实验二 物联网识别技术.doc

计算机科学与工程学院 物联网概论实验报告实验二 物联网识别技术姓名： 简祖馀 班级： 物联网121 学号： 092312111 一、实验目的：1.了解条形码识别技术（包括一维条形码和二维条形码）2.掌握RFID系统的组成及其工作原理3.掌握EPC系统的构成，了解常见的EPC编码二、实验内容： 1.自动识别技术的发展历史（在过程中解释UCC、EAN、GTIN三个名词），物联网环境下自动识别技术的挑战。2.一维条形码工作原理，常见的一维条形码编码有哪些（列举至少5种），列举他们的特点、用途等，并所搜相应的条码图片。3.二维码相对一维条形码的有点有哪些？其编码方法有哪些类型？他们分别是如何表示信息的？请列举至少3种二维码的图片。4.什么是RFID，其如何实现表示单个物品？RFID系统有哪些组成部分，其工作原理是什么？它相对上面的条码有什么优点？5.什么是EPC？其代表的信息有哪些？EPC系统由哪些部分组成？目前推出的EPC编码方案有哪些？三、实验要求：利用网络检索相关信息，按以上内容顺序完成本次试验报告（报告内容写在下面）。四、报告内容1.自动识别技术的发展历史（在过程中解释UCC、EAN、GTIN三个名词），物联网环境下自动识别技术的挑战。1940-1950年：雷达的改进和应用催生了射频识别技术，1948年奠定了自动识别技术的理论基础。1950-1960年：早期自动识别技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。 1960-1970年：自动识别技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。 1970-1980年：自动识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种自动识别技术测试得到加速。出现了一些最早的自动识别应用。 1980-1990年：自动识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。 1990-2000年：自动识别技术标准化问题日趋得到重视，自动识别产品得到广泛采用，自动识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。 2000年后：标准化问题日趋为人们所重视，自动识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。UCC：美国统一代码委员会EAN：欧洲物品编码协会GTIN：全球贸易项目代码挑战：1、安全：安全极为重要，并包含许多等级。有读出安全（或能够读出标签）、数据的安全和许多其他安全问题。2、隐私：人们感到自动识别的一个很大的风险是隐私方面的关注。跟踪商品进入家中的想法正困扰着涉及的每个一方面,缺少对RFID的局限性的理解引发了顾客的担忧。准确性：阅读器不能保证能够在100的时间与所有标签进行通信。3、性能：智能对象将产生海量的数据。数据保存的位置，还有网络基础和计算平台都将大大地影响速度。简单地讲，EPC的数据必须满足可供使用的要求。射频实用性：由于RFID使用许可的RF频谱，对RFID可利用的频谱可用性是一个问题。4、数据所有权：数据所有权也是一个问题，它与安全有关。2.一维条形码工作原理，常见的一维条形码编码有哪些（列举至少5种），列举他们的特点、用途等，并所搜相应的条码图片。条形码是由宽度不同、反射率不同的条(黑条）和空（白条），按照一定的编码规则（码制）编制成的由于不同颜色的物体，其反射的可见光的波长不同，白色物体能反射各种波长的可见光，黑色物体则吸收各种波长的可见光，所以当条形码扫描器光源发出的光经光阑及凸透镜1后，照射到黑白相间的条形码上时，反射光经凸透镜2聚焦后，照射到光电转换器上，于是光电转换器接收到与白条和黑条相应的强弱不同的反射光信号，并转换成相应的电 信号输出到放大整形电路白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不同但是，由光电转换器输出的与条形码的条和空相应的电信号一般仅10mV左右，不能直接使用，因而先要将光电转换器输出的电信号送放大器放大放大后的电信号仍然是一个模拟电信号，为了避免由条形码中的疵点和污点导致错误信号，在放大电路后需加一整形电路，把模拟信号转换成数字电信号，以便计算机系统能准确判读整形电路的脉冲数字信号 经译码器译成数字、字符信息它通过识别起始、终止字符来判别出条形码符号的码制及扫描方向；通过测量脉冲数字电信号0、1的数目来判别出条和空的数目通过测量0、1信号持续的时间来判别条和空的宽度这样便得到了被辩读的条形码符号的条和空的数目及相应的宽度和所用码制，根据码制所对应的编码规则，便可将条形符号换成相应的数字、字符信息，通过接口电路送给计算机系统进行数据处理与管理，便完成了条形码辨读的全过程。EAN8 为 EAN13之缩短码其特性仅支持数字09，长度为8码，最后一码为检查码，主要应用于百货业与超市EAN13 为 依据UPC加以改良而成其特性仅支持数字09，长度为13码，最后一码为检查码，主要应用于百货业与超市CODE 39 由于资料内容支持09、AZ等,通常运用于资产管理、会员卡、店内码管理、产品卷标.等,因为条形码密度比例可调整,使用上限制较少,弹性较高。Code 128 有A、B、C三种起始码形态，形态A与形态B支持资料范围大致差不多(0x000x7F)，形态C仅支持数字部份且资料长度需为偶位数，资料长度并无限制，此条形码使用上限制较少弹性佳UPC-E 主要通行于美、加地区，其只支持数字0-9，有一位检查码，一般用于较小产品上，是EAN码的前身。UPC的特性：仅提供数字编码，限制位数位、需要检查码，主要应用于超市与百货业3.二维码相对一维条形码的优点有哪些？其编码方法有哪些类型？他们分别是如何表示信息的？请列举至少3种二维码的图片。优点：1.存储量大2抗损能力强3安全性高4可传真和影印5印刷多样性6抗干扰能力强二维条形码分为以下三个类型：1）线性堆叠式二维码。就是在一维条形码的基础上，降低条码行的高度，安排一个纵横比大的窄长条码行，并将各行在顶上互相堆积，每行间都用一模块宽的厚黑条相分隔。2）矩阵式二维码。它是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，用点（方点、圆点或其他形状）的出现表示二进制“1”，点的不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的意义。3）邮政码。通过不同长度的条进行编码。4.什么是RFID，其如何实现表示单个物品？RFID系统有哪些组成部分，其工作原理是什么？它相对上面的条码有什么优点？RFID即射频识别（Radio Frequency IDentification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。常用的有低频（125k134.2K）、高频（13.56Mhz）、超高频，微波等技术。RFID读写器也分移动式的和固定式的。标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（Passive Tag，无源标签或被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（Active Tag，有源标签或主动标签），解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。一般而言，RFID系统由5个组件构成，包括传送器，接收器，微处理器，天线，标签。传送器，接收器和微处理器通常被封装在一起，又统称为阅读器。所以，RFID系统分为阅读器，天线和标签三大类。优点:数据容量大：数据容量最大的二维条形码（PDF417），最多也只能存储2725个数字；若包含字母，存储量则会更少；RFID标签则可以根据用户的需要扩充到数十K；使用寿命长，应用范围广：其无线电通信方式，使其可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境，而且其封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码；读取方便快捷：数据的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行。有效识别距离更大，采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到30米以上；识别速度快：标签一进入磁场，解读器就可以即时读取其中的信息，而且能够同时处理多个标签，实现批量识别；标签数据可动态更改：利用编程器可以向写入数据，从而赋予RFID标签交互式便携数据文件的功能，而且写入时间相比打印条形码更少；更好的安全性：不仅可以嵌入或附着在不同形状、类型的产品上，而且可以为标签数据的读写设置密码保护，从而具有更高的安全性；动态实时通信：标签以与每秒50100次的频率与解读器进行通信，所以只要RFID标签所附着的物体出现在解读器的有效识别范围内，就可以对其位置进行动态的追踪和监控。5.什么是EPC？其代表的信息有哪些？EPC系统由哪些部分组成？目前推出的EPC编码方案有哪些？1、EPC：电子产品编码2、EPC包含用来标识制造厂商的代码以及用来标识产品类型的代码。但EPC使用额外的一组数字序列号来识别单个贸易项目。3、EPC 系统主要组成：1）EPC 编码标准2）EP