物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用 課件匯 1.1 物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)認(rèn)知 -4.5 微波2.4G RFID系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的概念與架構(gòu)層次指紋、人臉、語音識(shí)別技術(shù)一維碼、二維碼識(shí)別技術(shù)RFID射頻識(shí)別技術(shù)項(xiàng)目場景物聯(lián)網(wǎng)起源于射頻識(shí)別領(lǐng)域，1999年美國麻省理工學(xué)院首先提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。構(gòu)想為全球所有物品都提供電子產(chǎn)品編碼，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)全球任何物理對(duì)象進(jìn)行唯一有效的標(biāo)識(shí)。接入聯(lián)網(wǎng)的物體要具備自動(dòng)識(shí)別的功能和物物通信的功能。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是模式識(shí)別理論的典型應(yīng)用，通過選取不同特征產(chǎn)生了多種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。任務(wù)目標(biāo)通過對(duì)物聯(lián)網(wǎng)及其架構(gòu)的學(xué)習(xí)，通過對(duì)指紋、人臉、語音、條碼、RFID各類識(shí)別技術(shù)的學(xué)習(xí)，加深對(duì)物聯(lián)網(wǎng)體系下的識(shí)別技術(shù)的理解，掌握各類識(shí)別技術(shù)應(yīng)用場景與技術(shù)特點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)概念物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings），是指利用各種信息傳感設(shè)備對(duì)物品信息進(jìn)行感知、采集，通過網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸技術(shù)，將信息匯入互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行智能決策、安全保障及管理技術(shù)與服務(wù)的信息綜合服務(wù)平臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)常見物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)指紋識(shí)別技術(shù)指紋識(shí)別技術(shù)利用人指紋唯一性和穩(wěn)定性，通過將當(dāng)前采集的指紋和預(yù)先采樣的指紋進(jìn)行對(duì)比，來驗(yàn)證用戶的身份。指紋識(shí)別流程指紋識(shí)別技術(shù)優(yōu)點(diǎn)指紋識(shí)別技術(shù)也有其缺點(diǎn)，由于指紋很容易被遺留，隨著技術(shù)的進(jìn)步，指紋復(fù)制變得越來越容易，使得指紋識(shí)別的唯一性無法被保證。高辨識(shí)度十只手指大約有4900個(gè)獨(dú)立可測量的特征采集快將手指與指紋采集頭相互接觸1~2s就可完成匹配工作應(yīng)用常規(guī)的門禁系統(tǒng)智能終端的身份認(rèn)證人臉識(shí)別技術(shù)人臉識(shí)別技術(shù)基于人的臉部特征，對(duì)輸入的人臉圖像進(jìn)行特征分析完成身份鑒別。一套完整的人臉識(shí)別過程主要包括人臉圖像采集、人臉定位。人臉識(shí)別預(yù)處理、身份查找以及身份確認(rèn)等，整個(gè)過程是在人臉識(shí)別系統(tǒng)中完成。人臉識(shí)別流程人臉識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)用戶不需要與設(shè)備直接接觸，只需被測試者靠近圖像采集儀器，被識(shí)別的人臉圖像信息就可以主動(dòng)獲取。在實(shí)際應(yīng)用場景中，可以并發(fā)地進(jìn)行多個(gè)人臉的分揀、判斷和識(shí)別，效率極高，無需用戶等待太長時(shí)間。缺點(diǎn)人臉識(shí)別技術(shù)對(duì)于周圍的影像極其敏感，有時(shí)會(huì)影響識(shí)別的準(zhǔn)確性人體面部的頭發(fā)、飾物等遮擋物和年齡的增長等也會(huì)對(duì)識(shí)別率造成一定的影響語音識(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AutomaticSpeechRecognition，(ASR)，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)可讀的輸入，例如按鍵、二進(jìn)制編碼或者字符序列。與說話人識(shí)別及說話人確認(rèn)不同，后者嘗試識(shí)別或確認(rèn)發(fā)出語音的說話人而非其中所包含的詞匯內(nèi)容，也就是所謂“未見其人，先聞其聲”。語音識(shí)別流程語音識(shí)別技術(shù)主流的大詞匯量語音識(shí)別系統(tǒng)多采用統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別技術(shù)，由信號(hào)處理及特征提取模塊、統(tǒng)計(jì)聲學(xué)模型、發(fā)音詞典、語言模型、解碼器等五個(gè)基本模塊所構(gòu)成。特點(diǎn)使用相當(dāng)方便，用戶的接受程度很高。聲音輸入設(shè)備造價(jià)低廉不涉及用戶的隱私問題方便推廣到諸多應(yīng)用中缺點(diǎn)目前語音識(shí)別技術(shù)還缺少國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，其推廣還存在一定的障礙。一維碼識(shí)別技術(shù)一維碼將寬度不等的多個(gè)黑條和空白，按一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)信息。一維碼通過數(shù)據(jù)庫與物品建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，用條碼閱讀器識(shí)讀。一維碼識(shí)別原理：用條形碼讀寫器掃描一維碼，得到一組反射信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后變成一組與線條、空白相對(duì)應(yīng)的電子信號(hào)，經(jīng)解碼后還原為相應(yīng)的數(shù)字，再傳入計(jì)算機(jī)，到數(shù)據(jù)庫中搜索相應(yīng)的信息。商品條碼的誕生一維碼識(shí)別技術(shù)特點(diǎn)一維碼只在水平方向表達(dá)信息，而在垂直方向則不表達(dá)任何信息。在商品管理、圖書管理等方面應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn)存儲(chǔ)的信息量少，時(shí)刻需要與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫結(jié)合。條形碼遭到損壞后不能恢復(fù)信息，容錯(cuò)能力較差。二維碼識(shí)別技術(shù)二維碼技術(shù)利用在二維平面上黑白相間的圖形來記錄數(shù)據(jù)，這些幾何圖形通過一定規(guī)律分布來表述特定的信息。二維碼巧妙地利用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字或數(shù)值信息，通過光電掃描設(shè)備能夠被自動(dòng)識(shí)別以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。特性每種碼制有其特定的字符集每個(gè)字符占有一定的寬度具有一定的校驗(yàn)功能在二維空間的兩個(gè)維度均記載著數(shù)據(jù)二維碼特點(diǎn)存儲(chǔ)容量較大，其存儲(chǔ)量可以達(dá)到32KB。信息密度高，可以存儲(chǔ)的信息種類繁多，包括數(shù)字、英文、漢字、指紋、聲音和圖片等信息。糾錯(cuò)能力強(qiáng)，二維碼在50%污損的情況下，仍然能夠可以識(shí)別。支持加密，具有多重防偽特性。RFID射頻識(shí)別技術(shù)RFID技術(shù)RFID是射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentification）的簡稱。RFID系統(tǒng)RFID系統(tǒng)是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，一個(gè)是讀寫器，另一個(gè)是標(biāo)簽。RFID射頻識(shí)別技術(shù)RFID技術(shù)的基本工作原理是由讀寫器發(fā)射特定頻率的無線電波能量，當(dāng)射頻標(biāo)簽進(jìn)入感應(yīng)磁場后，接收讀寫器發(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)的芯片中的信息（無源標(biāo)簽或被動(dòng)標(biāo)簽），或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)（有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo)簽），讀寫器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。RFID識(shí)別技術(shù)RFID非接觸自動(dòng)快速識(shí)別標(biāo)簽自帶一定容量存儲(chǔ)區(qū)簡單邏輯處理能力價(jià)格低廉，利于廣泛部署RFID射頻識(shí)別應(yīng)用安全位置跟蹤真實(shí)性認(rèn)證電子支付射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用物流圖書管理公路收費(fèi)醫(yī)用設(shè)備樓宇門禁公交系統(tǒng)倉庫管理項(xiàng)目思考讓物品“開口說話，發(fā)布信息”是識(shí)別技術(shù)的特征概括。廣泛查找資料，掌握各類位于感知識(shí)別層的信息生成設(shè)備及相關(guān)的應(yīng)用。以小組形式討論RFID射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用情況。第2章光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用條形碼編碼與原理?xiàng)l形碼概述與應(yīng)用條形碼編碼原理?xiàng)l形碼編碼技術(shù)規(guī)范一維碼識(shí)別系統(tǒng)項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景條形碼技術(shù)是在計(jì)算機(jī)應(yīng)用和實(shí)踐中產(chǎn)生并發(fā)展起來的，廣泛應(yīng)用于商業(yè)、郵政、圖書管理、倉儲(chǔ)、工業(yè)生產(chǎn)過程控制、交通等領(lǐng)域?，F(xiàn)如今條碼辨識(shí)技術(shù)已相當(dāng)成熟，其讀取的錯(cuò)誤率約為百萬分之一，首讀率大于98%，具有輸入速度快、準(zhǔn)確度高、成本低、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)中占有重要的地位。任務(wù)目標(biāo)學(xué)習(xí)條形碼編碼與識(shí)別原理，能使用工具按碼制生成條形碼，并利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)識(shí)別條形碼。通過項(xiàng)目實(shí)踐了解條形碼技術(shù)特點(diǎn)；掌握條形碼編碼技術(shù)；掌握條形碼識(shí)別技術(shù)。條碼原理一維條形碼是由光反射率不同、寬度不同、密集程度不同的黑條和白條，按照一定的規(guī)則編碼成的，用以表達(dá)一組信息的符號(hào)。也可以說，條形碼是一組粗細(xì)程度不同，按照規(guī)則安排密集程度、間距的平行黑白線條圖形，來以表達(dá)一定的信息量。一般的一維條形碼是由反射率相差甚遠(yuǎn)的條和空相互組合而來。辨識(shí)條形碼辨識(shí)條形碼的工具是條形碼閱讀機(jī)。用條碼閱讀機(jī)掃描條形碼，可得到一組反射光信號(hào)，此光信號(hào)通過光電變化就會(huì)變?yōu)橐唤M與線條、空白相對(duì)應(yīng)的電子信號(hào)，再通過解碼后就可以恢復(fù)原來的信息，傳入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫加以存儲(chǔ)?，F(xiàn)在條碼辨識(shí)技術(shù)已經(jīng)得到很大發(fā)展，連手機(jī)上的攝像頭都可以充當(dāng)條形碼閱讀器，其讀取的錯(cuò)誤率很小，大概是為百萬分之一級(jí)別，是一種準(zhǔn)確性高、可靠性高、應(yīng)用面廣、成本低、輸入快速的物品資料處理技術(shù)。一維條形碼技術(shù)規(guī)范現(xiàn)有的一維條形碼技術(shù)規(guī)范超過二百種，每樣一維條型碼都會(huì)有自己的一套特定的編碼規(guī)范，規(guī)定每個(gè)信息的組成方式?，F(xiàn)在較通用的一維條形碼有128碼、UPC碼、39碼、EAN，和專門用在圖書管理的國際標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)（ISBN）等。UPC碼和EAN碼ISBN碼和ISSN碼Codabar條碼和ITF碼（交叉二五條碼）128條碼和39碼一維碼編碼原理目前市場上常見的一維條形碼，信息量約幾十位數(shù)據(jù)和字符。一個(gè)完整的條碼的組成次序依次為：左側(cè)空白區(qū)起始符數(shù)據(jù)符(校驗(yàn)符)終止符右側(cè)空白區(qū)條形碼編碼技術(shù)規(guī)范條形碼在每個(gè)碼的開始及結(jié)束的地方，把起始碼和結(jié)束碼放入，用來表示條形碼從哪起始及在哪結(jié)束，但是如果采用的是不同規(guī)范的條形碼，其起始碼及結(jié)束碼的樣式并不會(huì)全部一樣。一般來說，每一種條形碼規(guī)范會(huì)規(guī)定好下列七個(gè)方面：1.符號(hào)種類2.字元組合3.細(xì)線條的寬度4.粗細(xì)線條的數(shù)目5.不變或可變長度6.字元密度7.自我檢錯(cuò)能力一維碼識(shí)別原理為了閱讀出條形碼所代表的信息，需要一套條形碼識(shí)別系統(tǒng)，它由條形碼掃描器、放大整形電路、譯碼接口電路和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等部分組成。項(xiàng)目分析不同的條形碼編碼機(jī)制可以生成不同的條形碼，其生成的條形碼各不相同。條形碼的識(shí)別過程是將條形碼中的信息解讀出來的過程，在識(shí)別過程中要保證一維碼的完整性。本實(shí)踐的目的是了解條形碼技術(shù)特點(diǎn)；掌握條形碼編碼技術(shù)；掌握條形碼識(shí)別技術(shù)。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)條形碼的生成條形碼的生成較為簡單，可以在網(wǎng)頁上在線生成，也可以通過Office或WPS等軟件的工具制作，并且可以選擇不同的碼制來生成不同的條形碼。在輸入框中輸入條碼信息，點(diǎn)擊生成條形碼，即可生成對(duì)應(yīng)信息的條形碼。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)條形碼的識(shí)別條形碼的識(shí)別就是將條形碼中的信息解讀出來的過程，條形碼的組成是由“空”和“條”組成，所有的信息都存儲(chǔ)在這些空和條中。由于條形碼不具備容錯(cuò)機(jī)制，條形碼受損或者條形碼部分被遮擋，基本上不可能得到正確的條碼信息。因此在識(shí)別一維條碼時(shí)應(yīng)該注意：條形碼不能別遮擋，不能掃描破損條形碼，條形碼掃描槍不能與條形碼距離過遠(yuǎn)。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)條形碼的掃描和識(shí)別界面相同，當(dāng)點(diǎn)擊掃描條形碼，程序后臺(tái)調(diào)用攝像頭，對(duì)準(zhǔn)要掃描的條碼就可以得到相應(yīng)信息。項(xiàng)目思考1.條形碼如何編碼？2.條形碼識(shí)別的原理是怎樣的？3.條形碼的信息如何對(duì)應(yīng)實(shí)物？4.如何從商品條碼上分辨出生產(chǎn)國籍？光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用商品管理?xiàng)l碼原理及應(yīng)用條形碼與商品管理EAN-13編碼分析條形碼編解碼庫接口項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景商品條形碼指由一組規(guī)則排列的條、空及其對(duì)應(yīng)字符組成的標(biāo)識(shí)，用以表示一定的商品信息的符號(hào)。商品條形碼的誕生極大地方便了商品流通，現(xiàn)代社會(huì)已離不開商品條形碼。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國已超過50萬種產(chǎn)品使用了國際通用的商品條形碼。任務(wù)目標(biāo)利用條碼，商店管理可隨時(shí)掌握商店銷售信息和庫存情況，提高商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)效率。本任務(wù)使用商品條碼管理系統(tǒng)，掌握商品條碼管理流程和條碼與物品信息的轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)關(guān)系。條形碼與商品管理接近100%的零售產(chǎn)品都使用了商品條碼。

零售應(yīng)用提升收銀結(jié)算效率，避免人為差錯(cuò)。減少顧客的等待時(shí)間管理庫存門店可以定時(shí)快捷地將消費(fèi)信息傳遞給總部生產(chǎn)企業(yè)通過相關(guān)信息制定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃。條形碼與商品管理所有零售單元，可以用EAN-13條碼表示，以便用于POS掃描EAN-13編碼分析一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的EAN-13條碼數(shù)據(jù)由廠商識(shí)別代碼、商品項(xiàng)目代碼、校驗(yàn)碼等共13位數(shù)字代碼組成部分國家代碼表碼段國家或地區(qū)000-019美國030-039美國060-139美國300-379法國400-440德國450-459490–499日本……690-695中國700-709挪威729以色列730-739瑞典EAN-13編碼分析EAN-13碼的碼制格式：由左側(cè)空白區(qū)、起始符、左側(cè)數(shù)據(jù)符、中間分隔符、右側(cè)數(shù)據(jù)符、校驗(yàn)符、終止符、右側(cè)空白區(qū)及前置碼組成。EAN-13編碼分析1）左側(cè)空白區(qū)。位于條碼符號(hào)最左側(cè)的與空的反射率相同的區(qū)域，其最小寬度為11個(gè)條形模塊寬。2）前置碼。是不用條碼符號(hào)表示的，即為國家代碼的第1位數(shù)字，功能是為左側(cè)數(shù)據(jù)符的編碼設(shè)定之用，如左側(cè)數(shù)據(jù)共6位（不算前置碼），每一位對(duì)應(yīng)各自的A或B編碼方式，如表。前置碼編碼方式1AAAAAA2AABABB3AABBAB4ABAABB5ABBAAB6ABBBAA7ABABAB8ABABBA9ABBABAEAN-13編碼分析A、B類編碼方式如表所示，每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)7位二進(jìn)制邏輯值，即7個(gè)條形模塊。注：1對(duì)應(yīng)細(xì)黑條模塊，0為細(xì)白條形模塊，每一個(gè)模塊的標(biāo)準(zhǔn)寬度是0.33mm。左側(cè)數(shù)據(jù)符A類編碼邏輯值B類編碼邏輯值000011010100111100110010110011200100110011011301111010100001401000110011101501100010111001601011110000101701110110010001801101110001001900010110010111EAN-13編碼分析3）起始符。位于條碼符號(hào)左側(cè)空白區(qū)的右側(cè)，表示信息開始的特殊符號(hào)。由3個(gè)條形模塊組成，邏輯為101（1代表細(xì)黑，0代表細(xì)白）。EAN-13編碼分析4）左側(cè)數(shù)據(jù)符。介于起始符號(hào)右側(cè)和中間分隔符左側(cè)的一組條碼字符。表示6位數(shù)字信息，每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)7個(gè)條形模塊即對(duì)應(yīng)7位二進(jìn)制邏輯：總共由42個(gè)條形模塊組成。EAN-13編碼分析不同數(shù)位上數(shù)字對(duì)應(yīng)的7位邏輯值按AB類劃分的編碼。結(jié)合前置碼6對(duì)應(yīng)的編碼方式為ABBBAA,可以查出901234的編碼邏輯值。左側(cè)數(shù)據(jù)符901234編碼方式ABBBAA字符的二進(jìn)制表示000101101001110110011001101101111010100011EAN-13編碼分析上表中字符的二進(jìn)制對(duì)應(yīng)條碼，0為空，即白色區(qū)，1為條，即黑色區(qū)。比如9的字符二進(jìn)制表示0001011，則條碼為3個(gè)模塊寬度的空+1個(gè)寬度的條+1個(gè)寬度的空+兩個(gè)寬度的條。如圖所示。AB類編碼方式下，所有左側(cè)數(shù)據(jù)符都是0開頭1結(jié)束，因此所有EAN-13碼的每個(gè)數(shù)據(jù)符都是由空開頭，條結(jié)束。由兩個(gè)空加兩個(gè)條間隔組合的，并且最寬的條或空不超過4個(gè)模塊寬。EAN-13編碼分析5）中間分隔符。位于左側(cè)數(shù)據(jù)符的右側(cè)，是平分條碼字符的特殊符號(hào)，由5個(gè)條形模塊組成，邏輯方式為01010（1代表細(xì)黑，0代表細(xì)白），如EAN-13編碼分析6）右側(cè)數(shù)據(jù)符。位于中間分隔符右側(cè)，校驗(yàn)符左側(cè)的一組條碼字符。表示5位數(shù)字信息的一組條碼字符，由35個(gè)條形模塊組成，右側(cè)數(shù)據(jù)符的數(shù)據(jù)編碼遵循右側(cè)數(shù)據(jù)編碼原則，每個(gè)數(shù)字也對(duì)應(yīng)7位邏輯值，但具體邏輯值與左側(cè)數(shù)據(jù)符編碼原則不同，右側(cè)數(shù)據(jù)符的編碼規(guī)則如表所示。7位邏輯值對(duì)應(yīng)7個(gè)條形模塊。以注：1為細(xì)黑，0為細(xì)白條形模塊。所以右側(cè)數(shù)據(jù)符每個(gè)數(shù)字是條開頭，空結(jié)尾，同樣條空兩組分隔的組合，最長的寬度為4個(gè)模塊寬。EAN-13編碼分析7）校驗(yàn)符。位于右側(cè)數(shù)據(jù)符的右側(cè)，表示校驗(yàn)碼的條碼字符，由7個(gè)條形模塊組成。如何確定校驗(yàn)符，如下例所示，C位為校驗(yàn)符。13位條形碼序號(hào)如下：校驗(yàn)碼的計(jì)算EAN碼格式校驗(yàn)計(jì)算步驟如下：C1=N1+N3+N5+N7+N9+N11（奇數(shù)位的數(shù)值相加）（校驗(yàn)位本身除外）；計(jì)算C2=（N2+N4+N6+N8+N10+N12）x3（偶數(shù)位的數(shù)值相加，再乘以3）；計(jì)算CC=（C1+C2）取個(gè)位數(shù)；校驗(yàn)碼C=10-CC如果結(jié)果不為10則檢驗(yàn)符為結(jié)果本身，如果為10則檢驗(yàn)符為0N1N2N3N4N5N6N7N8N9N10N11N12CEAN-13編碼分析8）終止符。位于條碼符號(hào)校驗(yàn)符的右側(cè)，表示信息結(jié)束的特殊符號(hào)，由3個(gè)條形模塊組成，邏輯方式為101（1代表細(xì)黑，0代表細(xì)白）。EAN-13編碼分析9）右側(cè)空白區(qū)。位于條碼符號(hào)最右側(cè)的與空的反射率相同的區(qū)域，其最小寬度為7個(gè)條形模塊寬。EAN-13編碼尺寸商品條形碼的標(biāo)準(zhǔn)尺寸是37.29mm*26.26mm，放大倍率是0.8-2.0，當(dāng)印刷面積允許時(shí)，應(yīng)選擇1.0倍率以上的條形碼，以滿足識(shí)讀要求。尺寸比例比較規(guī)范的條碼是圖書類條碼，圖書條碼也是ENA-13碼制，采用0.8倍放大系數(shù)，條碼長度為25.08mm。條形碼編解碼庫接口用QZXing可以實(shí)現(xiàn)一維條碼、二維碼解析，使用QZXing很簡單，主要有3步：1.在github上下載qzxing/zxing/zxing中的QZXing2.新建QT工程在pro文件中加入include(./QZXing_sourceV2.4/QZXing.pri)3.調(diào)用QZXing類進(jìn)行識(shí)別條形碼編解碼庫接口下述例子是打開當(dāng)前目錄下的圖片一維碼（ENA-13）進(jìn)行識(shí)別：項(xiàng)目分析本任務(wù)使用商品條碼管理系統(tǒng)，掌握商品條碼管理流程和條碼與物品信息的轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)關(guān)系。商品條碼應(yīng)用可制作條形碼，與商品綁定，將制作的條形碼保存到本地。還可對(duì)保存的商品條碼進(jìn)行掃描，可獲取商品信息，對(duì)于沒有綁定的商品，可以讀取條碼中的數(shù)字信息。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)1.PC端條碼系統(tǒng)應(yīng)用如下：項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2.在編碼框中輸入十二位的商品條碼，如：693123456789，最后一位校驗(yàn)位將由軟件自動(dòng)生成，輸入商品名稱和單價(jià)后選擇生成條碼，保存條碼，并將商品添加到商品列表中既可以開始掃描。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)3.商品添加完成后可以使用商品信息選項(xiàng)來進(jìn)行商品信息的識(shí)別，選擇保存的條形碼圖片，即可讀取商品信息。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)4.

對(duì)于不在商品列表的商品，商品條碼系統(tǒng)應(yīng)用可以讀取其中的編碼信息，但不能讀取商品的名稱以及單價(jià)。項(xiàng)目思考1. 商品條形碼能記錄商品的名稱、規(guī)格、型號(hào)、價(jià)格、廠家等信息嗎?2. EAN-13碼的碼制是怎樣的?3. 簡述商品條碼化管理的特點(diǎn)和優(yōu)勢。光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用二維碼編碼與識(shí)別二維碼概述與應(yīng)用二維碼編碼原理二維碼識(shí)別過程項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景二維碼是一種比一維碼更高級(jí)的條碼格式。一維碼只能在一個(gè)方向（一般是水平方向）上表達(dá)信息，而二維碼在水平和垂直方向都可以存儲(chǔ)信息。一維碼只能由數(shù)字和字母組成，而二維碼能存儲(chǔ)漢字、數(shù)字和圖片等信息，因此二維碼的應(yīng)用領(lǐng)域要廣得多。任務(wù)目標(biāo)了解二維碼技術(shù)特點(diǎn)、二維碼編碼方案、二維碼生成和識(shí)別原理。通過實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)常用QR碼制的生成與可識(shí)別功能。二維碼與條形碼對(duì)比條形碼信息密度低、容量小只能對(duì)“物品”進(jìn)行標(biāo)識(shí)，不能對(duì)“物品”進(jìn)行描述通過連接數(shù)據(jù)庫的才能提取詳細(xì)關(guān)聯(lián)信息二維碼信息密度高、容量大抗干擾能力強(qiáng)、糾錯(cuò)能力強(qiáng)能標(biāo)識(shí)物品,且能精確地描述物品在無數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)的地方能采集數(shù)據(jù)。二維碼原理二維碼用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息。在代碼編制上巧妙地利用構(gòu)成計(jì)算機(jī)內(nèi)部邏輯基礎(chǔ)的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個(gè)與二進(jìn)制相對(duì)應(yīng)的幾何形體來表示文字?jǐn)?shù)值信息，通過圖象輸入設(shè)備或光電掃描設(shè)備自動(dòng)識(shí)讀以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)處理。堆疊式/行排式二維碼和矩陣式二維碼堆疊式/行排式形態(tài)上是由多行短截的一維條碼堆疊而成矩陣式深色與淺色方塊組成的矩陣，呈正方形，深色塊和淺色塊分別表示二進(jìn)制中的1和0。二維碼的多種碼制QRCode碼是1994年由日本DW公司發(fā)明。QR來自英文「QuickResponse」的縮寫，即快速反應(yīng)的意思，源自發(fā)明者希望QR碼可讓其內(nèi)容快速被解碼。QR碼為目前最流行的二維碼。二維碼的多種碼制在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：DataMatrix二維碼的多種碼制在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：AztecAztec碼是適。用于運(yùn)輸行業(yè)的二維碼，多用于機(jī)票和航空公司登機(jī)牌。二維碼的多種碼制在許多種類的二維條碼中，常用的碼制有：PDF417PDF417二維碼適用于需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)（如照片、指紋、簽名、文本、數(shù)字、圖形或其他信息）的應(yīng)用程序，也可用于標(biāo)識(shí)危險(xiǎn)品、電子儀器技術(shù)規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)。適用范圍：物流、政府。QR碼的版本和信息量QR碼共有40種版本。版本1的規(guī)格為21×21模塊，版本2為25×25模塊，以此類推，每一版本符號(hào)比前一版本每邊增加4個(gè)模塊，版本40規(guī)格為177×177模塊。QR碼的版本和信息量版本40二維碼特點(diǎn)1．可容納信息量大：多達(dá)1850個(gè)大寫字母或2710個(gè)數(shù)字或1108個(gè)字節(jié)，或500多個(gè)漢字。2．編碼范圍廣：可以把圖片、聲音、文字、指紋等信息進(jìn)行編碼，表示出來。3．容錯(cuò)能力強(qiáng)，具有糾錯(cuò)功能：這使得二維碼損毀面積達(dá)50%仍可恢復(fù)信息。4．譯碼可靠性高：比普通條碼譯碼錯(cuò)誤率要低得多，誤碼率不超過千萬分之一。5．可引入加密措施：保密性、防偽性好。6．成本低，易制作，持久耐用。7．二維碼符號(hào)形狀、尺寸大小比例可變。8．二維碼可以使用激光或CCD讀寫器識(shí)讀。二維碼編碼步驟數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)編碼糾錯(cuò)編碼構(gòu)造最終數(shù)據(jù)信息構(gòu)造矩陣掩膜生成版本格式二維碼識(shí)別步驟二維碼識(shí)別基本上就是生成的逆過程。采集條碼圖像通過激光掃描器、面陣CCD、數(shù)碼相機(jī)等成像設(shè)備條碼定位預(yù)處理，定位，角度糾正和特征值提取分割修正邊界，分割出一個(gè)完整的條碼區(qū)域解碼網(wǎng)格采樣，構(gòu)造位圖，得到原始二進(jìn)制序列值，糾錯(cuò)和譯碼，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)碼字。項(xiàng)目分析二維碼通?？梢园韵聝?nèi)容：數(shù)字、純文本、名片、URL。本次任務(wù)主要目的是實(shí)現(xiàn)QR碼的生成與識(shí)別功能。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)1.二維碼生成在網(wǎng)關(guān)上安裝二維碼掃描.apk項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)輸入數(shù)字123456789，點(diǎn)擊生成二維碼項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)輸入中文“物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)”，點(diǎn)擊生成二維碼項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2.二維碼識(shí)別在網(wǎng)關(guān)上安裝的二維碼掃描.apk，也就有掃描識(shí)別功能。掃描下方二維碼，結(jié)果如下項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)掃描下方二維碼，結(jié)果如下項(xiàng)目思考計(jì)算機(jī)或手機(jī)病毒是如何通過掃描二維碼進(jìn)行傳播的？怎樣生成二維碼？怎樣識(shí)別二維碼？對(duì)同一組信息可以生成不同的二維碼圖案嗎？光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)及應(yīng)用

移動(dòng)支付二維碼應(yīng)用項(xiàng)目場景說明二維碼支付二維碼編解碼庫及其接口項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景早在上世紀(jì)90年代，二維碼支付技術(shù)就已經(jīng)形成，其中，韓國與日本是使用二維碼支付比較早的國家，而在國內(nèi)興起得比較晚。IT技術(shù)的日漸成熟，推動(dòng)了智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端的誕生。有了大批的移動(dòng)設(shè)備，也有了大量的移動(dòng)消費(fèi)，支付成本就變得尤為關(guān)鍵。因此，二維碼支付解決方案便應(yīng)運(yùn)而生。任務(wù)目標(biāo)了解移動(dòng)支付二維碼原理，利用安卓網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付場景，掌握二維碼支付流程、關(guān)鍵環(huán)節(jié)。二維碼支付二維碼支付是指：支付信息編制成二維碼；通過用戶或商家掃描二維碼獲取支付信息并完成支付。二維碼支付設(shè)備如下表設(shè)備作用二維碼保存有支付接入系統(tǒng)的訪問鏈接或支付憑證智能手機(jī)安裝支付客戶端APP支付客戶端綁定銀行卡、識(shí)讀二維碼、完成支付等無線網(wǎng)絡(luò)傳輸支付數(shù)據(jù)等支付接入系統(tǒng)處理用戶支付請(qǐng)求等掃碼支付的步驟二維碼支付安全二維碼支付與一般的移動(dòng)支付區(qū)別在于二維碼的使用、支付指令的生成、傳輸。一旦支付指令進(jìn)入支付接入系統(tǒng)，二維碼支付就與其他移動(dòng)支付沒有本質(zhì)上的區(qū)別。所以對(duì)二維碼支付技術(shù)安全性的分析重點(diǎn)在支付指令進(jìn)入支付系統(tǒng)前。支付安全是移動(dòng)支付的核心關(guān)鍵問題之一。其基本安全需求包括四個(gè)方面。支付安全可認(rèn)證性機(jī)密性完整性不可否認(rèn)性二維碼編解碼庫接口常用二維碼編碼/解碼庫有以下：Zxing網(wǎng)址：/p/zxingLibqrencode網(wǎng)址：/works/qrencode/Zbar網(wǎng)址：

OpenSourceQRCodeLibrary網(wǎng)址：http://qrcode.sourceforge.jp/index.htmlQZXing網(wǎng)址：/projects/qzxing二維碼編解碼庫接口使用Zxing進(jìn)行編碼的步驟主要如下：1）首先，將所需的Zxing類庫中的包導(dǎo)入工程；2）其次，對(duì)需要生成二維條碼的給定內(nèi)容進(jìn)行編碼方式處理，防止在顯示中文時(shí)出現(xiàn)亂碼問題，并指定所生成二維條碼圖片的路徑、名稱和文件格式；3）然后，找到Zxing中二維碼QR碼所對(duì)應(yīng)的編碼類QR-CodeWriter，調(diào)用encode方法生成給定內(nèi)容對(duì)應(yīng)的比特矩陣；最后將比特矩陣轉(zhuǎn)化為制定的圖片格式。項(xiàng)目分析二維碼具有非常廣泛的應(yīng)用如二維碼名片、掃碼付款、網(wǎng)址（URL），掃描后自動(dòng)打開網(wǎng)址。平常人們在購物付款時(shí)，使用手機(jī)中的微信或支付寶掃一掃即可完成支付，無需像以前攜帶現(xiàn)金等著商戶找零錢。線下掃碼支付大大的提高了付款的效率。利用開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)支付場景，掌握二維碼支付流程、關(guān)鍵環(huán)節(jié)。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)二維碼收付款流程圖項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)1.

打開二維碼支付應(yīng)用的Android工程，編譯運(yùn)行在安卓網(wǎng)關(guān)上。打開界面，點(diǎn)擊右上角登錄按鈕可以在彈出小窗中填寫登錄信息。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)運(yùn)行之后的界面如下圖所示，點(diǎn)擊登錄按鈕可以，填寫登錄信息。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2收款

1）收款時(shí)，點(diǎn)擊收款按鈕將進(jìn)入掃描界面。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2）掃描到二維碼后即開始收款，收款完成后可以在收付款信息展示界面查看收付款信息。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)3．付款1）軟件默認(rèn)界面為付款界面，付款界面在登陸后需要點(diǎn)擊二維碼更新，在二維碼下方有修改付款金額界面。點(diǎn)擊修改金額界面，修改付款金額點(diǎn)擊確定即可。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2）用其他Android設(shè)備對(duì)其進(jìn)行掃描，即可收款。在收付款信息界面可以查看收付款信息的詳細(xì)記錄。項(xiàng)目小結(jié)二維碼在移動(dòng)支付過程中充當(dāng)了一個(gè)賬戶媒介，一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體，本身并不是支付創(chuàng)新的結(jié)果，現(xiàn)有的各種二維碼支付都是把原有支付手段的數(shù)據(jù)載體替換成二維碼。類同與銀行卡片的芯片內(nèi)容。都是一個(gè)賬戶的體現(xiàn)方式。二維碼交易處理系統(tǒng)，主要進(jìn)行二維碼支付數(shù)據(jù)的生成和校驗(yàn)（含二維碼有效期管理），業(yè)務(wù)分發(fā)處理、交易受理、終端/客戶端的管理、權(quán)限認(rèn)證、密鑰管理、身份認(rèn)證等功能。項(xiàng)目思考如何保證二維碼支付的安全性？二維碼支付的流程是怎樣的？二維碼可以用于哪些領(lǐng)域中？物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)

射頻識(shí)別RFID系統(tǒng)RFID系統(tǒng)架構(gòu)RFID工作流程讀寫器和電子標(biāo)簽RFID通訊原理項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景射頻識(shí)別技術(shù)（RadioFrequencyIdentifiCation，RFID）是一種利用射頻信號(hào)空間耦合（交變磁場或電磁場）實(shí)現(xiàn)非接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。RFID技術(shù)在20世紀(jì)40年代產(chǎn)生，最初單純用于軍事領(lǐng)域中辨別敵我飛機(jī)身份，從20世紀(jì)90年代開始在企業(yè)內(nèi)部等閉環(huán)內(nèi)逐步推廣使用。現(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的產(chǎn)生，RFID技術(shù)逐步運(yùn)用到各行各業(yè)之中。任務(wù)目標(biāo)RFID射頻技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知層的一個(gè)重要組成部分。本任務(wù)的目標(biāo)為了解RFID技術(shù)的特點(diǎn)，了解RFID在物聯(lián)網(wǎng)體系中的應(yīng)用，RFID系統(tǒng)組件構(gòu)成，每個(gè)組件的基本結(jié)構(gòu)和通信原理。RFID的發(fā)展歷史1940-1950由于雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用和改進(jìn)，產(chǎn)生了RFID技術(shù)，也奠定了RFID技術(shù)的基礎(chǔ)。在這個(gè)探索期，RFID技術(shù)主要是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究，具有使用成本高、設(shè)備體積大等特點(diǎn)。1960-1980RFID技術(shù)成為了現(xiàn)實(shí)。無線理論以及其他電子技術(shù)(如集成電路和微處理器)的發(fā)展，為RFID技術(shù)的商業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。在應(yīng)用方面，歐洲出現(xiàn)了商品電子監(jiān)視器，是RFTD技術(shù)第一次在商業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用。此后，RFID技術(shù)逐步進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段，RFID技術(shù)成為了現(xiàn)實(shí)。1980-1990RFID技術(shù)的普及期。RFID產(chǎn)品種類更加豐富，標(biāo)準(zhǔn)化問題日趨為人們所重視，電子標(biāo)簽成本不斷降低，規(guī)模應(yīng)用行業(yè)不斷擴(kuò)大。發(fā)達(dá)國家配置了大量的RFID電子收費(fèi)系統(tǒng)，并將RFID用于安全和控制系統(tǒng)。1990至今2003年，世界最大的連鎖超市沃爾瑪公司要求供應(yīng)商為貨物配備電子標(biāo)簽為標(biāo)志，RFID進(jìn)入全球化全面普及應(yīng)用階段商業(yè)巨頭對(duì)RFID技術(shù)的推動(dòng)作用2003年，美國沃爾瑪公司要求100個(gè)主要供應(yīng)商在其貨箱和托盤上應(yīng)用RFID電子標(biāo)簽。沃爾瑪是世界最大的連鎖超市，沃爾瑪?shù)母呒?jí)供應(yīng)商每年要把80億一100億箱貨物運(yùn)送到零售商店，一旦這些貨箱貼上電子標(biāo)簽，就需要安裝相關(guān)的RFID設(shè)施。因此，沃爾瑪?shù)倪@項(xiàng)決議使RFID技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用迅速擴(kuò)展。在全球范圍內(nèi)極大地推動(dòng)了RFID技術(shù)的普及。RFID系統(tǒng)架構(gòu)典型的RFID系統(tǒng)主要由閱讀器、電子標(biāo)簽、RFID中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件4部分構(gòu)成。RFID讀寫器和射頻標(biāo)簽讀寫器讀取或?qū)懭腚娮訕?biāo)簽信息的設(shè)備，具有讀取、顯示和數(shù)據(jù)處理等功能。射頻標(biāo)簽標(biāo)簽最主要的功能就是能夠存儲(chǔ)一定量的數(shù)據(jù)，并以非接觸的方式將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送給讀寫器。讀寫器遵守主從原則在RFID應(yīng)用系統(tǒng)中，要從一個(gè)電子標(biāo)簽中讀出數(shù)據(jù)或者向一個(gè)電子標(biāo)簽中寫入數(shù)據(jù)，需要非接觸式的讀寫器作為接口。讀寫器與電子標(biāo)簽的所有動(dòng)作均由應(yīng)用軟件控制，對(duì)一個(gè)電子標(biāo)簽的讀寫操作是嚴(yán)格按照“主從”原則進(jìn)行的。在這個(gè)“主從”原則中，應(yīng)用軟件是主動(dòng)方,讀寫器是從動(dòng)方，只對(duì)應(yīng)用軟件的讀寫指令做出反應(yīng)。RFID工作流程應(yīng)用軟件向讀寫器發(fā)出讀取某一電子標(biāo)簽信息的命令讀寫器進(jìn)行搜索，查看電子標(biāo)簽是否在讀寫器的作用范圍內(nèi)該電子標(biāo)簽向讀寫器回答出某個(gè)序列號(hào)讀寫器對(duì)該電子標(biāo)簽的身份進(jìn)行驗(yàn)證讀寫器通過對(duì)該電子標(biāo)簽的身份驗(yàn)證后，讀取該電子標(biāo)簽的信息讀寫器將該電子標(biāo)簽的信息送往應(yīng)用軟件讀寫器基本任務(wù)啟動(dòng)電子標(biāo)簽與電子標(biāo)簽建立通信沖突避免和身份驗(yàn)證重要功能發(fā)射電磁波為無源電子標(biāo)簽提供能量來源工作方式電感耦合，原理類似變壓器電磁反向散射耦合，原理類似雷達(dá)讀寫器的分類按工作頻率分類：低頻讀寫器、中高頻讀寫器、超高頻讀寫器和微波讀寫器等。低頻讀寫器30KHz-300KHz常用頻率125KHz中高頻讀寫器0.3MHz-30MHz常用頻率13.56MHz超高頻讀寫器860-930MHz常用頻率915MHz微波讀寫器30GHz以下常用頻率2.4GHz射頻標(biāo)簽在RFID系統(tǒng)中，射頻標(biāo)簽的復(fù)雜程度雖然遠(yuǎn)不如讀寫器，但是應(yīng)用中標(biāo)簽被廣泛部署，數(shù)量龐大。標(biāo)簽功能如下：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)和物品相關(guān)的信息：標(biāo)識(shí)符、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)廠家等非接觸式讀寫標(biāo)簽可在距離讀寫器一定距離的范圍內(nèi)被識(shí)別能量獲取標(biāo)簽可從讀寫器發(fā)射的電磁場中吸收能量，為標(biāo)簽自身工作供電安全加密標(biāo)簽和讀寫器之間的通信遵循一定的安全協(xié)議碰撞退讓即多標(biāo)簽與多讀寫器場景下的響應(yīng)機(jī)制等射頻標(biāo)簽分類按能量來源分類有源標(biāo)簽又稱為主動(dòng)標(biāo)簽有源標(biāo)簽工作的能量依靠自身攜帶的電池。無源標(biāo)簽自身沒有能源依靠反射讀寫器發(fā)射的載波信號(hào)獲得電能半無源標(biāo)簽有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽的結(jié)合集成電路板上也有電池作為輔助性的能量來源射頻標(biāo)簽分類按工作頻率分類低頻標(biāo)簽工作頻率范圍為30kHz-300kHz。一般為無源標(biāo)簽，閱讀距離一般情況下小于1米。中高頻標(biāo)簽工作頻率一般為3MHz~30MHz。一般也采用無源方式。超高頻與微波標(biāo)簽閱讀距離大。其典型工作頻率為：862(902)~928MHz，2.45GHz，5.8GHz。射頻標(biāo)簽分類按照讀寫能力分類只讀標(biāo)簽只能夠被讀取，不能夠被寫入數(shù)據(jù)。標(biāo)簽內(nèi)含有唯一標(biāo)識(shí)這個(gè)標(biāo)簽的序列號(hào)。讀寫標(biāo)簽除了提供被讀寫器讀取數(shù)據(jù)的能力外，還允許讀寫器向標(biāo)簽中寫入數(shù)據(jù)。按外觀結(jié)構(gòu)分類固定式讀寫器手持式讀寫器工業(yè)用讀寫器讀寫器的形式射頻標(biāo)簽形式按封裝形式分類卡形標(biāo)簽標(biāo)簽型標(biāo)簽植入型標(biāo)簽配件型標(biāo)簽RFID通信原理RFID技術(shù)是指利用無線電波來識(shí)別RFID標(biāo)簽的一種方式。了解相關(guān)頻譜分配情況以及不同頻率的信號(hào)特性，在無線通信學(xué)習(xí)中十分重要。RFID通信原理典型的RFID工作頻率包括低頻的125kHz~134kHz、高頻對(duì)應(yīng)的13.56MHZ、超高頻的915MHZ以及微波段的2.4GHZ和5.8GHZ。RFID選取諸多工作頻率段主要是因?yàn)椴煌念l率，信號(hào)傳輸?shù)奶匦杂幸欢ú顒e:總體而言，低頻信號(hào)由于波長較長，擁有較好的衍射能力，通常可以繞過大多數(shù)的障礙物傳輸，不影響傳輸距離，但是，低頻信號(hào)的穿透力卻較弱。相反，超高頻的信號(hào)可以穿透木板，硬紙板等物質(zhì)，而1m左右的波長導(dǎo)致其衍射能力有限。RFID標(biāo)準(zhǔn)體系目前國際上有多種RFID標(biāo)準(zhǔn)體系，其中ISO/IEC、EPCglobal和UID是3種最主要的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系。ISO/IEC數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)空中接口標(biāo)準(zhǔn)近耦合電路卡標(biāo)準(zhǔn)…EPCglobal面向物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域解決供應(yīng)鏈的透明性和追蹤性UID日本的電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)編碼方面制定了Ucode編碼體系項(xiàng)目實(shí)踐RFID射頻技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)感知層的技術(shù)，本實(shí)踐是熟悉認(rèn)知RFID技術(shù)相關(guān)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)RFID套件，可支撐相關(guān)教學(xué)內(nèi)容。該物聯(lián)網(wǎng)RFID套件涵蓋了RFID射頻四種頻段的硬件：125K低頻、13.56M高頻、915M超高頻、2.4G微波，支持Windows和Android環(huán)境下教學(xué)實(shí)驗(yàn)。項(xiàng)目思考被動(dòng)RFID系統(tǒng)與主動(dòng)RFID系統(tǒng)相比，存在哪些差別？電感耦合型的射頻識(shí)別原理是怎樣的？電磁反向散射耦合型的射頻識(shí)別原理是怎樣的？物聯(lián)網(wǎng)RFID有哪些應(yīng)用？低頻RFID識(shí)別技術(shù)應(yīng)用ID卡原理與識(shí)別低頻RFID概述低頻RFID通訊原理常用ID卡常用閱讀器開發(fā)實(shí)踐項(xiàng)目場景ID卡全稱為身份識(shí)別卡（IdentifiCationCard），是一種不可寫入的感應(yīng)卡，含固定的編號(hào)。ID卡卡內(nèi)只有卡號(hào)，無任何保密功能，其“卡號(hào)”是公開、裸露的。ID卡用于智能門禁控制器，智能門鎖，考勤機(jī)系統(tǒng)等。以其通信高速性，使用方便性，成本日漸低廉等而被廣泛使用，給人們生活質(zhì)量帶來了很大的提高。任務(wù)目標(biāo)了解ID卡工作原理、分類與應(yīng)用、了解ID卡串口協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。通過實(shí)踐操作，掌握EM4100卡和T5577卡的讀取，掌握T5577卡的復(fù)制方法。低頻RFID概述RFID技術(shù)首先在低頻得到應(yīng)用和推廣。低頻RFID系統(tǒng)的工作頻率范圍為30kHz-300kHz，RFID常用的低頻工作頻率有125kHz和134.2kHz。低頻系統(tǒng)的特點(diǎn)是電子標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少，閱讀距離較短，電子標(biāo)簽外形多樣，天線方向性不強(qiáng)。目前低頻RFID系統(tǒng)比較成熟，有相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，主要用于距離短、數(shù)據(jù)量低的射頻識(shí)別系統(tǒng)。動(dòng)物識(shí)別工具識(shí)別汽車電子防盜資產(chǎn)管理門禁安全管理低頻RFID通訊原理RFID系統(tǒng)主要包含兩個(gè)部分，讀寫器（讀卡器）和電子標(biāo)簽（應(yīng)答器）。隨著應(yīng)用的不同，系統(tǒng)的組成也不同，但RFID系統(tǒng)工作的本質(zhì)是相同的。閱讀器發(fā)射信號(hào)，標(biāo)簽感應(yīng)到信號(hào)，并返回標(biāo)簽信號(hào)；閱讀器接收到標(biāo)簽返回的信號(hào)后，把信號(hào)傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。低頻RFID通訊原理電感耦合在決定無源標(biāo)簽的讀取范圍方面發(fā)揮著重要的作用。LF(低頻)和HF（高頻）RFID系統(tǒng)使用電感耦合。能量通過共享磁場從讀取器線圈傳送到應(yīng)答器（標(biāo)簽）線圈。低頻RFID協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18000-2標(biāo)準(zhǔn)定義了低于135kHz空氣界面無線電頻率識(shí)別(RFID)設(shè)備操作用于項(xiàng)目管理的應(yīng)用程序。定義了讀寫器和應(yīng)答器之間的物理接口、協(xié)議、命令和防碰撞機(jī)制。標(biāo)準(zhǔn)包含兩種通信模式:TYPEA（全雙工),TYPEB（半全雙工)。ISO/IEC18000-2協(xié)議（部分標(biāo)準(zhǔn)）應(yīng)答器即電子標(biāo)簽由一個(gè)64位（bits）的唯一標(biāo)識(shí)符來唯一標(biāo)識(shí)。UID永久地由ID卡制造商設(shè)定。UID包括：8位（bits）MSB應(yīng)為'E0'；IC制造商編碼為8位（bits）；由制造商制定的48位（bits）唯一流水號(hào)。常用ID卡：EM4100卡EM4100芯片電路以交變磁場上的外部天線線圈為電能驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由線圈終端之一得到它的時(shí)鐘頻率。另一線圈終端受芯片內(nèi)部調(diào)制器影響,轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍烷_關(guān)調(diào)制，向讀卡機(jī)傳送制造商預(yù)先程序排列的64bit信息和命令。參數(shù)存儲(chǔ)容量：64bit工作頻率：125KHz讀寫距離：2-15cm擦寫壽命：不限外形尺寸：ISO標(biāo)準(zhǔn)卡/厚卡封裝材料：PVC、ABS典型應(yīng)用：身份識(shí)別、考勤系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、財(cái)物標(biāo)識(shí)等EM4100卡內(nèi)數(shù)據(jù)格式EM4100卡的核心芯片由EMMicroelectronic（瑞士微電）公司生產(chǎn)。EM4100卡存儲(chǔ)64bits只讀數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式如下：EM4100卡數(shù)據(jù)格式EM4100卡與RFID讀卡器的交互過程中，按照上表的數(shù)據(jù)格式循環(huán)傳輸，連續(xù)9個(gè)1表示一次傳輸?shù)拈_始，每組5位中最后一位（P0~P9）是偶校驗(yàn)（每組5位中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)），在進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)的同時(shí)，確保了不會(huì)出現(xiàn)連續(xù)9個(gè)1與傳輸開始標(biāo)志沖突。PC0~PC3為校驗(yàn)位，S0位停止位。以下為一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)情況，該卡的生產(chǎn)廠商標(biāo)志位為0x06，卡號(hào)為06001259E3（hex），對(duì)應(yīng)卡內(nèi)64位二進(jìn)制如下圖所示

常用ID卡：T5557卡T5557卡是美國Atmel公司生產(chǎn)的多功能非接觸式R/W辨識(shí)集成電路，適用于125KHz頻率范圍。芯片連接一個(gè)天線線圈，線圈為芯片電路提供電力驅(qū)動(dòng)補(bǔ)給和雙向信息的溝通接口。天線和芯片一起構(gòu)成感應(yīng)卡片或標(biāo)簽。該芯片共有330bit的EPROM(分布為10個(gè)區(qū)塊,每個(gè)區(qū)塊33bit)，能從T5557讀寫器上被讀/寫。330bit安排在0和1頁的10個(gè)塊中，每個(gè)塊（包含被同時(shí)規(guī)劃的bit鎖塊位）有33bit。常用閱讀器形式讀寫器沒有一個(gè)確定的模式。根據(jù)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能和設(shè)備制造商的生產(chǎn)習(xí)慣，讀寫器具有各種各樣的結(jié)構(gòu)和外觀形式。根據(jù)讀寫器外形和應(yīng)用場合，讀寫器可以分為固定式讀寫器、手持式讀寫器、工業(yè)讀寫器和讀卡器等。常用ID卡形式ISO標(biāo)準(zhǔn)ID卡的規(guī)格為：85.6x54x0.80±0.04mm（高/寬/厚），市場上也存在厚、薄卡或異型卡。ID厚卡：厚度1.8mm，是目前最經(jīng)濟(jì)的射頻IC卡片，印有ID號(hào)碼，帶有一個(gè)便攜孔，可以絲網(wǎng)印刷LOGO文字信息標(biāo)準(zhǔn)ID薄卡尺寸大小85.6x54x0.80±0.04mm，可以膠印、絲網(wǎng)印刷、打印照片等。異形卡尺寸大小形狀等不一，可以膠印、絲網(wǎng)印刷、打印照片等。項(xiàng)目實(shí)踐通過PC端上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)125K標(biāo)簽的讀卡、寫卡號(hào)、復(fù)制卡號(hào)操作。使用RFIDDemo軟件和使用串口工具都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)EM4100卡的讀卡操作和對(duì)T5577卡的讀寫操作。由于T5577卡內(nèi)存較大，且可以讀寫，因此可以使用T5577卡對(duì)EM4100卡內(nèi)信息復(fù)制從而達(dá)到復(fù)制卡號(hào)的目的。項(xiàng)目實(shí)踐實(shí)踐所用到平臺(tái)上的射頻模塊為125K&13.56M二合一模塊（Sensor-EL）。該模塊特點(diǎn)如下：125K&13.56M射頻模塊：接口UART(TTL)；支持卡片：EM4100、T5577、MIFARE系列。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)1.讀EM4100卡EM4100卡屬于ID卡，其卡號(hào)固定，在印刷時(shí)，廠商已經(jīng)將卡號(hào)噴印到卡片上，通過卡片上的數(shù)字只能讀取到卡內(nèi)部分卡號(hào)信息。使用USB線將讀寫器模塊與電腦連接，將讀寫器模塊的跳線跳至USB端。打開RFIDDemo軟件，在ID卡選項(xiàng)中選EM4100，打開串口，軟件將自動(dòng)設(shè)置串口號(hào)及波特率。點(diǎn)擊讀取卡號(hào)。其中，19為廠商代碼，00為固定位。6D202F可以通過卡片正面噴印的數(shù)字計(jì)算得出。讀取卡號(hào)為:19006D202F。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2.在ID卡選項(xiàng)中選EM4100，打開串口，軟件將自動(dòng)設(shè)置串口號(hào)及波特率。點(diǎn)擊讀取卡號(hào)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)3.串口操作讀取卡號(hào)那么RFIDDemo軟件是如何實(shí)現(xiàn)讀取卡號(hào)的？保持連線不變，關(guān)閉RFIDDemo軟件的串口。打開串口工具，將自動(dòng)設(shè)置串口號(hào)，波特率為115200、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位、無檢驗(yàn)，打開串口，選擇HEX發(fā)送以及HEX發(fā)送。其中CDDC為協(xié)議頭，0081為讀取卡片信息成功的返回命令，05為數(shù)據(jù)長度，19006D202F是讀取到的卡號(hào)信息，最后一位FF是校驗(yàn)位，將00810519006D202F進(jìn)行異或運(yùn)算可得出。發(fā)送：ABBA00150015在接收區(qū)收到：CDDC00810519006D202FFF。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)4.串口通信界面項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)5.向T5577卡寫入數(shù)據(jù)通過讀寫器模塊向T5577卡內(nèi)寫入數(shù)據(jù)：1122334455，如果不是第一次寫入數(shù)據(jù)，會(huì)顯示修改卡號(hào)信息成功。再讀取剛剛寫入的卡號(hào)。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)6.串口調(diào)試數(shù)據(jù)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)7.使用串口工具完成寫入項(xiàng)目思考ID卡的工作原理是怎樣的？ID卡芯片結(jié)構(gòu)是怎樣的？常用的EM4100卡和T5557卡數(shù)據(jù)怎樣存儲(chǔ)？ID卡常用在哪些領(lǐng)域？低頻RFID識(shí)別技術(shù)應(yīng)用

低頻RFID技術(shù)應(yīng)用開發(fā)ID卡考勤系統(tǒng)簡介閱讀器與標(biāo)簽通信協(xié)議格式閱讀器與單片機(jī)通信協(xié)議格式項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景考勤，顧名思義，就是考查出勤，通過某種方式來獲得員工或者某些團(tuán)體、個(gè)人在某個(gè)特定的場所及特定的時(shí)間段內(nèi)的出勤情況，包括上下班、遲到、早退、病假、婚假、喪假、公休、工作時(shí)間、加班情況等。通過對(duì)以前階段，本階段內(nèi)出勤情況的研究，進(jìn)行以后階段的統(tǒng)籌、安排等。任務(wù)目標(biāo)基于RFID的射頻識(shí)別考勤系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)及時(shí)、完整、準(zhǔn)確而有效的信息服務(wù)，提高工作效率和業(yè)務(wù)水平，降低成本，使企事業(yè)單位各部門及其下屬機(jī)構(gòu)能夠協(xié)調(diào)、有序、規(guī)范運(yùn)行，提高工作效率。本任務(wù)目標(biāo)為了解和掌握考勤系統(tǒng)ID卡應(yīng)用。ID卡的應(yīng)用非接觸式ID卡無需插拔卡，避免了由于機(jī)械接觸不良導(dǎo)致的各種故障，因而具有操作方便、快捷、可靠、壽命長等突出優(yōu)點(diǎn)，特別適用于人流量大的場合。ID卡一般作為門禁、考勤或停車場系統(tǒng)的使用者身份識(shí)別，由于其無須內(nèi)置電源，使用時(shí)無接觸且壽命長，因此在弱電系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用。ID卡的出現(xiàn)基本上淘汰了早期的磁卡或接觸式IC卡。ID卡考勤系統(tǒng)介紹ID卡考勤系統(tǒng)硬件部分由ID卡、卡讀寫器和后臺(tái)控制器組成。硬件架構(gòu)如圖Sensor-EL閱讀器通信協(xié)議串口設(shè)置：波特率為115200、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位、無檢驗(yàn)發(fā)送協(xié)議接收協(xié)議協(xié)議頭：發(fā)送（0xAB0xBA）,接收（0xCD0xDC）地址：默認(rèn)0x00協(xié)議頭地址命令數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)ABBA1Byte1Byte1Byte1-255Byte1Byte協(xié)議頭地址命令數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)CDDC1Byte1Byte1Byte1-255Byte1Byte發(fā)送命令和返回指令序號(hào)命令功能10x15讀ID卡號(hào)20x16寫T5577卡號(hào)序號(hào)命令功能10x81返回操作成功20x80返回操作失敗命令示例命令含義命令代碼發(fā)送成功發(fā)送失敗讀取ID卡號(hào)ABBA00150015CDDC008105490070142F86CDDC00800080寫入T5577卡卡號(hào)ABBA0016052E00B6A3022ACDDC00810081CDDC00800080考勤系統(tǒng)PC上位機(jī)與單片機(jī)串口通信協(xié)議ID考勤指令數(shù)據(jù)格式

上位機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)頭數(shù)據(jù)長度(僅數(shù)據(jù))命令數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)(除數(shù)據(jù)頭)

AF1Byte1Byte1-255Byte1Byte上位機(jī)向單片機(jī)接收數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)頭數(shù)據(jù)長度(僅數(shù)據(jù))命令數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)(除數(shù)據(jù)頭)

BF1Byte1Byte1-255Byte1BytePC上位機(jī)與單片機(jī)串口通信協(xié)議1)員工打卡，單片機(jī)將獲取的數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī)。上位機(jī)接收數(shù)據(jù)：BF050F0000000000XXBF:數(shù)據(jù)頭05:數(shù)據(jù)長度0F:讀取考勤卡號(hào)指令0000000000:數(shù)據(jù)(卡號(hào))XX:異或校驗(yàn)PC上位機(jī)與單片機(jī)串口通信協(xié)議2)考勤狀態(tài)，上位機(jī)將考勤結(jié)果發(fā)送給單片機(jī)上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)：AF0010(或1F)XX AF:數(shù)據(jù)頭00:數(shù)據(jù)長度10(或1F):考勤狀態(tài)指令(10-正常/1F-遲到或早退)XX:異或校驗(yàn)PC上位機(jī)與單片機(jī)串口通信協(xié)議3)開啟門禁上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)：AF000F0FAF:數(shù)據(jù)頭00:數(shù)據(jù)長度0F:開啟門禁指令0F:異或校驗(yàn)4)實(shí)例BF050F11223344551B員工考勤卡號(hào)(1122334455)AF001F1F 考勤遲到或早退AF000F0F 開啟門禁項(xiàng)目系統(tǒng)硬件分析嵌入式考勤機(jī)系統(tǒng)硬件主要由兩部分組成：CC2530節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)接收射頻模塊的數(shù)據(jù)、控制門禁系統(tǒng)開關(guān)，把接收到的數(shù)據(jù)傳送到PC上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理；低頻讀寫器模塊，主要負(fù)責(zé)根據(jù)CC2530模塊發(fā)送的閱讀器協(xié)議對(duì)ID卡進(jìn)行識(shí)別，把識(shí)別到的卡號(hào)上傳到CC2530節(jié)點(diǎn)。項(xiàng)目系統(tǒng)軟件分析上位機(jī)程序，主要功能是提供人機(jī)交互界面，對(duì)單片機(jī)程序上傳的Id卡信息進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理；單片機(jī)程序，主要功能是通過閱讀器協(xié)議控制閱讀器進(jìn)行ID卡識(shí)別讀取，執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的繼電器控制，顯示屏數(shù)據(jù)更新。項(xiàng)目軟件流程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)（代碼樣例）名稱：mcuRead_idCard（

讀取ID卡卡號(hào)）參數(shù)（讀取地址，卡號(hào)BUF）

返回（1：成功，0：失?。﹗nsignedcharmcuRead_idCard(unsignedcharicAdd,unsignedchar*idBuf){ unsignedchari=0,check_temp=0;unsignedcharreadIdCommand[6]={0xAB,0xBA,icAdd,0x15,0x00,0x00}; readIdCommand[5]=xor_count(readIdCommand,2,4); //計(jì)算校驗(yàn)Uart0_Send_LenString(readIdCommand,6);//發(fā)送讀卡號(hào)命令。。。。。。項(xiàng)目操作（設(shè)置時(shí)間）項(xiàng)目操作（卡片設(shè)置）項(xiàng)目操作（打卡操作）項(xiàng)目思考1.ID卡有哪些優(yōu)勢和劣勢？2.ID卡考勤系統(tǒng)是怎樣工作的？3.可否復(fù)制一張ID卡，替換之前的卡在考勤機(jī)上使用嗎？為什么？4.公交卡是ID卡嗎？銀行卡是ID卡嗎？高頻RFID識(shí)別技術(shù)應(yīng)用高頻RFID與卡錢包高頻RFID與卡錢包Sensor-EL閱讀器協(xié)議IC電子消費(fèi)卡設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景高頻RFID標(biāo)簽主要用于公交、電信、銀行、車場管理等領(lǐng)域，主要的功能包括安全認(rèn)證，電子錢包，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存等。例如：常用的門禁卡、二代身份證屬于安全認(rèn)證的應(yīng)用，而銀行卡、地鐵卡、公交卡、小額儲(chǔ)值卡等則屬于電子錢包的功能。任務(wù)目標(biāo)某公司計(jì)劃為客戶提供電子卡錢包服務(wù)，以方便儲(chǔ)值消費(fèi)。試為公司設(shè)計(jì)一套IC卡錢包，實(shí)現(xiàn)充值、消費(fèi)、查詢余額，密鑰驗(yàn)證等功能。高頻RFID與卡錢包電子錢包有兩種概念：一是純粹的軟件，二是小額支付的智能儲(chǔ)值卡電子錢包軟件用于網(wǎng)上消費(fèi)、帳戶管理，這類軟件通常與銀行賬戶或銀行卡賬戶是連接在一起的。小額支付智能儲(chǔ)值卡持卡人預(yù)先在卡中存入一定的金額，交易時(shí)直接從儲(chǔ)值帳戶中扣除交易金額。高頻RFID與卡錢包IC卡具備一些身份認(rèn)證和小額消費(fèi)的功能，原因如下。數(shù)據(jù)可寫入內(nèi)存比ID卡大密鑰驗(yàn)證保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全高頻RFID與卡錢包卡錢包最基本的功能如下。查詢卡號(hào)密鑰驗(yàn)證查詢余額充值扣費(fèi)高頻RFID與卡錢包卡錢包余額管理方式：余額只保存在卡內(nèi)應(yīng)用：早期磁條卡余額保存在服務(wù)器上，卡只作為身份標(biāo)識(shí)應(yīng)用：幾乎全部的銀行卡、電話卡，大部分的校園卡、飯卡。余額同時(shí)保存在服務(wù)器和卡內(nèi)應(yīng)用：大部分公交卡，部分校園卡、飯卡、IC卡電子錢包等。IC電子消費(fèi)卡應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用水電費(fèi)食堂飯卡煤氣費(fèi)通信費(fèi)停車費(fèi)購物公共交通Sensor-EL閱讀器協(xié)議Sensor-EL閱讀器可讀多種IC卡卡號(hào)，可對(duì)Mifare1K等IC卡片的扇區(qū)讀寫。參數(shù)電壓：DC5V電流：50mA距離：4-5CM尺寸：47mm*26mm*5mm接口：UART(TTL)，Wiegand支持卡片：ISO/IEC14443A，MIFARE,NTAG,MF1xxS20,MF1xxS70,MF1xxS50,EM4100,T5577工作溫度：-25到+85攝氏度Sensor-EL閱讀器協(xié)議以下為UART串口的通信協(xié)議：串口設(shè)置：115200,8,1,None,None發(fā)送協(xié)議：接收協(xié)議：協(xié)議頭地址命令數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)ABBA1Byte1Byte1Byte1-255Byte1Byte協(xié)議頭地址命令數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)CDDC1Byte1Byte1Byte1-255Byte1ByteSensor-EL閱讀器協(xié)議協(xié)議頭：發(fā)送（0xAB0xBA）,接收（0xCD0xDC）地址：默認(rèn)0x00命令1)發(fā)送2）接收命令含義10x10讀UID號(hào)碼20x12讀指定扇區(qū)30x13寫指定扇區(qū)40x14修改A組密鑰命令含義10x81返回操作成功20x80返回操作失敗Sensor-EL閱讀器協(xié)議例子說明命令含義命令代碼發(fā)送成功發(fā)送失敗讀取IC卡UIDABBA00100010CDDC00810429546E72E4CDDC00800080讀取IC卡的扇區(qū)數(shù)據(jù)ABBA00120900010AFFFFFFFFFFFF10CDDC00811200010001020304050607080901020304050694CDDC00800080在IC卡指定扇區(qū)寫入數(shù)據(jù)ABBA00131900010AFFFFFFFFFFFF0001020304050607080901020304050607CDDC00810081CDDC00800080修改IC卡密鑰（A組）ABBA00140E000AFFFFFFFFFFFF01020304050617CDDC00810081CDDC00800080項(xiàng)目分析某公司計(jì)劃為客戶提供電子卡錢包服務(wù)，以方便儲(chǔ)值消費(fèi)。試為公司設(shè)計(jì)一套IC卡錢包，實(shí)現(xiàn)充值、消費(fèi)、查詢余額，密鑰驗(yàn)證等功能。IC電子消費(fèi)卡系統(tǒng)的硬件由IC卡、Sensor-EL閱讀器、PC機(jī)三部分構(gòu)成，本系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)的硬件平臺(tái)如下圖所示:項(xiàng)目操作流程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)M1卡卡錢包功能區(qū)介紹卡錢包功能包括卡信息讀取、充值、消費(fèi)等。本實(shí)驗(yàn)將卡錢包余額數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在第1個(gè)扇區(qū)的第1塊。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)（信息的讀?。┦紫龋凇吧葏^(qū)1密鑰A”內(nèi)，填寫正確的扇區(qū)密鑰；其次，點(diǎn)擊“確定”按鈕，進(jìn)行卡號(hào)和余額信息的讀取。結(jié)果如下圖所示。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)（密鑰驗(yàn)證）如果扇區(qū)密鑰驗(yàn)證不通過，卡號(hào)可以讀取，每次讀取的時(shí)候顯示一次。但是扇區(qū)密鑰驗(yàn)證不通過，扇區(qū)余額無法讀取。如輸入密鑰000000000000，余額不可見，卡號(hào)可見。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)（卡錢包充值）卡錢包功能默認(rèn)使用的是A組密鑰，填寫好A組密鑰后，可以對(duì)卡片進(jìn)行充值。但在卡片充值之前，為確保后續(xù)充值成功，請(qǐng)先讀取記錄下卡的余額。本實(shí)驗(yàn)卡錢包余額為0。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)2）在記錄下卡錢包余額之后，再在“充值金額”輸入框中輸入充值金額100，點(diǎn)擊“充值”按鈕，完成充值操作。在充值成功后，在“操作記錄”內(nèi)會(huì)有充值成功提示，卡余額顯示為100元。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)（卡錢包消費(fèi)）在充值完成后，可以對(duì)卡片進(jìn)行模擬消費(fèi)，通過上一步的模擬充值，現(xiàn)在卡錢包的余額為200，在消費(fèi)選項(xiàng)的消費(fèi)金額輸入框中輸入消費(fèi)的金額，如輸入10。余額變成190，操作記錄顯示消費(fèi)10元。項(xiàng)目思考IC卡電子卡錢包的功能應(yīng)包括哪些？IC卡錢包的應(yīng)用如何實(shí)現(xiàn)？高頻RFID識(shí)別技術(shù)應(yīng)用公交非接觸IC卡的應(yīng)用開發(fā)高頻RFID與公交無人售票公交IC卡工作原理公交刷卡機(jī)硬件設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目場景在我國，隨著一卡通的推廣，基本上每個(gè)城市都有自己的公交IC卡，一些城市的公交IC卡充當(dāng)著當(dāng)?shù)爻鞘幸豢ㄍǖ穆毮?。如深圳通、榕城一卡通、洪城一卡通、金陵通等；一些城市的公交IC卡與其他城市的公交IC卡聯(lián)網(wǎng)互通，可以實(shí)現(xiàn)異地刷卡，如長沙公交IC卡。任務(wù)目標(biāo)某公交公司需要升級(jí)票務(wù)系統(tǒng)，通過使用IC卡售票充值系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)公交無人售票，減少人員浪費(fèi)和無效開支。試根據(jù)該需求提供嵌入式公交IC卡系統(tǒng)的硬件架構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)。掌握公交卡的單片機(jī)編程設(shè)計(jì)。高頻RFID與公交無人售票1.公交系統(tǒng)RFID讀寫器有2種安裝在公交車上的刷卡器(讀寫器)用于乘車扣費(fèi)公交公司給卡充值的讀寫器用于充值公交IC卡的工作原理以公交汽車上的刷卡器為例，它的工作流程如下：1）讀寫器是一臺(tái)發(fā)射器，向外發(fā)射電磁波，“詢問”附近的IC卡。如有多張IC卡同時(shí)應(yīng)答，則分別處理。公交IC卡的工作原理2）IC卡的天線接收到電磁波，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)二極管整流，在C2兩端產(chǎn)生2V電壓供芯片工作，并向讀寫器報(bào)告本卡的相關(guān)信息。公交IC卡的工作原理3）讀寫器接收來自IC卡的數(shù)據(jù)信號(hào)，并發(fā)出操作指令（應(yīng)答或者對(duì)IC卡扣款）公交IC卡的應(yīng)用優(yōu)勢經(jīng)濟(jì)效益加快乘客上車速度，加速車輛周轉(zhuǎn)。促進(jìn)管理，經(jīng)濟(jì)改革。及時(shí)掌握客流情況，科學(xué)合理調(diào)度而創(chuàng)造效益。節(jié)省人工成本。投資收益杜絕票款遺失，增加營運(yùn)收入。通過系統(tǒng)生成各種報(bào)表，提升管理效率。有效制止了假幣的流通。社會(huì)效益提高公共交通的服務(wù)檔次，符合建設(shè)國際城市的目標(biāo)。方便市民，減少社會(huì)現(xiàn)金流通量，IC卡美觀大方，攜帶方便，不易破損，可長久保存。城市公交管理系統(tǒng)圖IC卡公交解決方案（系統(tǒng)配置）系統(tǒng)配置一卡通管理軟件收費(fèi)終端車載穩(wěn)壓電源其他發(fā)卡器車載刷卡機(jī)公交刷卡機(jī)硬件設(shè)計(jì)公交刷卡機(jī)系統(tǒng)硬件主要由兩部分組成：CC2530節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)讀寫射頻模塊的數(shù)據(jù)、OLED顯示卡片金額，把接收到的數(shù)據(jù)傳送到PC上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理；高頻讀寫器模塊主要負(fù)責(zé)根據(jù)CC2530模塊發(fā)送的閱讀器協(xié)議對(duì)IC卡進(jìn)行識(shí)別，把識(shí)別到的卡號(hào)上傳到CC2530節(jié)點(diǎn)，接收寫入命令寫入卡片金額。上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議IC公交協(xié)議數(shù)據(jù)格式發(fā)送數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)頭數(shù)據(jù)長度(僅數(shù)據(jù))命令數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)(除數(shù)據(jù)頭)

AF1Byte1Byte1-255Byte1Byte接收數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)頭數(shù)據(jù)長度(僅數(shù)據(jù))命令數(shù)據(jù)異或校驗(yàn)(除數(shù)據(jù)頭)

BF1Byte1Byte1-255Byte1Byte命令含義0A卡號(hào)及余額0B修改余額（充值或扣款）0C修改票價(jià)0D修改模式（乘車模式或充值模式）0E修改密碼上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議上位機(jī)接收卡號(hào)余額接收指令：BF060A11223344FFFFXXBF：數(shù)據(jù)頭06：數(shù)據(jù)長度0A：卡號(hào)及余額命令11223344：卡號(hào)FFFF：余額XX：異或校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議上位機(jī)向單片機(jī)發(fā)送修改后余額(扣費(fèi)/充值)發(fā)送指令：AF020B0000XXAF:數(shù)據(jù)頭02:數(shù)據(jù)長度0B:修改余額命令0000：余額XX：異或校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議上位機(jī)接收修改余額操作的反饋接收指令：BF010B00XXBF:數(shù)據(jù)頭01:數(shù)據(jù)長度0B:修改余額命令00:00-成功/FF-失敗XX:異或校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議修改票價(jià)發(fā)送數(shù)據(jù)：AF020C0000XXAF：數(shù)據(jù)頭02：數(shù)據(jù)長度0C:命令0000:票價(jià)XX:校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議修改票價(jià)成功的反饋接收數(shù)據(jù)：BF000CXXBF:數(shù)據(jù)頭00:數(shù)據(jù)長度0C:命令XX:校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議修改模式（乘車模式或充值模式）發(fā)送數(shù)據(jù)：AF010D0AXXAF:數(shù)據(jù)頭01:數(shù)據(jù)長度0D:命令0A:模式（0A-乘車模式/0B-充值模式）XX:校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議修改模式成功的反饋接收數(shù)據(jù)：BF000DXXBF:數(shù)據(jù)頭00:數(shù)據(jù)長度0D:命令XX:校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議修改密碼發(fā)送數(shù)據(jù)：AF060EFFFFFFFFFFFFXXAF:數(shù)據(jù)頭06:數(shù)據(jù)長度0E:命令FFFFFFFFFFFF:密碼AXX：校驗(yàn)上位機(jī)與單片機(jī)通信協(xié)議修改密碼成功的反饋接收數(shù)據(jù)：BF000EXXBF：數(shù)據(jù)頭00：數(shù)據(jù)長度0E：命令XX：校驗(yàn)項(xiàng)目分析（系統(tǒng)硬件框架）公交刷卡系統(tǒng)由PC機(jī)，公交刷卡機(jī)，及IC標(biāo)簽卡構(gòu)成，核心硬件為公交刷卡機(jī)。公交刷卡機(jī)硬件主要由兩部分組成：CC2530節(jié)點(diǎn)與高頻讀寫器模塊，通過CC2530節(jié)點(diǎn)的串口與PC機(jī)的上位機(jī)程序進(jìn)行通訊。項(xiàng)目分析軟件功能分析一般我們刷公交卡是進(jìn)行讀寫的操作，如果是一張新卡，我們需要先給卡里面充錢，也就是寫數(shù)據(jù)到卡里面；公交車上面的刷卡器可以設(shè)定票價(jià)，當(dāng)我們把卡靠近刷卡器時(shí)候，刷卡器就按照設(shè)定的扣費(fèi)額進(jìn)行扣費(fèi)，并顯示余額，如果余額不足要充值。充值設(shè)定票價(jià)扣費(fèi)查余額項(xiàng)目分析公交卡系統(tǒng)軟件開發(fā)由兩部分構(gòu)成：電腦上運(yùn)行RFIDDemo，提供人機(jī)交互界面，對(duì)CC2530節(jié)點(diǎn)單片機(jī)程序上傳的IC卡信息進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理；CC2530節(jié)點(diǎn)運(yùn)行單片機(jī)程序，通過閱讀器協(xié)議控制閱讀器進(jìn)行IC卡讀寫操作，執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送的控制命令，顯示屏數(shù)據(jù)更新。項(xiàng)目分析單片機(jī)軟件處理邏輯示意圖：項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)（代碼樣例）上報(bào)用戶信息，卡號(hào)，余額voidreported_icInfo(){unsignedcharsendCorrect[13]={ 0xBF,0x08,0x0B,0x00,0x00,0x00,0x00, //卡號(hào)0x00,0x00,0x00,0x00, //余額0x00};。。。。。。Uart1_Send_LenString(sendCorrect,12);。。。。。。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)打開RFIDDemo_IC軟件，系統(tǒng)將自動(dòng)設(shè)置串口號(hào)及波特率（38400），點(diǎn)擊打開串口。操作記錄會(huì)顯示當(dāng)前的工作模式、修改票價(jià)、單片機(jī)內(nèi)部密鑰。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)軟件界面包括用戶信息模塊、模式設(shè)置模塊（注意乘車模式需要驗(yàn)證密鑰A，充值模式驗(yàn)證密鑰B）、票價(jià)設(shè)置模塊、充值操作模塊、操作記錄模塊、串口調(diào)試數(shù)據(jù)模塊等。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)（乘車模式）首先,請(qǐng)確認(rèn)密鑰A是否需要修改，若需要修改密鑰A，則在密鑰A輸入框內(nèi)填寫正確的密鑰，點(diǎn)擊“確認(rèn)”，即可完成密鑰A修改操作；若不需要密鑰A，請(qǐng)保持默認(rèn)值FFFFFFFFFFFF。本實(shí)驗(yàn)密鑰A采用默認(rèn)值FFFFFFFFFFFF。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)確認(rèn)密鑰A填寫正確之后，請(qǐng)選擇乘車模式，設(shè)置好票價(jià)，將IC卡放置在讀寫器上方，RFIDDemo_IC軟件將會(huì)自動(dòng)讀取卡號(hào)、余額等信息，并根據(jù)設(shè)定票價(jià)進(jìn)行自動(dòng)扣費(fèi)，若扣費(fèi)成功，在操作記錄欄內(nèi)會(huì)有扣費(fèi)記錄，同時(shí)蜂鳴器會(huì)鳴響一下，公交卡余額會(huì)減少。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)修改票價(jià)。修改票價(jià)為5元項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)(充值模式)在乘車模式下，首次使用新卡進(jìn)行刷卡乘車操作，將會(huì)有余額不足提示。因此，我們必須在充值模式下，完成公交IC卡充值才可進(jìn)行刷卡乘車操作。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)選擇充值模式，注意充值模式是需要密鑰B驗(yàn)證的，密鑰B驗(yàn)證成功后，填寫充值金額，點(diǎn)擊充值即可。同時(shí)可以在操作記錄中看到充值成功的信息。項(xiàng)目小結(jié)1.非接觸式IC卡應(yīng)用中，將卡片放在讀寫器上方即可模擬公交車刷