(tǒng)統(tǒng)，但由由于其在在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)整個(gè)構(gòu)構(gòu)建中位位于信息息獲取的的底層，，其獲取取的信息息可以匯匯總到更更高層次次進(jìn)行處處理后再再反饋到到應(yīng)用中中，因此此本書將將其放在在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的感知知與識(shí)別別部分作作介紹。。無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)體系結(jié)結(jié)構(gòu)傳感網(wǎng)主主要由無(wú)無(wú)線節(jié)點(diǎn)點(diǎn)、匯集集節(jié)點(diǎn)和和信息監(jiān)監(jiān)測(cè)或管管理中心心等組成成。無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)無(wú)線傳感感器網(wǎng)絡(luò)絡(luò)特點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)能能量有限限。2、自組織織性。3、多跳路路由。4、大規(guī)模模網(wǎng)絡(luò)。。5、動(dòng)態(tài)性性網(wǎng)絡(luò)。。6、可靠的的網(wǎng)絡(luò)。。7、應(yīng)用相相關(guān)的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。8、以數(shù)據(jù)據(jù)為中心心的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)。其他感知與識(shí)識(shí)別技術(shù)術(shù)二維碼技技術(shù)紅外感應(yīng)應(yīng)技術(shù)GPS定位技術(shù)術(shù)聲音及視視覺(jué)識(shí)別別技術(shù)生物特征征識(shí)別技技術(shù)其他感知與識(shí)識(shí)別技術(shù)術(shù)二維碼技技術(shù)二維碼在在1994年起源于于日本，，它用某某種特定定的幾何何圖形按按一定規(guī)規(guī)律在平平面（二二維方向向上）分分布的黑黑白相間間的圖形形記錄數(shù)數(shù)據(jù)符號(hào)號(hào)信息。。二維碼的的應(yīng)用：：二維條條碼具有有儲(chǔ)存量量大、保保密性高高、追蹤蹤性高、、抗損性性強(qiáng)、備備援性大大、成本本便宜等等特性，，這些特特性特別別適用于于表單、、安全保保密、追追蹤、證證照、存存貨盤點(diǎn)點(diǎn)、資料料備援等等方面。。其他感知與識(shí)識(shí)別技術(shù)術(shù)紅外感應(yīng)應(yīng)技術(shù)紅外線是是一種波波長(zhǎng)在750nm至1mm之間的電電磁波，，它的頻頻率高于于微波而而低于可可見(jiàn)光，，是一種種人的眼眼睛看不不到的光光線。任何物質(zhì)質(zhì)，只要要它本身身具有一一定的溫溫度（高高于絕對(duì)對(duì)零度）），都能能輻射紅紅外線。。利用這種種紅外線線的輻射射，可以以實(shí)現(xiàn)各各種紅外外感應(yīng)技技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用，如如搜索和和跟蹤紅紅外目標(biāo)標(biāo)，確定定其空間間位置并并對(duì)它的的運(yùn)動(dòng)進(jìn)進(jìn)行跟蹤蹤，熱成成像系統(tǒng)統(tǒng)可產(chǎn)生生整個(gè)目目標(biāo)紅外外輻射的的分布圖圖像等。。其他感知與識(shí)識(shí)別技術(shù)術(shù)紅外感應(yīng)應(yīng)技術(shù)利用紅外外感知技技術(shù)可以以制作紅紅外線傳傳感器，，測(cè)量時(shí)時(shí)不與被被測(cè)物體體直接接接觸，因因而不存存在摩擦擦問(wèn)題，，并且有有靈敏度度高，響響應(yīng)快等等優(yōu)點(diǎn)。。紅外線傳傳感器包包括光學(xué)學(xué)系統(tǒng)、、檢測(cè)元元件和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換電路路。其他感知與識(shí)識(shí)別技術(shù)術(shù)定位技術(shù)術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的許多多應(yīng)用中中，需要要知道物物體的位位置信息息，特別別是對(duì)于于移動(dòng)的的物體，，需要知知道物體體變化的的位置信信息。因因此定位位技術(shù)是是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的重要要技術(shù)之之一。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)應(yīng)用