自動識別技術(shù)講述素材ppt課件

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第3章,自動識別技術(shù),P1,本章核心要點,自動識別技術(shù)的基本概念、種類、特點、原理,RFID系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)的原理,RFID標(biāo)簽、讀寫器、天線,P2,1. 基本概念,自動識別：Auto Identification, 它已廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和商業(yè)及物流領(lǐng)域中，是生產(chǎn)自動化、銷售自動化、流通自動化所必備的技術(shù)。 它是由自動識別設(shè)備以及配套的自動識別軟件所構(gòu)成的。 自動識別技術(shù)依據(jù)識別的原理和方式的不同，可以分為定義識別和特征識別。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P3,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),一維條碼 條碼（條形碼）是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排列，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)識符。常見的條碼是由反射率相差很大的黑條（簡稱條）和白條（簡稱空）排成的平行線圖案。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P4,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),一維條碼 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、圖書分類號、郵件起止地點、類別、日期等許多信息，因而在商品流通、圖書管理、郵政管理、銀行系統(tǒng)等許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P5,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P6,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P7,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),一維條碼優(yōu)越性 可靠性強(qiáng)。 效率高。 成本低。 易于制作。 構(gòu)造簡單。 靈活實用。 實現(xiàn)自動化管理。 。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P8,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),一維條碼局限性 數(shù)據(jù)容量較小 只能包含字母和數(shù)字 條碼尺寸相對較大（空間利用率較低）,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P9,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),二維條碼 二維條碼正是為了解一維條碼無法解決的問題而產(chǎn)生的。因為它具有高密度、高可靠性等特點，所以可以用它表示數(shù)據(jù)文件(包括漢字文件)、圖像等。二維條碼是大容量、高可靠性信息實現(xiàn)存儲、攜帶并自動識讀的最理想的方法,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P10,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),二維條碼 二維碼（dimensional barcode），又稱二維條碼， 是在一維條碼的基礎(chǔ)上擴(kuò)展出的一種具有可讀性的條碼。設(shè)備掃描二維條碼，通過識別條碼的長度和寬度中所記載的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，可獲取其中所包含的信息。相比一維條碼，二維碼記載更復(fù)雜的數(shù)據(jù)，比如圖片、網(wǎng)絡(luò)鏈接等。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P11,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),二維條碼,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P12,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),二維碼PDF417的特點 1 信息容量大 2 錯誤糾正能力 3 印制要求不高 4 可用多種閱讀設(shè)備閱讀 5 尺寸可調(diào)以適應(yīng)不同的打印空間 6 碼制公開已形成國際標(biāo)準(zhǔn)。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P13,2. 條形碼(barcode) 識別技術(shù),二維條碼的優(yōu)越性 1高密度編碼，信息容量大： 2編碼范圍廣：。 3容錯能力強(qiáng)，具有糾錯功能： 4譯碼可靠性高：。 5可引入加密措施：。 6成本低，易制作，持久耐用。 7條碼符號形狀、尺寸大小比例可變。 8二維條碼可以使用激光或CCD閱讀器識讀。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P14,3. RFID射頻識別技術(shù),RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽， 操作快捷方便。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P15,3. RFID射頻識別技術(shù),最常見的射頻識別系統(tǒng)的工作過程如下： 標(biāo)簽進(jìn)人磁場后，如果接收到讀寫器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(passive tag，即無源標(biāo)簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(active tag ,即有源標(biāo)簽)，讀寫器接收射頻標(biāo)簽發(fā)送的信號，解碼并校驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)處理，,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P16,3. RFID射頻識別技術(shù),RFID技術(shù)與條碼(Barcode)技術(shù)相比的優(yōu)勢： 不需要光源，甚至可以透過外部材料讀取數(shù)據(jù)。 使用壽命長，能在惡劣環(huán)境下工作。 能夠輕易嵌入或附著在不同形狀或類型的產(chǎn)品上。 讀取距離更遠(yuǎn)。 可以寫入及存取數(shù)據(jù)，寫入時問相比打印條碼更少。 標(biāo)簽的內(nèi)容可以動態(tài)改變。 能夠同時處理多個標(biāo)簽； 標(biāo)簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護(hù)，安全性更高。 可以對RFID標(biāo)簽所附著的物體進(jìn)行追蹤定位。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P17,4.生物特征識別技術(shù),用于生物特征識別的生物特征應(yīng)具有以下特點： 廣泛性每個人都應(yīng)該具有這種特征； 惟一性每個人擁有的特征應(yīng)該各不相同； 穩(wěn)定性所選擇的特征應(yīng)該不隨時間的變化而發(fā)生變化； 可采集性所選擇的特征應(yīng)該便于測量。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P18,4.生物特征識別技術(shù),生理特征包括手形、指紋、手指、手掌、虹膜、視網(wǎng)膜、面孔、耳廓、DNA、體味、脈搏、足跡等。行為特征有簽字、聲音、按鍵力度、步態(tài)、紅外溫譜圖等。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P19,5.語音識別技術(shù),語音識別技術(shù)的優(yōu)點： 1、系統(tǒng)的成本非常低廉。 2、使用者很容易接受。對使用者來說，不需要與硬件直接接觸，而且說話是，一件很自然的事情，所以語音識別可能是最自然的手段。 3、最適于通過電話來進(jìn)行身份識別。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P20,5.語音識別技術(shù),語音識別技術(shù)的缺點是： 準(zhǔn)確性較差，同一個人由于音量、語速、語氣、音質(zhì)的變化等原因容易造成系統(tǒng)的誤識。 語音可能被偽造，至少現(xiàn)在可以用錄在磁帶上的語音來進(jìn)行欺騙。 3、高保真的錄音設(shè)備是非常昂貴的。 4、雖然每個人的語音特征均不相同，但當(dāng)語音模板達(dá)到一定數(shù)量時，語音特征就不足以區(qū)分每個人，而且語音特征容易受背景噪音、被檢查者身體狀況的影響。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P21,6. 圖像識別技術(shù),圖像是用各種觀測系統(tǒng)以不同形式和手段觀測客觀世界而獲得的，可以直接或間接作用于人眼并進(jìn)而產(chǎn)生視知覺的實體。 獲得圖像后，可以對其進(jìn)行三方面的操作，即圖像處理、圖像識別和圖像理解。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P22,6. 圖像識別技術(shù),圖像識別技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于： 遙感、文件處理、工業(yè)檢測、機(jī)器人視覺、軍事、生物醫(yī)學(xué)、地質(zhì)、海洋、氣象、農(nóng)業(yè)、災(zāi)害治理、貨物檢測、郵政編碼、金融、公安、銀行、工礦企業(yè)、冶金、漁業(yè)、機(jī)械、交通、電子商務(wù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P23,7.光字符識別技術(shù),光字符識別利用掃描儀或攝像機(jī)等光學(xué)設(shè)備將各種介質(zhì)上的字符影像輸入到計算機(jī)中，再由計算機(jī)對影像進(jìn)行分析識別，從而得到相應(yīng)的文本。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P24,7.光字符識別技術(shù),光字符的處理流程如下： 從要處理的目標(biāo)物的影像獲取到結(jié)果輸出，經(jīng)過影像輸入、影像前處理、文字特征抽取、比對識別，最后經(jīng)人工校正將錯認(rèn)的文字更正，并將結(jié)果輸出。 。,3.1自動識別技術(shù)的基本概念,P25,1. RFID的基本交互原理,RFID的基本原理,3.2 RFID系統(tǒng)組成,P26,1. RFID的基本交互原理,RFID的耦合方式 電感耦合方式(磁耦合)和反向散射耦合方式(電磁場耦合)兩大類。,3.2 RFID系統(tǒng)組成,P27,1. RFID的基本交互原理,RFID的耦合方式 電感耦合方式,3.2 RFID系統(tǒng)組成,P28,1. RFID的基本交互原理,RFID的耦合方式 反向散射耦合方式,3.2 RFID系統(tǒng)組成,P29,2. RFID應(yīng)用系統(tǒng),最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成： (1) 電子標(biāo)簽(Tag，即射頻卡) (2)閱讀器（讀寫器） (3)天線：,3.2 RFID系統(tǒng)組成,P30,2. RFID應(yīng)用系統(tǒng),3.2 RFID系統(tǒng)組成,P31,3.3 RFID電子標(biāo)簽,基本組成及工作原理,P32,3. 4. RFID讀寫器,讀寫器結(jié)構(gòu),P33,3.5 RFID天線,天線部分包括讀寫器天線和標(biāo)簽天線。當(dāng)工作頻率增加到微波區(qū)域的時候，天線與標(biāo)簽芯片之間的匹配問題變得更加重要。,P34,3.6. RFID標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)化組織,國際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）、國際電工委員會（IEC）、國際電信聯(lián)盟（ITU）、世界郵聯(lián)（UPU）等； 區(qū)域性標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，如CEN等； 國家標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)，如BSI（英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）、ANSI（美國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織）、DIN（德國標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會）等； 行業(yè)組織，如EPCglobal、ATA（世界海關(guān)組織暫準(zhǔn)進(jìn)口協(xié)議）、AIAG（汽車工業(yè)行動組）、EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會）等,P35,RFID標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu),P36,EPCglobal的RFID標(biāo)準(zhǔn)體系框架,P37,6. RFID標(biāo)準(zhǔn),3.2 RFID系統(tǒng)組成,ISO/IEC制訂的RFID標(biāo)準(zhǔn),ISO RFID 標(biāo)準(zhǔn)體系框圖,P38,泛在識別中心的技術(shù)體系,uID Center的泛在識別技術(shù)體系架構(gòu)由泛在識別碼（uCode）、信息系統(tǒng)服務(wù)器、泛在通信器和uCode解析服務(wù)器等四部分構(gòu)成。,P39,3.7. RFID工作頻率與典型應(yīng)用,RFID產(chǎn)品的工作頻率有： 低頻、 高頻 超高頻 3個不同頻段，所以無源的標(biāo)簽在不同工作頻率產(chǎn)品的具有不同特性，主要的應(yīng)用也不同。,P40,低頻(從125KHz到135KHz),該頻率主要是通過電感耦合的方式進(jìn)行工作，也就是在讀寫器線圈和標(biāo)簽線圈間存在著變壓器耦合作用。通過讀寫器交變場的作用在標(biāo)簽天線中感應(yīng)的電壓被整流,可作供電電壓使用。,P41,高頻(13.56MHz),在該頻率的標(biāo)簽不再需要線圈進(jìn)行繞制，可以通過腐蝕或者印刷的方式制作天線。標(biāo)簽一般通過負(fù)載調(diào)制的方式進(jìn)行工作。也就是通過標(biāo)簽上的負(fù)載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發(fā)生變化，實現(xiàn)用遠(yuǎn)距離標(biāo)簽對天線電壓進(jìn)行振幅調(diào)制,P42,超高頻(860MHz960MHz),超高頻系統(tǒng)通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快，但是讀取的區(qū)域不是很好進(jìn)行定義。該頻段讀取距離比較遠(yuǎn)，無源可達(dá)10m左右。主要是通過電容耦合的方式進(jìn)行實現(xiàn),P43,本章小結(jié),由于自動識別技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中最重要的應(yīng)用技術(shù)之一，所以，本章對其進(jìn)行了詳細(xì)介紹，占用的篇幅也較大。先從自動識別技術(shù)的基本概念、定義入手，介紹了條形碼、RFID、生物特征、語音、圖像光學(xué)字符等識別技術(shù)；著重介紹了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，電子標(biāo)簽、讀寫器及天線組成和原理。最后介紹了RFID標(biāo)準(zhǔn)框架體系和RFID的工作頻率、特性和應(yīng)用。,P44,思考題,1、什么是RFID? 2、簡述RFID的基本原理。 3、RFID系統(tǒng)有哪些工作頻段? 4、簡述RFID系統(tǒng)的電感耦合方式和反向散射耦合方式的原理和特點。 5、應(yīng)答器的能量獲取有哪些方法? 6、RFID系統(tǒng)中閱讀器應(yīng)具有哪些功能? 7、天線有何重要作用？RFID的天線主要有哪幾種？天線小型化有何意義？,P45,人有了知識，就會具備各種分析能力， 明辨是非的能力。 所以我們要勤懇讀書，廣泛閱讀， 古人說“書中自有黃金屋。 ”通過閱讀科技書籍，我們能豐富知識， 培養(yǎng)邏輯思維能力； 通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平， 培養(yǎng)文學(xué)情趣； 通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴(kuò)大自己的知識面。 有許多書籍還能培養(yǎng)我們的道德情操， 給我們巨大的精神力量， 鼓舞我們前進(jìn)。,46,P47,