物聯(lián)網(wǎng)概論 課件 模塊1、2 通過智慧城市進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)的世界、通過智慧物流認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)

模塊1通過智慧城市進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)的世界目錄CONTENTS1智慧城市2物聯(lián)網(wǎng)的概念與發(fā)展3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述思維導(dǎo)圖學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉物聯(lián)網(wǎng)的概念，了解物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別了解物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起源、現(xiàn)狀與趨勢(shì)熟悉物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)特征和層次劃分知識(shí)目標(biāo)能描述物聯(lián)網(wǎng)的概念、發(fā)展進(jìn)程及未來趨勢(shì)能熟練列舉物聯(lián)網(wǎng)的各種關(guān)鍵技術(shù)能夠陳述物聯(lián)網(wǎng)的“12字”技術(shù)特征和3大層次劃分技能目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息時(shí)代下的與時(shí)俱進(jìn)的信息素養(yǎng)培養(yǎng)學(xué)生基于物聯(lián)網(wǎng)的萬物互聯(lián)的創(chuàng)新思維素質(zhì)目標(biāo)01PARTONE智慧城市情景導(dǎo)入自動(dòng)駕駛、VR購物遠(yuǎn)程看病、智能樓宇……“未來的城市”什么是智慧城市？1.1智慧城市概述智慧城市是當(dāng)前城市發(fā)展的新理念和新模式，以改善城市人居環(huán)境質(zhì)量、優(yōu)化城市管理和生產(chǎn)生活方式、提升城市居民幸福感受為目的，是信息時(shí)代的新型城市化發(fā)展模式，對(duì)城市實(shí)現(xiàn)以人為本、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展具有重要意義。智慧城市的核心驅(qū)動(dòng)力是通過深度的城市信息化來滿足城市發(fā)展轉(zhuǎn)型和管理方式轉(zhuǎn)變的需求。

1.2基本內(nèi)涵以推進(jìn)實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施和信息基礎(chǔ)設(shè)施相融合、構(gòu)建城市智能基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)；以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息通信技術(shù)在城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各領(lǐng)域的充分運(yùn)用為主線；以最大限度地開發(fā)、整合和利用各類城市信息資源為核心；以為居民、企業(yè)和社會(huì)提供及時(shí)、互動(dòng)、高效的信息服務(wù)為手段；以全面提升城市規(guī)劃發(fā)展能力、提高城市公共設(shè)施水平、增強(qiáng)城市公共服務(wù)能力、激發(fā)城市新興業(yè)態(tài)活力為宗旨。1.3智慧城市的4個(gè)層面1.3智慧城市的4個(gè)層面（1）深層感知利用任何可以隨時(shí)隨地感知、測(cè)量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、系統(tǒng)或流程實(shí)現(xiàn)深層感知，如城市中的監(jiān)控?cái)z像頭、傳感器、射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentification,RFID）設(shè)備、移動(dòng)和手持設(shè)備、計(jì)算機(jī)和多媒體終端、GPS、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)挖掘和分析工具等。通過使用這些新設(shè)備和系統(tǒng)，包括人在內(nèi)的城市的任何信息都可以被快速獲取并進(jìn)行分析，便于立即采取應(yīng)對(duì)措施和進(jìn)行長期規(guī)劃。（2）廣泛互聯(lián)。通過各種形式的高速、高帶寬的通信網(wǎng)絡(luò)工具，如有線網(wǎng)、無線網(wǎng)等，發(fā)揮“三網(wǎng)融合”的優(yōu)勢(shì)，將傳感器、個(gè)人電子設(shè)備等智能設(shè)備連接起來進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)監(jiān)控。（3）高度共享利用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，通過將資源“服務(wù)”化、集中存儲(chǔ)、共享計(jì)算資源等方式，對(duì)整個(gè)城市信息資源進(jìn)行匯集、存儲(chǔ)、分類、整合，將全社會(huì)信息系統(tǒng)中收集和儲(chǔ)存的分散的信息及數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，多方共享，使得工作和任務(wù)可以通過多方協(xié)作，遠(yuǎn)程完成。共享視頻監(jiān)控、地理信息、通信調(diào)度等平臺(tái)，用于城市管理和部門間業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)。（4）智慧應(yīng)用通過使用傳感器、先進(jìn)的移動(dòng)終端，可以實(shí)時(shí)收集城市中的所有信息，采用高速分析工具和集成IT處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析、匯總和計(jì)算工作，把數(shù)據(jù)變成信息，把信息變成知識(shí)，把知識(shí)變成智慧，從全局的角度分析形勢(shì)并實(shí)時(shí)解決問題，以便政府及相關(guān)機(jī)構(gòu)及時(shí)做出決策并采取適當(dāng)?shù)拇胧?.3智慧城市的4個(gè)層面1.4智慧城市體系架構(gòu)

2017年，國家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布《智慧城市技術(shù)參考模型》（GB/T34678-2017）。該標(biāo)準(zhǔn)從城市信息化整體建設(shè)層面考慮，以ICT技術(shù)為視角，規(guī)定了ICT視角下的智慧城市技術(shù)參考模型圖片來源：智慧城市技術(shù)參考模型（GB/T34678-2017）1.5智慧城市應(yīng)用領(lǐng)域

在智慧城市建設(shè)背景下，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用涉及領(lǐng)域很廣，從簡單的人類個(gè)人生活到工業(yè)的現(xiàn)代化和自動(dòng)化控制，再到城市建設(shè)、軍事、反恐等領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用涉及由傳感器技術(shù)所推動(dòng)的各產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域，包括社區(qū)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、物流、校園、旅游等。

國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局(ITU-T)提出的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，被廣大學(xué)者和工程師普遍采用。1.6拓展知識(shí)全球智慧城市盤點(diǎn)，我國多城市陸續(xù)斬獲世界智慧城市“奧斯卡”

02PARTTWO物聯(lián)網(wǎng)的概念與發(fā)展情景導(dǎo)入物聯(lián)網(wǎng)如何起源和發(fā)展的？上世紀(jì)80年代卡內(nèi)基美隆大學(xué)的程序員，不愿上下樓，將可樂販賣機(jī)聯(lián)網(wǎng)；1991年在英國劍橋大學(xué)誕生的“特洛伊咖啡壺”。根據(jù)上述關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)起源的描述，你能否思考總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)？列舉你身邊可能存在哪些涉及物聯(lián)網(wǎng)的事物或事件。2.1物聯(lián)網(wǎng)的概念英文名稱“TheInternetofThings”

物聯(lián)網(wǎng)就是“物與物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這里有兩層意思：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)的基礎(chǔ)之上延伸和擴(kuò)展的一種網(wǎng)絡(luò)；第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品，人與物可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息的交換和通信。

物聯(lián)網(wǎng)的定義：指通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，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)。它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。2.2物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展——起源物聯(lián)網(wǎng)起源于兩種技術(shù)1999年，美國麻省理工學(xué)院在研究RFID時(shí)提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念雛形，其設(shè)想是給每個(gè)物品都添上電子標(biāo)簽2003年，美國《技術(shù)評(píng)論》把傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)評(píng)為未來改變?nèi)藗兩畹氖蠹夹g(shù)之首2005年，國際電信聯(lián)盟發(fā)布了《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》，正式提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念2009年，IBM提出智慧地球的概念，認(rèn)為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)下一階段的任務(wù)是把新一代IT技術(shù)充分運(yùn)用到各行各業(yè)中，形成新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施——物聯(lián)網(wǎng)。2009年，中國政府提出“感知中國”的戰(zhàn)略。2011年中國“十二五”規(guī)劃指出，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)是物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、三網(wǎng)融合和集成電路等。射頻識(shí)別（RadioFrequencyIDentification，RFID）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork，WSN）2.3物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展——在國外的發(fā)展2008年美國IBM提出“智慧地球”理念，得到美國政府的支持。歐盟2009年提出《物聯(lián)網(wǎng)—?dú)W洲行動(dòng)計(jì)劃》。2001年至2009年，日本相繼制定了“e-Japan”戰(zhàn)略、“u-Japan”戰(zhàn)略、“i-Japan”戰(zhàn)略等多項(xiàng)信息技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。2006年，韓國也提出了“u-Korea”戰(zhàn)略，重點(diǎn)支持泛在網(wǎng)的建設(shè)。傳統(tǒng)科技企業(yè)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為抓手進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。高思并購物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供商Jaspertechnologies公司，微軟收購意大利物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Solair，將物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)整合進(jìn)微軟的AzureIot平臺(tái)。重視核心研發(fā)，賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)。英特爾公司重點(diǎn)研發(fā)Quark、IntelAtom、酷睿、至強(qiáng)等系列物聯(lián)網(wǎng)專用芯片，占據(jù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域制高點(diǎn)。引領(lǐng)先進(jìn)技術(shù)實(shí)踐，拓展行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新。全球行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)積極謀劃5G部署，5奧迪和愛立信計(jì)劃將5G技術(shù)應(yīng)用于汽車生產(chǎn)。AT&T公司與三星電子聯(lián)手打造了美國第一個(gè)專注于生產(chǎn)線的5G測(cè)試臺(tái)。歐美構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。歐美企業(yè)通過締結(jié)聯(lián)盟組織的方式將物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)帶入良性發(fā)展的軌道。國際性物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)聯(lián)盟主要包括開放互聯(lián)基金會(huì)OCF、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟IIC、物聯(lián)網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)化伙伴組織“OneM2M”等世界各國發(fā)展近年的發(fā)展2.3物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展——在中國的發(fā)展2004年，我國把射頻識(shí)別（RFID）作為“金卡工程”的一個(gè)重點(diǎn)，啟動(dòng)了RFID的試點(diǎn)。我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，是以RFID的廣泛應(yīng)用作為形成全國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展基礎(chǔ)的。。2008年底，我國鐵路RFID應(yīng)用已基本涵蓋了鐵路運(yùn)輸?shù)娜繕I(yè)務(wù)。2010年，上海世博會(huì)上大量采用了RFID系統(tǒng)。2006年，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》將物聯(lián)網(wǎng)列入重點(diǎn)研究領(lǐng)域。在2009年12月的國務(wù)院經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上，明確提出了要在電力、交通、安防和金融行業(yè)推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用。2010年3月，我國高校開始創(chuàng)辦物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。2010年9月，國務(wù)院通過《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，確定物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)為我國7個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。智慧城市建設(shè)是全球城市化的新趨勢(shì)，而物聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展也將逐步推動(dòng)城市“部件”之間實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”2.4拓展知識(shí)比爾·蓋茨的瘋狂構(gòu)想和前衛(wèi)實(shí)踐

03PARTTHREE物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征互聯(lián)網(wǎng)讓人可以通過計(jì)算機(jī)去使用網(wǎng)絡(luò)，主要是實(shí)行人與人之間的信息交互與共享物聯(lián)網(wǎng)讓生活中的普通物體也可以進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，使用網(wǎng)絡(luò)上的信息3.1物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征來自于同互聯(lián)網(wǎng)的類比。物聯(lián)網(wǎng)不僅對(duì)“物”實(shí)現(xiàn)連接和操控，它還通過技術(shù)手段的擴(kuò)張，賦予了網(wǎng)絡(luò)新的含義。物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征是全面感知、互通互聯(lián)和智慧運(yùn)行。

3.1物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征——全面感知全面感知解決的是人類社會(huì)與物理世界的數(shù)據(jù)獲取問題。全面感知是物聯(lián)網(wǎng)的皮膚和五官，主要功能是識(shí)別物體、采集信息。全面感知是指利用各種感知、捕獲、測(cè)量等的技術(shù)手段，實(shí)時(shí)對(duì)物體進(jìn)行信息的采集和獲取。是所有上層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)讓物品“開口說話、發(fā)布信息”大量信息生成設(shè)備信息生成方式多樣化互通互聯(lián)解決物體間的信息傳輸問題網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一互通互聯(lián)是物聯(lián)網(wǎng)的血管和神經(jīng)，其主要功能是信息的接入和信息的傳遞。高效、穩(wěn)定、及時(shí)、安全地傳輸上下層的數(shù)據(jù)3.1物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征——互聯(lián)互通智慧運(yùn)行解決計(jì)算、處理和決策問題。智慧運(yùn)行是物聯(lián)網(wǎng)的大腦和神經(jīng)中樞主要功能是信息及數(shù)據(jù)的深入分析和有效處理物品追蹤、環(huán)境感知、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)3.1物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征——智慧運(yùn)行3.2物聯(lián)網(wǎng)層次劃分感知層是物聯(lián)網(wǎng)的五官和皮膚，用于識(shí)別外界物體和采集信息。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，負(fù)責(zé)將感知層獲取的信息，安全可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層，然后根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行信息處理。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)的大腦，其功能為“處理”，即通過云計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行信息處理。

3.3物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)按照物聯(lián)網(wǎng)的層次體系架構(gòu)，每一層都有自己的關(guān)鍵技術(shù)。感知層的關(guān)鍵技術(shù)是感知和自動(dòng)識(shí)別技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù)是無線傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)是數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)，在此基礎(chǔ)上是行業(yè)專用技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成。歐洲物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目總體協(xié)助組2009年發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》報(bào)告，2010年發(fā)布了《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的展望和挑戰(zhàn)》報(bào)告。在這兩份報(bào)告中，將物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)分為如下幾種：識(shí)別技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)、軟件和算法、硬件、數(shù)據(jù)和信號(hào)處理技術(shù)、發(fā)現(xiàn)和搜索引擎技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)、功率和能量存儲(chǔ)技術(shù)、安全和隱私技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化。關(guān)鍵技術(shù)相關(guān)技術(shù)3.3.1物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)——自動(dòng)識(shí)別技術(shù)RFIDRFID（RadioFrequencyIdentification，射頻識(shí)別）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以通過無線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。它主要用來為物聯(lián)網(wǎng)中的各物品建立唯一的身份標(biāo)識(shí)。未來，RFID技術(shù)將繼續(xù)保持高速發(fā)展的勢(shì)頭。電子標(biāo)簽、讀寫器、系統(tǒng)集成軟件、公共服務(wù)體系、標(biāo)準(zhǔn)化等方面都將取得新的進(jìn)展。隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷進(jìn)步，RFID產(chǎn)品的種類將越來越豐富，應(yīng)用和衍生的增值服務(wù)也將越來越廣泛。3.3.2物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)——傳感器技術(shù)信息采集是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，而目前的信息采集主要是通過傳感器、傳感節(jié)點(diǎn)和電子標(biāo)簽等方式完成的。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)中獲得信息的主要設(shè)備，它利用各種機(jī)制把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后由相應(yīng)信號(hào)處理裝置進(jìn)行處理，并產(chǎn)生響應(yīng)動(dòng)作。常見的傳感器包括溫度、濕度、壓力、光電傳感器等。傳感器作為一種檢測(cè)裝置，作為攝取信息的關(guān)鍵器件，由于其所在的環(huán)境通常比較惡劣，因此物聯(lián)網(wǎng)對(duì)傳感器技術(shù)提出了較高的要求。一是其感受信息的能力，二是傳感器自身的智能化和網(wǎng)絡(luò)化，傳感器技術(shù)在這兩方面應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)發(fā)展與突破。傳感器技術(shù)是半導(dǎo)體技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、微電子學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、精密機(jī)械學(xué)、仿生學(xué)和材料科學(xué)等多學(xué)科綜合的高新技術(shù)。3.3.3物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)——網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)涉及近程通信技術(shù)和遠(yuǎn)程運(yùn)輸技術(shù)。近程通信技術(shù)包括RFID、藍(lán)牙、ZigBee、總線等，遠(yuǎn)程運(yùn)輸技術(shù)包括互聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)，如第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3rdGenerationMobileNetworks,3G）、第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4thGenerationMobileNetworks,4G）、第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5thGenerationMobileNetworks,5G）、GPS等技術(shù)。3.3.4物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)——數(shù)據(jù)融合技術(shù)

從物聯(lián)網(wǎng)的感知層到應(yīng)用層，各種信息的種類和數(shù)量都成倍增加，需要分析的數(shù)據(jù)量也呈級(jí)數(shù)增加，同時(shí)還涉及各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)或多個(gè)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的融合問題，如何從海量的數(shù)據(jù)中及時(shí)挖掘出隱藏信息和有效數(shù)據(jù)的問題，給數(shù)據(jù)處理帶來了巨大的挑戰(zhàn)，因此怎樣合理、有效地整合、挖掘和智能處理海量的數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)的難題。結(jié)合P2P、云計(jì)算等分布式計(jì)算技術(shù)，成為解決以上難題的一個(gè)途徑。云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)提供了一種新的高效率計(jì)算模式，可通過網(wǎng)絡(luò)按需提供動(dòng)態(tài)伸縮的廉價(jià)計(jì)算，其具有相對(duì)可靠并且安全的數(shù)據(jù)中心，同時(shí)兼有互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的便利、廉價(jià)和大型機(jī)的能力，可以輕松實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享，用戶無須擔(dān)心信息泄露、黑客入侵等棘手問題。云計(jì)算是信息化發(fā)展進(jìn)程中的一個(gè)里程碑，它強(qiáng)調(diào)信息資源的聚集、優(yōu)化和動(dòng)態(tài)分配，節(jié)約信息化成本并大大提高了數(shù)據(jù)中心的效率。3.4拓展知識(shí)中國近年物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃時(shí)間主要政策文件主要內(nèi)容2021《物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》明確到2023年底，在國內(nèi)主要城市初步建成物聯(lián)網(wǎng)新型基礎(chǔ)設(shè)施。突破一批制約物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)，培育一批示范帶動(dòng)作用強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)主體和運(yùn)營主體，催生一批可復(fù)制、可推廣、可持續(xù)的運(yùn)營服務(wù)模式，導(dǎo)出一批賦能作用顯著、綜合效益優(yōu)良的行業(yè)應(yīng)用，構(gòu)建一套健全完善的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和安全保障體系。2019《上海證券交易所科創(chuàng)板企業(yè)上市推薦指引》重點(diǎn)推薦包括半導(dǎo)體和集成電路、電子信息、下一代信息網(wǎng)絡(luò)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、新興軟件、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和智能硬件等企業(yè)2017

《信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)分冊(cè)（2016—2020年）》提出大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用，加快構(gòu)建具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)體系，深化物聯(lián)網(wǎng)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)融合發(fā)展，支撐制造強(qiáng)國和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國建設(shè)。2016《2016年政府工作報(bào)告》強(qiáng)調(diào)大力發(fā)展以物聯(lián)網(wǎng)為主的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。2014

《工信部2014年物聯(lián)網(wǎng)工作要點(diǎn)》部署物聯(lián)網(wǎng)工作幾大要點(diǎn)，加大對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的扶持力度。2013

《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃》

規(guī)劃了頂層設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用推廣、產(chǎn)業(yè)支撐、商業(yè)模式、安全保障、政府扶持、法律法規(guī)、人才培養(yǎng)10個(gè)專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃。2012

《國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》

提出到2015年，要突破一批核心技術(shù)，培育一批創(chuàng)新型中小企業(yè)，打造較完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈?！丁笆濉眹覒?zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)高度集成和綜合運(yùn)用的產(chǎn)業(yè)，并做出相應(yīng)規(guī)劃。謝謝！模塊2通過智慧物流認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)目錄CONTENTS1智慧物流2電子產(chǎn)品代碼（EPC）3自動(dòng)識(shí)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(dòng)識(shí)別技術(shù)，熟悉光學(xué)字符識(shí)別、生物識(shí)別、卡識(shí)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(shí)目標(biāo)能夠列舉、區(qū)分和陳述各項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)能對(duì)各類物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)進(jìn)行技術(shù)選型能對(duì)各類物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的識(shí)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(chǔ)、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(duì)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(duì)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(shí)獲取信息，對(duì)信息進(jìn)行分析以做出決策。借助傳感器、條碼、RFID、移動(dòng)通信技術(shù)讓貨物配送實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(shí)別技術(shù)，大量使用物品編碼、自動(dòng)識(shí)別和定位系統(tǒng)，對(duì)具體商品進(jìn)行標(biāo)識(shí)和識(shí)別。傳輸層使用電信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸信息比較適合。處理層在高性能計(jì)算技術(shù)的支撐下，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的海量物流信息進(jìn)行實(shí)時(shí)、高速處理，對(duì)物流數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化挖掘、管理、控制與存儲(chǔ)。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(dòng)倉儲(chǔ)管理自動(dòng)倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)將倉儲(chǔ)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(tái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化倉儲(chǔ)管理。

還能實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物自動(dòng)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(dòng)倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)示意圖2.1.2智慧物流主要內(nèi)容2.動(dòng)態(tài)配送管理動(dòng)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(jì)劃的基礎(chǔ)上，采用多種先進(jìn)技術(shù)對(duì)物流配送過程進(jìn)行智能化管理。

動(dòng)態(tài)配送系統(tǒng)主要包括信息采集、安全報(bào)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(dòng)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(shí)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(jì)算平臺(tái)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算、分析，同時(shí)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(tái)，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(shí)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(gè)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(shí)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(gè)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(huì)自動(dòng)檢測(cè)前方行人車輛，靠近三米左右會(huì)自動(dòng)停車。遇到障礙物會(huì)自動(dòng)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(gè)比米粒還小的電子芯片和一個(gè)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(jià)格也非常便宜。EPC電子標(biāo)簽具有標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、價(jià)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(duì)每個(gè)單品都賦予一個(gè)全球唯一編碼。EPC系統(tǒng)利用RFID技術(shù)識(shí)別物品。載體是RFID電子標(biāo)簽，讀取EPC標(biāo)簽時(shí)，可以與一些動(dòng)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(shí)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(gè)方面：EPC編碼、標(biāo)簽、讀寫器、中間件（Middleware）、EPC對(duì)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(shí)更新物品的信息，一個(gè)全新的、以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)的、物品標(biāo)識(shí)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(shí)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(duì)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(gè)物品都被賦予一個(gè)EPC碼，EPC碼用來對(duì)物品進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)。EPC碼存儲(chǔ)在物品的電子標(biāo)簽中，讀寫器對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫，電子標(biāo)簽和讀寫器構(gòu)成一個(gè)RFID系統(tǒng)。讀寫器對(duì)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(chǔ)存信息的IP地址，同時(shí)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(chǔ)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(gè)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(shí)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(shí)（GeneralIDentifier，GID）類型、基于EAN.UCC的標(biāo)識(shí)類型和美國國防部（DepartmentofDefenseoftheUnitedStates，DOD）標(biāo)識(shí)類型。96位的EPC通用標(biāo)識(shí)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(duì)象分類代碼和序列代碼4個(gè)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(shí)別代碼，由EPCglobal分配，用于標(biāo)識(shí)一個(gè)組織管理實(shí)體，負(fù)責(zé)維護(hù)對(duì)象分類代碼和序列代碼。

對(duì)象分類代碼用于識(shí)別物品的種類或類型，其在每個(gè)廠商識(shí)別代碼下必須是唯一的。對(duì)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(gè)對(duì)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(gè)對(duì)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(shí)類型：系列化全球貿(mào)易標(biāo)識(shí)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(gè)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(shí)別代碼、對(duì)象分類代碼和序列代碼6個(gè)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(shí)別代碼和產(chǎn)品分類代碼兩個(gè)字段各占多少位。例如，如果廠商識(shí)別代碼為24位，對(duì)象分類代碼為20位，則分區(qū)值為5（101）。廠商識(shí)別代碼由EAN或UCC分配給組織管理實(shí)體。對(duì)象分類代碼由組織管理實(shí)體分配給一個(gè)特定對(duì)象分類。序列代碼為一個(gè)數(shù)字，是廠商分配給每一件產(chǎn)品的唯一標(biāo)識(shí)符。SGTIN-96編碼結(jié)構(gòu)03PARTTHREE自動(dòng)識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)自動(dòng)識(shí)別（AutomaticIdentification）通常與數(shù)據(jù)采集（DataCollection）聯(lián)系在一起，形成自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)采集技術(shù)（AutoIdentificationandDataCollection，AIDC）。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)就是應(yīng)用一定的裝置，通過被識(shí)別物件和識(shí)別裝置之間的接近活動(dòng)，對(duì)字符、影像、條碼、聲音、信號(hào)等記錄數(shù)據(jù)的載體用機(jī)器進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，主動(dòng)地獲取被識(shí)別物件的相關(guān)信息，并提供給后臺(tái)計(jì)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(dòng)識(shí)別技術(shù)有條形碼識(shí)別技術(shù)、磁卡（條）和IC卡技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)、光學(xué)字符識(shí)別（OCR）技術(shù)和生物識(shí)別技術(shù)等。2.3.1光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)1.光學(xué)字符識(shí)別光學(xué)字符識(shí)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(jì)算機(jī)可識(shí)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(jì)算機(jī)文字，以便對(duì)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(cuò)或利用輔助信息提高識(shí)別正確率。衡量一個(gè)OCR系統(tǒng)性能好壞的主要指標(biāo)有：拒識(shí)率、誤識(shí)率、識(shí)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(jià)格識(shí)讀、訂單數(shù)據(jù)輸入、單證識(shí)讀、支票識(shí)讀、文件識(shí)讀、微電路及小件產(chǎn)品上的狀態(tài)特征識(shí)讀、車牌號(hào)碼自動(dòng)識(shí)別。2.3.1光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)2.識(shí)別方法識(shí)別方法有三類，包括相關(guān)匹配識(shí)別、概率判定準(zhǔn)則及句法模式識(shí)別。相關(guān)匹配識(shí)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(shí)別。這種匹配既可在空間區(qū)域內(nèi)及時(shí)間域內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)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(jì)特性中的概率分布，用概率判定準(zhǔn)則進(jìn)行識(shí)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(jì)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(shí)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(shí)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(duì)OCR技術(shù)起到了進(jìn)一步的推動(dòng)作用。2.3.1光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)3.識(shí)別過程

OCR系統(tǒng)的識(shí)別過程包括獲取識(shí)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(shí)別、后處理、文稿校對(duì)等幾個(gè)階段，其中最關(guān)鍵的階段是特征提取和比對(duì)識(shí)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(jì)算機(jī)中。要進(jìn)行OCR識(shí)別，第一步要采集所要識(shí)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(shí)別核心。在OCR系統(tǒng)中，識(shí)讀圖像信息的設(shè)備稱為光學(xué)符號(hào)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(hào)后，再傳送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)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(shí)別過程2.3.1光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)3.識(shí)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(gè)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(shí)別的好壞。特征可分為兩類：統(tǒng)計(jì)特征和結(jié)構(gòu)特征。統(tǒng)計(jì)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(shí)別過程2.3.1光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)3.識(shí)別過程圖像的特征被提取后，進(jìn)行比對(duì)數(shù)據(jù)庫或特征數(shù)據(jù)庫的比對(duì)。比對(duì)方法有歐式空間的比對(duì)方法、松弛比對(duì)法、動(dòng)態(tài)程序比對(duì)法，以及類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫建立及比對(duì)、隱馬爾可夫模型等方法。利用專家知識(shí)庫和各種特征比對(duì)方法的相異互補(bǔ)性，可以提高識(shí)別的正確率。比對(duì)算法有可能產(chǎn)生錯(cuò)誤，在正確性要求較高的場合下，需要采用人工校對(duì)方法，對(duì)識(shí)別輸出的文字從頭至尾進(jìn)行查看，檢出錯(cuò)識(shí)的字，再加以糾正。為了提高人工糾錯(cuò)的效率，在顯示輸出結(jié)果時(shí)往往把錯(cuò)誤可能性較大的單字用特殊顏色加以標(biāo)識(shí)，以引起用戶注意。也可以利用文字處理軟件自附的自動(dòng)檢錯(cuò)功能來校正拼寫錯(cuò)誤或者不合語法規(guī)則的詞匯。

OCR系統(tǒng)識(shí)別過程2.3.1光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)3.識(shí)別過程光學(xué)文字識(shí)別（OCR）技術(shù)可分為印刷體文字識(shí)別和手寫體文字識(shí)別兩大類，后者又可分為聯(lián)機(jī)（on-line）手寫體識(shí)別和脫機(jī)（off-line）手寫體識(shí)別。從識(shí)別的難度來看，多體印刷體識(shí)別難于單體印刷體識(shí)別，手寫體識(shí)別難于印刷體識(shí)別，而脫機(jī)手寫體識(shí)別又遠(yuǎn)遠(yuǎn)難于聯(lián)機(jī)手寫體識(shí)別。識(shí)別器是整個(gè)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(shí)別方法。用于文字識(shí)別的模式識(shí)別方法可以大致分為統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別、結(jié)構(gòu)模式識(shí)別和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別。識(shí)別器結(jié)構(gòu)圖2.3.2生物識(shí)別技術(shù)

生物識(shí)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(shí)別技術(shù)依據(jù)的是生物獨(dú)一無二的個(gè)體特征，這些特征可以測(cè)量或可自動(dòng)識(shí)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(shí)別系統(tǒng)對(duì)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(shí)，識(shí)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(duì)，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(shí)別技術(shù)1.語音識(shí)別技術(shù)語音識(shí)別技術(shù)發(fā)展：起始于20世紀(jì)50年代，這一時(shí)期的語音識(shí)別研究主要集中在對(duì)元音、輔音、數(shù)字和孤立詞的識(shí)別。20世紀(jì)60年代，線性預(yù)測(cè)分析和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的提出較好地解決了語音信號(hào)模型和語音信號(hào)不等長兩個(gè)問題，通過語音信號(hào)的線性預(yù)測(cè)編碼，有效地解決了語音信號(hào)的特征提取。20世紀(jì)70年代，基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的動(dòng)態(tài)時(shí)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(shí)別的任務(wù)開始從對(duì)孤立詞、連接詞的識(shí)別轉(zhuǎn)向?qū)Ψ翘囟ㄈ说拇笤~匯量連續(xù)語音的識(shí)別，識(shí)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(jì)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(shí)別算法。2.3.2生物識(shí)別技術(shù)1.語音識(shí)別技術(shù)語音識(shí)別系統(tǒng)基本原理：預(yù)處理模塊濾除原始語音信號(hào)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(dòng)增益控制等處理過程，將語音信號(hào)數(shù)字化。特征提取模塊對(duì)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(shí)別系統(tǒng)常用的特征參數(shù)有短時(shí)平均幅度、短時(shí)平均能量、線性預(yù)測(cè)編碼系數(shù)、短時(shí)頻譜等。特征提取和選擇是構(gòu)建系統(tǒng)的關(guān)鍵，對(duì)識(shí)別效果極為重要。語音識(shí)別系統(tǒng)基本原理框圖2.3.2生物識(shí)別技術(shù)2.指紋識(shí)別技術(shù)自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)（AutomaticFingerprintIdentificationSystem，AFIS）：AFIS包括指紋信息錄入和指紋特征識(shí)別兩個(gè)環(huán)節(jié)。指紋識(shí)別流程：指紋識(shí)別流程對(duì)指紋進(jìn)行圖像采集；對(duì)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(chǔ)；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(shí)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(shí)別2.3.2生物識(shí)別技術(shù)3.人臉識(shí)別技術(shù)人臉識(shí)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(shí)別技術(shù)包括構(gòu)建人臉識(shí)別系統(tǒng)的一系列相關(guān)技術(shù)，如人臉圖像采集、人臉識(shí)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(shí)別技術(shù)就是身份查找或身份確認(rèn)的過程。人臉識(shí)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(shí)別技術(shù)；快速、簡便；直觀、準(zhǔn)確、可靠；性價(jià)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(shí)別技術(shù)2.3.2生物識(shí)別技術(shù)3.人臉識(shí)別技術(shù)人臉識(shí)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(shí)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(huì)”和“G20杭州峰會(huì)”應(yīng)用人臉識(shí)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(shí)別技術(shù)3.人臉識(shí)別技術(shù)人臉識(shí)別技術(shù)的研究內(nèi)容：人臉檢測(cè)：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(huì)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(cè)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(shí)別：將待測(cè)對(duì)象與數(shù)據(jù)庫中已存在的人臉圖像進(jìn)行比對(duì)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(jì)算機(jī)識(shí)別面部表情的變化，從而分析和理解人的情緒。生理分類：對(duì)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(shí)別技術(shù)3.人臉識(shí)別技術(shù)人臉識(shí)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(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)流程2.3.3卡識(shí)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(shí)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(chǔ)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(dòng)柜員機(jī)ATM

卡、機(jī)票、公共汽車票、自動(dòng)售貨卡、會(huì)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(shí)別技術(shù)2.

IC卡識(shí)別技術(shù)IC卡是超大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)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(gè)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(shí)別卡。IC卡特點(diǎn)IC卡的存儲(chǔ)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(jià)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(shí)別技術(shù)2.

IC卡識(shí)別技術(shù)IC卡應(yīng)用系統(tǒng)，由IC卡、讀寫器以及后臺(tái)計(jì)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(shí)鐘，向無觸點(diǎn)卡發(fā)射射頻信號(hào)，并提供卡工作所需的能量；IC卡插入/退出的識(shí)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(hào)；對(duì)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(shí)別技術(shù)2.

IC卡識(shí)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(chǔ)器卡：內(nèi)嵌芯片相當(dāng)于普通串行EEPROM存儲(chǔ)器，信息存儲(chǔ)方便，使用簡單，價(jià)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(chǔ)區(qū)外增加了控制邏輯，在訪問存儲(chǔ)區(qū)之前需要核對(duì)密碼，只有密碼正確時(shí)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(gè)特殊類型的單片機(jī)，內(nèi)部除了帶有控制器、存儲(chǔ)器、時(shí)序控制邏輯等外，還帶有算法單元和操作系統(tǒng)。存儲(chǔ)容量大、處理能力強(qiáng)、信息存儲(chǔ)安全；超級(jí)智能卡：具有MPU（微處理器）和存儲(chǔ)器，并裝有鍵盤、液晶顯示器和電源、指紋識(shí)別裝置等。2.3.3卡識(shí)別技術(shù)2.

IC卡識(shí)別技術(shù)根據(jù)IC卡對(duì)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(gè)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(duì)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(shí)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(duì)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(shí)別技術(shù)2.

IC卡識(shí)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(chǔ)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(shí)別技術(shù)2.

IC卡識(shí)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(shí)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(gè)“條”代表數(shù)字1，兩個(gè)“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(shí)找尋適合的自動(dòng)識(shí)別設(shè)備，用于代碼的識(shí)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(jià)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(hào)信息的圖形標(biāo)識(shí)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?qǐng)D案對(duì)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(gè)條或空稱為一個(gè)單元，一個(gè)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(hào)的密度：指單位長度的條碼所表示的字符個(gè)數(shù)。對(duì)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(shí)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(shí)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(duì)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(shí)，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(duì)比度：條碼的對(duì)比度（PrintContrastSignal，PCS）是條碼符號(hào)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(gè)條碼字符之間不存在間隔；相反，非連續(xù)性指每個(gè)條碼字符之間存在間隔。連續(xù)性條碼密度相對(duì)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(gè)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(gè)數(shù)，譯碼誤讀率相對(duì)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(shí)讀的特性。雙向可讀的條碼，識(shí)讀過程譯碼器需要判別掃描方向。條碼的碼制：指條碼符號(hào)的類型，不同類型的條碼符號(hào)，其條、空?qǐng)D案對(duì)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(hào)的組成一個(gè)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(gè)條碼相距較近時(shí)，靜區(qū)則有助于對(duì)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(shí)提供了碼制識(shí)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(huì)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(jì)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(gè)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(gè)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(jì)算機(jī)內(nèi)部的邏輯基礎(chǔ)的“0”和“1”，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)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(dòng)識(shí)讀來實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)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(shí)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(cuò)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(hào)的形狀可變不易損壞2.3.4條形碼技術(shù)5.條碼的識(shí)讀條碼識(shí)讀系統(tǒng)條碼符號(hào)是圖形化的編碼符號(hào)，對(duì)條碼符號(hào)的識(shí)讀需要借助一定的專用設(shè)備，將條碼符號(hào)中含有的編碼信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信息。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能上講，條碼識(shí)讀系統(tǒng)由閱讀系統(tǒng)、信號(hào)整形、譯碼和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等部分組成。04PARTFOURRFID技術(shù)2.4.1射頻識(shí)別系統(tǒng)概述RFID系統(tǒng)射頻識(shí)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(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。射頻識(shí)別系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：識(shí)別距離比光學(xué)系統(tǒng)遠(yuǎn)，射頻識(shí)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(shí)別系統(tǒng)概述1.射頻識(shí)別的定義射頻識(shí)別（RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它利用射頻信號(hào)及其空間耦合的傳輸特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜止或移動(dòng)物品的自動(dòng)識(shí)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(dòng)應(yīng)答器電路，讀取應(yīng)答器內(nèi)部的ID碼。2.4.1射頻識(shí)別系統(tǒng)概述2.射頻識(shí)別技術(shù)的特點(diǎn)射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的主要特點(diǎn)是通過電磁耦合方式來傳送識(shí)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(shí)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(gè)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。可以非接觸讀寫，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體，抗惡劣環(huán)境，對(duì)水、油和藥品等物質(zhì)具有強(qiáng)力的抗污性。2.4.1射頻識(shí)別系統(tǒng)概述2.射頻識(shí)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(chǔ)，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(huì)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(jì)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(chǔ)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)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(shí)別物體的表面。讀寫器可無接觸地讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動(dòng)識(shí)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(chǔ)器和調(diào)制電路組成。收發(fā)天線：接收來自讀寫器的信號(hào)，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(hào)中去除載波，解調(diào)出原信號(hào)。邏輯控制電路：對(duì)來自讀寫器的信號(hào)進(jìn)行譯碼，并依讀寫器的要求回發(fā)信號(hào)。存儲(chǔ)器：作為系統(tǒng)運(yùn)作及存放識(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(chǔ)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(chǔ)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(hào)給電子標(biāo)簽，并接收標(biāo)簽返回的響應(yīng)信號(hào)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(hào)。調(diào)制電路：把發(fā)送至電子標(biāo)簽的信號(hào)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(hào)，同時(shí)對(duì)標(biāo)簽返回的信號(hào)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(chǔ)器：存儲(chǔ)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(hào)，并交給微處理器處理。外設(shè)接口：與計(jì)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(chǔ)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(shì)。

RFID系統(tǒng)的工作原理RFID電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，會(huì)接收到讀寫器發(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)在芯片中的產(chǎn)品信息，或者主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)。讀寫器讀取信息并解碼后，送至計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。在射頻識(shí)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(hào)的空間（無接觸）耦合、在耦合通道內(nèi)，根據(jù)時(shí)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(hào)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(shí)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(hào)傳送的距離遠(yuǎn)。有源標(biāo)簽可以通過設(shè)計(jì)電池的不同壽命，對(duì)標(biāo)簽的使用時(shí)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(jià)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(huì)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(shí)間的數(shù)據(jù)傳輸和永久性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

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(duì)標(biāo)簽內(nèi)要求供電來維持?jǐn)?shù)據(jù)的電路供電，或者對(duì)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(shì)：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(jià)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(shí)別應(yīng)用等。

低頻標(biāo)簽的劣勢(shì)：標(biāo)簽存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量較少；只能適合低速、近距離識(shí)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(shí)別系統(tǒng)工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識(shí)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(jì)相對(duì)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、