感知层：物联网的皮肤和五官

第三讲感知层：物联网的皮肤和五官主讲人：王艇电话纲条码：物联网的第一代身份证电子标签：物联网的第二代身份证传感器：物联网的神经元引言通常来说，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层，如下图所示。感知层相当于人体的皮肤和五官，网络层相当于人体的神经中枢和大脑，应用层相当于人的社会分工。感知层包括条码和扫描器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、传感器网络等。其中条码和RFID标签显示身份，传感器捕捉状态，摄像头记录图像，GPS进行跟踪定位，最终实现识别物体、采集信息的目标。物联网的分层结构条码：物联网的第一代身份证商品外包装上，都印有一组黑白相间的条纹，这就是商品的第一代“身份证”——条码。它是一种商品通行于国际市场的“共同语言”，是商品进入国际市场和超市的“通行证”，是全球统一标识系统和通用商业语言中最主要的标识之一。1.条码的身世

现今，条形码体系在100多个国家得到应用，而历史上第一套激光条形码扫描系统诞生于1978年。条形码究竟是什么呢？它是一种存储数据并能准确而迅速地处理的体系。条形码以一种简便的方法提供编码后的文本信息，然后由电子扫描器进行读取。它由一组间隔的平行线条构成，这些线条中存储着编码后的信息。条形码技术的最大优势在于节省时间，而且具有条理性和准确性。给产品加上条形码就是对它们进行了分类。因此，条形码体系被应用于超市、百货公司、服装店、药店、书店、玩具店等场所。1.条码的身世20世纪20年代-约翰.柯默德(JohnKermode)提出在信封进行条码标识约翰.柯默德(JohnKermode)的合作者DouglasYoung对它进行了改进，使其表示空间增大了1948年-伯纳德.西尔佛(BernardSilver)和好朋友诺曼.伍德兰(NormWoodland)提出“公牛眼”编码，并在1952.10.7获得专利，但不幸被夭折了20世纪70年代-诺曼.伍德兰(NormWoodland)重新起航，进过公开评选被最终录取为现在通用产品代码(UPD,UniformProductCode)的码规基础1973年-发布的通用产品码（UPC）成为商品识别的标准。1977年-成立了欧洲商品码国际组织（EAM），该组织正在承担着建立国际通用的产品码标准的任务。商品上的黑白两道相信大家对商品条码都不陌生，在超市里买完东西，结帐时不用收银员一件一件地计算价格，只需要拿着商品对着一个小仪器扫一下便知，这便是条码的功劳。商品条码是一个全球统一的庞大的系统，这个系统的名字叫GS1。条码相当于商品的身份证，领到“身份证”的商品，在全球范围内不会与其它的商品发生冲突，仅凭它身上小小的条码，就可以知道是哪个国家哪个厂家的产品。一、商品条码的种类：有很多人认为只要有条码，就一定能查到商品的厂家。其实不然，条码有很多类型，有些是企业自己方便管理而编的条码，它是不能辨别产品的生产厂家的。只有符合GS1标准的商品条码，才能准确表示商品的信息。在全球范围内，只有四种条码属于商品条码：商品上的黑白两道1、EAN-13码——这是最为普遍的一种商品条码外型如图:

条码所表示的就是下面的数字，一共13位。前三位叫前缀码，表示条码所属的国家或地区，不同国家或地区前缀码的分配的详细情况不同。我们国家大陆所使用的前缀码是690-695，目前已经分配到了694，695还没有开始分配。香港地区使用489，台湾使用471，澳门使用958。包含前缀码在内的前若干位叫厂商识别码，具体位数由条码使用国家自己规定，我们国家规定的是前7—8位，690，691开头的是前7位，692-694开头的是前8位。厂商识别码之后直到第12位的部分叫商品项目代码，表示企业自己不同的产品。最后一位叫校验码，用来检查扫描到的数字是不是有错误。例：6903148030356—6903148：厂商识别码，03035：产品项目代码，6：校验码

6923555210998—69235552：厂商识别码，1099：产品项目代码，8：校验码EAN-13码商品上的黑白两道2、EAN-8码，也叫商品缩短码，只有8位数字，用在小型商品包装上

条码外型见图：

EAN-8码的结构中没有厂商识别码，前3位仍为前缀码，前7位均为商品项目代码，由国家物品编码中心直接负责分配。EAN-8码商品上的黑白两道3、UPC-A条码——只使用于北美地区的一种条码，有12位数字

条码外型见图：

UPC-A条码由于只使用于美国，所以没有前缀码，不需要区分所属国家，它的第一位是区分商品类别的，前6-10位为厂商识别码，厂商识别码后到第11位为商品项目代码，最后一位为校验码。UPC-A码商品上的黑白两道4、UPC-E条码——这是国内比较少见一的种条码格式，只有8位数字，是UPC-A的一种特殊形式。外观见图：UPC-E码商品上的黑白两道二、有关商品条码常见问题解答：

1、XXX开头的条码是哪个国家的？

问出这样问题的朋友，对条码有基本的了解，知道条码数字的前几位代表不同的国家，但是忽视了一个重要的问题，您这个条码是商品条码吗？您这个条码是EAN-13或EAN-8的商品条码吗？从上面的介绍可以知道，只有EAN标准的条码才有前缀码，才可以通过前缀码知道哪个国家的。如果是12位的UPC-A条码或8位的UPC-E条码，您就不用问了，绝大多数都是美国的。只有少数例外，就是美国以外的国家生产的商品主要销往美国而根据美国市场的需要申请了12位的UPC条码。如亿芭利特级初榨橄榄油就是一个特例，它的条码是048327203520，12位，但注册的公司却是西班牙的。我们国家也有类似规定，即产品销往美国且美国的客户要求必需使用UPC条码时，也可申请注册UPC条码。商品上的黑白两道2、XXX条码的商品是进口（国产）的吗？问这样问题的朋友主要是担心自己买到假的进口商品。尤其是前一段时间奶粉出问题以后，网上年轻的妈妈们问的最多。在这里澄清一个概念：条码只说明这种商品条码的注册地，并不说明这种商品的原产地。当然多数情况下条码注册国和商品生产国是一致的，但也有很多例外，不妨举几个例子：A，朋友从美国带回来一本精美的挂历，是美国风光，下面的条码是12位的UPC-A条码，翻过来看底面右下角一行小字PrintinginChina.在中国印刷的。B.菲利浦应该是大家很熟悉的品牌吧，总公司在荷兰，在中国的超市里可以看到很多菲利浦的小电器——手机、收录机、剃须刀。。。看条码，有些就是87开头的，其实都是在中国生产的。C.按照我们国家的规定，外国进口的东西，必须贴上中文标识。于是，有些产品出口国便不申请条码，由中国的进口商在国内申请条码。比如雅培奶粉就是这种情况，也因此引起众多的妈妈们的质疑。

3、某商品上的条码是XXXX，是真的吗？商品条码只用于商品的标识，没有防伪功能。如果上网查到的条码信息与商品上的标注不符肯定是假的，但查到的信息相符也不能说明就是真的！原因很简单——条码的印刷完全可以仿造。条码构成有“规则”

以EAN-13条码为例，我们再来看看条码的结构。EAN-13条码符号的每个条码字符的条与空分别由若干个模块组配而成，一个模块宽的条表示二进制1，一个模块宽的空表示二进制0.EAN-13条码由左侧空白区、起始符、左侧数据符、中间分隔符、右侧数据符、校验符、终止符、右侧空白区及供人识别字符组成，如图所示。EAN-13条码符号构成条码构成有“规则”左侧空白区：位于条码符号最左侧与空的反射率相同的区域，其最小宽度为11个模块宽。起始符：位于条码符号左侧空白区的右侧，表示信息开始的特殊符号，由3个模块组成。左侧数据符：位于起始符右侧，表示6位数字信息的一组条码字符，由42个模块组成。中间分隔符：位于左侧数据符的右侧，是平分条码字符的特殊符号，由5个模块组成。右侧数据符：位于中间分隔符右侧，表示5位数字信息的一组条码字符，由35个模块组成。校验符：位于右侧数据符的右侧，表示校验码的条码字符，由7个模块组成。终止符：位于条码符号校验符的右侧，表示信息结束的特殊符号，由3个模块组成。右侧空白区：位于条码符号最右侧的与空的反射率相同的区域，其最小宽度为7个模块宽。解读二维条码的方格迷宫受信息容量的限制，一维条码通常是对物品的标识，而不是对物品的描述。它对两个助手——计算机网络和数据库相当依赖。没有两个助手的鼎力相助，一维条码很难派上用场。在通用商品条码的应用系统中，对商品信息，如生产日期、价格等的描述必须依赖数据库的支持。然而随着社会经济生活的进步，这种仅有身份识别功能的条码，也开始满足不了人们对日益繁多的商品的需求，于是二维码应运而生。最近几年开始有人提出一些储存量较高的二维条码。由于二维条码具有高密度、大容量、抗磨损等特点，所以更拓宽了条码的应用领域。而二维条码则可以在水平和垂直方向的二维空间存储信息，作为一种全新的自动识别和信息载体技术，二维条码能将图像、声音、文字等信息进行整合，从而增加搭载的信息量，二维码的数据存储量是一维条码的几十倍到几百倍，就像是一个便携式数据库。要提高信息密度，又要在一个固定面积上印出所需信息，可用两种方法来解决：一是在一维条码的基础上向二维条码方向扩展；二是利用图像识别原理，采用新的几何形体和结构设计出二维条码。前者发展处堆叠式二维条码，后者则有矩阵式二维码之发展，构成现今的两大类型。常用二维码堆叠式二维条码的编码原理是建立在一维条码的编码原理是建立在一维条码的基础上，将一维条码的高度变窄，再根据需要堆成多行，其在编码设计、检查原理、识读方法等方面都继承了一维条码的特点，但由于行数增加，对行的辨别、解码算法及软体则与一维条码有所不同。较具代表性的堆叠式二维条码有49码、16K码、PDF417码等。PDF是取英文PortableDataFile三个单词的首字母缩写，意为“便携数据文件”，是目前应用最为广泛的堆叠式二维条码。矩阵式二维条码是是以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点的出现表示二进制的“1”，不出现表示二进制的“0”，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。其中点可以是方点、圆点或其他形状的点。矩阵式二维条码是建立在计算机图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制。目前，二维条码的国家标准包括《GB/T17172-1997四一七条码》和《GB/T18284-2000快速响应矩阵码》等。2006年5月，具有我国自主知识产权的紧密矩阵码（CM码）/网络矩阵码（GM码）二维条码码制正式被原信息产业部批准成为国家电子行业标准，即《SJ/T11349-2006二维条码网络矩阵码》和《SJ/T11350-2006二维条码紧密矩阵码》。从此，中国人依靠自己的创新能力，成功阻击了国外条码技术的长驱直入。当二维条码遇见手机由于一维条码的信息容量小，离开了预先建立的数据库一维条码的使用就受到了局限，一种新的条码编码形式——二维条码便应运而生了，它具有信息容量大、编码范围广、译码可靠性高、制作成本与一维条码相同等特性。在我国，已被广泛应用于国防、医疗保健、商业、金融、后勤管理、专利收费、邮政管理、财政管理、暂住人口管理、部队仓库管理等领域，取得了很好的效果。手机二维码当二维条码遇见手机

从“一维条码”到“二维条码”，已经是一种技术的进步。技术的进步往往又能让一种应用转瞬之间家喻户晓。随着第三代移动通信（3G）时代的到来，手机功能增多，为二维条码的应用提供了更加广阔的空间，手机条码阅读引擎的开发使二维条码以手机为载体，拓展到移动通讯行业，只不过是在编码技术上根据手机识读的特点专门设计了条码。手机阅读条码正成为创造全新的通讯方式的桥梁，并超越传统的手机概念，成为人类生活中多用途、多功能的贴身工具。在我国，具有完全自主知识产权的二维码核心技术体系的自动识别企业已在演出市场、体育赛事等大型活动的票务系统，电子折扣券业务和电子VIP业务，媒体出版等领域取得了成功应用。当二维条码遇见手机

日、韩已成为全球3G增值业务的发展的先行者，欧美各国纷纷效仿。

目前，手机阅读二维条码正流行于日本和韩国，红透了半边天！

在日本的街头，随处都可以看用手机读取二维条码的人群，二维条码的使用范围遍及到了海报、游览手册、传单、折扣券、电子票证等多种介质上，在这里手机的用途已超过了基本的通讯功能。在日本东京的丸之内地区，连树上都贴着二维条码，只要将照相手机对着条码扫瞄，就可获得关于这棵树的介绍，包括附近建筑物的历史和好吃的餐饮资讯，一应俱全。应用在图铃下载的风潮，更是锐不可挡。时下最流行的恐怕就是二维条码亦可变成个人的名片，将个人的名片资料转成二维条码，印刷在名片上，对方只要用手机对着名片，很快地就可将名片资料转入手机的电话簿中。这同时也引发了日本二维条码印章风潮，姓名印章不再流行，制作一个二维条码的印章，才算可爱、才算酷。手机二维码当二维条码遇见手机

据我国信息产业部有关负责人日前介绍，我国3G牌照发放决策时机已到。随着3G进程加快，3G手机将成为今年手机市场又一需求，手机在移动增值业务发展进程中的作用不断显现，彩屏、百万像素摄像头、MP3、大容量内存将成为手机的标准配置。预计2010年，我国手机用户数量将超过4.5亿。

目前，更多的人对新技术的关注仅仅停在了当前，对未来的发展，尤其是可能即将发生的展现个人魅力、张扬个性之美的“手机阅读二维条码”并未给予充分的关注，容易忽视那些突破性的科技进展。相信大多数一定认为那只是创造科技的人们才会关注的问题。但实际上这些科技进步使大多数人的日常生活发生了翻天覆地的变化，上世纪80年代末期，电脑还只是一种昂贵的高科技产品，手机开始在中国出现，被称为“大哥大”的移动电话代表着身份和财富的象征。如今，大多数人在工作和生活中已经离不开这些东西了。相信不久的将来，符合我们现实生活所需的手机阅读二维条码应用将充满大街小巷，成为E时代的必备工具，将再一次演绎科技以人为本的精髓！火车票二维码电子标签：物联网的第二代身份证在大型超市购物，最“痛苦”的事恐怕莫过于结账——面对排起的长龙，收银员不停地扫描着购买的每一件商品，遇到“扫”不出来时，又不得不手工操作，输入商品的序列号，然后收款、找零、装袋——多么繁琐。在长长的队列中，顾客会不时发出不耐烦的感叹声。也难怪，购物本该是一种享受，如此的购物和结账方法让人无可奈何。都e时代了，难道就没有解决的办法么？我们可以通过射频识别技术（或者称电子标签）实现。探探RFID的源头RFID直接继承了雷达的概念，并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术——RFID技术。1948年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。

1)RFID技术发展的历程表。在20世纪中，无线电技术的理论与应用研究是科学技术发展最重要的成就之一。RFID技术的发展可按10年期划分如下：

1941～1950年。雷达的改进和应用催生了RFID技术，1948年奠定了RFID技术的理论基础。

1951—1960年。早期RFID技术的探索阶段，主要处于实验室实验研究。

1961—1970年。RFID技术的理论得到了发展，开始了一些应用尝试。

1971—1980年。RFID技术与产品研发处于一个大发展时期，各种RFID技术测试得到加速。出现了一些最早的RFID应用。

1981～1990年。RFID技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。

1991～2000年。RFID技术标准化问题日趋得到重视，RFID产品得到广泛采用，RFID产品逐渐成为人们生活中的一部分。

2001—今。标准化问题日趋为人们所重视，RFID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。

RFID技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的RFID正在成为现实。探探RFID的源头RFID的应用9527是我的终身代号RFID技术虽然是“小荷才露尖尖角”，但已显示出强大的生命力，应用范围十分广泛，发展前景让人乐观。射频技术与条码分属两种不同的技术，又不同的适用范围，有时会有重叠。两者之间在有无写入信息能力、能否实现远距离识别和批量识别、运营成本等方面有着较大区别。经过实地实验，沃尔玛的零售商场和配送中心应用RFID技术后，其货物短缺率和产品脱销率降低了16%，商品库存管理效率提高了10%左右，商品补货速度较以前提高了3倍左右，商场（超市）补货效率加快63%，零售商场和配送中心的商品平均库存量降低了10%。

9527是我的终身代号与传统条码识别技术相比，RFID的优势在于以下几点：1.为每件物品分配唯一的标识2.扫描速度快3.体积小、易封装4.抗污染能力强，可实现穿透性识别5.可以重复使用6.穿透性和无屏障阅读7.数据存储容量大8.安全性高唐伯虎点秋香-视频RFID俱乐部的主要成员

既然RFID这么流行与重要，那么RFID系统的组成是怎样的？电子标签分为哪几类？RFID系统又是如何进行工作的？下面我们将对其进行探索。RFID俱乐部的主要成员1.射频识别系统的组成一般来说，射频识别系统包含电子标签、读写器和数据管理系统三部分。射频识别系统的组成结构如图。其中电子标签和读写器之间通过耦合原件实现射频信号的空间(非接触)耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据的交换。射频识别系统的组成结构RFID俱乐部的主要成员2.电子标签分类电子标签根据供电方式、数据调制方式、工作频率、可读写性和数据存储特性的不同可分为不同的种类。根据标签的供电形式分为有源标签（主动标签）和无源标签（被动标签）。有源电子标签使用标签内电池的能量，识别距离较长，可达几十米甚至上百米，，但其寿命有限并且价格较高。而无源标签本身不带电池，自然也不能发射信号，但是它和一个“线圈”封装在一起，利用耦合的读写器发射的电磁场能量作为自己的