自動識別技術講述素材ppt課件

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第3章,自動識別技術,P1,,本章核心要點,自動識別技術的基本概念、種類、特點、原理,RFID系統(tǒng)的組成及系統(tǒng)的原理,RFID標簽、讀寫器、天線,P2,1. 基本概念,自動識別：Auto Identification, 它已廣泛地應用于現(xiàn)代工業(yè)和商業(yè)及物流領域中，是生產自動化、銷售自動化、流通自動化所必備的技術。 它是由自動識別設備以及配套的自動識別軟件所構成的。 自動識別技術依據(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自動識別技術的基本概念,P3,2. 條形碼(barcode) 識別技術,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，用以表達一組信息的圖形標識符。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自動識別技術的基本概念,P4,2. 條形碼(barcode) 識別技術,一維條碼 可以標出物品的生產國、制造廠家、商品名稱、生產日期、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)等許多領域都得到了廣泛的應用。,3.1自動識別技術的基本概念,P5,2. 條形碼(barcode) 識別技術,3.1自動識別技術的基本概念,P6,2. 條形碼(barcode) 識別技術,3.1自動識別技術的基本概念,P7,2. 條形碼(barcode) 識別技術,一維條碼優(yōu)越性 可靠性強。 效率高。 成本低。 易于制作。 構造簡單。 靈活實用。 實現(xiàn)自動化管理。 。,3.1自動識別技術的基本概念,P8,2. 條形碼(barcode) 識別技術,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自動識別技術的基本概念,P9,2. 條形碼(barcode) 識別技術,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自動識別技術的基本概念,P10,2. 條形碼(barcode) 識別技術,二維條碼 二維碼（dimensional barcode），又稱二維條碼， 是在一維條碼的基礎上擴展出的一種具有可讀性的條碼。設備掃描二維條碼，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，二維碼記載更復雜的數(shù)據(jù)，比如圖片、網(wǎng)絡鏈接等。,3.1自動識別技術的基本概念,P11,2. 條形碼(barcode) 識別技術,二維條碼,3.1自動識別技術的基本概念,P12,2. 條形碼(barcode) 識別技術,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． 可用多種閱讀設備閱讀 5． 尺寸可調以適應不同的打印空間 6． 碼制公開已形成國際標準。,3.1自動識別技術的基本概念,P13,2. 條形碼(barcode) 識別技術,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，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自動識別技術的基本概念,P14,3. RFID射頻識別技術,RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽， 操作快捷方便。,3.1自動識別技術的基本概念,P15,3. RFID射頻識別技術,最常見的射頻識別系統(tǒng)的工作過程如下： 標簽進人磁場后，如果接收到讀寫器發(fā)出的特殊射頻信號，就能憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息(passive tag，即無源標簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(active tag ,即有源標簽)，讀寫器接收射頻標簽發(fā)送的信號，解碼并校驗數(shù)據(jù)的準確性后，送至中央信息系統(tǒng)進行有關的數(shù)據(jù)處理，,3.1自動識別技術的基本概念,P16,3. RFID射頻識別技術,RFID技術與條碼(Barcode)技術相比的優(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品上。 讀取距離更遠。 可以寫入及存取數(shù)據(jù)，寫入時問相比打印條碼更少。 標簽的內容可以動態(tài)改變。 能夠同時處理多個標簽； 標簽的數(shù)據(jù)存取有密碼保護，安全性更高。 可以對RFID標簽所附著的物體進行追蹤定位。,3.1自動識別技術的基本概念,P17,4.生物特征識別技術,用于生物特征識別的生物特征應具有以下特點： 廣泛性——每個人都應該具有這種特征； 惟一性——每個人擁有的特征應該各不相同； 穩(wěn)定性——所選擇的特征應該不隨時間的變化而發(fā)生變化； 可采集性——所選擇的特征應該便于測量。,3.1自動識別技術的基本概念,P18,4.生物特征識別技術,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自動識別技術的基本概念,P19,5.語音識別技術,語音識別技術的優(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行身份識別。,3.1自動識別技術的基本概念,P20,5.語音識別技術,語音識別技術的缺點是： 準確性較差，同一個人由于音量、語速、語氣、音質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行欺騙。 3、高保真的錄音設備是非常昂貴的。 4、雖然每個人的語音特征均不相同，但當語音模板達到一定數(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自動識別技術的基本概念,P21,6. 圖像識別技術,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而產生視知覺的實體。 獲得圖像后，可以對其進行三方面的操作，即圖像處理、圖像識別和圖像理解。,3.1自動識別技術的基本概念,P22,6. 圖像識別技術,圖像識別技術現(xiàn)已廣泛應用于： 遙感、文件處理、工業(yè)檢測、機器人視覺、軍事、生物醫(yī)學、地質、海洋、氣象、農業(yè)、災害治理、貨物檢測、郵政編碼、金融、公安、銀行、工礦企業(yè)、冶金、漁業(yè)、機械、交通、電子商務、多媒體網(wǎng)絡通信等領域。,3.1自動識別技術的基本概念,P23,7.光字符識別技術,光字符識別利用掃描儀或攝像機等光學設備將各種介質上的字符影像輸入到計算機中，再由計算機對影像進行分析識別，從而得到相應的文本。,3.1自動識別技術的基本概念,P24,7.光字符識別技術,光字符的處理流程如下： 從要處理的目標物的影像獲取到結果輸出，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)人工校正將錯認的文字更正，并將結果輸出。 。,3.1自動識別技術的基本概念,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應用系統(tǒng),最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成： (1) 電子標簽(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應用系統(tǒng),,3.2 RFID系統(tǒng)組成,,P31,,3.3 RFID電子標簽,,基本組成及工作原理,P32,3. 4. RFID讀寫器,,讀寫器結構,P33,3.5 RFID天線,,天線部分包括讀寫器天線和標簽天線。當工作頻率增加到微波區(qū)域的時候，天線與標簽芯片之間的匹配問題變得更加重要。,P34,,3.6. RFID標準,,標準化組織,國際標準化機構：國際標準化組織（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)域性標準化機構，如CEN等； 國家標準化機構，如BSI（英國標準協(xié)會）、ANSI（美國國家標準化組織）、DIN（德國標準化學會）等； 行業(yè)組織，如EPCglobal、ATA（世界海關組織暫準進口協(xié)議）、AIAG（汽車工業(yè)行動組）、EIA（電子工業(yè)聯(lián)合會）等,P35,,,RFID標準體系結構,,,P36,,,EPCglobal的RFID標準體系框架,,,P37,6. RFID標準,,3.2 RFID系統(tǒng)組成,,ISO/IEC制訂的RFID標準,ISO RFID 標準體系框圖,P38,,,泛在識別中心的技術體系,uID Center的泛在識別技術體系架構由泛在識別碼（uCode）、信息系統(tǒng)服務器、泛在通信器和uCode解析服務器等四部分構成。,,,P39,,3.7. RFID工作頻率與典型應用,,RFID產品的工作頻率有： 低頻、 高頻 超高頻 3個不同頻段，所以無源的標簽在不同工作頻率產品的具有不同特性，主要的應用也不同。,,P40,,,低頻(從125KHz到135KHz),該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作，也就是在讀寫器線圈和標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簽天線中感應的電壓被整流,可作供電電壓使用。,,,P41,,,高頻(13.56MHz),在該頻率的標簽不再需要線圈進行繞制，可以通過腐蝕或者印刷的方式制作天線。標簽一般通過負載調制的方式進行工作。也就是通過標簽上的負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)用遠距離標簽對天線電壓進行振幅調制,,,P42,,,超高頻(860MHz~960MHz),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)域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠，無源可達10m左右。主要是通過電容耦合的方式進行實現(xiàn),,,P43,本章小結,由于自動識別技術是物聯(lián)網(wǎng)中最重要的應用技術之一，所以，本章對其進行了詳細介紹，占用的篇幅也較大。先從自動識別技術的基本概念、定義入手，介紹了條形碼、RFID、生物特征、語音、圖像光學字符等識別技術；著重介紹了RFID系統(tǒng)的組成和工作原理，電子標簽、讀寫器及天線組成和原理。最后介紹了RFID標準框架體系和RFID的工作頻率、特性和應用。,,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、應答器的能量獲取有哪些方法? 6、RFID系統(tǒng)中閱讀器應具有哪些功能? 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； 通過閱讀文學作品，我們能提高文學鑒賞水平， 培養(yǎng)文學情趣； 通過閱讀報刊，我們能增長見識，擴大自己的知識面。 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。,46,P47,