物流信息处理13w教材

物流信息处理与物联网技术基础第三篇物联网技术概论第1章物流信息自动识别§1.1概述一、自动识别技术

1.发展背景（1）在信息处理早期，大部分数据处理都是通过人工手工录入。数量庞大的数据录入工作，不仅劳动强度大、耗时多，而且数据误录率高，使得数据的使用失去了实时的意义。（2）为解决数据录入问题，研究和开发了各种自动识别技术，将人从繁重、重复且又十分不精确的手工劳动中解放出来，提高系统信息的实时性和准确性。2.定义

（1）自动识别技术是指应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的某种联系，主动地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。（2）超市购物使用的条码识别技术、银行卡消费或者取款采用的磁条技术、办公室门禁则采用非接触IC卡技术等，都是应用自动识别技术的例子。（3）自动识别技术是以计算机和通信技术的发展为基础的综合性科学技术，它是信息数据自动采集、自动输入计算机的重要方法和手段。自动识别技术是一种高度自动化的信息采集技术。二、自动识别系统的一般模型

1.自动识别系统包括系统前端、中间件或者接口(包括软件和硬件的)、后台处理软件等部分组成，系统将识别数据传输给计算机，由计算机对所采集的数据进行处理或者加工，最终形成对人们有用的信息。

2.完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统、应用程序接口或中间件、应用系统软件组成。系统的一般模型如图所示。

（1）前端部分采用不同的自动识别技术来自动进行数据采集，包括条码技术、射频识别技术、磁条技术、各种生物技术等；（2）中间件或者数据接口部分根据不同的自动识别技术具有不同的配置方式，可以是软件或硬件接口；

（3）应用软件接受中间件传来的数据，进行数据处理，完成各种具体业务应用。§1.2射频识别（RFID）技术

一、概述

1.RFID的定义射频识别（RadioFrequencyIDentification）RFID技术，又称电子标签、无线射频识别，是一项从上世纪90年代兴起并发展成熟的自动识别技术。

RFID基本原理是利用无线射频信号通过空间耦合（电磁感应或电磁耦合），实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别物体的目的。2.RFID的特点

与条形码、磁条、IC卡等相比，RFID技术具有较突出的优点：（1）非接触操作，非直视长距离识别（几厘米到几十米），应用便利；（2）无机械磨损，寿命长，能适应恶劣环境；（3）可识别高速运动物体，可同时识别多个电子标签；（4）读写器自身较安全；（5）数据较安全，具有相互认证，密码保护多种方式；二、RFID系统组成

RFID读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，实现对标签识别码和标签内存储数据的读出或写入操作。1.电子标签

（1）标签由耦合元件及芯片组成，每个RFID标签具有唯一的电子编码(id)，附着在物体上用于标识目标对象，电子标签中一般保存有约定格式的数据。（2）标签分类：有源标签，无源标签；（3）工作原理：标签进入电磁场后，标签中的天线接收读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量推动芯片工作，实现读/写数据操作，并发送信息给读写器，读写器获取信息并解码后，送至软件系统进行有关数据处理。2.天线系统

（1）指在RFID读写器和RFID卡中的天线；（2）天线在标签和读写器之间传递射频信号，即标签的数据信息；3.读写器

（1）读取或写入标签信息的设备，分为固定式或手持式；（2）读写器通常和计算机相连接，将标签信息传送给计算机进行处理。手持式RFID读卡三、RFID应用程序设计

1.基本原理（1）设计高级语言（例如VB）程序，应用生产厂家提供的软件接口，完成对RFID卡的数据读/写操作；（2）生产厂家提供的软件接口一般是动态链接库程序（例：Mr915Ap.dll）或高级语言程序模块（例：Module1.bas），要复制到指定文件夹；（3）在高级语言程序中使用生产厂家提供的命令，即可实现对RFID卡的数据读/写操作；

2.VB程序举例

（1）连接RFID读卡器

PrivateSubisButton1_Click()Dimtemp&,temp1&,tempstr$,strComm$,majorAsByte,minorAsByteDimresultAsIntegerDimaddrAsIntegerIfCombo3.ListIndex=0Then

addr=255Else

addr=Combo3.ListIndexEndIfbButton2=Truetemp=Combo2.ListIndex

strComm=Combo1.Textresult=CommOpen(hCom,strComm)Ifresult=0ThenDisplay("OpenSerialPort"&(Combo1.ListIndex+1)&"success!")temp1=SetBaudRate(hCom,temp,addr)Iftemp1=0Andresult=0ThenDisplay("设置波特率成功!")isButton1.Enabled=FalseisButton2.Enabled=TrueElseDisplay("设置波特率失败!")result=CommClose(hCom)EndIfElse

tempstr="打开串口"&(Combo1.ListIndex+1)&"失败!"Display(tempstr)EndIfEndSub“断开按钮”代码：PrivateSubisButton2_Click()DimresultAsIntegerresult=SetBaudRate(hCom,0,255)result=CommClose(hCom)Ifresult=0ThenDisplay("关闭串口"&(Combo1.ListIndex+1)&"成功!")isButton2.Enabled=FalseisButton1.Enabled=TrueElseDisplay("关闭串口失败!")EndIfEndSub（2）RFID卡读操作RFID卡的存储结构

实验用的RFID卡读写时采用“word”为单位，即按word为单位读出或写入，word也称为字长。1个word对应2个字节，1个字节对应2个16进制数；

word的编号是从0开始；

RFID卡内部空间结构：

（1）RESERVE区，长度为3word，即12个16进制数，可供用户放些额外信息。

（2）EPC区，长度为16word以上，其中前2个word为只读(word编号0，1)，在物流上常用的是6个word长度(word编号2至7)；

（3）TID区，长度为4word，这是RFID卡序列号，全世界唯一，该区只读，无法写入。这个区域用于防伪和身份任证；（4）USER区，有些超大容量的RFID卡有很大的USER区，可以存放物流日志信息，甚至一张相片。PrivateSubisButton3_Click()DimtempstrAsString,resultAsIntegerDimIAsLong,jAsIntegerDimbankAsInteger,ptrAsInteger,cntAsIntegerDimID(100)AsByte

flagTag=1DimMemb(4)AsIntegerMemb(0)=0Memb(1)=1Memb(2)=2Memb(3)=3bank=Memb(Combo4.ListIndex)

ptr=CByte(Combo5.Text)

cnt=CByte(Combo6.Text)result=Gen2Read(hCom,bank,ptr,cnt,ID(0),255)Ifresult=0Then

tempstr=""

tempstr=tempstr&""ForI=0Tocnt*2-1

tempstr=tempstr&""&Right$("00"&Hex(ID(I+1)),2)NextText2.Text=tempstrDisplay("读卡成功")ElseDisplay("读卡失败!")EndIfEndSub（3）RFID卡写操作§1.3卫星定位导航技术

一、卫星定位与导航技术概述

1.基本概念（1）卫星定位与导航技术是指利用卫星定位导航系统提供的位置、速度及时间等信息来完成对各种目标的定位、导航、监测和管理的技术。卫星定位导航系统是一种以卫星为基础的无线电导航系统。（2）随着通信技术、计算机技术、信息及航天与空间技术的迅猛发展，促使导航与定位技术、无线电导航设备及导航系统日新月异。（3）卫星定位导航系统提供了全球、全天候、高精度、快速响应的连续导航、定位和授时信息服务,是一种可供陆、海、空领域的军民用户共享的信息资源，越来越受到各个国家高度重视。目前，卫星定位导航技术已基本取代了无线电导航、天文测量和传统的大地测量技术，成为人类活动中普遍采用的定位导航技术。2.卫星定位导航系统组成卫星定位导航系统是以卫星为导航台的无线电导航系统，通常由卫星、地面支持网和用户设备三大部分组成。（1）卫星作为空间导航台，它接收和储存地面站制备的导航信息，再向用户发射，它还接收来自地面站的控制指令并向地面站发射卫星遥测数据，以便地面站了解卫星状况。

（2）地面支持网由多种地面站和计算中心组成，其功能是收集来自卫星及与系统工作有关的信息数据并进行处理，产生导航信号和控制指令，再由地面站发给卫星。

（3）用户设备。用户设备用于接收和处理卫星发射的导航信号，进行定位计算，为用户提供高精度、连续的三维位置（经度、纬度、高度）、三维速度和时间等信息。

卫星定位导航系统是一个庞大而且复杂的系统。在一定的空间轨道上配置一定数量的卫星，就可实现从地面、近地空间并延至外层空间的全球性连续导航服务，且不受气象条件、昼夜和地形的影响。3.卫星定位导航技术的发展

（1）1957年10月，苏联成功发射世界第一颗人造地球卫星；（2）1964年9月，美国研制成功海军导航卫星系统(NNSS)。该系统的卫星网由6颗卫星组成，其轨道通过地球南北极上空，与地球子午线相一致，因此也称子午卫星系统。该系统主要服务对象是“北极星”级核潜艇，1967年7月，美国政府批准该系统解密提供民用服务，为各种海面舰船定位导航。但该系统存在着定位实时性差、不能确定高程等缺陷，无法满足高精度、高动态用户的要求。

（3）美国从1978年发射GPS首颗卫星，到1994年完成24颗中高度圆轨道卫星组网，GPS系统全部建成，投资共达300亿美元。

GPS实现了全球、全天候、连续、实时、高精度导航定位，对人类活动影响极大，应用价值极高。该系统由美国国防部控制，属军民两用，分成军码和民码。军码定位精度10m，仅供美军及其盟友使用；民码定位精度20m左右，平时向全球