物联网识别技术

2物联网识别技术

在物联网体系中，感知与识别技术是物联网的底层基础技术，是负责感知和获取“物”的各种特征信息，和对“物”进行识别的前端技术，它是物联网的末端神经和触角。学习任务光学字符识别技术

生物计量识别技术IC卡技术123条形码技术4RFID技术5自动识别技术就是应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接近活动，自动获取被识别物品的相关信息，并提供给后台的计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。目前用到的自动识别技术主要有：光学字符识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡识别技术、条码识别技术、RFID技术、磁卡识别技术、GPS识别技术等多种。在生产、销售全球化的背景下，数据的快速采集与自动识别成为了销售、仓库、物流、交通、防伪与身份识别领域发展的瓶颈。基于条形码、磁卡、IC卡、RFID的数据采集与自动识别技术的研究就是在这样的背景下产生和发展的。一套完整的自动识别管理系统包括3部分：自动识别系统AIDS（AutoIdentificationSystem）应用程序接口API(ApplicationInterface)或者中间件应用系统软件AS（ApplicationSoftware）。1.1光学字符识别技术光学字符识别技术（OCR）自从五十年代起就开始在商业应用中使用。它最初是设计来识读被称作“特殊字体”的。这些字体，如OCR-A，包括全部字母与数字符号和特殊的字母，是为机器扫描或识读，这样提供了一种高速、非键盘的信息输入方法。不像条码，这些字体仍能够为人类所识读。1.1光学字符识别技术

OCR有两个主要的方式：模型对照和特点提取。模型对照是看到印刷的字体，并将这个图像与在数据库中的可能的选择对照配对。特点提取是寻找结构特点和它们的综合以识别字体。字体是在光源下被扫描识读的；这种识别字体的系统是基于上述一个或两个识读方式；信息被转换成电子形式以便输入到一个计算机中去。1.1光学字符识别技术

OCR/ICR识读器大致有三种类型：篇页识读器、业务文件识读器和手持式识读器。篇页识读器在扫描整页的文字，或者直接识读纸张文件，或者识读在计算机系统中存储的数字化的文件（今天的计算机传真软件通常包含OCR程序）。业务文件识读器扫描相对短的信息，如在付款单据上的账号。业务文件识读器与篇页识读器的最大不同是业务文件识读器通常提供更高的准确性。业务文件识读器通常固定在某种机械传递装置上。手持式识读器便利可能的数据输入。1.1光学字符识别技术1.2生物计量量识别技技术特点：依靠人的身体体特征进行身份验证证的一种人物识别别技术。生物特征征和行为为特征技术核心心：如何获取取这些特征征，并将将其转换为数字信信息，存存储于计计算机中中，再利利用可靠靠的匹配算法法来完成验验证与识识别过程程。要求：实时、迅迅速、有有效地完完成对人人的识别别。识别过程程：采集→解解码→比比对→匹匹配。识别类型型：主要有语音、指纹、面部、视觉等识别技技术。生物特征征：指纹、、声音、、面部、、骨架、、视网膜膜、虹膜膜、DNA等；；行为为特特征征：签签名名的的动动作作、、行行走走的的步步态态、、击击打打键键盘盘的的力力度度等等。。1.2生物物计计量量识识别别技技术术（1）语语音音识识别别技技术术定义义：是一一种种将将人人发发出出的的语音音信信号号，识识别别（（转转换换））成成为为一一种种能能够够表达达通通信信消消息息的的符符号号序序列列从而而识识别别人人的的一一种种识识别别技技术术。核心心：由由于于每每个个人人的的声声音音不不同同，，语语音音识识别别重在在根根据据声声音音识识别别或或确确认认发发出出语语音音的的说说话话人人本本身身，而而非非其其中中所所包包含含的的词词汇汇内内容容。。类型型：从从说说话话者者与与识识别别系系统统的的相相关关性性来来说说，，可可以以将将识识别别系系统统分分为为3类：①特定定人人识别别：：对对于于特特定定专专人人的的话话音音进进行行识识别别；；②非特特定定人人识别别系系统统：：识识别别的的语语音音与与人人无无关关，，通通常常要要用用大大量量不不同同人人的的语语音音数数据据库库对对识识别别系系统统进进行行学学习习；；③多人人识识别别系统统：：通通常常能能识识别别一一组组人人的的语语音音（（如如男男人人、、女女人人、、老老人人、、小小孩孩、、青青年年等等）），，或或者者成成为为特特定定组组语语音音识识别别系系统统，，该该系系统统仅仅要要求求对对要要识识别别的的那那组组人人的的语语音音进进行行训训练练。。1.2生物物计计量量识识别别技技术术（2）指指纹纹识识别别技技术术关键键：每个个人人包包括括指纹纹在内内的的皮皮肤肤纹纹路路在在图图案案、、断断点点和和交交叉叉点点上上各各不不相相同同，，呈呈现现唯一一性性且且终终生生不不变变的特特点点。。这种种唯一一性性和和稳稳定定性性是指纹纹识识别别技术术的的关关键键。。人体体指指纹纹形形状状典典型型图图例例1.2生物物计计量量识识别别技技术术（2）指指纹纹识识别别技技术术识别别过过程程：主主要要包包括括对对指纹纹图图像像的的采采集集、、图图像像处处理理（（包包括括极极值值滤滤波波、、二二值值化化、、细细化化等等））、、特特征征提提取取、、特特征征值值的的比比对对与与匹匹配配等等过程程。1.2生物物计计量量识识别别技技术术（3）面面像像识识别别技技术术（（人人脸脸识识别别））定义义：是以以人人的的脸型型识识别别为核核心心，，通通过过分析析面面部部特特征征的的唯唯一一形形状状、、模模式式和和位位置置来辨辨识识人人，，也也叫叫人脸脸识识别别技术术或或脸谱谱识识别别。技术术特特征征：利利用用计算算机机图图像像处处理理技技术术从视视频频中中提提取取面像像特特征征，通通过过生物物统统计计学学原原理理进行行分分析析建建立立数数学学模模型型，，采采用用区域域特特征征分分析析算算法法完完成成计计算算识识别别。1.2生物物计计量量识识别别技技术术人脸脸图图像像采采集集方方法法：主主要要有有标标准准视视频频和和热热成成像像技技术术。。标准准视视频频技技术术是通通过过一一个个标标准准的的摄摄像像头头摄摄取取面面部部图图像像；；热成成像像技技术术是通通过过分分析析由由面面部部毛毛细细血血管管的的血血液液产产生生的的热热线线来来产产生生脸脸谱谱图图像像。。热热成成像像技技术术并并不不需需要要在在较较好好的的光光源源条条件件下下，，因因此此即即使使在在黑黑暗暗情情况况下下也也可可以以使使用用。。应用用：目目前前常常用用的的是是高质质量量摄摄像像机机，判判断断速速度度相相当当快快，，只只需需要0.01秒左左右右，而而且且具具有有存存储储功功能能。。只只要要把把一一些些具具有有潜潜在在危危险险性性的的““重重点点人人物物””的的““脸脸部部特特写写””输输入入系系统统，，一一旦旦发发现现其其擅擅自自闯闯关关，，就就会会在在0.01秒之之内内被被捕捕获获，，同同时时，，系系统统还还会会向向安安保保中中心心““报报警警””。。1.2生物物计计量量识识别别技技术术（4）视视觉觉识识别别技技术术类型型：是是通通过过分分析析眼睛睛独独特特特特征征的一一种种生生物物识识别别技技术术，，主主要要包包括括虹膜膜识识别别技术术和和视网网膜膜识识别别技术术。人眼眼结结构构：人人眼眼睛睛的的外外观观由由巩膜膜、虹膜膜、瞳孔孔三部部分分构构成成，，如如图图所所示示。。眼睛的结构1.2生物物计计量量识识别别技技术术虹膜膜：：是位位于于眼眼睛睛白白色色巩巩膜膜和和黑黑色色瞳瞳孔孔之之间间的的圆圆环环状状部部分分，每一一个个虹虹膜膜都都包包含含独独一一无无二二的的纹纹理理信信息息，优势势：唯唯一一性性、、非非接接触触、、稳稳定定性性、、便便于于信信号号处处理理、、防防伪伪性性好好等等。。视网网膜膜：是眼眼睛睛底底部部的的血血液液细细胞胞层层，具具有有极极其其固固定定和和隐隐秘秘的的生生物物特特征征，，比比虹虹膜膜更更具具唯唯一一性性。。缺点：：是激光光照射射眼球球的背背面可可能会会影响响使用用者健健康。。特征：虹膜和和视网网膜的的特征征由遗遗传基基因决决定，具有唯唯一性性、高高度稳稳定性性和非非接触触性，是视视觉识识别技技术用用以身身份鉴鉴别的的基础础。缺点：：很难将将图像像获取取设备备的尺尺寸小小型化化，因因聚焦焦而需需要昂昂贵的的摄像像头，，一个个这样样的摄摄像头头最低低价为为7000美元。。黑眼眼睛极极难读读取，，镜头头可能能产生生图像像畸变变而使使可靠靠性降降低；；需要要一个个比较较好的的光源源，所所以目目前难难以普普及使使用。。1.3IC卡技术术1.磁卡识识别技技术是最早早使用用的卡卡类信信息识识别技技术；；利用具具有信信息存存储功功能的的特殊殊材料料，如如液体磁磁性材材料或磁条为信息息载体体，将将液体体磁性性材料料涂印印在基基片上上（如如存折折），，或将将宽约约614mm的磁条压压贴在在基片片上（（如常常见的的银联联卡））通过高高温热热压缩缩形成成的一一种卡卡片状状的磁磁性记记录介介质，，与各种种读卡卡器配配合使使用。优点：：可以以方便便地写写入、、储存存、改改写信信息内内容，，具有有可靠靠性强强、记记录数数据密密度大大、误误读率率低，，信息息输入入、读读出速速度快快、信信息读读写相相对简简单容容易，，使用用方便便，成成本低低。缺点：：需不定期期充磁磁激活活。1.3IC卡技术术应用：：遍布人人类生生活的的方方方面面面。如如信用用卡、、银行行卡、、社保保卡、、证券券交易易卡、、地铁铁卡、、公交交卡、、门票票卡、、电话话卡、、电子子游戏戏卡、、车票票、机机票以以及各各种交交通收收费卡卡、会会员卡卡、购购物卡卡、校校园卡卡、门门禁卡卡等。。1.3IC卡技术术2.IC卡识别别技术术IC卡（IntegratedCircuit，简称称IC卡），，即集成电电路卡卡，也叫叫做智智能卡卡，是是将集成电电路芯芯片镶镶嵌于于塑料料基片片的指指定位位置上上，以存存储、、读取取和修修改信信息。。它是是通过过在集集成电电路芯芯片中中写有有数据据来进进行识识别的的。特点及及应用用：便于于携带带、存存储量量大、、保密密性好好、无无法被被破译译及仿仿造。。已被被广泛泛应用用于金金融、、交通通、通通讯、、医疗疗、身身份证证明等等众多多领域域。1.3IC卡技术术1.3IC卡技术术3种类型型：存储器器卡、、逻辑辑加密密卡和和CPU卡（智智能卡卡）。存储器器卡：：适合于于仅以以IC卡作为为数据据的转转存介介质或或有软软件加加密而而不担担心被被篡改改的系系统，，价格格较低低；逻辑加加密卡卡：通过设设置卡卡上的的密码码区域域来控控制卡卡的读读写，，价格格适中中，目目前应应用数数量最最大；；智能卡（SmartCard）：集集成电电路中中带有有微处理理器，自身身就可可以进进行数数据计计算和和信息息处理理，同同时能能够利利用随随机数数和密密钥进进行卡卡与设设备的的相互互验证证，安安全性性高。。1.4条形码码技术术一、条条码产产生的的背景景20世纪20年代，，为了了实现现信件件自动动分拣拣想出出在信信封上上做条条码标标记，，条码码中的的信息息是收收件人人的地地址，，如现现在的的邮政政编码码。使使用一一个条条表示示“1”，两两个条条表示示““2”，而而条码码识别别设备备：一一个能能够发发射光光并接接收反反射光光的扫扫描期期；一一个测测定反反射信信号““条””和““空””的方方法。。扫描描器利利用光光电采采集器器来收收集发发射光光。““空””发射射回来来的是是强信信号，，“条条”反反射回回来的的是弱弱信号号。与与当今今电子子元器器件应应用不不同的的是，，利用用磁性性线圈圈来测测定““条””和““空””。在在接收收到““空””信号号的时时候吸吸引一一个开开关，，在接接收到到“条条”信信号的的时候候，释释放开开关并并接通通电路路。1948年，条码发发明人知道道食品连锁锁店老板询询问开发自自动化结账账系统。条码技术：：物联网的的第一代身身份证1.4条形码技术术1949年10月20日提出了今今日条码雏雏形的专利利该条码最大大的特点是是将竖直的的条码弯曲曲呈环形，，就像是箭箭靶或是公公牛眼一样样。公牛眼眼代码的好好处在于无无论什么地地方都可以以扫描出来来，缺点是是太浪费空空间，如图图所示伍德兰在1992年才获得美美国国家科科技与发明明奖的肯定定1959年提出能够够描述数字字0-9中每个数字字可由7段平行条码码组成的条条码公牛眼代码码1.4条形码技术术20世纪初，伍伍德兰教授授致力于条条码的开发发，其研究究成果成为为现代通用用产品代码码（UPC,UniformProductCode)的码规基础础。60年代末，条条码的读取取开始与计计算机互联联1970年，条码识识别用在了了有轨电车车和北美铁铁路系统。。第一次在在仓库管理理系统中得得到应用。。1973年，美国统统一代码委委员会（UCC,UniformCodeCommittee)建立了UPC条码系统，，并全面实实现了该条条码编码以以及其所标标识的商品品的标准化化。UPC条码一般包包括12个数字，每每个字符由由两个黑线线条和两个个白线条组组成。代码码由左右两两个半截线线条组成，，便于实现现双扫描识识别。1.4条形码技术术UPC条码有四大大优点：•利用商店结结账机可快快速加以识识别•从各种角度度都能识别别•印刷成本比比较便宜•不需多余的的费用•1974年，Intermec公司推出39码，很快被被美国国防防部所采纳纳。•1975年欧洲共同同体在UPC条码基础上上，开发了了欧洲物品品编码系统统（EANS,EuropeanArticleNumberingSystem)，简称EAN码，正式成成立欧洲物物品编码协协会（EAN,EuropeanArticleNumberingAssociation)，直到1981年该组织发发展为国际性组织织，称为““国际物品品编码协会会”（IAN,InternationalArticleNumberingAssociation)。并推出EAN128码和93码（其密度度均比39码高出近30%）•1981年，建立行行业标准和和本业内的的条码应用系统1.4条形码技术术•2005年1月，EAN正式更名为为全球第一一标准化组组织（GSI，Globalstandard1st)。•2005年6月，UCC正式更名为为GS1US•目前，EPCglobal就是GS1和GS1US两大标准联联合成立•1970年IterfaceMechanisms公司开发出出“二维码码”，组合合成高密度度信息图案案•随着LED、微处理器器和激光二二极管的不不断发展，，迎来了新新的标识符符号（象征征学）和其其应用的大大爆炸，被被称之为““条码工业”1.4条形码技术术条形码是将将宽度不等等的多个黑黑条（或黑黑块）和空空白，按照照一定的编编码规则排排列，用以以表达一组组信息的图图形标识符符。它是一一种信息的的图形化表表示方法，，可以把信信息制作成成条形码，，然后用相相应的扫描描设备把其其中的信息息输入到计计算机中。。条形码分为为两类：一一维条码与与二维条码码。一维码码比较常见见，如日常常商品外包包装上的条条码就是一一维码。它它的信息存存储量小，，仅能存储储一个代号号，使用时时通过这个个代号调取取计算机网网中的数据据。二维码是近近几年发展展起来的，，它能在有有限的空间间内存储更更多的信息息，包括文文字、图像像、指纹、、签名等，，并可脱离离计算机使使用。1.4条形码技术术条码是由一一组宽度不不同、平行行相邻的黑黑色条纹和和空白，按按预设的格格式与间距距组合组合合起来的符符号。是一一种供光电电扫描器识识读、由计计算机自动动识别的特特殊代码，，深色为条条，浅色为为空，条空空代表的13位数字是直直观的代表表特定商品品相关信息息。这是人人与计算机机“沟通通”的一一种特定语语言。1.4条形码技术术常用的条码码和条码扫扫描器当光电扫描描器发出的的光束扫过过条码时，，扫描光线线照在浅色色的空上容容易发射，，而找到深深色的条上上则不反射射，这样被被调取过的的条码能够够发射回来来的强弱、、长短不同同的光信号号即转换成成相应的电电信号，经经过处理后后变成计算算机可接收收的数据，，从而读出出商品上条条码的信息息。1.4条形码技术术常见的大概概有二十多多种码制Code39码（标准39码）、Codabar码（库德巴巴、码））、Code25码（（标标准准25码））、、ITF25码（（交交叉叉25码））、、Matrix25码（（矩矩阵阵25码））、、UPC-A码、、EAN-13码（（EAN-13国际际商商品品条条码码））、、EAN-8码（（EAN-8国家家商商品品条条码码））、、中中国国邮邮政政码码（（矩矩阵阵25码的的一一种种变变体体））、、Code-B码、、MIS码、、Code93码、、ISBN码、、ISSN码、、Code128码（（Code128，包包括括EAN128码））、、Code39EMS（EMS专用用的的39码））等等一一维维条条码码和和PDF417等二二维维条条码码。。1.4条形形码码技技术术国际际广广泛泛使使用用的的条条码码种种类类有有：：EAN、UPC码———商品品条条码码，，用用于于在在世世界界范范围围内内唯唯一一标标识识一一种种商商品品。。我我们们在在超超市市中中最最常常见见的的就就是是EAN和UPC条码码。。1.4条形形码码技技术术一维维条条形形码码一维维条条形形码码由由一一组组按按一一定定编编码码规规则则排排列列的的条条、、空空符符号号组组成成，，表表示示一一定定的的字字符符、、数数字字及及符符号号信信息息。。条条形形码码系系统统是是由由条条形形码码符符号号设设计计、、条条形形码码制制作作以以及及扫扫描描阅阅读读组组成成的的自自动动识识别别系系统统，，是是迄迄今今为为止止使使用用最最为为广广泛泛的的一一种种自自动动识识别别技技术术。。1.4条形码码技术术一维条条形码码的特特点：：一维条条形码码只是是在一一个方方向（（一般般是水水平方方向））表达达信息息，而而在垂垂直方方向则则不表表达任任何信信息。。常见见的一一维条条形码码是由由黑条条（简简称条条）和和白条条（简简称空空）排排成的的平行行线图图案。。优点：：编码码规则则简单单，条条形码码识读读器造造价较较低。。缺点：：数据据容量量较小小，一一般只只能包包含字字母和和数字字；条条形码码尺寸寸相对对较大大，空空间利利用率率较低低，条条形码码一旦旦出现现损坏坏将被被拒读读。多数一一维条条码所所能表表示的的字符符集不不过是是10个数字字、26个英文文字母母及一一些特特殊字字符，，条码码字符符集最最大所所能表表示的的字符符个数数也不不过是是128个ASCII符。1.4条形码码技术术1.商品编编码原原则•1）唯一一性•唯一性性是指指商品品项目目与其其标识识代码码一一一对应应，即即一个个商品品项目目只有有一个个代码码，一一个代代码只只标识识同一一商品品项目目。商商品项项目代代码一一旦确确定，，永不不改变变，即即使该该商品品停止止生产产、停停为止止供供应了了，在在一段段时间间内（（有些些国家家规定定为3年）也也不得得将该该代码码分配配给其其他商商品项项目。。•2）无含含义•无含义义代码码是指指代码码数字字本身身及其其位置置不表表示商商品的的任何何在特特定信信息。。在EAN及UPC系统中中，商商品编编码仅仅仅是是一种种识别别商品品的手手段，，而不不是商商品分分类的的手段段。无无含义义使商商品编编码具具有简简单、、灵活活、可可靠、、充分分利用用代码码容量量、生生命力力强等等优点点，这这种编编码方方法尤尤其适适合于于较大大的商商品系系统。。•3）全数数字型型•在EAN及UPC系统中中，商商品编编码全全部采采用阿阿拉伯伯数字字。1.4条形码码技术术2.一维符符号结结构表1.4-1EAN/UCC-13代码结结构分分配结构种类前缀码厂商识别代码商品项目代码校验码结构一X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1X1结构二X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1X1结构三X13X12X11X10X9X8X7X6X5X4X3X2X1X1备注：：690、691采用结结构一一；692、693采用结结构二二；694、695暂未启启用，，是否否采用用结构构三视视发展展待定定1.4条形码码技术术商品上上的条条码•条码是是由一一组宽宽度不不同、、平行行相邻邻的黑黑色条条纹和和空白白，按按预设设的格格式与与间距距组合合组合合起来来的符符号。。是一一种供供光电电扫描描器识识读、、由计计算机机自动动识别别的特特殊代代码，，深色色为条条，浅浅色为为空，，条空空代表表的13位数字字是直直观的的代表表特定定商品品相关关信息息。这这是人人与计计算机机“沟沟通””的一一种特特定语语言。。•标准条条码是是由厂厂商识识别代代码、、商品品项目目代码码、校校验码码三部部分组组成的的13位数字字代码码，分分为四四种结结构。。厂商商识别别代码码由7~10位数字字组成成，中中国物物品编编码中中心负负责分分配和和管理理，厂厂商识识别代代码是是由前前缀码码和厂厂商代代码构构成的的。前前3位代码码为前前缀码码，国国际物物品编编码协协会已已分配配给中中国国大陆陆的前前缀码码为690~695，分配配给中中国台台湾的的前缀缀码为为471，分配配给中中国香香港特特别行行政区区的前前缀码码为489。1.4条形码码技术术表1.4-1为商品品标识识代码码之一一，EAN/UCC-13代码结结构分分配。。例如如：1.4条形码码技术术13位代码码结构构•左图所所示，，前3位数字字代表表的是是国家家或地地区的的代码码。690代表产产地为为中国国大陆陆。中中间4位数是是厂商商代码码，它它是由由商品品的厂厂商自自行编编码的的，代代表这这这个个商品品的厂厂商编编号。。后5位是商商品项项目代代码，，由各各厂自自行确确定产产品号号码，，代表表商品品的类类别，，如日日期、、年份份等。。最后后一个个数字字则是是校验验码。。•右图所所示，，这两两件商商品都都是同同一厂厂家出出产的的，其其条码码只是是位数数相差差了一一位数数：一一个代代表香香辣味味的，，一个个代表表麻辣辣味的的。1.4条形码码技术术条码是是一种种信息息采集集的新新技术术当光电电扫描描器发发出的的光束束扫过过条码码时，，扫描描光线线照在在浅色色的空空上容容易发发射，，而找找到深深色的的条上上则不不反射射，这这样被被调考考能够够发射射回来来的强强弱、、长短短不同同的光光信号号即轮轮换成成相应应的电电信号号，经经过处处理后后变成成计算算机可可接收收的数数据，，从而而是读读出商商品上上条码码的信信息。。商品品信息息输入入电子子收款款机的的计算算机中中后，，计算算机自自动查查阅商商品数数据库库中的的价格格数据据，在在反馈馈给电电子收收款机机，随随即打打印出出售款款清单单和金金额，，其速速度几几乎与与扫描描条码码同步步完成成。印刷在在商品品包装装袋上上的条条码，，像一一条条条商品品信息息的纽纽带，，将世世界各各国制制造厂厂商的的和形形形色色色的的商品品有机机地联联系起起来，，有清清清楚楚楚地地加以以识别别。它它使商商品在在世界界迅速速流通通，解解除了了各国国文字字语言言的障障碍，，给计计算机机信息息采集集带来来很多多方便便，为为建立立起全全球性性的商商品交交易网网络，，发挥挥着很很大作作用。。1.4条形码码技术术3.条码的的符号号特征征•条与空空是由由标准准宽度度的模模块组组合而而成。。一个个标准准宽度度的条条模块块表示示二进进制的的“1”，而一一个标标准宽宽度的的空模模块表表示二二进制制的““0”。条码符符号的的放大大系数数：0.8～2.0•（1）条和和空分分别由由1～4个同一一宽度度的深深或浅浅颜色色的模模块组组成。。深色色模块块用““1”表示，，浅色色模块块用““0”表示。。•（2）数字字条码码字符符：2条2空，共共7个模块块•（3）辅助助条码码字符符：起起始、、终止止符、、中间间分隔隔符1.4条形码码技术术•商品条条码的的条码码字符符集：：0～9。条码字字符：：2条2空，共共7个模块块。每每个条条或空空由1～4个模块块组成成。•条码字字符集集:A子集、、B子集、、C子集。。•A子集与与C子集互互为反相，B子集与与C子集互为镜镜像。A子集中条码码字符符包含含的条条模块块的个个数为为奇数数，称称奇排列列；B、C子集为为偶数数，称称偶排排列。1.4条形码码技术术EAN-13条码构构成及及符号号构成成1.4条形码码技术术4.EAN-13商品品条条码码字字符符集集的的选选用用图1.4-1EAN-13商品品条条码码中中的的前前置置码码不不用用条条码码字字符符表表示示，，不不包包括括在在左左侧侧数数据据符符内内。。起始始符符、、终终止止符符为为101；中中间间分分隔隔符符为为01010。1.4条形形码码技技术术表1.4-2左侧侧数数据据符符字字符符集集的的选选用用规规则则选用用A子集集还还是是B子集集表表示示左左侧侧数数据据符符取决决于于前前置置码码的的数数值值。1.4条形形码码技技术术•譬如如，，图图1.4-1中EAN-13商品品条条码码确确定定13位数数字字代代码码6901234567892的左左侧侧数数据据符符的的二二进进制制表表示示。。•第一步：：根据前前表，前前置码为为6的左侧数数据符所所选用的的字符集集依次排排列为ABBBAA。•第二步：：查表，，左侧数数据符901234的二进制制表示。。如表1.4-3所示。表1.4-3左侧数据据符901234的二进制制表示左侧数据符901234字符集ABBBAA字符的二进制表示0001011010011101100110011011011110101000111.4条形码技技术5、店内条条码•在购买散散装食品品时，会会使用一一种独特特的条码码——店内条码码。这种种条码是是工作人人员现将将商品的的名称和和保质期期输入计计算机备备案数据据库，消费费者只要要将所过过食品放放在称重重器上，，然后输输入商品品相关的的信息后后，就可可以进行行打印了了。•在商品条条码的盲盲区里（（主要是是一些散散装的商商品）店店内条码码就成为为超市唯唯一的选选择，所所以店内内条码会会一定范范围内和和商品条条码长期期共存。。图1.4-2店内条码码店内条码码并不是是超市或或企业自自己随意意制定的的，也也必须须遵循相相应的国国家标准准（GB/T18283——2008：商品条条码店内内条码））。譬如如超市店店内条码码按国家家标准必必须是以以“20~24”作为前缀缀。店内条码码的编码码分为两两种：不包含含价格等等信息的的13位代码和和包含价价格等信信息的13位代码。。1.4条形码技技术6.EAN部分已分分配的前前缀码前缀码编码组织所在国家（或地区）/应用领域00~03美国和加拿大45、49日本880韩国885泰国888新加坡690~695中国471中国台湾489中国香港特别行政区958中国澳门特别行政区20~29店内码977连续出版物978、979图书1.4条形码技技术二维条形形码•一维条码码只是在在一个方方向上（（一般是是水平方方向）表表达信息息，使用用时通过过这个代代号调取取计算机机网络中中的数据据。因此此一维条条码有一一个明显显得缺点点，即垂垂直方向向不携带带信息，，故信息息密度偏偏低。受受信息容容量的限限制，一一维条码码通常是是对物品品的标识识，而不不是对物物品的描描述。它它对两个个助手——计算机和和数据库库相当依依赖。没没有两个个助手的的鼎力相相助，一一维条码码很难派派上用场场。•由于受信信息容量量的限制制，一维维条码符符号仅仅仅是对物物品信息息代码的的标识，，而不是是对物品品的描述述。所谓谓对物品品的标识识，就是是给某物物品分配配一个代代码，代代码以条条码符号号的形式式印制在在物品上上，用来来标识该该物品以以便自动动扫描设设备的识识读，代代码或一一维条码码本身不不表示该该产品的的描述性性信息，，更详细细的信息息要通过过访问数数据库才才可以了了解。1.4条形码技术术1.二维条码组组成与优势势二维条码技技术就是在在一维条码码无法满足足实际应用用需求的前前提下产生生的。二维条码是是用某种特特定的几何何图形按一一定规律在在平面(水平和垂直直二维方向向)上分布的条条、空相间间的图形来来记录数据据符号信息息，作为一一种全新的的自动识别别和信息载载体技术，，二维条码码能将图像像、声音、、文字等信信息进行整整合，从而而增加搭载载的信息量量，二维码码的数据存存储量是一一维码的几几十倍到几几百倍，就就像一个便便携式的数数据库。二维条形码码可以从水水平、垂直直两个方向向来获取信信息，因此此，其包含含的信息量量远远大于于一维条形形码，并且且还具备自自纠错功能能。1.4条形码技术术二维条码的的设计中有有两个目的的：•一是为了保保证局部损损坏的条码码仍可正确确辨识；•二是使扫描描容易完成成。1.4条形码技术术二维条形码码的特点二维条形码码是在水平平和垂直方方向的二维维空间存储储信息。一维条形码码与二维条条形码火车车票的比较较1.4条形码技术术二维条码的的优点•（1）可靠性强强•每条形码的的读取准确确率远远超超过人工记记录，平均均每15000个字符才会会出现一个个错误。•（2）效率高•条形码的读读取速度很很快，相当当于每秒40个字符。•（3）成本低•与其它自动动化识别技技术相比较较，条形码码技术仅仅仅需要一小小张贴纸和和相对构造造简单的光光学扫描仪，成本相相当低廉。。•（4）易于制作作•条形码的编编写很简单单，制作也也仅仅需要要印刷，被被称作为““可印刷的的计算机语语言”。1.4条形码技术术•（5）构造简单单•条形码识别别设备的构构造简单，，使用方便便。•（6）灵活实用用•条形码符号号可以手工工键盘输入入，也可以以和有关设设备组成识识别系统实实现自动化化识别，还还可和其他他控制设备备联系起来来实现整个个系统的自自动化管理理。•（7）高密度•二维条码通通过利用垂垂直方向的的堆积来提提高条码的的信息密度度，而且采采用高密度度图形表示示，因此不不需事先建建立数据库库，真正实实现了用条条码对信息息的直接描描述。•（8）纠错功能能•二维条形码码不仅能防防止错误，，而且能纠纠正错误，，即使条形形码部分损损坏，也能能将正确的的信息还原原出来。1.4条形码技术术•（9）多语言形形式，可表表示图像•二维条码具具有字节表表示模式，，即提供了了一种表示示字节流的的机制。不不论何种语语言文字它它们在计算算机中存储储时以机内内码的形式式表现，而而内部码都都是字节码码，可识别别多种语言言文字的条条码。•（10）具有加密密机制•可以先用一一定的加密密算法将信信息加密，，再用二维维条码表示示。在识别别二维条码码时，再加加以一定的的解密算法法，便可以以恢复所表表示的信息息。1.4条形码技术术2.常见的二维维条码分类类(a)堆叠式二维维条码(b)矩阵式二维维条码1.4条形码技术术堆叠式和矩矩阵式二维维条码的组组成特点堆叠式二维维条码的编编码原理是是建立在一一维条码的的基础上，，将一维条条码的高度度变窄，再再根据需要要堆成多行行，其编码码设计、检检查原理、、识读方式式等方面都都继承了一一维条码的的特点，但但由于行数数增加，对对行的辨识识、解码算算法及软体体则与一维维条码有所所不同。49码、16K码、PDF417等为代表。。其中PDF是取英文PortableDataFile的的缩写写，意为““便携数数据文件””，是目目前应用最最为广泛的的堆叠式二二维条码。。•矩阵式二维维条码是以以矩阵的形形式组成，在矩阵阵相应元素素位置上，，用点的出现表示示二进制的的“1”，不出现表示二进制制的“0”，点的排列列组合确定了矩阵阵码所代表表的意义。。其点可以是方点点、圆点或或其他形状状的点。•是建立在计计算机图像像处理技术术、组合编码原理理等基础上上的图形符符号自动辨识的码码制。DataMatrix码、MaxiCode码、快速响响应(QR,QuickResponse)码为为代代表表性性。。•我国国自自主主产产权权的的国国家家标标准准二二维维码码有有《GB/T17172-1997四一一七七条条码码》《GB/T18284-2000快速速响响应应矩矩阵阵码码》《紧密密矩矩阵阵CM码/网格格矩矩阵阵GM码》《SJ/T11349-2006网格格矩矩阵阵码码》和《SJ/T11350-2006紧密密矩矩阵阵码码》1.4条形形码码技技术术二维维条条码码的的应应用用1.二维维条条码码与与手手机机•手机机二二维维条条码码的的出出现现，，为为手手机机和和网网络络的的联联运运创创造造了了无无限限可可能能，，打打开开了了一一条条跨跨媒媒体体的的通通道道，，它它轻轻松松地地连连接接起起了了人人们们日日常常生生活活和和网网络络世世界界，，尽尽管管它它与与商商业业的的结结合合散散发发出出来来的的魅魅力力因因为为稚稚嫩嫩还还有有所所局局限限，，但但一一个个新新兴兴营营销销国国度度的的开开启启已已势势在在必必然然。。•手机二维维码工作作特点就就是一种种内部存存入了有有关信息息的特殊殊几何图图案，它它会随着着信息的的改变而而改变。。手机二二维码是是横纵排排列的，，大大提提高了它它的信息息容量。。在读取取上，手手机二维维条码可可分为主主动读取取和被动动读取两两种。主主动读取取就是用用手机作作为拍摄摄体，去去拍摄印印刷品上上的二维维条码。。被动读读取是把把二维条条码传输输到手机机上显示示出来，，然后另另外专用用的设备备去照射射。也就就是说，，如果用用手机去去拍摄印印有二维维条码的的图案就就是主动动读取；；当手机机内已经经存入一一个二维维条码的的图案，，用特殊殊设备来来识别它它，就是是被动读读取。1.4条形码技技术当二维条条码遇见见手机•二维条码码是由黑黑白方格格组成的的马赛克克矩阵，，它可以以横向和和纵向两两个方位位同时表表达信息息，因此此能在很很小的面面积内表表达大量量的内容容，且具具有纠错错能力强强、识别别速度快快、全方方位识读读等特点点。就是是这样一一个神奇奇的图案案，配合合已越来来越高效效的网络络，借助助与手机机的扫码码功能，，即可轻轻而易举举的获得得丰富的的信息。。•手机二维维条码的的出现，，为手机机和网络络的联运运创造了了无限可可能，打打开了一一条跨媒媒体的通通道，它它轻松地地连接起起了人们们日常生生活和网网络世界界，尽管管它与商商业的结结合散发发出来的的魅力因因为稚嫩嫩还有所所局限，，但一个新兴兴营销国国度的开开启已势势在必然然。•如“一键键上网””、“移移动商务务”、““二维码码导游””、“二二维码导导购”、、“二维维码名片片”1.4条形码技技术手机二维维码工作作特点•手机二维维码就是是一种内内部存入入了有关关信息的的特殊几几何图案案，它会会随着信信息的改改变而改改变。手手机二维维码是横横纵排列列的，大大大提高高了它的的信息容容量。在在读取上上，手机机二维条条码可分为主动动读取和和被动读读取两种种。•主动读取取就是用用手机作作为拍摄摄体，去去拍摄印印刷品上上的二维维条码。。被动读读取是把把二维条条码传输输到手机机上显示示出来，，然后另另外专用用的设备备去照射射。也就就是说，，如果用手手机去拍拍摄印有有二维条条码的图图案就是是主动读读取；当当手机内内已经存存入一个个二维条条码的图图案，用用特殊设设备来识识别它，，就是被被动读取取。1.4条形码技技术二维码的的安全性性很高•手机二维维码在开开展应用用的时候候，都已已经采用用了非常常高级别别的安全全加密，，是对业业务信息息进行加加密，这这样其他他用户就就无法伪伪造这个个而二维维码了。•譬如，电电影票上上的二维维码是经经过高级级加密，，把这个个二维码码用扫描描设备识识别一下下，读出出来的信信息是乱乱码。在在传输过过程中，，破解它它的规律律，伪造造另一张张合法电电影票，，基本上上是无法法实现的的。只有传输输到后台台系统，，后台系系统在进进行解密密之后，，才能还还原到最最初的业业务信息息。普通的的消费者者和玩家家几乎不不可能解解密码。。•从技术角角度来看看，手机机二维码码用于一一般商业业用途，，基本上上不会出出现安全全隐患，，而对于于掌握各各种二维维码生成成源程序序的厂家家老说，，都可以以在生成成手机条条码的过过程中采采用二维维码内部部的加密密，对二二维码进进行防盗盗和防伪伪。•在日本市市场基于于二维码码的适度度应用上上，手机机二维码码占据了了80%以上。1.4条形码技技术2.主要应用用1）物流管管理1.4条形码技技术2）优惠券券；3）火车票票实名制制；4）超市商商品信息息管理；；5）解析网网址1.4条形码技技术6）海报广广告1.4条形码技技术7）购买产产品8）防伪9）证照应应用10）备援应应用1.4条形码技技术3.二维条码码的识读读设备（1）线性CCD和线性图图像式识识读器（（LinearImager）•可识读一维维条码和行行排式二维维条码（如如PDF417），在阅读读二维条码码时需要沿沿条码的垂垂直方向扫扫过整个条条码，又称称为“扫动动式阅读””，这类产产品的价格格比较便宜宜。（2）带光栅的的激光识读读器•可识读一维维条码和行行排式二维维条码。识识读二维码码时将扫描描光线对准准条码，由由光栅部件件完成垂直直扫描，不不需要手工工扫动。（3）图像式识识读器（ImageReader）•采用面阵CCD摄像方式将将条码图像像摄取后进进行分析和和解码，可可识读一维维条码和二二维条码。。•另外，二维维条码的识识读设备依依工作方式式的不同还还可以分为为：手持式式、固定式式和平版扫扫描式。•二维条码的的识读设备备对于二维维条码的识识读会有一一些限制，，但是均能能识别一维维条码。1.4条形码技术术4.二维码的局局限性•尽管二维码码作用很大大，但还是是无法承载载图像、视视频等超大大的流媒体体信息。按按照二维码码编码规范范，其图形形的面积越越大，它可可以储存的的信息量也也就越大。。但是，由由于手机屏屏幕是有一一定大小限限制的，尤尤其是咱中中国的手机机种类特别别复杂。所所以，现在在的手机二二维码信息息，能储存存的大概是是100个汉字以内内，不会太太多。这个个长度应付付我们大部部分的应用用是绰绰有有余。此时时，我们所所需要得到到的是一个个方便快捷捷的索引介介质，二维码作为为一个人机机交互的理理想载体，是可以承承担这个功功能的。•它可以让你你很方便的的找到你所所需要的东东西，而为为必须要在在二维码本本身里面，，把所有完完整的信息息存进去。。1.5RFID技术电子标签：：物联网的的第二代身身份证•电子射频标标识（RFID）——高技术含量量的芯片，，可视为包装商品的的“智能大大脑”•基于RFID技术的可用用于单品识识别的物联联网平台给给人们提供供了无限的的想象空间间。随着RFID的发展和普普及，贴有有电子标签签的商品随随处可见，，与我们的的一代居民民身份证换换发为二代代身份证一一样，商品品的身份证也在在“升级””。作为物物联网的第第二代身份份证，电子子标签将伴伴随商品从从仓库到商商店再到购购买者，甚甚至一直到到变成垃圾圾的整个生生命过程。。同时，顾顾客还可以以通过这种种智能标签签直接了解解他们所需需要的商品品，并立刻刻得到带有有标签的商商品的有关关信息。1.5RFID技术1.5.1RFID技术的理论论基础•RFID(RadioFrequencyIdentification)射频识别是是一项利用用射频信号号通过空间间耦合实现现无接触信信息传递并并通过所传传递的信息息达到识别别目的的技技术。射频频识别系统统通常由电电子标签和和阅读器组组成。射频频识别系统统的数据存存储在射频频标签之中中，其能量量供应以及及与识读器器之间的数数据交换不不是通过电电流而是通通过磁场或或电磁场进进行的。•能量是RFID存在的基础础，电磁能能是自然界界存在的一一种能量形形式。1.5RFID技术1.电磁波与频频道分配1.5RFID技术•各国的无线线管理部门门也规定了了有些频带带为免费的的，以满足足不同的需需要，可供供我们开发发无线通信信设备使用用。这些频频带通常包包括ISM（IndustrialScientificMedical，工业、科科学和医疗疗）频带。。各国的无无线电管理理不尽相同同。譬如，，在美国，，免许可的的频括道道包括27MHz、260~470MHz、902~928MHz和2.4GHz。的中国目目前可具体体使用的ISM频率是315MHz，433MHz和2.4GHz。•ISM(IndustrialScientificMedical)Band，是由ITU-R（ITURadiocommunicationSector，国际通信信联盟无线线电通信局局）定义的的。此频段段主要是开开放给工业业、科学、、医学三个个主要机构构于使用用，属于FreeLicense，无需授权权许可，只只需要遵守守一定的率发射功功率(一般低于1W)，并且不要要对其它频频段造成干干扰即可。。•2.4GHz频段为各国国共同的ISM频段。因此此无线局域域网、蓝牙牙、ZigBee等无线网络络在，均可可